礦井機電一體化數(shù)控技術的應用

＊劉英博

（山西陽泉市南煤集團 山西 045000）

在采礦業(yè)中工作時，采礦機械的自動化程度和經(jīng)濟性決定著采礦業(yè)的供電，排水，通風和起吊。礦山機械和其相關的控制系統(tǒng)、電子性能能夠直接影響礦山的一些使用功率，對其經(jīng)濟價值和可靠性產(chǎn)生一定的影響，進而影響到建筑質(zhì)量，生產(chǎn)效率和保質(zhì)期。電子系統(tǒng)是現(xiàn)代礦山機械較為關鍵的一部分，不斷衡量使用礦山機械的正常工作標準?，F(xiàn)在礦山對機械設備的要求比較高，只是依靠簡單的機械技術，根本不能滿足這些要求，所以，電子控制技術不斷興起，并在采礦業(yè)中逐漸開始應用，促進采礦業(yè)的快速發(fā)展。機電一體化技術應該科學的應用在礦山機械中，它將帶來礦山機械和礦山生產(chǎn)的革命性變化，并實現(xiàn)巨大的飛躍。

1.機電一體化的數(shù)控技術與礦井機械

基于機電一體化技術（圖1）的數(shù)控技術，在具體的采礦任務中起著重要作用。該技術與液壓控制技術，電子技術和機械技術等許多技術高度集成，可以大大提高機械效率和精度，安裝和拆卸速度，易于維修和維護，控制方便，可靠性，安全性等，以微處理器和微計算機為重心的電子技術及其控制裝置也已廣泛用于采礦機械中。機電一體化技術中使用的數(shù)控技術非常明顯，目前在礦山機械中應用的范圍越來越多，重點使用項目包括變頻控制，故障報警等。隨著采礦業(yè)對采礦機械性能要求的不斷提高，許多電子控制設備在采礦機械中的應用也將越來越廣泛，并將朝著復雜的結構和專業(yè)化的方向發(fā)展。

圖1 煤礦機電一體化

2.礦井機電一體化信息智能化現(xiàn)狀分析

(1)關于應用分析

與某些發(fā)達國家相比，我國的機電一體化技術起步較晚，但隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展和技術進步，機電一體化技術已逐漸得到改善。最初，我國將綜合機械化采煤機（圖2）的研發(fā)成果付諸實踐。因此，我國的機電技術得到了極大的改進。隨著時代的發(fā)展，機電一體化的信息自動化技術已被廣泛使用，而電動牽引剪的使用是一種相對普遍的技術。在礦山機電一體化設備中，電力牽引采煤機是一個非常重要的組成部分，該設備由多機系統(tǒng)驅(qū)動，并且通過合理配置電動機，具有一定的轉型效果。該操作基于多機變速器的合理設計，電機更傾向于工作結構，旋轉效率大大提高。與液壓剪相比，電動牽引剪具有明顯的優(yōu)勢，可以克服強度的前提，為剪提供必要的制動力。

圖2 采煤機

(2)搭建自動化的管理平臺

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡平臺和軟件數(shù)據(jù)存儲平臺被用來實現(xiàn)以信息為交互的機電一體化自動化管理平臺。在信息機電一體化系統(tǒng)中，通過集成和統(tǒng)一這些模塊，完善了各個子系統(tǒng)，包括檢測子模塊，監(jiān)視和監(jiān)視子模塊等，以合理地配置每個軟件。首先，通過數(shù)據(jù)傳輸平臺的統(tǒng)一，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)表達的統(tǒng)一，并且管理模式和數(shù)據(jù)的處理格式是標準化的。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成可以大大改善信息共享，并真正利用數(shù)據(jù)的價值。在現(xiàn)階段，該礦場的大多數(shù)作業(yè)都無人值守。因此，確保礦山機電設備的安全運行需要對其進行自動管理和遠程控制。目前，可以通過遠程控制技術對礦山進行有效監(jiān)控，但是無限遠程控制技術還有待研究。機電信息交換平臺的建立對生產(chǎn)過程很重要?？梢杂行У厥占袊鴻C電設備的信息，例如供水設備，電源設備等，這些信息可以非常有效地集成。同時，信息平臺可以通過三維效果與視頻技術等結合。直觀的表達方式，增強數(shù)據(jù)分析的智能性，對生產(chǎn)過程進行動態(tài)監(jiān)控，并提高礦山機電設備的運行效率。在構建平臺時，邏輯系統(tǒng)的組成由多個子系統(tǒng)組成，其中主要包括：環(huán)境監(jiān)測變電站子系統(tǒng)對礦井瓦斯含量進行有效監(jiān)測。

3.礦井機械中機電一體化技術數(shù)控應用分析

(1)礦井的安全生產(chǎn)

