探討煤礦機械設備電氣自動化技術應用

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摘要：隨著科學技術水平的不斷提高，機械設備電氣自動化技術也在不斷創(chuàng)新，煤礦機械設備正逐步朝著自動化、智能化的方向發(fā)展。加大煤礦機械設備電氣自動化技術的應用可有效提高煤炭生產工作效率，降低生產人員勞動強度，保證井下生產環(huán)境及生產安全。

關鍵詞：煤礦機械設備；電氣自動化；技術應用

目前煤礦機械設備、設施越來越呈現出精密、智能化的趨勢，運用功能也越來越朝著集成化、多元化的目標發(fā)展。煤礦機械設備電氣化技術在實際的煤礦開采應用中利用信息采集、分析處理及控制技術進行多種技術相融合的工作形式，在一定程度上規(guī)避了礦山生產過程中出現的安全問題。在煤礦安全生產中充分發(fā)揮了電氣自動化技術的優(yōu)勢，提高了設備設施的可靠度，降低了生產人員的勞動強度，實現了生產安全和生產效率的雙提高。

1故障診斷系統(tǒng)的構建

故障診斷系統(tǒng)在煤礦機械設備電氣自動化中的地位是極為重要的，在煤礦作業(yè)生產中，雖然已經擁有了成熟的技術以及完善的體制，但仍然不能避免意外事故的發(fā)生。因此，故障診斷系統(tǒng)能在事故發(fā)生前將意外危險降到最低，以保障安全。在煤礦機械設備電氣自動化技術的輔助下，故障診斷系統(tǒng)具有以下功能：故障報警、故障問題分析、故障位置定位、危害程度分析等。這些功能的主要作用就是在日常的煤礦作業(yè)中，排除和篩查出煤礦機械設備出現的問題可能性誘因，因問題出現的部位難以預料，需要操作人員運用故障診斷系統(tǒng)準確快速地找到相關問題及其處理辦法，以便有效的解決問題[1]。故障診斷系統(tǒng)是一個集成體系的運行體制，在分析模塊不出現問題的前提下，工作人員也應該注意終端設備以及相關配套設施的建設。故障信息是在接收到集成設備的各種數據收集，并由分析模塊進行分析后，終端設備對故障信息以及分析模塊所得出的結論自動進行匯總、分析，并輸出故障結果信息，方便工作人員對故障做出處理對策。成體系的故障診斷系統(tǒng)能在有效預防危險發(fā)生的同時，對已經發(fā)生的危險進行積極應對，例如緊急斷電閉鎖功能，有效保障工作人員的安全以及單位的財產安全。綜上所述，我們還應注意故障信息傳播的途徑這一細節(jié)問題，雖然現代通信技術發(fā)達，但是這些技術大多需利用無線電技術以及相關光纖得以實現，而煤礦機械設備大多工作在地下，地形環(huán)境復雜，通信條件極差，現代的通信手段無法有效達到使用者的目的，這就需要我們運用相對傳統(tǒng)的通信手段進行故障預警和相關信息傳遞。有線傳播、蜂鳴報警器等手段能解決以上問題，可以在外界有強烈干擾的前提下對信息進行有效的傳播。對于已經確定出現問題的設備，維修后再重啟也是診斷系統(tǒng)需要重點關注的內容。所謂牽一發(fā)而動全身，在煤礦機械設備出現問題后，工人在對設備進行維修的過程中如有問題忽略或造成一定損壞時，我們就要啟用實時監(jiān)控煤礦機械設備運行系統(tǒng)，對已維修設備進行不間斷的實時數據監(jiān)測，確保這些設備的正常安全運行。在有條件的情況下應定期對相關設備進行檢修，或者加裝更加準確的監(jiān)控設備，確保設備能夠持續(xù)、安全、可靠的運行。

2煤礦機械設備電氣系統(tǒng)應用特點

2.1采煤機械設備電氣系統(tǒng)應用特點

近年來，隨著信息技術產業(yè)和煤礦機械設備的深度融合，煤礦機械設備的自動化程度越來越高，效率也大大提高。目前大多數的煤礦機械設備都是依靠電力來驅動，煤礦機械設備電氣系統(tǒng)的安全性能也得到了很好的發(fā)展和提高?？傮w上，現代煤礦機械設備大多數使用電氣化控制布局，對于復雜環(huán)境的適應性也有所增強，例如在此框架中使用的變頻技術能在復雜條件下完成任務。相關技術的結合也使煤礦機械設備的自動化性能大大提升，一些較為先進的煤礦機械設備采用了可編程控制系統(tǒng)，是根據程序設定值給操作站發(fā)送的信息指令實現的，或通過集成在各種傳感器上的可控信息對煤礦機械設備的具體工作模式進行微調整，并將最終結果上傳至相關設備進行一系列操作，從而讓煤礦機械設備在無人控制的情況下也能安全穩(wěn)定運行[2]。

