智能控制技术在煤矿机电设备中的应用分析

周均民

摘  要：在我国产业结构中，煤矿产业是重要的组成部分，对我国能源利用和建设具有至关重要的影响。要想实现生产效率的提升，煤矿机电设备是重要的基础保障，伴随科学技术和智能技术的不断提升，智能控制技术在煤炭机电设备中被广泛应用，有效地将煤矿企业的生产效率进行了提升。因此，该文首先对智能控制进行了简单的概述，随后对煤矿机电设备现阶段的应用现状以及具体应用情况进行了简要的探讨，仅供参考。

关键词：智能控制技术  煤矿机电设备  应用分析  应用

中图分类号：TD63   文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2021）10（b）-0000-00

Application Analysis of Intelligent Control Technology in Coal Mine Electromechanical Equipment

ZHOU  Junmin

（Guotun coal mine of Heze Coal Power Co.， Ltd.， Heze， Shandong Province， 274700 China）

Abstract： In China's industrial structure， the coal mine industry is an important part， and has a vital influence on China's energy utilization and construction.In order to achieve the improvement of production efficiency， coal mine mechanical and electrical equipment is an important basic guarantee. With the continuous improvement of science and technology and intelligent technology， intelligent control technology is widely used in coal mechanical and electrical equipment， and effectively the production efficiency of coal mine enterprises has been improved.Therefore， this article first gives a simple overview of intelligent control， and then briefly discusses the current application status and specific application situation of coal mine electromechanical equipment， for reference only.

Key Words： Intelligent control technology; Coal mine mechanical and electrical equipment; Application analysis; Application

煤炭作為我国重要的资源组成部分，随着开采面积的不断增加，其开采的难度也在不断上升，为了提升开采水平和开采效率，智能控制技术的有效应用也越来越迫切。目前，在煤矿机电设备的智能控制技术已经取得了一定的进步，煤炭开采率得到了有效地提升，同时将安全风险进行了一定的降低，使得机电设备的故障得到了有效地控制。该文就智能控制技术在采煤机、煤矿挖掘和监控设备、通风设备以及矿井提升设备中的应用进行了较为细致的分析。

1 智能控制技术概述

智能控制技术是控制技术的最高阶段，能够对信息进行智能处理以及反馈，进而进行决策的方式，其主应用于相对复杂且难以解决的系统控制，同时其研究对象也具有一定的特点，如不确定的数学模型、高度的非线性和复杂的任务要求[1]。智能控制技术的特点有以下几点：首先，其面对相对复杂的系统时，能够对其进行全局控制，具有十分优良的容错能力;其次，其控制过程是以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程，采用开闭环控制和定性决策及定量控制结合的多模态控制方式;再次，其能够自动对系统进行优化和调整，能够进行总体自寻优，同时其自适应、组织、学习等能力较为强大;最后，其自我修复、补偿和判断决策能力十分优异。

2 智能控制技术在煤矿机电设备中应用的重要性

2.1 优化机电设备整体运行效率

将智能控制技术应用到煤矿机电设备当中，对完善机电设备的自我驱动系统具有重要作用，即便控制任务相对复杂也能够更加快速准确地完成，虽然智能控制技术在煤矿机电设备中应用的时间有限，但是现阶段该技术已经发展到多种学科交叉控制的阶段，信息论、制动控制等是其研究的重点方向。与传统控制技术相比，智能控制技术由于其独特的优势在机电设备控制系统中应用得较为广泛。煤矿机电设备在对数控系统进行设计时，主要采用模块化的方式，其功能十分广泛，同时其剪裁性能十分优越，进而保证设备的不断优化。将群控系统加入到设计过程当中，使得整个操作流程具有固定性，操作标准实施统一性，进而将机电设备的整体性能进行提升。将智能控制技术融入机电一体化过程中，能够将操作流程进行一定的优化与完善，使得操作时间得到有效降低，工作效率增强，多控制和多轴加工的需求也能够更好地满足，人工操作工作量减少，使得加工程序变得更加标准和高效。

