自动化控制技术在矿山生产中的应用策略

2022-02-24毛晓娟

世界有色金属 2022年21期

毛晓娟

（兰州石化职业技术大学，甘肃兰州 730207）

从20世纪开始，电气自动化已经存在并发展了半个世纪。现如今，它已成为人类发展的关键技术，并在促进现代化的进程中起到了关键作用。如今，大多数矿业公司在有效地开发流程和自动化技术水平上越来越好。随着社会经济的快速发展，电气自动化控制技术的合理性、技术性、精确性、智能化系统和自动化技术得到发展。电气自动化控制技术已逐渐普及，其作用也在不断提高。

1 电气自动化控制技术概述

矿山电气自动化控制技术的重点行业是电气设备、矿山自动化技术、各种电气设备和自动化机械，它们体现在装配、设计、调整、维护、技术更新、产品开发和技术管理等方面。矿山电气自动化控制技术属于加工制造业。随着经济实力的不断发展和信息内容技术的不断发展，工业控制自动化发展的全过程已进入多元化环节[1]。矿山电气自动化控制技术，恰好是在这种发展中基本产生的一种新技术。为了完成电气自动化控制技术在矿山工程项目中的高效应用，首先要做的是建立应用标准并满足相关规定。它对各行各业的自主创新和发展起着关键作用。在一定水平上，它为矿山电气自动化控制技术的发展提供了技术支持。最后，矿山电气自动化控制技术的技术参数是关键，基本参数也是电气自动化控制技术的生命之源。

2 电气自动化控制技术的特征和能力

2.1 技术特征

自动化技术的特点是：①可靠性高，基于单片机，融合和维护电源电路，具有自我诊断功能，使系统能够平稳运行。②程序容易编写。电磁阀常用于控制plc梯形图。即使没有专业的计算机知识，也可以编写程序。③配备方便，结构砌块的应用可以灵敏地改变系统软件的大小和功能。④输入输出模块齐全，每个数据信号都有相应的控制模块，并连接到CPU计算机主板。⑤组装简单，可根据插座端子设备的连接进行操作，无需特殊的主机房或屏蔽对策。⑥在确保快速实施，过程控制和稳定性能的同时，可以显著加快执行效率。

2.2 控制工作的能力

（1）开环控制。开环控制是自动化技术的基本功能，它用于控制计数，准时和顺序的逻辑，而不是电磁阀控制系统的软件。

（2）闭环控制。根据闭环控制功能，开关值和plc的应用，可以控制工作压力，偏移，环境温度，总流量，速度等主要参数。该功能可以在中小型设备上完成。

（3）全面数据控制。在控制系统软件中，它与光电编码器和单脉冲伺服驱动器设备一起输出和接收单脉冲，具有数据量控制的效果。随着新技术的发展趋势，采用数据控制模块，并具有图形工具半径补偿功能，有利于控制工作。

（4）数据采集与检测。自动化技术有利于现场生产和控制，因此数据采集是将自动化技术与触摸显示屏、上位机软件等连接起来，进行数据信息和数据分析的前提条件。在设施系统的软件运行的同时，根据自诊断监督可以避免系统异常。

3 矿山生产作业中，使用电气自动化控制技术的必要性

3.1 可以减轻操作员的工作压力

过去，在矿山工作的人不仅要承受非常繁重的工作压力，而且多年来无法确保自己的安全。一些高风险的技术工作长期以来受到各种安全生产事故的影响。使用电气设备自动化技术可以很好地解决此类问题。另一方面，矿山的不良地貌，这给开采者提供了很大的开采难度系数。电气自动化控制技术的应用和推广，不仅可以大大降低人工成本，而且可以大大降低矿山工人的开采效率，保证工人的生产安全。

3.2 提升机械和设备的总体功能

随着社会和经济能力的提高，对自然资源的需求也在增加。为了更好地实现矿产资源生产能力的最大化，它必须具有机械设备的整体功能。电气设备自动化技术的应用可以颠覆传统的生产模式，发掘所有电气设备的最高潜力，为科学合理地生产和经济发展找到最终的结合点。

3.3 提升生产管理效率

在具体的矿山管理中，由于每个矿山的面貌、生产标准、资源等因素的不同，如果单纯利用人力资源来进行矿山生产水平的管理，对很多岗位的监管不太可能落实到极致。对于此事，电气设备自动化技术的应用可以很好地解决这一问题。电气自动化控制技术的应用，可以进一步规范、细化和管理矿山的整个生产过程[2]。

3.4 及时完成工作任务

在矿山生产中，以前人工模式的应用不仅人工量大，而且效率低。机电工程自动化技术的运用使员工能够解决繁忙的工作，不需要大量的人力资本。机械设备的使用必须由权威专家来规范和控制，这不仅可以控制任务量，而且可以避免人为因素造成的偏差。自动化技术与机械设备的集成，可以保证设施的平稳运行，提高抗干扰性，避免常见故障，具有很强的时效性。

