周均民

摘? 要：在我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，煤礦產(chǎn)業(yè)是重要的組成部分，對(duì)我國(guó)能源利用和建設(shè)具有至關(guān)重要的影響。要想實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升，煤礦機(jī)電設(shè)備是重要的基礎(chǔ)保障，伴隨科學(xué)技術(shù)和智能技術(shù)的不斷提升，智能控制技術(shù)在煤炭機(jī)電設(shè)備中被廣泛應(yīng)用，有效地將煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率進(jìn)行了提升。因此，該文首先對(duì)智能控制進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述，隨后對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備現(xiàn)階段的應(yīng)用現(xiàn)狀以及具體應(yīng)用情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞：智能控制技術(shù)? 煤礦機(jī)電設(shè)備? 應(yīng)用分析? 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TD63? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）10（b）-0000-00

Application Analysis of Intelligent Control Technology in Coal Mine Electromechanical Equipment

ZHOU? Junmin

（Guotun coal mine of Heze Coal Power Co.， Ltd.， Heze， Shandong Province， 274700 China）

Abstract： In China's industrial structure， the coal mine industry is an important part， and has a vital influence on China's energy utilization and construction.In order to achieve the improvement of production efficiency， coal mine mechanical and electrical equipment is an important basic guarantee. With the continuous improvement of science and technology and intelligent technology， intelligent control technology is widely used in coal mechanical and electrical equipment， and effectively the production efficiency of coal mine enterprises has been improved.Therefore， this article first gives a simple overview of intelligent control， and then briefly discusses the current application status and specific application situation of coal mine electromechanical equipment， for reference only.

Key Words： Intelligent control technology; Coal mine mechanical and electrical equipment; Application analysis; Application

煤炭作為我國(guó)重要的資源組成部分，隨著開(kāi)采面積的不斷增加，其開(kāi)采的難度也在不斷上升，為了提升開(kāi)采水平和開(kāi)采效率，智能控制技術(shù)的有效應(yīng)用也越來(lái)越迫切。目前，在煤礦機(jī)電設(shè)備的智能控制技術(shù)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)步，煤炭開(kāi)采率得到了有效地提升，同時(shí)將安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了一定的降低，使得機(jī)電設(shè)備的故障得到了有效地控制。該文就智能控制技術(shù)在采煤機(jī)、煤礦挖掘和監(jiān)控設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備以及礦井提升設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行了較為細(xì)致的分析。

1 智能控制技術(shù)概述

智能控制技術(shù)是控制技術(shù)的最高階段，能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行智能處理以及反饋，進(jìn)而進(jìn)行決策的方式，其主應(yīng)用于相對(duì)復(fù)雜且難以解決的系統(tǒng)控制，同時(shí)其研究對(duì)象也具有一定的特點(diǎn)，如不確定的數(shù)學(xué)模型、高度的非線性和復(fù)雜的任務(wù)要求[1]。智能控制技術(shù)的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：首先，其面對(duì)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行全局控制，具有十分優(yōu)良的容錯(cuò)能力;其次，其控制過(guò)程是以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)表示的混合控制過(guò)程，采用開(kāi)閉環(huán)控制和定性決策及定量控制結(jié)合的多模態(tài)控制方式;再次，其能夠自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，能夠進(jìn)行總體自尋優(yōu)，同時(shí)其自適應(yīng)、組織、學(xué)習(xí)等能力較為強(qiáng)大;最后，其自我修復(fù)、補(bǔ)償和判斷決策能力十分優(yōu)異。

