论文部分内容阅读
【摘要】自动化技术是人类科学技术进步的重要体现，也是推动社会科学技术进一步发展的重要条件，在煤矿生产中引入电气自动化技术不仅有利于提高煤矿开采效率，而且有利于保障煤矿生产安全。本文主要阐述和分析了煤矿生产中不同机械电气自动化技术的应用情况及发展趋势，希望能够为煤矿生产企业更加科学、合理地应用电气自动化技术提供参考。
【关键词】煤矿生产；电气自动化技术；机械设备；应用
煤矿生产的作业环境十分艰苦、恶劣，特别是矿井下地质及其复杂，生产中用到的机械设备种类多，整体上自动化水平不高，使得实际生产效率及生产安全受到严重影响。随着自动化技术在国内不断推广和普及，我国工矿企业中自动化技术的应用范围日趋扩大，且自动化控制精度不断提高，自动化控制开始朝着智能化方向发展，为工矿企业的可持续发展创造了十分有利的条件。
一、采掘机械设备的电气自动化
目前，国内外工矿企业在生产过程中应用的采掘机械设备已经慢慢实现了电牵引，其装机容量也要明显大于传统牵引方式，特别是横向布置式多电机驱动开始投入使用，为煤矿生产创造了很大的便利。从煤矿行业来看，采煤机总装机功率基本都达到了1000KW，部分甚至达到了1500kw，同时牵引电机功率在2*50kw左右，牵引速度最高可达到30m/min。其中，交流电牵引式采煤机的采煤效率较高，其抗污能力好，后期维护比较方便，因此备受煤矿企业青睐。采掘机械的控制技术是建立在计算机技术基础上的综合运用多种互感器来进行工况监测和故障诊断的自动化系统，体现了现代高效率、大功率采煤机械的特征。
同国外自动化控制技术相比，我国煤矿企业中应用的采掘机械设备的自动化技术水平仍然较低，采煤机的牵引方式、调速方式多为液压牵引，采煤机械的最大装机功率液压牵引为800kw，电牵引为830kw。国内电牵引的应用较晚，目前，MG3344-PWD是唯一投入应用的国产电牵引式采煤机，交流电牵引式采煤机的核心电控部分仍需从国外引进。在国内，上海及西安等城市相继研制出了电牵引采煤机，部分机械已经投产。刮板运输机的运输效率仍然比较低下，连接强度不高，输煤量少。综采设备的电气自动化控制程度不高，在控制和检测方面有很多不足，缺少必要的故障诊断功能。同时微机控制还未达到推广水平，微型计算机自动控制掘进机处在初步应用阶段，仍落后于采煤先进国家。
二、运输提升机械的电气自动化
自上个世纪80年代起，我国煤矿生产规模不断扩大，产量也急剧增加，胶带运输设备开始在大中型煤矿企业的日常生产中投入使用，在此期间，胶带运输控制系统开始研发，取得了较快发展。计算机及PLC技术的发展，使得DCS结构可以有效地连接安全生产控制系统，充分满足了地面监控的需要。除此以外，部分高等院校研发的胶带机数字化直流调速系统也开始在煤矿生产中投入使用，其应用效果十分显著。而且大量的应用实践表明，计算机结合工业电视胶带监控系统的推出和使用，也能够大幅度提高煤矿运输效率。但是胶带自动化依然存在部分保护未过关的问题。我国目前应用的运输提升机以交流提升为主，主要通过转子串电阻方法进行调速，除了极少数大型矿井应用PLC控制以外，很多矿井仍然沿用继电器与接触器进行控制。
改革开放后，国内引进SCR-D型号的直流数字化控制提升机约30台，国产SCR-D提升机主要按照其模拟线路进行控制。在此期间，微机与PLC联合监测与采集数据的SCR-D提升机大量投入使用。最近几年，建立在计算机技术基础上的提升机电气保护装置有了飞速发展，在很大程度上提高了提升机的运行安全性。同时随着电力电子器件行业的迅猛发展，一些高效率、高频率斩波器相继投入使用，极大地提高了运输提升机械设备的自动化控制精度。现阶段，在很多采煤国家中，以PLC作为控制核心的提升机电气自动化技术日臻成熟，通过PLC技术能够实现安全回路全面监测、提升工艺控制以及同路行程控制等多个功能，实现了提升机产品标准化，与此同时，一些煤矿企业将双线回路推广应用于全部安全部件中，在安全监控回路中引入冗余技术，基本达到了全微机监控的效果，有利于维持提升机安全、高效运行，其中，故障诊断装置中采用微机这一核心技术，进一步提高了自动化程度。