3.5 安全保障

矿山生产有大量矿山工作对于新建项目来说，如何确保安全施工成为一个关键。虽然传统的机械设备在实践中非常容易操作，但由于自身的维修工作能力和自身的维修能力，出现问题后很难立即发现并解决，从而影响下一步的工作。自动化技术的应用可以监控系统的运行，并根据工况的变化调整运行的主要参数和机械设备的安全、可靠、可靠性。一旦发现异常情况，系统软件可以立即报警，规定专业人员完成检修，确保工作人员安全，有利于矿山生产的综合权益。

4 电气自动化控制技术在矿山生产作业中的实际应用

4.1 井下设备风门管理

控制矿山夏季进气阀的传统对策，是根据生产法规手动打开或关闭。由于地下阻尼器两侧的工作压力差，因此很难打开或关闭。不合理的实际操作可能会破坏进气门，甚至危及管理人员的安全。为了更好地提高控制，将自动化技术从人工实际操作转换为全自动实际操作，以确保休克高压开关柜的可靠性，维护工人的安全。特别是自动化技术和红外技术的结合，可以对进、排气口的人和汽车进行监督，有效的对外开放或关闭实际运行。为了更好地减小进气阀两侧的工作压力差，可以在风门侧打开小窗，接通电源开关程序流和自动技术程序流，实现开门和关门的功能，并合理避免进气门的损坏。

4.2 设备运输管理

在机械设备的运输中，利用自动化技术完成双回路、精确转换的变频系统软件、电控系统，并具有手动、全自动、半自动、紧急停机等功能。在手制动控制中，可以应用电子设备的所有数据和差分信号来完成零锁定。电源电路和控制回路断开，可以及时发出警告。与触摸液晶屏一起，可以指示设备的位置，速度等实时实际操作的主要参数。以西门子PLC系统软件为例，两个系统软件相互配合，冗余不超过20%。

4.3 机电工程系统

在采矿和生产过程中，以前的机械设备由电磁阀控制。随着新技术的发展趋势，自动化技术的发生和应用。根据自动化技术的程序，控制器的功能不断改进，可以控制大功率通信的运行。例如，可以将自动化技术应用于设备，并且可以在其他地区组装控制台，以提高操作效率并简化操作步骤。在压缩机机械设备中，如小型螺杆气动压缩机等应用可以保证标准气压的可靠性，达到节能环保的总体目标。当应用于排水系统时，可以调节自来水以满足供电要求，同时防止水的消耗。

4.4 设备自查系统

矿山生产存在一定的安全隐患。自动化技术可用于监控设备上的每个操作阶段和施工团队的监督，并具体指导现场生产工作。一是按照全自动监管，可以发现生产中存在的问题和安全隐患，立即采取整改措施，防止产生不良影响。二是结合矿山生产特点，借鉴国内外成功管理经验，确保监控设备和管理计划得当。例如，使用无线传输技术可以将控制与员工连接起来，控制将指令传递给员工，员工可以反馈生产状态。信息技术的应用可以掌握施工队伍的各个部分，轻松分配工作任务，并在发生风险灾难时指导员工逃生。

4.5 集中控制系统

在矿山厂房中间控制系统软件中，利用自动化技术对可编程序控制器进行更新改造，使工作压力被过度考虑，清洗、运输等系统软件形成详细控制器。多个控制器之间的实时高效通信有利于数据信息的收集和解决，并做出合理的生产策略决策。实践经验证明，将自动化技术应用于集中控制系统软件，不仅可以对电源电路进行监督和控制，还可以方便集中器的工作，并且可以完成各部分质量控制的总体目标。

4.6 车门防跑

在采矿生产中，斜井运输是关键步骤。突然之间，现阶段交通运输中最常见的问题就是超跑的地位问题。为此，在操作系统上组装安全门保护装置可以解决此问题。它是自动化技术的应用，可以自动打开和关闭安全门。它经常在路线上组装，并且通常是封闭的。当运输车辆通过移动安全门的电源开关时，安全门将自行打开。在超级跑车的情况下，安全门不容易打开，以免矿车向前行驶[3]。由此可见，自动化技术的应用可以保证矿用车辆的正常运行，降低安全事故的发生率，保证斜井运输的高效率和安全系数。

4.7 矿产机械设备

在矿山工业中，矿产开采机是一台机器设备。采用自动化技术给予动力和动力工程利用率，可根据施工现场条件调整采矿率和相对高度，最大限度地满足采矿要求。与传统的彩弹机相比，应用自动化技术后出错率降低，实际运行可靠性显著。另一方面，使用方便，可以减少维护任务的数量。目前，矿产资源开采已离不开自动化控制技术，而自动化控制技术是矿产资源开采行业发展的主要动力。

4.8 排气设备

由于开采和生产条件较为极端，矿山工业的自然通风自动化技术是以分层、分散和冗余的方式设计的。自然通风自动化技术采用以太网光纤环网、光纤传输、多机空气等技术，确保稳定性。矿山行业自然通风自动化技术根据手机软件和VC的设备控制手机软件和分支控制手机软件，可以合理控制矿山行业的自然通风。一般来说，矿山行业排气系统自动化技术的实际运行控制有现场手动实际运行控制、3种远程控制功能、数据显示功能、常见故障记忆功能、现场交叉报警设备功能，冗余功能和扩展功能。

