矿山设备电气自动化控制

李海敏

（广西高峰矿业有限责任公司，广西河池 547205）

0 引言

矿山设备管理中，设备运行效率是极为重要的管理内容，信息化时代为矿产企业提供了新的发展机遇。矿产企业要实现矿山设备运行效率的进一步提高，必须通过更新应用技术、转变管理观念来实现设备运行质量的提高，使设备生产和运行最大限度满足安全生产和目标管理的需求。

1 电气自动化技术概述

电气自动化技术的本质就是将电气控制与自动化技术进行融合的一种自动化控制系统，从电气自动化技术的应用角度上看，该技术主要是通过计算机信息技术与PLC 的结合，实现对矿山设备的控制和管理。首先，计算机信息化技术对数据信息有着较为高效的分析和处理功能，帮助工作人员提高信息数据的处理效率；其次，PLC 能够简化矿山设备中的控制体系和控制流程，从而提高矿山设备的控制效率。电气自动化技术是在信息化时代出现的一种新兴技术，主要应用于电力系统、矿山设备的生产运行中。与传统控制技术相比，电气自动化技术在应用过程中安全性和稳定性都有了质的提高。从电气自动化技术的应用前景来看，该技术适用范围广泛，高效的控制效率为其争取了良好发展空间，电气自动化技术具备较为良好的发展和应用优势。电气自动化技术涵盖了较多分支，包括仿真技术、实时动态监控技术以及柔性交流电技术等，应在矿山设备控制中推广应用上述几项技术[1]。

2 矿山设备中电气自动化技术应用的重要性

目前自动化技术在各个领域应用广泛，我国矿山企业近年顺应科学技术发展，逐渐完善管理方式，积极开展技术升级改造，矿山设备的运行效率得到显著提升。不仅提高了矿山设备生产运行的安全性、稳定性，而且通过该技术的应用，实现矿山设备生产各个环节的有效控制，优化矿山企业各项职能管理，对矿山企业实现全面革新建设、推行智慧化矿山的目标有着重要意义。

3 矿山设备中电气自动化技术的应用

3.1 PLC 的应用

PLC 在矿山设备中的应用主要是对各个运行环节的逻辑控制、信息采集、筛选以及整合，工作人员可以根据获得的数据信息，对矿山设备中的各个运行节点、运行传感器进一步分析与处理。PLC 在矿山设备中的应用主要是以智能化控制为主，实现设备的智能化操控与自动化运行[2]。此外PLC 能够对矿山设备的运行信息进行通信、整合，从而实现矿山设备动态管理，使矿山设备各个运行系统更为科学、协调。

3.2 仿真技术的应用

仿真技术主要是以建模的方式对矿山设备的运行状态进行分析，通过测算环节实现矿山设备运行数据、参数的确定。仿真技术的应用不仅能够降低工作人员的测量次数，提高工作效率，还利用仿真技术的测算功能和建模功能，实现矿山设备运行数据和运行参数的模拟分析，从而快速明确矿山设备故障原因和故障点，实现故障诊断、故障修复。

3.3 实时动态监控技术的应用

实时动态监控技术是电气自动化技术的重要组成部分，不仅优化了矿山设备生产运行管理效率，促进监控系统与管理流程的动态化。而且结合信息化技术实现了远程管理，促进整个矿山设备运行的全面动态管控。实时动态监控技术能够对矿山设备的运行数据、参数进行记录、储存和反馈。从应用流程可以看出，该技术可作为矿山设备管理人员的好助手。

3.4 柔性交流电系统技术的应用

ASVC 是柔性交流电系统技术的核心，其应用价值就是实现矿山设备生产和运行的高效控制、快速调节。柔性交流电系统技术在矿产行业领域中属于新型应用技术，主要作用是调控矿山设备的关键参数、关键环节的独立处理[3]。

3.5 智能控制技术的应用

智能控制技术是信息技术、智能技术以及自动化控制技术融合产生的一种应用技术，主要应用于矿山设备的运行环节。能够凭借自身功能实现矿山设备运行状态的监督、控制，这一应用特点对于矿山设备的运行状态来说，具有完善、优化优势。同时企业工作人员能够通过智能控制技术明确判断矿山设备的运行故障，从而实现故障信息反馈的实效性，为故障检修人员提供更为明确的信息和充足的检修时间，实现设备故障的快速修复。