2 智能控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的重要性

2.1 優(yōu)化機(jī)電設(shè)備整體運(yùn)行效率

將智能控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備當(dāng)中，對(duì)完善機(jī)電設(shè)備的自我驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有重要作用，即便控制任務(wù)相對(duì)復(fù)雜也能夠更加快速準(zhǔn)確地完成，雖然智能控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的時(shí)間有限，但是現(xiàn)階段該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到多種學(xué)科交叉控制的階段，信息論、制動(dòng)控制等是其研究的重點(diǎn)方向。與傳統(tǒng)控制技術(shù)相比，智能控制技術(shù)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)中應(yīng)用得較為廣泛。煤礦機(jī)電設(shè)備在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要采用模塊化的方式，其功能十分廣泛，同時(shí)其剪裁性能十分優(yōu)越，進(jìn)而保證設(shè)備的不斷優(yōu)化。將群控系統(tǒng)加入到設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，使得整個(gè)操作流程具有固定性，操作標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施統(tǒng)一性，進(jìn)而將機(jī)電設(shè)備的整體性能進(jìn)行提升。將智能控制技術(shù)融入機(jī)電一體化過(guò)程中，能夠?qū)⒉僮髁鞒踢M(jìn)行一定的優(yōu)化與完善，使得操作時(shí)間得到有效降低，工作效率增強(qiáng)，多控制和多軸加工的需求也能夠更好地滿足，人工操作工作量減少，使得加工程序變得更加標(biāo)準(zhǔn)和高效。

2.2 促進(jìn)煤炭開(kāi)采率的有效提升

我國(guó)的能源資源中油氣資源含量相對(duì)較少，而煤炭資源具有較為豐富的儲(chǔ)備量，使得我國(guó)的煤炭能源成為主要的使用能源，這在一定程度上使得能源使用的穩(wěn)定性受到了一定的威脅。在傳統(tǒng)的采掘技術(shù)中，人工操作設(shè)備是主要的操作方式，在煤礦采掘的過(guò)程中會(huì)存在一定高風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，以及采掘效率低下，同時(shí)會(huì)浪費(fèi)大量的人力資源，生產(chǎn)的穩(wěn)定性也得不到有效地保障。將智能控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備當(dāng)中，能夠?qū)⒋罅康娜斯べY源進(jìn)行有效的解放，同時(shí)對(duì)各類煤礦的采掘要求都能夠較好地滿足，將采掘工作的效率進(jìn)行有效提升，同時(shí)將采掘程度進(jìn)行加深，將煤炭資源的浪費(fèi)程度進(jìn)行有效降低，不僅有利于煤炭資源的開(kāi)采，同時(shí)能夠更好地響應(yīng)國(guó)家能源結(jié)構(gòu)整合的策略，對(duì)推進(jìn)煤礦行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展具有積極的影響。

2.3 降低煤炭開(kāi)采的安全風(fēng)險(xiǎn)

煤礦行業(yè)是一項(xiàng)具有高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，尤其是在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，安全問(wèn)題變得更加突出，在整個(gè)開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中，需要每個(gè)工作人員聚精會(huì)神，保證煤礦機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能夠?qū)a(chǎn)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)降低到最小。在煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)永遠(yuǎn)是第一要素。將智能控制技術(shù)融入煤礦機(jī)電設(shè)備中，能夠?qū)κ┕ぐ踩a(chǎn)生重要的積極影響。智能控制技術(shù)通過(guò)相關(guān)算法，能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的掌握和分析，與人工控制和操作相比其準(zhǔn)確性和迅速性都是十分突出的，進(jìn)而保證機(jī)電設(shè)備能夠時(shí)刻處在良好的運(yùn)行狀況之下，進(jìn)而將整個(gè)施工流程的安全性進(jìn)行保障。

