煤礦機電自動化控制技術(shù)的優(yōu)勢及運用探討

段加攀

（富源縣能源局中安能源分局，云南 富源 655500）

經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動了我國科學(xué)技術(shù)的不斷革新，自動化技術(shù)在各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，尤其是煤礦行業(yè)，利用自動化、智能化的技術(shù)完成生產(chǎn)作業(yè)，能夠有效減少人力資源投入，為煤礦企業(yè)節(jié)省成本的同時，也提升了生產(chǎn)效率，能夠用最小的投入創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)和社會效益。但自動化技術(shù)在我國依然處于起步階段，還需要強化對該技術(shù)的進(jìn)一步研究。

1 煤礦機電自動化控制技術(shù)

1.1 煤礦機電自動化技術(shù)概述

自動化技術(shù)主要是利用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)完成的控制功能，從煤礦機電設(shè)備的角度來看，能夠利用上述技術(shù)實現(xiàn)編程控制，利用各種電子裝置、存儲器完成邏輯運算，讓煤礦機電設(shè)備完成指揮人員下達(dá)的各種指令，與此同時還具備數(shù)據(jù)收集、處理、分析、儲存等各項功能。煤礦機電自動化控制裝置中包含很多元件，例如中央處理器、電源、信息輸入和輸出系統(tǒng)等，各個部分協(xié)同合作才能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的實時控制。

1.2 煤礦機電自動化控制的優(yōu)勢

1.2.1 提升工作安全性

煤礦工作環(huán)境較為復(fù)雜，存在很多安全隱患，例如有毒有害氣體、煤礦塌方等，屬于高危行業(yè)，煤礦工作人員在日常工作中很容易受到突發(fā)情況的影響，對其生命財產(chǎn)安全造成巨大威脅。如果有關(guān)人員不具備操作設(shè)備的基本能力，或在工作中出現(xiàn)失誤，就很有可能造成安全事故。因此需要本著安全生產(chǎn)的原則，推動各環(huán)節(jié)安全展開，盡可能利用機械設(shè)備取代人工操作，提升生產(chǎn)過程的安全性。將自動化控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦機電設(shè)備中，不僅能夠在極大程度上提升工作效率，還有助于減少安全隱患，避免出現(xiàn)各種安全事故。與此同時，還能夠簡化操作流程、減少人為失誤、提升設(shè)備運行的安全性和穩(wěn)定性，減少故障出現(xiàn)的幾率。利用集中控制系統(tǒng)將各項設(shè)備聯(lián)系在一起，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化管理，為煤礦開采事業(yè)提供安全性保障。

1.2.2 提升設(shè)備運行效率

近些年我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展迅速，各行各業(yè)對煤礦資源的需求量不斷增加，為煤礦機電設(shè)備的運行效率也提出了更高要求。在正常工作開展的過程中，煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)主要由不同設(shè)備組成，如果某一部分的設(shè)備不能滿足高強度的工作要求，就會降低整體工作效率。不僅如此，考慮到煤礦生產(chǎn)的工作環(huán)境，長期處于陰暗潮濕的地下或山洞中，這也會增加設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率。如果依然沿用傳統(tǒng)工作模式進(jìn)行設(shè)備管理，不僅需要增加人力資源投入，在長時間的工作中，也不可避免會出現(xiàn)人為操作失誤的情況，對設(shè)備正常運行造成影響。為了有效解決這一問題，需要根據(jù)實際情況在原有管理模式上不斷進(jìn)行創(chuàng)新，引入現(xiàn)代化的自動化控制技術(shù)，綜合考慮設(shè)備型號、參數(shù)等各方面信息，對設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行不斷地改造升級，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)，還能夠完成自動化檢測，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)的各種故障并有效處理，保證了工作效率。

1.2.3 提高煤礦生產(chǎn)水平

在煤礦事業(yè)不斷發(fā)展的過程中，企業(yè)要以盡可能少的成本投入來實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，自動化控制技術(shù)的引入，能夠?qū)⒏鱾€模塊集中起來進(jìn)行統(tǒng)一管理，可以利用計算機軟件完成程序編寫，加強各個設(shè)備之間的聯(lián)系性。在系統(tǒng)的集中控制作用下，可以利用邏輯圖、梯形圖的形式來描述程序進(jìn)程，能夠根據(jù)實際情況進(jìn)行不斷調(diào)整，系統(tǒng)也能夠得到優(yōu)化，生產(chǎn)水平和系統(tǒng)管理水平能夠得到進(jìn)一步提升。就目前煤礦設(shè)備運行的實際情況來看，其中還加入了屏蔽模塊、抗壓模塊，能夠在沒有信號的地下正常工作，在惡劣環(huán)境中也有著良好表現(xiàn)，能盡可能減少突發(fā)情況給煤礦開采事業(yè)帶來的安全性威脅，推動機電生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展，在為煤礦企業(yè)節(jié)省成本的同時，有效加強各部分之間的聯(lián)系。

