计算机技术在金属矿山自动化控制中的应用价值研究

2018-02-21陈臣

现代工业经济和信息化 2018年7期

陈臣

（中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037）

1 矿山自动化发展状况

随着新的采矿方法和先进采矿设备的涌现，传统的采矿方式已经跟不上时代的节奏，低效率、高强度的采矿作业已经被新的自动化控制技术所取代，大大推动了矿山开采的效率。自动化技术作为提高生产安全、降低经营成本的重要技术手段，在矿山的开采中得到了推广。

对于矿山的开采，从采矿工作、掘进工作、矿物运输、井下供电、井下排水等，都可以通过自动化控制技术进行，可在微处理器基础上建立监控和保护系统，让矿山的开采在设备、性能、安全上实现自动化控制，增强矿山开采的效率。矿山自动化的特点是：以计算机和多种传感器组成监测、控制系统，对矿山开采实现连续监测和保护，避免工作出现间断或安全问题；自动化系统有良好的通信功能，在计算机上设置通信接口，能够实时通信，对采矿实现信息交互和集中控制；自动化系统中微处理器的功能非常强，处理信息的速度和能力越来越快，可以智能处理各种采矿作业[1]。

自动化技术在矿山的开采中得到了有效的应用，提高了矿山生产效率，降低了采矿成本，为提高采矿安全性和舒适度提供了新的发展动力。

2 自动化技术在矿山中的应用

随着科学技术的不断进步，传统的矿山开采方式显露出越来越多的弊端，在实际生产中经常发生事故，给矿山的开采带来了影响。为此，需要让矿山实现数字化、信息化，加强矿山开采中自动化技术的使用。矿山当前的经营目标是实现现代化开采，不断更新和完善开采设备，加强矿山开采的可靠性、可减少性、易维护性，让矿山实现自动化控制。

2.1 露天采矿移动箱变自动化

在露天矿山的开采中，移动箱变分布位置比较分散，极大地影响着设备的操作、维修，需要投入过多的人力和物力。而且移动箱变不能集中监控，无法及时采集报警数据，一旦出现问题，将引发安全事故。在露天矿山移动箱变采用集中值守自动化技术，让设备得到有效监控，提升了报警信息的采集，可预防安全事故的发生。同时，可减少过多的人力、物力投入，方便维修人员掌握各箱变的电压、电流、断路器等状态，更快地对故障点进行修复[2]。

2.2 选矿过程中磨矿自动化

对磨矿分级工艺进行自动化控制，建立合理的控制逻辑，实现球磨机的自动化运行。在磨矿工艺中，原有的人工操作和监控被计算机取代，提高了磨机的磨矿能力，提升了磨矿效率和产品质量。在选矿中，自动化技术可以实现对矿石性质的自动判断，主动对工艺参数进行智能调整，让生产流程得到有效的控制。对选矿过程采用自动化处理，可充分发挥设备的效能，降低了工人的工作强度，提升了工作效率和产品质量，为企业的生产增加了经济效益。

2.3 矿石运输的远程集中自动化

矿石开采后需要进行运输，这需要借助皮带输送机来完成。传统的矿石皮带传输控制是利用单条皮带独立控制开停，不仅控制效果差，而且皮带缺乏保护，容易出现撕裂、跑偏等现象，影响了矿山的输送。当采用自动化控制技术后，可以实现多条皮带的集中控制和检测。通过多台控制站组成控制网络，形成不同规模控制，随时监控皮带机的运行。给皮带增加防撕裂、跑偏的保护装置，一旦发现故障，就会自动停止皮带机运行，大大增加了矿石运输的安全性[3]。

3 计算机技术在自动化控制中的应用

计算机技术在自动化控制中起到了非常大的作用，可以提升工作效率，有效降低生产成本和人力资源浪费，保证了施工的安全性，提升了企业的生产效益。而且计算机的处理功能和存储功能都非常强大，可以在企业的施工中解决各种难题。