三、胶带运输机控制系统
在集中控制系统中，PLC是控制核心，用户界面主要包括控制软件和工业监测，由此主控制站具备了如下联锁功能。首先，在地面生产系统与主皮带机之间设置了连锁功能，能够保证在出现事故时不紧急停车。其次，同时具备了单机、手动、集控及检修等多种工作模式；再次，上位机监测能够显示电流、胶带速度、过煤量等数据，也能够反映堆煤、打滑、跑偏以及烟雾等故障现象，通过故障警示及自动语音报警形式提示。最后，电控装置与CST、变频器、电软启动装置等相互配合，能够对胶带输送机的传输速度进行控制，可实现软停车和皮带机软启动，在很大程度上满足了重载启动及平稳加速启动要求。
四、安全监控控制系统
近年来，我国从国外引进了一批安全监控系统和相关的制造技术，同时也自主研发和推出了类似于AVI、KJ2、TF200和K195等安全监控系统，多属于DCS系统，这类系统的计算机应用水平和结构逐渐达到了国际中上游标准，发展潜力巨大。在国内煤矿生产中，很多大规模煤矿企业已经应用了监控系统，如断电仪、瓦斯遥测仪、自动喷雾装置及风电闭锁装置等相继投入使用，基本满足了工矿企业安全生产的需要。但是由于与自动监控系统相配套的传感器类别少，质量不高，如使用寿命短、运行不稳定及维护困难等，部分安全监控系统的可靠程度不高，整体利用率低下。这就需要在今后的自动化技术研究中，利用科学技术，加大传感器的开发力度，不断提高系统的安全性和稳定性。
综上所述，现阶段，电气自动化技术在煤矿生产领域中的应用范围越来越广，极大地提高了煤矿生产效率，使得煤矿生产得以顺利开展。但需要认识到的是，目前我国煤矿机械的电气自动化水平仍然不高，在自动化控制精度及效果方面仍有不足，相信在科技水平不断发展的背景下，我国的煤矿机械电气自动化水平将进一步提升，并为煤矿企业安全、高效生产创造更加有利的条件。
参考文献
[1]高旭芬.探析煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].技术与市场，2015，08：118+120.
[2]李海涛.煤矿机械设备电气自动化的技术应用[J].机械管理开发，2015，08：94-96.
[3]高虹.电气自动化技术在机械设备中的应用[J].科技创新与应用，2014，10：55-56.
【关键词】煤矿生产；电气自动化技术；机械设备；应用
煤矿生产的作业环境十分艰苦、恶劣，特别是矿井下地质及其复杂，生产中用到的机械设备种类多，整体上自动化水平不高，使得实际生产效率及生产安全受到严重影响。随着自动化技术在国内不断推广和普及，我国工矿企业中自动化技术的应用范围日趋扩大，且自动化控制精度不断提高，自动化控制开始朝着智能化方向发展，为工矿企业的可持续发展创造了十分有利的条件。
一、采掘机械设备的电气自动化
目前，国内外工矿企业在生产过程中应用的采掘机械设备已经慢慢实现了电牵引，其装机容量也要明显大于传统牵引方式，特别是横向布置式多电机驱动开始投入使用，为煤矿生产创造了很大的便利。从煤矿行业来看，采煤机总装机功率基本都达到了1000KW，部分甚至达到了1500kw，同时牵引电机功率在2*50kw左右，牵引速度最高可达到30m/min。其中，交流电牵引式采煤机的采煤效率较高，其抗污能力好，后期维护比较方便，因此备受煤矿企业青睐。采掘机械的控制技术是建立在计算机技术基础上的综合运用多种互感器来进行工况监测和故障诊断的自动化系统，体现了现代高效率、大功率采煤机械的特征。
