矿山机电系统中智能控制技术的应用研究

摘要：随着工业自动化与信息技术的飞速发展，矿山机电系统越来越多地采用了智能控制技术。引入智能控制技术后，矿山机电系统作业效率显著提高，系统安全性得到加强，设备寿命得到有效延长。矿山机械设备控制系统经过智能化向更高层次自动化方向发展，达到作业过程实时监控与优化调度。矿山电气系统智能化又注重能量高效利用与电气安全问题，矿山液压系统智能化又注重精确控制与故障预防。矿山监控系统智能化通过集成先进传感器与数据分析技术对矿山生产进行综合信息支持与决策辅助。通过对智能控制技术应用于矿山机电系统未来的发展进行展望，以期为这一领域技术的更新和创新提供理论参考及应用指南。

关键词：矿山机电系统智能控制技术自动化系统安全性设备维护

ResearchontheApplicationofIntelligentControlTechnologyintheMiningElectromechanicalSystem

XUEWeibingZHANGRui

YongshengCoalMine，ShandongWeishanhuMining（Group）Co.，Ltd.，Jining，ShandongProvince，272000China

Abstract：Withtherapiddevelopmentofindustrialautomationandinformationtechnology，intelligentcontroltechnologyisbeingincreasinglyusedintheminingelectromechanicalsystem.Aftertheintroductionofintelligentcontroltechnology，theoperationefficiencyoftheminingelectromechanicalsystemhasbeensignificantlyimproved，thesecurityofthesystemhasbeenstrengthened，andtheservicelifeofequipmenthasbeeneffectivelyextended.Theminingmechanicalequipmentcontrolsystemisdevelopingtowardsahigherlevelofautomationthroughintelligence，achievingthereal-timemonitoringandoptimalschedulingoftheoperationprocess.Theintelligenceoftheminingelectricalsystemfocusesonefficientenergyutilizationandelectricalsafetyissues，theintelligenceofthemininghydraulicsystememphasizesprecisecontrolandfaultprevention，andtheintelligenceoftheminingmonitoringsystemintegratesadvancedsensorsanddataanalysistechnologiestoprovidecomprehensiveinformationsupportanddecision-makingassistanceformineproduction.Thisstudylooksforwardtothefuturedevelopmentoftheapplicationofintelligentcontroltechnologytotheminingelectromechanicalsystem，withaviewtoprovidingtheoreticalreferenceandapplicationguidancefortechnologicalupdateandinnovationinthisfield.

KeyWords：Miningelectromechanicalsystem;Intelligentcontroltechnology;Automation;Systemsecurity;Equipmentmaintenance

矿业作为国民经济重要基础产业之一，矿山机电系统在矿业生产过程中起着举足轻重的作用。在智能技术不断发展的今天，将其运用到矿山机电系统当中是有趋势的，这不仅是因为能够显著提升生产效率、降低能耗，更重要的是能够在确保作业安全、延长设备寿命等方面表现出特有的优势。本文以矿山机电系统智能控制技术应用为重点，对智能化技术增强系统性能的具体方法进行剖析，探究其对不同子系统的实施模式及收益。

1矿山机电系统中智能控制技术的重要性

1.1提高矿山机电系统的效率

矿山机电系统运行过程中效率是评价系统工作好坏的一个关键指标。智能控制技术将先进传感器、控制算法与通信网络有机地结合起来，可以对设备的运行状况进行实时监控与调节，确保矿山机械处于最优工作点。例如：智能调速系统可以根据负载变化来自动调节设备的工作速度以降低不必要的能耗。另外，该智能控制系统还可以对装置运行数据进行分析，对可能发生的故障进行预测和提前维修，以缩短意外停机时间和提高装置有效运行时间。智能控制技术也能使矿山机电系统协同工作并对生产全过程进行优化[1]。通过多设备协调控制既能提高单机设备效率，又能促进整条生产线效率。以输送系统为例，智能控制技术可以根据实际的运输需求对皮带的速度进行自动调节，降低了能量的浪费，提高了整体输送的效率。