3 智能控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的具體應(yīng)用

3.1 智能控制技術(shù)的功能和應(yīng)用

計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)是一門具有獨(dú)立性的交叉性綜合學(xué)科，近些年科學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了智能控制技術(shù)的顯著提升，在煤礦機(jī)電設(shè)備中使用智能控制技術(shù)，其設(shè)備的整體性能和質(zhì)量都得到了質(zhì)的飛躍，對(duì)推動(dòng)煤礦機(jī)械的發(fā)展具有重要意義。智能控制技術(shù)的主要功能有以下幾個(gè)方面：首先，現(xiàn)階段煤礦設(shè)備大多數(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化或自動(dòng)化控制，將施工的精準(zhǔn)度進(jìn)行了增強(qiáng)，在一定程度上緩解了人工工作的強(qiáng)度，保證了企業(yè)生產(chǎn)效率的穩(wěn)定性。以液壓支架電液控制系統(tǒng)為例，通過(guò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的使用，在操作的過(guò)程中，主需要將相應(yīng)程序輸入到操作支架上，便能夠?qū)ζ溥M(jìn)行自動(dòng)化控制[2]。其次，通過(guò)智能控制技術(shù)，可以在煤礦機(jī)電設(shè)備中加入自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、在線監(jiān)控系統(tǒng)等，對(duì)整個(gè)施工操作的流程以及設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，一旦出現(xiàn)異常情況，能夠進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)相關(guān)技術(shù)人員對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行查找和解決，提升對(duì)機(jī)電設(shè)備的維護(hù)和檢修工作之間，進(jìn)而將機(jī)電設(shè)備的使用時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)。最后，在運(yùn)輸機(jī)設(shè)備中應(yīng)用智能控制技術(shù)，需要與PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合使用，通過(guò)變頻技術(shù)，能夠?qū)C(jī)電設(shè)備的電量控制在30%左右，有利于將整體生產(chǎn)效率進(jìn)行提升，通過(guò)遠(yuǎn)程遙控和編程對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制即可，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。

3.2 智能控制技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用

將智能控制技術(shù)應(yīng)用到采煤機(jī)設(shè)備當(dāng)中，提升測(cè)試系統(tǒng)的先進(jìn)性，能夠?qū)⒃O(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行提升，同時(shí)能夠有效地保障測(cè)試系統(tǒng)結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性。在進(jìn)行測(cè)試環(huán)節(jié)之間，需要將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并整理，更加深入地進(jìn)行仿真系統(tǒng)性能的操作，加速合理控制技能技術(shù)的形成;除此之外，還要進(jìn)行被監(jiān)測(cè)對(duì)象負(fù)載和運(yùn)行環(huán)境的實(shí)驗(yàn)?zāi)M。整個(gè)測(cè)試階段主要由三部分構(gòu)成：（1）手動(dòng)階段。以人工方式為主，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理。（2）自動(dòng)測(cè)試階段。使用智能控制系統(tǒng)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。（3）充分利用外圍設(shè)備。將人工測(cè)試方式轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助性測(cè)試，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)試，提升測(cè)試速度和結(jié)構(gòu)，拓展測(cè)試范圍。以液壓泵實(shí)驗(yàn)為例，在實(shí)驗(yàn)時(shí)要重點(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳感器進(jìn)行關(guān)注，對(duì)元件的有效性進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行查看，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)，將其工作效率進(jìn)行分析，以分析結(jié)果作為依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)工作效率的提升，將測(cè)試有效范圍進(jìn)行不斷擴(kuò)大[3]。

3.3 智能控制技術(shù)在挖掘和監(jiān)控設(shè)備中的應(yīng)用

在進(jìn)行煤礦井下作業(yè)的過(guò)程中，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，整體工作環(huán)境處于十分惡劣的狀態(tài)，在開(kāi)采時(shí)，不僅會(huì)存在瓦斯和煤塵等，對(duì)生產(chǎn)安全產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅，地下水也是威脅生產(chǎn)安全的重要因素之一。目前，我國(guó)的煤礦機(jī)電設(shè)備在智能控制方面已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，其管理體系也相對(duì)成熟，井下通信和人員定位跟蹤功能也在不斷完善和優(yōu)化的過(guò)程中，使得煤礦安全生產(chǎn)的問(wèn)題得到了有效的保障。將智能控制技術(shù)融入牽引采煤機(jī)中，在施工前進(jìn)時(shí)，其具有較大的牽引力，當(dāng)面臨持續(xù)下坡的地質(zhì)環(huán)境時(shí)，智能控制系統(tǒng)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行自動(dòng)發(fā)電制動(dòng)。使得下滑情況得到有效解決，正常情況，當(dāng)煤層傾斜度為40°～50°時(shí)都能夠進(jìn)行有效的牽引，因此當(dāng)開(kāi)采地質(zhì)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的條件下，使用電牽引采煤機(jī)能夠?qū)㈤_(kāi)采效率進(jìn)行有效提升[4]。

