矿山设备电气自动化控制

刘胜捷

（河钢集团矿业公司司家营北区分公司研山铁矿，河北 唐山 063700）

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 电气自动化对矿山设备的影响

2.1 能够对设备的运行进行实时的监控

合理应用电气自动化技术能够提升设备的工作效率以及管理水平，实现自动化控制后，能够对矿山的开采工作进行实时的控制。例如，在进行选矿时，利用此技术能够对开采地的地质条件进行全方位的检测，从而使工作人员能够对该地的地质情况有详细的了解。这样一来便能够有效减少因地质问题而对后续工作造成的影响。除此之外，利用此项技术还能够对设备的运行进行实时的监管，从而使工作人员能够及时的了解设备的运行情况，这样一来如果设备存在问题工作人员能够及时发现，从而为其运行安全提供一定的保障[2]。

2.2 为工作人员提供精准的监测数据

矿山的开采工作本身危险系数就很大，由于在开采的过程中还会使用到许多大型设备，更加为开采工作增加了不安全因素。电气自动化控制系统的应用能够有效解决这一问题，在应用过程中能够对电气信息进行全方位的采集，从而达到实时监测的目的，这将有效降低电气系统的故障发生频率。除此之外，此系统还具有整体性的作用，在应用期间能够利用其雷达系统对矿区周围的天气状况、地质条件等信息进行全面的搜集，并将这些信息及时的反馈给工作人员，从而方便其开展后续的开采工作。

2.3 极大地提升机械设备的应用效率

电气自动化控制技术能够将所有的机械设备进行统筹管理，将设备的多种功能相互连接，从而提升其工作效率。这样一来，不仅使开采效率极大地提升，而且还确保了开采工作的安全性。在系统运行的过程中能够对矿山设备的相关数据信息进行收集，如果发现设备有异常情况，此系统便能立即展开自我安全维护工作，从而提高设备运行的可靠性。随着可靠性的不断提升，各类问题的发生频率有所降低，所以企业能够减少故障维修费用的投入。除此之外，故障问题减少后，设备的工作效率也能明显提升。

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。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]。

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。

3.5 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 矿山设备的电气自动化控制管理对策

5.1 做好设备的维修与管理工作

在正常情况下，矿山设备的运行环境较为恶劣，在运行期间会受灰尘以及粉末的影响，并且由于其工作强度较大，所以相关人员一定要定期对矿山设备进行故障排查工作并进行必要的检修。加强对设备的管理，尽可能的减少故障问题以及安全隐患，从而提升其运行效率。在管理的过程中，主要有以下三种方式：首先，施工单位需要制定合理的管理制度，在制度的引导下科学的开展管理工作。在管理制度指定的过程中，需要充分考虑施工实际情况，从而提高管理制度的可行性。其次，需要适当的增加设备管理费用的投入，提高工作人员对设备检修工作的重视程度，从而促进其运行效率的提升。矿山设备的运行效率会直接影响到开采工作的进行，因此一定要重视设备的检修工作并及时的进行更新换代。最后，为了提高管理工作的效率，需要引入现代化的管理方式，从而有效降低人力消耗。

5.2 对设备运行环境进行严格的监管

由于矿山的工作环境十分恶劣，经常会对设备的运行产生不利影响，因此相关人员需要对运行环境进行严格的监管。电气设备对于运行环境的要求较为严格，在运行期间需要做好防水工作、防腐蚀工作以及防震工作。在运行期间一旦出现了激烈的震动，就会导致电气元件掉落，从而对其运行可靠性产生不良影响。在矿山开采的过程中对电气设备的依赖程度较大，一旦其出现问题不仅会影响正常的开采工作，而且还会造成一定的安全隐患及问题。相关工作人员在管理的过程中需要熟悉各类设备的技术要求，并且在操作的过程中要严格遵循使用规范。如果在操作的过程中发现设备有异常状况，就需要及时的上报。

5.3 不断提升矿山设备的质量

要想提高矿山设备的质量首先需要从采购环节入手，在采买设备的过程中，工作人员需要对厂家的资质进行审核，并且确认设备是否有质检证明，为了确保设备的质量，工作人员需要选择口碑好、规模大以及经营时间较长的厂家。同样，在采购设备的元件时，也需要遵守以上提出的各项要求。为了保证设备的运行质量，工作人员需要进行定期的故障排查，对于出现问题的零部件进行及时的更换，从而提升其运行效率。除此之外，相关单位还需要做好现场测试工作，在测试的过程中需要使设备保持在正常的运行状态，并且安排工作人员对测试数据进行详细的记录。进行此项测试最主要的目的是为了全面的掌握设备运行期间真实的运转状况[4]。

6 结论

总而言之，矿山设备对开采工作的重要性不言而喻，设备的运行效率直接关系到采矿工作的进度。由于矿山设备的数量众多，在运行期间如何进行有效的管理从而提升其运行效率是相关工作人员需要仔细思考的问题。电气自动化控制系统能够借助计算机技术对相关设备进行优化处理，从而提升其运行效率以及运行安全性。在日后应用过程中，相关人员需要对此技术进行不断地优化，从而满足生产需要。