煤炭机械的电气控制系统的设计

2015-03-19湖南长沙职业技术学院何继贤

河北农机 2015年3期

湖南长沙职业技术学院何继贤

在煤矿工程中，运用电气控制系统技术能够提高煤矿开采作业的工作效率，减少能源消耗，节约煤矿开采成本，大大提高了煤矿企业的经济效益。近年来，随着我国煤矿工业的不断发展，煤炭机械设备机电一体化程度不断提高，对于煤矿机械中的重型设备和自动化生产监控等技术方面都有了很大程度的提高，为我国煤矿开采工业的发展提供了有力的技术支持。

1 电气控制系统在煤矿机械设计中的准备

1.1 系统结构及功能

煤矿机械电气控制系统主要由矿用隔爆型三相异步电动机、真空系统、隔爆兼本安型PLC控制箱、真空传感器、压力传感器、流量传感器等组成。建立煤矿机械电气控制数据库，在路段的装车和卸车车站机那里设置货源数据采集点，如果托运人需要对货源进行装运，则需先向电气控制数据库提出要车申请，申请的内容包括需要车辆的数量、车重、去往方向、所装货物的品种等详细信息。数据库继而根据收集的信息向煤炭井下管理人员发布预警信息，告知资源开采的时间、开采的种类等。电气数据库在煤炭开采过程中，其数据信息会时刻根据实际开采过程保持更新。此外，业务交互组件还同时配备一系列功能，比如，系统数据库自动维护、权限管理功能等。

1.2 煤矿网络视频监控对于矿井的安全生产发挥着重要作用

在煤矿井下进行作业操作，能够通过煤炭安全生产网络视频监控系统对煤矿现场进行有效检测，能预先发现事故，并且为事后的事故分析提供有利的图像信息。各个煤矿和煤管局都建立了核心网络，带宽是2Mb，很多监控网都已经建立了内部的视频监控系统。为了使得网络视频转发更为流畅并符合核心带宽的要求，煤矿机械电气控制系统采用了分层视频转发和本地局域网组播的方式。具体的设计思路为:在煤矿现场、煤管局按照区、县和市等层级成立自己的网络监控管理中心，每个网络层设立视频转发的服务端口，并对视频解码器等设施给予完善，这样设计可以对广域的视频联网进行良好的应用。这种方案主要是考虑到很多煤矿施工地的位置都较为偏僻，而且网络带宽并不宽裕。如果日后要考虑视频联网扩展至省级区域，此种设计方式能够很好的符合2MB带宽，使得各层级的煤矿网络监控保持稳定。应用该网络监控的方法也极其简单，只要在上级授权之后登录至视频管理服务端口，就能够对各个监控区域范围内的煤矿生产进行视频监控，而且还可以多个用户共享视频。

2 电气控制系统技术在煤矿机械中的设计应用

2.1 电气控制系统技术在带式输送机中的应用

当前情况下，我国结合了国家发展需要，自行研制了各种各样的带式输送机。比如说，可伸缩巷道带式输送机设备，不但填补了国内成套长距离、大倾角带式输送机的空白，为我国煤矿生产提供了更加高效高产的工作面，而且还对输送机械的关键元件和核心技术提出了响应理论研究，这为今后我国煤矿机械的发展奠定了良好的基础。此外，随着机电一体化技术理论研究和产品研发的发展，我国成功开发了以PLC为核心的可编程控制设备，应用PLC为控制中心对整个煤炭矿井操作系统进行控制。PLC输入系统接收到外围的输入信号时，可以根据系统的情况和操作指令发出相应的输出信号，对各个不同的施工设备进行控制，这样就增强了驱动系统使用的安全性。

2.2 提升机中的电气控制系统技术应用

煤矿机械电气控制系统中最能体现技术水平的是矿井提升机。目前，机电一体化和自动化水平最高的当属交直流全数字化提升机。我国现代矿井应用较为广泛的是内装式提升机。在结构上，它将滚筒和驱动结构有机的合为一体，因而是多项先进技术的有机整体，这种全数字化提升机的硬件的配置较为方便易行，而且从一定程度上使得电器的安装更为简单，提高了使用的可靠性。此外，由于电气控制系统设计与生俱来的三维属性、实时交互等特点，给煤矿井下监控管理的发展也带来了极大的推动作用，这就使得图形图像技术在煤矿机械电气控制系统中更加具有生命力。

2.3 采煤机的电气控制系统技术应用

另一项象征着电气控制系统高技术水平的是电牵采煤机的应用。传统上煤矿作业中使用的是液压牵引采煤机，相比较而言，电牵采煤机的牵引力更大，而且在采煤机下滑过程中，电牵采煤机可以自动发电，节约在煤矿作业过程中消耗的能源。另外，在大倾角的煤层中，电牵采煤机也可以正常运行，比传统的采煤机使用率更高。总而言之，电牵采煤机在采煤过程中受到的磨损小，维修次数少，而且作业过程中牵引力大，有效节约了所需能源，降低了采煤成本，提高了采煤效率。