3.1 计算机技术在数据采集中的应用

计算机技术可以应用在数据采集系统中，可以自动化对数据进行统计和筛选。数据采集系统能够根据生产中的一些指标对相关数据和标准进行控制，记录超过标准的数据信息，然后统计和分析，最后显示在相应的系统平台上，方便工作人员进行处理[4]。

3.2 计算机技术在监督控制中的应用

计算机监督控制通过标准的模型，对生产状况进行数据统计和记录，通过运算和分析，对实际生产情况作出有效反馈，同时将数据信息传递到数据控制系统中。监督机制能够对现场作业进行监督和控制，需要处理大量的数据信息，因此需要计算机拥有较强的数据处理能力，而且存储空间也要足够。

3.3 计算机技术在顺序作业控制中的应用

计算机技术是顺序作业控制的核心内容，可以让整个活动中心受到控制和掌握。通过建立顺序作业工序，保证生产工作能够持续进行。计算机技术在自动化中得到重视，以严格的标准和要求保证生产的顺序，同时也让工作得到合理安排，提升了工作的质量[5]。

3.4 计算机技术在数控设备中的应用

数控设备是工业自动化的代表，计算机技术在数控设备中得到了广泛的使用。由于生产对象不标准、工作流程复杂，需要投入大量的人力、物力成本，降低了经济效益。数控设备采用计算机自动控制，能够在减少人力投入的基础上提高生产效率，让工作质量得到保障，推动了生产效益。

3.5 计算机技术在现场总线控制中的应用

现场总线控制主要用于分散目标的有效控制，可以对传统控制中产品配置标准不一、产品互联度低等问题进行改善。由于生产和施工中需要各项设备得到有效的连接，需要应用计算机技术对生产和施工现场进行总线控制，实现设备间的智能化、数字化、多向化。

4 计算机技术对于矿山自动化的应用价值

矿山企业为降低成本、提高经济效益，运用自动化技术来改善生产。其中，计算机技术对于矿山自动化起到了重要的推动作用。

4.1 计算机技术实现采矿计划编制

采矿计划是用精确的数据建立模型，可以帮助决策者对采矿工程作出合理决策，以降低成本投入，提升经济效益。好的采矿计划能够确定准确的开采地点，让矿石的开采质量最佳。为此，需要合理利用计算机技术对采矿计划进行编制。地理信息系统、三维图形显示和计算机辅助设计等都是非常好的数据收集和分析技术，可以应用在采矿计划的编制中。工作人员通过这些计算机技术，对矿山设计、生产计划、设备应用等流程进行合理分析和研究，可以提升采矿计划的编制进程。

4.2 计算机技术实现采矿自动化调度

矿山采矿自动化调度最能体现计算机技术的重要作用。在采矿过程中，对采场的设备进行监控，用最佳算法对设备进行分配，使得物料和设备的使用达到最佳化。计算机在自动化调度中不仅可以实现车辆调度，还能实现设备定位、状况监控、物料跟踪、矿石品位监控、生产报告生成等功能。由于计算机技术的应用，给采矿自动化调度带来了方便[6]。

4.3 计算机技术实现生产过程控制

在矿山开采中，采矿企业需要将决策变成具体的作业行动，涉及到生产作业、设备维护、支持系统等各个方面，这需要对采矿生产过程进行控制。采矿前，需根据经验或实地分析建立模型，需对采矿系统有一定的了解；准备一系列采矿设备，采矿系统装有机械监测定位系统、集成数据库、地址信息系统、采矿计划系统、通信系统、自动化调度系统等。经过准备后，可对采矿生产过程进行控制。通过自动化调度，自动监控和指挥采矿活动，让生产效率得到提升。生产过程控制能够保证生产作业的稳定性，以最小的投入来获得最大的经济效益。在这样的生产过程控制下，能够缩短工作时间，加快工作进度，保证工人的安全，实现采矿的最优化。