矿山机电自动化控制技术优势及应用研究

关键词：机电设备;优势;自动化控制技术;具体应用

煤矿开采生产依托于机电控制系统的可靠运行，而随着现代化、自动化煤矿开采事业的发展，传统机电控制手段已经不再契合于当前机电设备的运行。正因此，如何强化机电设备控制，保证机电设备高效且可靠的运行成为煤矿企业亟需解决问题。

1 自动化控制技术分析

所谓自动化控制，是指机械设备运行期间即使无管理人员操作，其设备也可通过自动检测与控制进行稳定运行。自控技术具有集成性特点，通过对机械、自动化技术、计算机、微电子等技术的融合应用，实现对机械设备的自动化控制。运行期间进行机电设备的自动化控制、监控，第一时间发掘设备运行故障，排查故障成因并精准定位故障问题，在提升设备维护效率的同时，保证机电设备的稳定、可靠运行[1]。

2 机电自控技术应用优势分析

作为机电设备控制的一种优化手段，自控技术的应用可以在提升机电设备控制灵活性、稳定性、精准性的前提下，促使煤矿生产朝着自动化、集成化的方向持续迈进。分析现阶段机电设备控制中自控技术的应用，其优势体现为：

2.1 操作便捷

不同于以往机电控制方式，机电自控系统的操作十分便捷，依托于PLC系统的应用，操作人员可实现对机电设备的及时、全面控制，无需实施过多的步骤与程序，系统可依据指令进行机电设备的自动化控制[2]。

2.2 成本低

站在长远角度而言，机电自控系统的构建会降低机电设备的运行成本，具体控制中，仅需利用外接体系即可实现对机电设备的多功能控制。相较于常规继电器的应用，虽然自动化控制技术的应用前期投入成本较大，但能缩减机电设备控制中的人力投入成本，并在长期运行条件下，其机电设备的运行成本势必会得到大幅度缩减，进而达到缩减生产成本的目的。

2.3 集成化

依托于自控技术的应用，实现运行期间进行机电设备运行的动态监控，并通过设备各项参数的收集来体现煤矿生产的具体情况。同时，自控系统的构建囊括传输元件、单片机、信息采集设备、显示屏等构件，充分体现出自控技术的集成性优势特点。

2.4 开放性

机电自控系统中涉及到通信技术应用，通过应用通信模块、接口以及处理器，为机电控制系统构建相对开放的环境，实现系统的信息交互，并提升机电设备的拓展性。依托于通信信号进行机电设备连接，促使机电设备信息的及时传输与发送。

3 机电自动化控制技术的具体应用

3.1 提升机设备中自控技术应用

提升机设备与自控技术的融合，可进一步提升设备运行效率，达到精准、灵活控制设备的目的。针对自控技术的具体应用，主要是对提升机设备常规的继电器利用PLC控制器与晶闸管变流器进行取代，实现对提升机设备的升级与改造。机电设备运行期间可进行数字化监控其运行动态，若提升机设备出现故障，系统会第一时间预警，精准分析故障成因并定位故障，为检修人员高效维护提供便利。通过对井筒位置开关、行程等参数的监控，借助传感器设备进行参数的测量与传输，提升系统切换的精准性与及时性[3]。

3.2 井下风门中自控技术应用

传统井下风门控制多采用人工控制方式，而因负压大因素的影响，使得风门开关的难度较大，若依旧采用人工控制方式，不仅会影响到风门开关效率，甚至会增大风门出现损坏故障的几率。而通过融合应用自控技术，依托于红外传感器的应用，实现风门运行期间进行车辆的自动监测，提升风门控制效率，并保证行车、人员安全。自控技术在风门中的应用，关键点在于窗口与风门的先后开启，风门两侧存在差异化的空气压差，而风门开启压力与面积之间呈正比关系，即风门的开启压力受到风门面积较大因素的影响。若风门开启时面积减小，其开启压力会随之降低。对此，可进行风门窗口的设置，运行期间经红外检测发现有行车通过，此时双控电磁阀会接收到相应的控制信号，供气位置会通过电磁阀打开，风门小窗会自动开打，风门开启压力会逐渐降低，进一步提升井下作业安全性。

3.3 监控设备中自控系统应用

煤矿开采事业因其作业环境特殊，所以在开采期间伴随着一定的安全风险，在监控体系中融合应用自控技术，可实现对煤矿开采作业的全过程、全方位动态化监控。针对自控监控系统的构建，包括以下功能：①井下安全情况的实时监控，第一时间将井下安全事故发生情况传输至监控中心，及时为相关人员提供精准的事故发生位置，方便井下救援工作的开展;②对井下开采过程进行动态化监督，实时显示井下作业情况;③若井下发生安全事故，监控系统可自动检测受困人员方位，并将精准的方位信息提供给相关救援人员，在此基础上编制可行的救援方案，降低因井下事故发生而造成人员伤亡的几率;④自动化监控系统具备进行地理条件变化的实施监控，如工作面顶板、围岩形变情况，结合井下环境变化进行干工作计划的科学制定。

3.4 采煤機设备中自控技术应用

井下开采作业的环境十分恶劣，且不同深度的矿井有着差异的结构与地质条件。正因矿井开采作业环境的复杂多变，促使井下开采作业的危险性增大，若开采设备的控制手段仍为人工控制，势必会增大井下安全事故的出现几率，并对开采效率与质量产生限制。而应用自控技术进行采掘设备改造，实现在井下开采作业中使用电牵引式采煤机，通过对自控技术的合理应用，可消除与规避以往液压式采煤机应用存在的问题与隐患，并通过整体电牵引来提升井下作业效率。具体运行期间，采煤机可自控前进，通过形成电牵引开展持续的采煤作业。若运行期间出现采煤机下滑问题，此时自控系统会执行电制动指令，避免采煤机持续下滑，降低井下作业出现安全事故的几率。

3.5 传输设备中自控技术应用

矿井传输设备是整个井下开采作业流程中的重要一环，其设备运行稳定与否，与煤矿生产效率存在直接联系。分析井下传输设备运行特点，具备环境复杂、距离长以及重量大等特点，加之人为因素的影响，致使运输设备难免在运行中出现故障问题。而在运输设备中融合应用自控技术，可促进设备运行可靠性的提升。通过声光报警来告知管理人员相关故障的产生。通过自控技术进行运输设备的紧急制动，然后下位PLC控制器会第一时间将设备故障问题信息传输至工控机，维护人员依据对故障信息的全面掌握，实现对运输设备问题的及时消除。

4 结束语

综上所述，煤矿机电设备通过融合应用自控技术，可消除以往人工控制存在的隐患与问题，通过对各个机电设备的自动化、集成化控制，提升煤矿开采整体系统的运行稳定性。对此，煤矿企业务必重视对自动化控制技术的引进与应用，立足于煤矿机电设备运行现状，融合自控技术进行机电设备改造与升级，构建完善的机电自动化控制系统来提升机电设备控制灵活性、精准性以及及时性，为高效率、高质量、高安全的井下开采作业提供支撑。

参考文献：

[1]于春平，林世灵.煤矿机电自动化集控技术的应用与发展对策探究[J].信息周刊，2019（09）：1-1.

[2]胡晓芳.煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用研究[J].南方农机，2019，50（11）：212+253.

[3]王天明.浅谈煤矿机电设备自动化集中控制技术的发展及应用[J].河北企业，2019（6）：175-176.

作者简介：

苏煜（1995- ），男，汉族，山西长治人，本科学历，山西新元煤炭有限责任公司机电助理工程师，研究方向为煤矿机电方面。