4.9 排水设备

采矿排水管道综合自动化技术包括下列功能：第一，即使在没有人的情况下，全自动排水设备也可以完成离心泵的全自动停机和资金投入任务，有效布置工业设备，并保证排水管道工作的效果和节能环保的实际效果。第二，排水管道自动化技术具有负荷、负压、泄漏、超温、径向环境温度等保护作用。排水管道自动化技术可以明确提出机械设备可靠运行的预留方案，以确保安全。第三，可以将水泵房的信息实时传输到路面指南，同时显示设备，机械设备的运行标准，从而根据路面导轨接收到的信息向泵房推送相应的指令，全自动远程操作排水管。第四，全自动排水设备的控制措施包括路面远程操作、局部自动控制系统和手动操作三种控制措施，可以确保地方参与允许的自动控制系统。第五，系统包括许多嵌入式控制方法，可以根据细节做出有目的的战略决策，从而保证了自编系统软件的智能化系统水平。

5 电气自动化控制技术的优化策略

5.1 加强设备管理和自动化的相关性

为了充分发挥矿山机械设备的更高效使用，离不开电气设备中电气自动化控制的结合。因此，加强电气自动化控制系统与矿山设备的关联性，有利于充分发挥矿山设备电气自动化控制系统的有效性。例如，采矿设备驱动力供应系统软件和电气自动化操纵的紧密结合可以为了改变传统机械设备的运行模式，有利于减少工作资源的损害，完成采矿设备的长期应用。利用电气自动化控制系统对矿山设备进行全面监管，如果工业设备出现异常，自动软件可以对其进行自动修复，还可以根据常见故障情况发出报警。使员工第一时间获得设备常见故障信息和使用机械设备的安全系数。

5.2 加强对电气设备规划系统的研究

传统的电气自动化系统成本高，因此优化电气自动化控制管理系统，是促进电气自动化控制发展趋势的主要对策。有关部门必须高度重视电气自动化控制对自然资源开发系统的促进，必须深入分析电气设备程序流程系统的软件。这也是促进电气自动化控制程序流程和矿山机械设备工作效率的合理对策。例如，在矿山资源的全过程中，将电气自动化程序转换为矿山机械的实际运行信息内容、程序流程导出、部件自动化技术检测等，深入分析了电气自动化控制程序流程和矿山机械设备集成模式。电气自动化控制程序流程的开发设计更有利于矿山机械设备的运行控制和资源的开发利用。认为既能将传统的电气自动化控制技术与新型电气自动化控制技术相结合，又能应用于矿山机械设备运行的工艺方法，提高矿山资源的高效性，同时促进了电气自动化控制系统的发展。

6 电气自动化控制技术在矿山生产作业中的发展方向

6.1 产业链一体化

集成是机电工程系统的集成。是为了提高数控机床的指标值，整合设备的基本功能规定，将控制模块变成仓储、打字插座、出口端口等标准商品。结构块控制模块用于生成具有不同调整，剪裁，尺寸和现场时间的数控机床。从市场进展来看，机械设备生产厂家众多。因此，在产品开发和生产中，必须为各种插座选择统一的规格，以方便以后的应用和维护。在电机、智能降速和机电一体化层面，根据不同的图像和角度进行解决方案，利用程序控制设备对各模块的控制模块进行升级，既有利于扩大生产规模，又可以开发商品。例如，在制造标准化工业设备时，需要生产和制造多用途商品，并对其进行合理配置，以实现节约成本和提高效率的总体目标。

6.2 互联化

数字化是机电工程机械自动化的主要发展前景，将给工业生产和矿山生产制造带来巨大变化。在矿区生产制造中，连接的关键体现在原材料采购、商品生产制造、调速器/市场拓展等多个层面，利用互联网技术学习和培训机电工程自动化控制，加强区域间的沟通交流。实际矿山开采工作，连接服务器和监控系统，完成远程控制，利用设定的流程完成实际操作，不断改进管理方法，最终推动设备自动化控制的快速发展。

6.3 智能化

智能系统是将人工智能技术、电子计算机等结合起来，产生逻辑推理逻辑、自主选择、自主管理的能力，将自动控制提高到更高的质量。以工业机械手为例，它是智能设施的经典，意味着它可以替代一部分人力资本、生产效率和精度。矿山机械与智能系统技术的集成，可用于高风险工作，维护员工的安全。

6.4 绿色环保化

挖矿是消耗资源的全过程。在矿业的核心理念下，高度重视经济效益，忽视绿色生态权益，造成大气污染和生态环境问题。未来，绿色采矿必须环保节能，减少机械设备操纵交易的关键技术。另一方面，机械设备的设计和制造，新材料的应用，降低能耗，机械设备的改进和优化，在保证制造质量的同时，达到降低成本措施的总体目标。另一方面，从机电设备管理入手，完善管理机制和约束机制，改变传统管理方式的意识，提高运行的稳定性。