探讨煤矿机械设备电气自动化技术应用

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摘要：随着科学技术水平的不断提高，机械设备电气自动化技术也在不断创新，煤矿机械设备正逐步朝着自动化、智能化的方向发展。加大煤矿机械设备电气自动化技术的应用可有效提高煤炭生产工作效率，降低生产人员劳动强度，保证井下生产环境及生产安全。

关键词：煤矿机械设备；电气自动化；技术应用

目前煤矿机械设备、设施越来越呈现出精密、智能化的趋势，运用功能也越来越朝着集成化、多元化的目标发展。煤矿机械设备电气化技术在实际的煤矿开采应用中利用信息采集、分析处理及控制技术进行多种技术相融合的工作形式，在一定程度上规避了矿山生产过程中出现的安全问题。在煤矿安全生产中充分发挥了电气自动化技术的优势，提高了设备设施的可靠度，降低了生产人员的劳动强度，实现了生产安全和生产效率的双提高。

1故障诊断系统的构建

故障诊断系统在煤矿机械设备电气自动化中的地位是极为重要的，在煤矿作业生产中，虽然已经拥有了成熟的技术以及完善的体制，但仍然不能避免意外事故的发生。因此，故障诊断系统能在事故发生前将意外危险降到最低，以保障安全。在煤矿机械设备电气自动化技术的辅助下，故障诊断系统具有以下功能：故障报警、故障问题分析、故障位置定位、危害程度分析等。这些功能的主要作用就是在日常的煤矿作业中，排除和筛查出煤矿机械设备出现的问题可能性诱因，因问题出现的部位难以预料，需要操作人员运用故障诊断系统准确快速地找到相关问题及其处理办法，以便有效的解决问题[1]。故障诊断系统是一个集成体系的运行体制，在分析模块不出现问题的前提下，工作人员也应该注意终端设备以及相关配套设施的建设。故障信息是在接收到集成设备的各种数据收集，并由分析模块进行分析后，终端设备对故障信息以及分析模块所得出的结论自动进行汇总、分析，并输出故障结果信息，方便工作人员对故障做出处理对策。成体系的故障诊断系统能在有效预防危险发生的同时，对已经发生的危险进行积极应对，例如紧急断电闭锁功能，有效保障工作人员的安全以及单位的财产安全。综上所述，我们还应注意故障信息传播的途径这一细节问题，虽然现代通信技术发达，但是这些技术大多需利用无线电技术以及相关光纤得以实现，而煤矿机械设备大多工作在地下，地形环境复杂，通信条件极差，现代的通信手段无法有效达到使用者的目的，这就需要我们运用相对传统的通信手段进行故障预警和相关信息传递。有线传播、蜂鸣报警器等手段能解决以上问题，可以在外界有强烈干扰的前提下对信息进行有效的传播。对于已经确定出现问题的设备，维修后再重启也是诊断系统需要重点关注的内容。所谓牵一发而动全身，在煤矿机械设备出现问题后，工人在对设备进行维修的过程中如有问题忽略或造成一定损坏时，我们就要启用实时监控煤矿机械设备运行系统，对已维修设备进行不间断的实时数据监测，确保这些设备的正常安全运行。在有条件的情况下应定期对相关设备进行检修，或者加装更加准确的监控设备，确保设备能够持续、安全、可靠的运行。

2煤矿机械设备电气系统应用特点

2.1采煤机械设备电气系统应用特点

近年来，随着信息技术产业和煤矿机械设备的深度融合，煤矿机械设备的自动化程度越来越高，效率也大大提高。目前大多数的煤矿机械设备都是依靠电力来驱动，煤矿机械设备电气系统的安全性能也得到了很好的发展和提高。总体上，现代煤矿机械设备大多数使用电气化控制布局，对于复杂环境的适应性也有所增强，例如在此框架中使用的变频技术能在复杂条件下完成任务。相关技术的结合也使煤矿机械设备的自动化性能大大提升，一些较为先进的煤矿机械设备采用了可编程控制系统，是根据程序设定值给操作站发送的信息指令实现的，或通过集成在各种传感器上的可控信息对煤矿机械设备的具体工作模式进行微调整，并将最终结果上传至相关设备进行一系列操作，从而让煤矿机械设备在无人控制的情况下也能安全稳定运行[2]。