2.2皮帶輸送設備電氣系統(tǒng)應用特點

在采煤過程中，可以在地面的生產模塊與采煤工作面之間設置皮帶輸送機以方便煤炭的運出，也可以確保相關設備在緊急情況下立即停止運行。電氣自動化技術可以在系統(tǒng)中進行統(tǒng)一控制，結合現代信息技術，皮帶輸送設備電氣系統(tǒng)可具有多種操作形式，例如自動控制、遠程控制、獨立操作、手動操作等。電子控制裝置可以自動調節(jié)擋速，緊密控制整個系統(tǒng)實現自動化、精準化的管理。且在此過程中，還可以根據用戶需求和現實需要控制各個節(jié)點之間的精準配合，實現皮帶式設備連續(xù)運行速度的準確控制，以此達到全面控制設備的目的。帶式輸送設備還可以采取視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時反映運行速度，利用其他檢測手段監(jiān)測電壓電流、煤流量、環(huán)境、溫度等信息內容，在存在隱患的情況下，對嚴重故障風險實施預警和報警處理。由此可見，煤礦在采用自動化的皮帶輸送設備之后能對整個煤礦的物聯網采取更好的監(jiān)控和管理。

2.3掘進機械設備電氣系統(tǒng)應用特點

目前的掘進設備中，大多都是依照節(jié)點可編程邏輯控制器的設計思路來設計的，這種設計思路可以有效地對掘進設備的各個節(jié)點進行有效的控制，并且在不同環(huán)境下，邏輯控制器能夠有效地對各個功能單元進行簡單而有效的控制，保證了設備及操作人員的安全性。對于設備的停止、啟動、生產等不同的邏輯，現代的掘進設備也設計出了不同邏輯用來滿足設備在復雜環(huán)境下的操作性和可靠性。在對于各個關鍵節(jié)點的監(jiān)控上，現代掘進設備也采用多個傳感器互相監(jiān)控，從而實現重要節(jié)點的監(jiān)控。對于重要電路而言，現代掘進機械一般使用的是多個電流感應器集中管理，在感應器之間設置回路，實現對重要電路和相關通信及其他功能性線路的保護[3]。在上述基礎上，新型的掘進機械使用的是以PLC為電氣系統(tǒng)的主要控制系統(tǒng)。其可以控制多個單元在不同的邏輯模式上進行相互轉換，也可以完成諸如系統(tǒng)中保護器對節(jié)點進行保護的復雜邏輯操作。其將掘進系統(tǒng)的整個電氣系統(tǒng)進行統(tǒng)一控制，在提高效率的同時保證了整個系統(tǒng)的安全運作。在當前煤礦機械代替人的政策引導下，采用現代信息技術對機械進行升級已經成為行業(yè)的主流，在煤礦相關設備中采取電氣自動化技術能夠有效提升煤礦產業(yè)的效率，極大改善相關從業(yè)人員的工作環(huán)境，降低從業(yè)人員的人身安全風險。同時，信息技術也能對相關設備進行實時監(jiān)控，讓相關設備在提升工作效率的基礎上提升安全系數。

3結論

綜上所述，煤礦機械設備和電氣自動化相結合是大勢所趨，其實質上是整個產業(yè)和互聯網產業(yè)交融的過程，整個過程實現機械自動化、智能化。在整個實施進程中，智能分析煤礦機械在運轉過程中可能存在的安全威脅，對故障原因進行分析和定位，提升了整個行業(yè)的安全生產系數。其融合過程從各個層面提升行業(yè)運行的經濟效益，實現了節(jié)能降耗的目的，促進了相關行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，從煤礦企業(yè)的經濟效益、相關從業(yè)人員的安全以及整個社會利益進行考量，我們應積極推動煤礦機械設備電氣自動化技術進步，促進煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]曹以歆.電氣自動化技術在煤礦機械設備中的應用與管理[J].內燃機與配件,2020(04):198-199.

[2]丁乾,張杰.機械設備電氣工程自動化技術的應用研究[J].科技風,2020(06):170.

[3]張波.電氣自動化技術在煤礦機械設備中的應用探討[J].能源與節(jié)能,2020(01):187-188.

作者：王衡 王先科 單位：河南省煤炭科學研究院有限公司