4 矿山设备中电气自动化技术的应用实践

4.1 在运输带设备的应用

运输带设备中工作人员可以通过电气自动化技术的应用，借助网络监控设备对运输带输出轴与传感器的运作状态进行实时监控。同时通过显示系统与通信系统对运输带的电流进行调控，一般情况下工作人员所获得的实时监控数据信息要比预期数值高，因此，矿山设备运输带的电流量会随之降低，以达到控制设备中压力的目的，最终实现矿山设备自动化运行。

4.2 在提升机的应用

矿井提升机的应用主要是实现控制设备自动化运行，操作人员在提升机运行过程中通过深度指示器、监控设备，实时监测提升容器的动态位置，通过井筒位置开关，自动实现减速、停车。另外设备润滑制动系统的运行状态也能进行实时监测。电气自动化技术配置相应的PLC，其功能与作用就是在保证提升机运行状态的基础上优化设备运行管理，实现信号系统、电气保护、闸瓦间隙、能耗管理等功能的互锁联动。

4.3 在排水设备的应用

排水设备是矿山不可或缺的关键设备，尤其是地下开采矿山。对于自动化程度较高的矿山，基本可以实现无人值守泵站自动排水。主要是通过PLC 技术与网络通信技术，将排水泵启停所需的排真空、开关出水阀、管网选择、水仓液面、设备状态分析等进行逻辑控制，借助网络通信实现远程操控。

4.4 在通风设备中的应用

通风设备也是矿山的关键设备，属一级负荷。国家安全规程中对于主扇、局扇的使用都有明确要求。一般主扇属于较为大型的成套设备，通过传感监测技术、PLC 技术与计算机技术进行整合，实现完善的控制、监测、保护、反风功能。通风设备需要监测风量、风速、气体参数、设备润滑等，较先进的主扇还可以自动调节叶片角度，优化功耗指标。

4.5 在采掘设备中的应用

在矿山采掘机械设备的应用是矿山工程实现智能化的关键，目前我国大部分矿山采掘机械设备靠电力和液压驱动运转。工作人员需要将电机系统容量与实际的生产需求之间的关系作为一个关键控制内容。利用计算机技术不仅能够实现采掘机械设备运转状态的控制与监测，还能够通过数据的分析与采集，明确采掘机械设备在运转过程中是否存在故障和问题。

4.6 在选矿技术中的应用

我国选矿设备自动化技术近几年发展迅速，一些先进的选矿厂已经能够实现从DCS 到生产专家系统EMS 控制的升级，选矿设备也朝着大型化、智能化、可视化等方向发展。DCS 主要是通过通信DP 总线将各个PLC 工作站整合，实现各工艺流程的控制管理。先进选矿厂配备在线粒度分析仪、在线品位分析仪、自动加药系统、声呐浓度计等关键设备，通过数据建模，实现整个选矿工艺的自动管理。

5 电气自动化控制管理的对策

5.1 积极升级应用先进技术

矿山设备的质量和运行安全是保证矿产开采工程得以顺利实施的重要条件，设备运行效率决定开采工程的效率。企业应重视关键设备的日常维护及革新换代，顺应时代发展革新管理手段，将计算机技术作为基础，推行机械化、自动化，带动企业朝着智能化方向发展。

5.2 使用技术成熟、质量可靠的设备

应考察和选择案例多、信誉好、质量优、售后有保障的厂家。并在设备投入应用之前进行全面实操训练。也要重视机械设备元部件购买。要求维护人员提高技能，以适应设备维护管理。

5.3 推行设备点检定修制度

随着设备智能化的发展，故障自诊断技术日趋成熟，实行设备点检定修制度能有效检查、发现设备故障，计划性维护保养设备，最大限度延长设备使用寿命。

6 结束语

电气自动化控制技术在矿山设备生产中具备良好应用前景，为矿产企业长远发展奠定了技术支撑。从矿山设备运行管理角度上看，电气自动化控制技术实现了矿山设备的动态管控，矿产企业应重视电气自动化技术的作用，使该技术得到最大限度发挥，为矿山生产和运行发挥积极作用。