2.2皮带输送设备电气系统应用特点

在采煤过程中，可以在地面的生产模块与采煤工作面之间设置皮带输送机以方便煤炭的运出，也可以确保相关设备在紧急情况下立即停止运行。电气自动化技术可以在系统中进行统一控制，结合现代信息技术，皮带输送设备电气系统可具有多种操作形式，例如自动控制、远程控制、独立操作、手动操作等。电子控制装置可以自动调节挡速，紧密控制整个系统实现自动化、精准化的管理。且在此过程中，还可以根据用户需求和现实需要控制各个节点之间的精准配合，实现皮带式设备连续运行速度的准确控制，以此达到全面控制设备的目的。带式输送设备还可以采取视频监控系统实时反映运行速度，利用其他检测手段监测电压电流、煤流量、环境、温度等信息内容，在存在隐患的情况下，对严重故障风险实施预警和报警处理。由此可见，煤矿在采用自动化的皮带输送设备之后能对整个煤矿的物联网采取更好的监控和管理。

2.3掘进机械设备电气系统应用特点

目前的掘进设备中，大多都是依照节点可编程逻辑控制器的设计思路来设计的，这种设计思路可以有效地对掘进设备的各个节点进行有效的控制，并且在不同环境下，逻辑控制器能够有效地对各个功能单元进行简单而有效的控制，保证了设备及操作人员的安全性。对于设备的停止、启动、生产等不同的逻辑，现代的掘进设备也设计出了不同逻辑用来满足设备在复杂环境下的操作性和可靠性。在对于各个关键节点的监控上，现代掘进设备也采用多个传感器互相监控，从而实现重要节点的监控。对于重要电路而言，现代掘进机械一般使用的是多个电流感应器集中管理，在感应器之间设置回路，实现对重要电路和相关通信及其他功能性线路的保护[3]。在上述基础上，新型的掘进机械使用的是以PLC为电气系统的主要控制系统。其可以控制多个单元在不同的逻辑模式上进行相互转换，也可以完成诸如系统中保护器对节点进行保护的复杂逻辑操作。其将掘进系统的整个电气系统进行统一控制，在提高效率的同时保证了整个系统的安全运作。在当前煤矿机械代替人的政策引导下，采用现代信息技术对机械进行升级已经成为行业的主流，在煤矿相关设备中采取电气自动化技术能够有效提升煤矿产业的效率，极大改善相关从业人员的工作环境，降低从业人员的人身安全风险。同时，信息技术也能对相关设备进行实时监控，让相关设备在提升工作效率的基础上提升安全系数。

3结论

综上所述，煤矿机械设备和电气自动化相结合是大势所趋，其实质上是整个产业和互联网产业交融的过程，整个过程实现机械自动化、智能化。在整个实施进程中，智能分析煤矿机械在运转过程中可能存在的安全威胁，对故障原因进行分析和定位，提升了整个行业的安全生产系数。其融合过程从各个层面提升行业运行的经济效益，实现了节能降耗的目的，促进了相关行业的可持续发展。因此，从煤矿企业的经济效益、相关从业人员的安全以及整个社会利益进行考量，我们应积极推动煤矿机械设备电气自动化技术进步，促进煤矿企业的可持续发展。

参考文献：

[1]曹以歆.电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用与管理[J].内燃机与配件,2020(04):198-199.

[2]丁乾,张杰.机械设备电气工程自动化技术的应用研究[J].科技风,2020(06):170.

[3]张波.电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用探讨[J].能源与节能,2020(01):187-188.

作者：王衡 王先科 单位：河南省煤炭科学研究院有限公司