2 煤礦機電自動化控制原則

2.1 經(jīng)濟(jì)性原則

當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，煤礦機電自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，有助于煤礦企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益最大化，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）提升企業(yè)風(fēng)險管理水平。自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，大大降低了安全事故發(fā)生的幾率，能讓煤礦企業(yè)管理者將更多精力放在提升生產(chǎn)效率方面，并制定全面的風(fēng)險防范策略；（2）能有實現(xiàn)資源最優(yōu)配置。煤礦機電自動化控制技術(shù)能夠促進(jìn)資金回本，提升績效考核工作的深入性。

2.2 技術(shù)創(chuàng)新性原則

根據(jù)有關(guān)調(diào)查研究顯示，煤礦機電自動化控制管理能夠解決傳統(tǒng)設(shè)備管理中存在的各種問題，全面提升工作人員工作積極性，利用專人實現(xiàn)管理，能夠發(fā)現(xiàn)技術(shù)設(shè)備存在的問題，這是基于傳統(tǒng)管理模式的創(chuàng)新，能促進(jìn)煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 煤礦機電自動化控制技術(shù)

3.1 構(gòu)建監(jiān)控平臺

在煤礦機電自動化控制技術(shù)應(yīng)用的過程中，不僅需要有關(guān)人員具備操控機電設(shè)備的基本能力，提升設(shè)備運行效率，還需要本著資源節(jié)約、環(huán)境友好的原則，優(yōu)化資源配置，實現(xiàn)資源的最大化利用，充分發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用價值。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展的時代背景下，在機電設(shè)備正常使用的過程中，GIS、GPS 系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠滿足有關(guān)人員更加多樣化的需求。在設(shè)備運行過程中，煤礦機電設(shè)備操作人員可以設(shè)置自動監(jiān)控模式，避免人為因素的干擾。除此之外，在技術(shù)優(yōu)化的過程中，工作人員需要從多個方面思考問題，解決傳統(tǒng)技術(shù)存在的弊端和缺陷，根據(jù)實際情況制定更為科學(xué)合理的工作方案，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時代背景下，煤礦機電自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升監(jiān)測效果，在先進(jìn)技術(shù)的支持下，設(shè)備監(jiān)測能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展。

3.2 執(zhí)行遠(yuǎn)程監(jiān)測

從傳統(tǒng)技術(shù)的角度來看，在機電設(shè)備運行過程中難以對設(shè)備運行情況進(jìn)行監(jiān)督控制，為了解決傳統(tǒng)技術(shù)存在的局限性，在自動化控制技術(shù)的應(yīng)用背景下，煤礦工作人員可以利用GIS 技術(shù)，構(gòu)建設(shè)備監(jiān)測方案，凸顯當(dāng)下先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用作用和價值?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)的推廣和應(yīng)用，能夠有效實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，是基于傳統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新升級。在實際應(yīng)用過程中，有關(guān)人員需要嚴(yán)格按照規(guī)章制度和操作規(guī)范處理好每個細(xì)節(jié)，實現(xiàn)全方位、多角度的監(jiān)督控制和管理，減輕工作人員負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)高效調(diào)度。煤礦工作人員需要設(shè)置合理的工作指標(biāo)，深入分析機電設(shè)備存在的各種安全質(zhì)量問題，定期對設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)。煤礦企業(yè)可以安排專業(yè)人員全面檢查設(shè)備的功能性是否完好，這也是實現(xiàn)自動化控制的必要保障。

3.3 設(shè)備故障處理

根據(jù)以往的工作經(jīng)驗來看，煤礦機電設(shè)備大多都在嚴(yán)峻的環(huán)境下進(jìn)行工作，煤礦開采作業(yè)較為復(fù)雜，且不同地區(qū)在環(huán)境上也存在較大差異，這對機電設(shè)備穩(wěn)定運行和自動化控制都有不小影響，如果煤礦企業(yè)不能對設(shè)備進(jìn)行定期檢修，勢必會影響到工作和生產(chǎn)效率。為了有效解決這一問題，煤礦企業(yè)管理者就需要意識到先進(jìn)技術(shù)的重要性，應(yīng)用設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)，對設(shè)備正常運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督和管理，嚴(yán)格按照各項要求落實安全標(biāo)準(zhǔn)。特別是在惡劣工作環(huán)境下的設(shè)備狀態(tài)，更需要引起充分重視，可以制定自動化安裝質(zhì)量管理體系。除此之外，不管是人為操作還是外部環(huán)境因素，都會對機電設(shè)備正常運行造成影響，為了降低故障出現(xiàn)的概率，還需要利用計算機和信息技術(shù)搭建故障自動檢測平臺，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行時出現(xiàn)的各種問題，精確定位故障出現(xiàn)的部位，便于煤礦工作人員及時進(jìn)行維修。