1.2提升矿山机电系统的安全性

矿山环境复杂，危险性大，要求机电系统要有极高安全性。智能控制技术的运用，极大增强了矿山机电系统运行的安全性能。该智能监测系统可对设备运行状态进行实时检测，及时发现异常，通过自动调整或报警等方式防止可能发生的意外。例如：智能传感器能够监测设备的振动、温度升高和其他信号，而这通常预示着设备故障。智能控制系统通过对这些信号进行及时处理，可以防止故障发生和确保作业人员安全。另外，该智能控制技术能够在应急时自动完成安全程序的运行，例如：自动切断电源和启动应急备用系统，使事故造成的危害降到最低。在一些高风险作业如爆破作业时，智能控制技术可以保证所有步骤都严格按预定程序执行，降低人为错误发生的概率。在智能控制系统中，还有一个重要的安全功能，那就是对周围环境进行监控[2]。矿山作业过程中存在有害气体、粉尘等危害作业人员的潜在危害，智能控制系统可对这些有害因素进行浓度监测，在其到达危险水平之前进行报警，以保证及时疏散和保护人员的安全。

1.3延长矿山机电系统的使用寿命

传统矿山机电设备在运行过程中常出现监控盲点使设备处于超负荷或者不正常的工作状态，这就加快了设备的老化速度，缩短了设备的使用年限。智能控制系统对实时数据进行分析和处理可以对设备的故障进行有效预测并达到预防性维护的目的。例如：通过实时监控机械振动、温度和声音等重要参数，智能系统就能在出现异常状况前提醒操作人员注意，也能自动调整设备的运行状态以避免对设备造成不应有的伤害。另外，该智能控制系统还通过对设备运行参数的优化来保证机电设备处于最优的运行状态。这样在提高能效的同时还能降低机械磨损和推迟材料疲劳以延长设备寿命[3]。在矿山的机电系统中，一些关键设备的故障或损坏可能会导致整个生产线的停工，因此，利用智能控制技术保持设备的良好状态对于确保连续生产和减少停工时间是非常重要的。智能控制技术也可以促使资源得到高效使用，降低浪费。以智能润滑系统为例，该系统能够根据设备实际工作情况来调节润滑油供给量以避免润滑过多或者不足，这样既能保护设备不被过多磨损又能降低润滑油消耗量。

2矿山机电系统中智能控制技术的应用

2.1矿山机械设备控制系统的智能化

在人工智能与物联网技术快速发展背景下，矿山机械设备控制系统进入智能化新纪元。智能化控制系统核心是能对机械设备运行数据进行自动采集与分析，然后自主决策与控制。就矿山机械设备而言，智能控制技术的广泛应用大大提高了操作的安全性、效率和设备运行的稳定性。具体地说，智能控制系统应用于矿山机械包括但不仅仅局限于对挖掘机、运输车辆和破碎机等关键设备运行状态进行实时监测，并通过先进的算法对作业周期进行优化以缩短非生产时间。传感器和执行器的多样化安装方式确保了系统能够对环境和设备状态的实时变化，例如：负载的波动和温度的变化，进行智能调整，以维持最优的工作表现。另外，该智能控制系统还能通过预测性维护防止故障，并通过对历史运行数据和实时数据进行分析，该系统能确定可能出现的故障征兆，事先修复，以免突发性故障给生产带来影响。智能控制也改善作业人员工作环境、降低工作强度[4]。通过自动化控制使矿山作业人员能够在更加安全的条件下对设备进行远程监控操作，降低对恶劣作业环境产生直接暴露。另外，该智能系统还能给出操作建议及优化策略以帮助操作人员进行更准确的操作决策。