為了確保采礦生產(chǎn)的安全，應使用監(jiān)控系統(tǒng)作為輔助，性能卓越的礦井監(jiān)控系統(tǒng)（圖3）可以最大程度地減少或防止采礦生產(chǎn)過程中可能發(fā)生的安全事故。一般來說，礦山生產(chǎn)中對礦山監(jiān)控系統(tǒng)有一定的要求，應盡可能保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行，以及礦山之間的通訊。必須保證人員安全，以確保地下人員的生命安全。機電一體化數(shù)控技術應用在礦山監(jiān)控系統(tǒng)中，它可以完全連接系統(tǒng)主機中的數(shù)據(jù)庫，使用局域網(wǎng)形成同步模式，使用通訊接口專門監(jiān)視主機和備用計算機，并使用專業(yè)軟件進行分析和組織，此過程中顯示的各種數(shù)據(jù)均滿足打印，查看圖像，檢索，加載等各種要求，從而為生產(chǎn)提供技術支持，確保礦山的安全運行與監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行，并提高礦山的生產(chǎn)安全性。

圖3 礦井監(jiān)控系統(tǒng)

(2)礦井運輸及提升

礦山運輸是確保正常采礦生產(chǎn)的基本任務，其特定的工作效率和整個礦山的實際生產(chǎn)效率聯(lián)系的比較緊密。根據(jù)很多的資料顯示，現(xiàn)在的常用礦山運輸設備中，傳送帶被廣泛使用，是主要的礦山運輸設備。它們具有許多優(yōu)點和功能，例如可靠性高，運輸量大和自動化程度高。使用礦井提升機可以達到完全數(shù)字化提升的目的?？茖W的使用機電一體化設備可以調(diào)整和改善設備的使用結構，并合理的連接相應的變速箱和鼓，這樣可以很好的增強設備的安全使用性和可靠性。

(3)礦井的綜合采礦

礦井在開采的時候，充分利用了機電一體化數(shù)控技術的優(yōu)勢。近年來，在該設備的具體應用過程中，與液壓牽引相比，在牽引特性上已顯示出獨特的優(yōu)勢和進步。此外，電動牽引剪具有較大的工作功率，并且可以承受較大的壓力。

(4)礦井機械

礦山使用的供電設備其實就是先進的機電一體化設備，要嚴格按照礦山電源的自身要求，科學、嚴謹?shù)氖褂靡恍┐蠊β试O備，設備的質(zhì)量非常嚴格，保證了礦山設備在工作的時候具有較強的安全性和穩(wěn)定性。在這樣的使用環(huán)境之下，要合理的開采礦山，具體的分析各種存在的情況和問題，在此基礎上使用正確的提取方法，以最大程度地減少無功電流的損失和供電系統(tǒng)無功功率的損失，因此功率因數(shù)增加。通常，集中清理和現(xiàn)場清理是兩種常見方法。根據(jù)礦井機械應用的當前狀態(tài)，不難看出使用最廣泛的是微機保護開關。這種設備所使用的網(wǎng)絡功能比較具體，能夠給礦井工作提供更多的便捷，可以普遍的在礦業(yè)中使用，大規(guī)模應用和推廣。

4.機電一體化數(shù)控技術的未來展望

與國外先進技術相比，機電一體化數(shù)控技術在國內(nèi)礦山機械中的應用還存在較大差距。要根據(jù)國內(nèi)礦山的發(fā)展現(xiàn)狀，充分學習和引進國外先進的礦山機械技術，規(guī)劃和開發(fā)機電一體化數(shù)控技術，以滿足國內(nèi)礦山生產(chǎn)的需要。隨著國家機電一體化數(shù)控技術能力的逐步提高，采礦公司需要對相關工作人員開展機械和具體技術使用方面的一些重要培訓，以便員工可以適應不斷更新的礦山自動化機械并能勝任操作。此外，礦山機械的維護和管理也很重要，礦業(yè)公司應更加重視這一方面，為礦山生產(chǎn)提供穩(wěn)定安全的環(huán)境。

5.結束語

總之，機電一體化數(shù)控技術在礦山機械中的應用具有重要意義。機電一體化數(shù)控技術可以應用于采礦安全生產(chǎn)，運輸和起重，綜合開采等方面。礦業(yè)公司必須加強這項技術的研發(fā)，為采礦生產(chǎn)打下堅實的基礎。機電一體化技術的發(fā)展為煤炭工業(yè)帶來了更廣闊的發(fā)展空間。通過其應用和管理平臺分析，改進了基于信息的機電一體化自動管理技術，大大提高了煤炭行業(yè)的生產(chǎn)效率，對企業(yè)的經(jīng)濟效益也有一定的積極作用，對改善煤炭資源的合理利用，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。