4 煤礦機電自動化控制技術(shù)的應(yīng)用

4.1 在煤礦采掘設(shè)備中的應(yīng)用

在煤礦采掘工作開展的過程中，自動化控制技術(shù)能有效提升設(shè)備性能，自動化技術(shù)可以實現(xiàn)采煤機運行軌跡的計算，完成自動切割管理。利用計算機、信息技術(shù)實現(xiàn)對設(shè)備的集中控制，設(shè)備具有自動記憶功能，根據(jù)實際情況合理調(diào)整切割參數(shù)，推動煤礦開采工作順利開展。液壓牽引機是煤礦開采工作中必不可少的設(shè)備之一，要利用自動化技術(shù)對其進(jìn)行合理改造，加入實時監(jiān)控系統(tǒng)，有效收集煤礦作業(yè)中的各項數(shù)據(jù)信息，根據(jù)工作環(huán)境合理調(diào)整設(shè)備參數(shù)；在部分煤礦開采作業(yè)中，也會應(yīng)用到空壓機，但如果人為操作不當(dāng)，就很容易出現(xiàn)排氣量猛增的問題。而自動化控制技術(shù)就能夠有效解決這一問題，變頻器的引入能夠?qū)⒃O(shè)備排氣量保持在合理范圍之內(nèi)，減少能耗，提升工作效率。煤礦開采工作具有一定的安全性威脅，利用自動化控制技術(shù)，能夠讓設(shè)備進(jìn)入到人工無法前往的惡劣環(huán)境和工作場所，收集工作環(huán)境的各項信息，并完成實時反饋，便于工作人員對現(xiàn)場進(jìn)行評估。

4.2 在煤礦儲運設(shè)備中的應(yīng)用

在煤礦開采工作完成后，還需要將其運輸?shù)街付ǖ攸c，從以往工作的實際情況來看，一旦儲運設(shè)備出現(xiàn)故障，就會影響整體的工作效率，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠提升儲運設(shè)備運行的穩(wěn)定性和安全性，強化運輸效率。就目前我國煤礦行業(yè)儲運系統(tǒng)發(fā)展的實際情況來看，西門子PC7S 系統(tǒng)的應(yīng)用較為廣泛，能夠在實現(xiàn)設(shè)備集中管理的同時，對設(shè)備各個功能進(jìn)行有效區(qū)分。現(xiàn)場總線技術(shù)是系統(tǒng)通訊中常采用的方式之一，能在環(huán)境惡劣、信號差的地區(qū)完成通信，加強各個部門之間的聯(lián)系，使設(shè)備穩(wěn)定性得到有效保障。在井下膠帶輸送機運行的過程中，利用自動化技術(shù)對其進(jìn)行有效控制，能夠增加制動力；在先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用背景下，能夠?qū)⒏黜椩O(shè)備的運行參數(shù)控制在合理范圍之內(nèi)，從而進(jìn)一步提升工作效率。如果膠帶運輸機發(fā)生故障，監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)立即停車，保證安全性，也減少安全事故發(fā)生的幾率。

4.3 在礦井提升機中的應(yīng)用

提升機是煤礦開采中的重要設(shè)備，具有慣性大、速度快等一系列特點，在其正常運行的過程中也容易受到各種因素的影響，即便采取了一定的保護(hù)措施，依然難以取得理想化成效。自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠提升礦井提升機在運行過程中的安全性和穩(wěn)定性，也讓設(shè)備具有自查功能；自動控制技術(shù)中還具有微處理功能，能讓設(shè)備完成自動檢修工作，進(jìn)一步優(yōu)化其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

4.4 在安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤礦本身的工作環(huán)境較為復(fù)雜，其生產(chǎn)過程中的安全性也得到了社會各界人士的廣泛關(guān)注，因此為了保證煤礦工作人員的生命財產(chǎn)安全，設(shè)置安全監(jiān)控系統(tǒng)是十分有必要的。就目前情況來看，很多煤礦企業(yè)為了提升生產(chǎn)過程中的安全保障，都廣泛利用自動化控制技術(shù)建立了井下監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控的內(nèi)容十分廣泛，主要包括對有毒有害氣體的監(jiān)控、對電網(wǎng)的監(jiān)控、對工作環(huán)境的監(jiān)控等，在降低出現(xiàn)安全事故幾率的同時，還有助于提升生產(chǎn)效率，一旦出現(xiàn)安全隱患，安全監(jiān)控系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)自動預(yù)警，提示煤礦工作人員出現(xiàn)異常的部位，并及時解決問題。與此同時，該系統(tǒng)還能夠讓煤礦企業(yè)管理者提前制定風(fēng)險預(yù)警機制，預(yù)測意外發(fā)生的可能性，如果機械設(shè)備出現(xiàn)故障或發(fā)生了人員被困的情況，監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時告知工作人員，并完成營救。

5 結(jié)束語

總而言之，煤礦能源是當(dāng)前我國能源的重要組成部分，能夠?qū)ξ覈?jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要的推動作用，也能夠有效保障社會穩(wěn)定。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，我國煤礦開采效率得到了進(jìn)一步提升，但依然難以滿足人民群眾日益增長的需求，且受到設(shè)備老化、故障等一系列因素的影響，生產(chǎn)效率不高，對此，需要加強自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，提升機電設(shè)備性能，保障煤礦工作人員生命財產(chǎn)安全，推動我國煤礦事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。