2.2 促进煤炭开采率的有效提升

我国的能源资源中油气资源含量相对较少，而煤炭资源具有较为丰富的储备量，使得我国的煤炭能源成为主要的使用能源，这在一定程度上使得能源使用的稳定性受到了一定的威胁。在传统的采掘技术中，人工操作设备是主要的操作方式，在煤矿采掘的过程中会存在一定高风险的问题，以及采掘效率低下，同时会浪费大量的人力资源，生产的稳定性也得不到有效地保障。将智能控制技术应用到煤矿机电设备当中，能够将大量的人工资源进行有效的解放，同时对各类煤矿的采掘要求都能够较好地满足，将采掘工作的效率进行有效提升，同时将采掘程度进行加深，将煤炭资源的浪费程度进行有效降低，不仅有利于煤炭资源的开采，同时能够更好地响应国家能源结构整合的策略，对推进煤矿行业的长久发展具有积极的影响。

2.3 降低煤炭开采的安全风险

煤矿行业是一项具有高风险的行业，尤其是在煤矿开采的过程中，安全问题变得更加突出，在整个开采过程当中，需要每个工作人员聚精会神，保证煤矿机电设备的正常运转，才能够将产生安全事故的风险降低到最小。在煤炭行业安全生产永远是第一要素。将智能控制技术融入煤矿机电设备中，能够对施工安全产生重要的积极影响。智能控制技术通过相关算法，能够对设备的运行情况进行实时的掌握和分析，与人工控制和操作相比其准确性和迅速性都是十分突出的，进而保证机电设备能够时刻处在良好的运行状况之下，进而将整个施工流程的安全性进行保障。

3 智能控制技术在煤矿机电设备中的具体应用

3.1 智能控制技术的功能和应用

计算机智能控制技术是一门具有独立性的交叉性综合学科，近些年科学技术和电子技术的迅速发展，促进了智能控制技术的显著提升，在煤矿机电设备中使用智能控制技术，其设备的整体性能和质量都得到了质的飞跃，对推动煤矿机械的发展具有重要意义。智能控制技术的主要功能有以下几个方面：首先，现阶段煤矿设备大多数已经实现了半自动化或自动化控制，将施工的精准度进行了增强，在一定程度上缓解了人工工作的强度，保证了企业生产效率的稳定性。以液压支架电液控制系统为例，通过远程控制技术的使用，在操作的过程中，主需要将相应程序输入到操作支架上，便能够对其进行自动化控制[2]。其次，通过智能控制技术，可以在煤矿机电设备中加入自动报警系统、在线监控系统等，对整个施工操作的流程以及设备运行情况进行实时掌控，一旦出现异常情况，能够进行自动报警，同时相关技术人员对设备故障进行查找和解决，提升对机电设备的维护和检修工作之间，进而将机电设备的使用时间进行延长。最后，在运输机设备中应用智能控制技术，需要与PLC控制系统进行结合使用，通过变频技术，能够将机电设备的电量控制在30%左右，有利于将整体生产效率进行提升，通过远程遥控和编程对设备进行控制即可，进而实现无人操作。

3.2 智能控制技术在采煤机中的应用

将智能控制技术应用到采煤机设备当中，提升测试系统的先进性，能够将设备的数据处理能力进行提升，同时能够有效地保障测试系统结果的准确性和精确性。在进行测试环节之间，需要将相关数据进行收集并整理，更加深入地进行仿真系统性能的操作，加速合理控制技能技术的形成;除此之外，还要进行被监测对象负载和运行环境的实验模拟。整个测试阶段主要由三部分构成：（1）手动阶段。以人工方式为主，对相关数据进行收集和整理。（2）自動测试阶段。使用智能控制系统，对采集的数据进行整理和分析。（3）充分利用外围设备。将人工测试方式转变为辅助性测试，利用计算机进行测试，提升测试速度和结构，拓展测试范围。以液压泵实验为例，在实验时要重点对驱动转矩传感器进行关注，对元件的有效性进行检测，对其参数和指标进行查看，通过相关数据，将其工作效率进行分析，以分析结果作为依据，对其进行调整，以实现工作效率的提升，将测试有效范围进行不断扩大[3]。