同時(shí)在開(kāi)采的過(guò)程中，為了將生產(chǎn)安全進(jìn)行更好地保證，目前其監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)具備相對(duì)成熟和完整的系統(tǒng)，其包括井下通信、井下人員的跟蹤和定位、電網(wǎng)監(jiān)控和安全監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)。將智能控制技術(shù)進(jìn)行加入，其主要功能表現(xiàn)在一方面能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，將生產(chǎn)和地理信息進(jìn)行實(shí)時(shí)把控，能夠更好地指揮相關(guān)人員進(jìn)行工作;另一方面表現(xiàn)在能夠?qū)ο嚓P(guān)工人人員進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，一旦出現(xiàn)安全事故，能夠第一時(shí)間尋找到工作人員的位置，根據(jù)具體情況制定針對(duì)性的解決措施，將救援效率進(jìn)行提升。

3.4 智能控制技術(shù)在通風(fēng)設(shè)備中的應(yīng)用

在煤礦通風(fēng)設(shè)備中應(yīng)用智能控制術(shù)，能夠?qū)⒄麄€(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的安全性和可靠性進(jìn)行提升，提升通風(fēng)系統(tǒng)管理工作的質(zhì)量。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)主要是將有毒、有害氣體進(jìn)行第一時(shí)間的排出，為工作人員提供新鮮的氧氣，進(jìn)而保證生產(chǎn)工作的安全性。在煤礦通風(fēng)設(shè)備中加入智能控制系統(tǒng)，首先能夠?qū)L(fēng)機(jī)的送風(fēng)量以及控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)化管理，根據(jù)實(shí)際的有害物質(zhì)的濃度對(duì)送風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，與人工控制的方式相比，地下環(huán)境進(jìn)行反應(yīng)更加迅速，進(jìn)而將通風(fēng)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行提升[5];其次，能夠?qū)⑼L(fēng)設(shè)備的電耗以及送風(fēng)損失量進(jìn)行有效地降低，以保證設(shè)備的運(yùn)行效率;最后，智能化技術(shù)的使用，能夠?qū)⑾嚓P(guān)工作者的工作強(qiáng)度進(jìn)行有效地降低，同時(shí)能夠有效避免因?yàn)椴僮魇д`而產(chǎn)生的安全事故。

3.5 智能控制技術(shù)在礦井提升設(shè)備中的應(yīng)用

在進(jìn)行煤炭開(kāi)采時(shí)，礦井存在條件復(fù)雜、慣性大、速度快等特點(diǎn)，因此在開(kāi)采的過(guò)程中，提升機(jī)是必不可少的機(jī)電設(shè)備，提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)開(kāi)采工作的質(zhì)量和效率會(huì)產(chǎn)生重要的影響。現(xiàn)階段在進(jìn)行生產(chǎn)布控工作時(shí)，主要采用保護(hù)措施對(duì)礦井系統(tǒng)進(jìn)行維系，但是其維護(hù)成效始終未能達(dá)到預(yù)期的效果。將智能控制技術(shù)應(yīng)用到提升機(jī)設(shè)備之中，能夠?qū)⑻嵘龣C(jī)設(shè)備的穩(wěn)定性進(jìn)行一定的提升，在運(yùn)行的過(guò)程中，能夠?qū)υO(shè)備自身的情況進(jìn)行自查，通過(guò)其智能優(yōu)化等技能，將自身的存在故障的地方進(jìn)行優(yōu)化，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重情況，能夠及時(shí)進(jìn)行保證，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行檢修，進(jìn)而保證提升機(jī)能夠時(shí)刻處在相對(duì)良好的運(yùn)行狀態(tài)。除此之外，智能控制技術(shù)的使用，將提升的操作流程變得更為簡(jiǎn)便，大大降低了相關(guān)工作人員的工作壓力[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

在煤礦機(jī)電設(shè)備的發(fā)展中，智能控制技術(shù)是其必經(jīng)的發(fā)展過(guò)程，能夠?qū)⑾嚓P(guān)工作的質(zhì)量和效率進(jìn)行有效地提升，將生產(chǎn)安全進(jìn)行有效保障，同時(shí)能夠保證機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。隨著煤炭資源需求量的不斷增加，煤礦企業(yè)加快智能化控制工作的進(jìn)展，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

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