2.2矿山电气系统的智能化

矿山电气系统智能化又是矿山高效、安全运营的关键要素。就智能化电气系统而言，整合后的软硬件可以实时监测电网状态，及时发现电能质量方面存在的问题，确保供电系统平稳运行。智能电气系统可以对电力分配进行自动调整，针对矿山中不同地区、不同设备对电能的需求进行合理配置供电，实现用电最优化，减少能源消耗。例如：通过智能调度能够保证在耗能较小的时间段内完成高耗能矿山加工作业从而降低运营成本。另外，该智能化电气系统还能实现远程故障诊断与处理，在系统发现异常时能迅速定位出问题的根源，自动或者远程地引导维修人员处理故障，缩短故障停机的时间，促进生产的连续性。智能化电气系统中也包含了能源消耗分析和优化。该系统可以采集各种能耗数据并通过大数据分析确定潜在的节能减排机遇，然后通过操作模式的调整和工艺流程的完善来达到绿色、高效生产的目的。另外，智能化电气系统能够支撑矿山可持续发展，利用智能电网技术能够实现可再生能源例如风能和太阳能的有效利用，对促进矿业走向绿色、环保有着十分重要的意义。

2.3矿山液压系统的智能化

智能化液压系统设计理念强调实现高效能转换、精准动力控制及故障自诊断等功能，大大提高矿山作业自动化水平及装备可靠性。通过先进传感器技术的引进，智能化液压系统可以实时监控油压、流量和温度等重要参数，保证液压系统处于最佳工作状态。智能化液压系统也采用数据分析与机器学习算法对液压作动器响应特性与能量分配策略进行了持续优化。通过液压泵输出及阀门开度的动态调节，该系统能够达到精确控制作业力度，使其在确保挖掘精度前提下减少能耗[5]。另外，智能化系统预测性维护功能可以通过对液压油品质及系统压力波动情况进行分析，对可能发生故障进行提前预测与辨识，以缩短意外停机时间并确保生产连续性与安全性。智能化液压系统具有自我学习、适应环境等功能，可针对不同作业条件进行控制策略的自动调节，例如：当岩石硬度或挖掘深度不同时，该系统可以对强度、速度等参数进行自适应调节。通过自适应调整，在保证矿山作业高效性的同时，还能减少对作业人员技巧的依赖性，使作业更简单、更直观。

2.4矿山监控系统的智能化

智能监控系统核心是将先进的视频分析、数据采集和处理技术融合在一起，提供矿山全方位运营监控能力。该系统通过对矿区布设高清摄像头及各种传感器，可以对矿山生产环境进行实时监控，其中包括对人员位置、设备状态及环境条件信息的监控。智能监控系统通过大数据与人工智能算法相结合，能够对监控画面进行自动解析，确定可能存在的安全隐患如非法入侵、作业人员不按照规定作业等。同时，该系统还可以对作业过程进行自动记录与分析，为作业效率的分析与优化提供了基础。借助深度学习技术可以使监控系统持续提高识别与预测精度，从而为矿山安全生产工作提供有力技术支撑。环境监测中，智能监控系统也能够对空气质量、尘埃浓度以及有害气体泄漏的环境指标进行评价，保证作业环境达到健康安全的标准。与物联网技术相结合，该监控系统也可以对通风和排水进行遥控，自动调整环境条件。

3结语

将智能控制技术融入现代矿山机电系统已经成为矿山产业转型升级发展的重点动力。在科技不断进步的背景下，矿山机电系统智能化会进一步优化作业流程，提高生产安全性，减少运维成本，为矿山企业可持续发展提供有力技术支持。今后研究重点应该放在智能控制技术深入集成及创新应用上，实现矿山机电系统整体智能化及高效运行。

参考文献

[1]冯鹏.智能控制在矿山机电一体化系统中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2022，42（14）：105-107.

[2]陈明君.智能控制在矿山机电一体化系统中的应用[J].当代化工研究，2021（18）：65-66.

[3]杜强.智能控制在矿山机电一体化系统中的应用[J].矿业装备，2020（6）：156-157.

[4]王亮，曹宝玉.国家电投内蒙古公司矿山检修企业智能化建设[J].露天采矿技术，2022，37（3）：117-120.

[5]王鹏.矿山机电运输事故原因及对策[J].能源与节能，2023（1）：122-124，138.