3.3 智能控制技术在挖掘和监控设备中的应用

在进行煤矿井下作业的过程中，由于地质条件的复杂性，整体工作环境处于十分恶劣的状态，在开采时，不仅会存在瓦斯和煤尘等，对生产安全产生严重的威胁，地下水也是威胁生产安全的重要因素之一。目前，我国的煤矿机电设备在智能控制方面已经取得了一定的成绩，其管理体系也相对成熟，井下通信和人员定位跟踪功能也在不断完善和优化的过程中，使得煤矿安全生产的问题得到了有效的保障。将智能控制技术融入牵引采煤机中，在施工前进时，其具有较大的牵引力，当面临持续下坡的地质环境时，智能控制系统能够对其进行自动发电制动。使得下滑情况得到有效解决，正常情况，当煤层倾斜度为40°～50°时都能够进行有效的牵引，因此当开采地质环境相对复杂的条件下，使用电牵引采煤机能够将开采效率进行有效提升[4]。

同时在开采的过程中，为了将生产安全进行更好地保证，目前其监控设备已经具备相对成熟和完整的系统，其包括井下通信、井下人员的跟踪和定位、电网监控和安全监测等系统。将智能控制技术进行加入，其主要功能表现在一方面能够进行实时监控，将生产和地理信息进行实时把控，能够更好地指挥相关人员进行工作;另一方面表现在能够对相关工人人员进行实时定位，一旦出现安全事故，能够第一时间寻找到工作人员的位置，根据具体情况制定针对性的解决措施，将救援效率进行提升。

3.4 智能控制技术在通风设备中的应用

在煤矿通风设备中应用智能控制术，能够将整个通风系统的安全性和可靠性进行提升，提升通风系统管理工作的质量。煤矿通风系统主要是将有毒、有害气体进行第一时间的排出，为工作人员提供新鲜的氧气，进而保证生产工作的安全性。在煤矿通风设备中加入智能控制系统，首先能够将风机的送风量以及控制系统进行优化，实现制动化管理，根据实际的有害物质的浓度对送风量进行自动调节，与人工控制的方式相比，地下环境进行反应更加迅速，进而将通风系统的安全性进行提升[5];其次，能够将通风设备的电耗以及送风损失量进行有效地降低，以保证设备的运行效率;最后，智能化技术的使用，能够将相关工作者的工作强度进行有效地降低，同时能够有效避免因为操作失误而产生的安全事故。

3.5 智能控制技术在矿井提升设备中的应用

在进行煤炭开采时，矿井存在条件复杂、惯性大、速度快等特点，因此在开采的过程中，提升机是必不可少的机电设备，提升机的运行状态对整个开采工作的质量和效率会产生重要的影响。现阶段在进行生产布控工作时，主要采用保护措施对矿井系统进行维系，但是其维护成效始终未能达到预期的效果。将智能控制技术应用到提升机设备之中，能够将提升机设备的稳定性进行一定的提升，在运行的过程中，能够对设备自身的情况进行自查，通过其智能优化等技能，将自身的存在故障的地方进行优化，一旦出现严重情况，能够及时进行保证，相关技术人员对其进行检修，进而保证提升机能够时刻处在相对良好的运行状态。除此之外，智能控制技术的使用，将提升的操作流程变得更为简便，大大降低了相关工作人员的工作压力[6]。

4 结语

在煤矿机电设备的发展中，智能控制技术是其必经的发展过程，能够将相关工作的质量和效率进行有效地提升，将生产安全进行有效保障，同时能够保证机电设备的运行质量。随着煤炭资源需求量的不断增加，煤矿企业加快智能化控制工作的进展，是实现企业可持续发展的重要途径。

参考文献

[1] 延春明，赵新平，穆继亮，等. 煤矿机电设备运动部件本体自供电补偿无线传感技术研究与应用[EB/OL].（2021-06-10）[2021-10-18].https：//kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx？dbname=SNAD&filename=SNAD000001882274.

[2] 贺润强.自动化技术在煤矿机电设备方面的运用研究[J].内蒙古煤炭经济，2020（20）：165-166.

[3] 高建伟.煤矿机电设备安全生产标准化管理信息系統研究[J].石化技术，2020，27（10）：180-181.

[4] 高韦平，夏盼盼.煤矿机电设备控制中PLC技术的应用[C]//中国煤炭学会科技情报专业委员会.中国煤炭学会科技情报专业委员会2018年学术年会论文集.中国煤炭学会科技情报专业委员会：中国煤炭学会，2018：4.

[5] 高之翔.节能导向的煤矿大型机电设备协同控制技术[D].淮南：安徽理工大学，2017.

[6] 吴少杰.基于数据挖掘的煤矿机电设备运行状态预测方法研究[D].西安：西安科技大学，2019.