同国外自动化控制技术相比，我国煤矿企业中应用的采掘机械设备的自动化技术水平仍然较低，采煤机的牵引方式、调速方式多为液压牵引，采煤机械的最大装机功率液压牵引为800kw，电牵引为830kw。国内电牵引的应用较晚，目前，MG3344-PWD是唯一投入应用的国产电牵引式采煤机，交流电牵引式采煤机的核心电控部分仍需从国外引进。在国内，上海及西安等城市相继研制出了电牵引采煤机，部分机械已经投产。刮板运输机的运输效率仍然比较低下，连接强度不高，输煤量少。综采设备的电气自动化控制程度不高，在控制和检测方面有很多不足，缺少必要的故障诊断功能。同时微机控制还未达到推广水平，微型计算机自动控制掘进机处在初步应用阶段，仍落后于采煤先进国家。
二、运输提升机械的电气自动化
自上个世纪80年代起，我国煤矿生产规模不断扩大，产量也急剧增加，胶带运输设备开始在大中型煤矿企业的日常生产中投入使用，在此期间，胶带运输控制系统开始研发，取得了较快发展。计算机及PLC技术的发展，使得DCS结构可以有效地连接安全生产控制系统，充分满足了地面监控的需要。除此以外，部分高等院校研发的胶带机数字化直流调速系统也开始在煤矿生产中投入使用，其应用效果十分显著。而且大量的应用实践表明，计算机结合工业电视胶带监控系统的推出和使用，也能够大幅度提高煤矿运输效率。但是胶带自动化依然存在部分保护未过关的问题。我国目前应用的运输提升机以交流提升为主，主要通过转子串电阻方法进行调速，除了极少数大型矿井应用PLC控制以外，很多矿井仍然沿用继电器与接触器进行控制。
改革开放后，国内引进SCR-D型号的直流数字化控制提升机约30台，国产SCR-D提升机主要按照其模拟线路进行控制。在此期间，微机与PLC联合监测与采集数据的SCR-D提升机大量投入使用。最近几年，建立在计算机技术基础上的提升机电气保护装置有了飞速发展，在很大程度上提高了提升机的运行安全性。同时随着电力电子器件行业的迅猛发展，一些高效率、高频率斩波器相继投入使用，极大地提高了运输提升机械设备的自动化控制精度。现阶段，在很多采煤国家中，以PLC作为控制核心的提升机电气自动化技术日臻成熟，通过PLC技术能够实现安全回路全面监测、提升工艺控制以及同路行程控制等多个功能，实现了提升机产品标准化，与此同时，一些煤矿企业将双线回路推广应用于全部安全部件中，在安全监控回路中引入冗余技术，基本达到了全微机监控的效果，有利于维持提升机安全、高效运行，其中，故障诊断装置中采用微机这一核心技术，进一步提高了自动化程度。
三、胶带运输机控制系统
在集中控制系统中，PLC是控制核心，用户界面主要包括控制软件和工业监测，由此主控制站具备了如下联锁功能。首先，在地面生产系统与主皮带机之间设置了连锁功能，能够保证在出现事故时不紧急停车。其次，同时具备了单机、手动、集控及检修等多种工作模式；再次，上位机监测能够显示电流、胶带速度、过煤量等数据，也能够反映堆煤、打滑、跑偏以及烟雾等故障现象，通过故障警示及自动语音报警形式提示。最后，电控装置与CST、变频器、电软启动装置等相互配合，能够对胶带输送机的传输速度进行控制，可实现软停车和皮带机软启动，在很大程度上满足了重载启动及平稳加速启动要求。
四、安全监控控制系统
近年来，我国从国外引进了一批安全监控系统和相关的制造技术，同时也自主研发和推出了类似于AVI、KJ2、TF200和K195等安全监控系统，多属于DCS系统，这类系统的计算机应用水平和结构逐渐达到了国际中上游标准，发展潜力巨大。在国内煤矿生产中，很多大规模煤矿企业已经应用了监控系统，如断电仪、瓦斯遥测仪、自动喷雾装置及风电闭锁装置等相继投入使用，基本满足了工矿企业安全生产的需要。但是由于与自动监控系统相配套的传感器类别少，质量不高，如使用寿命短、运行不稳定及维护困难等，部分安全监控系统的可靠程度不高，整体利用率低下。这就需要在今后的自动化技术研究中，利用科学技术，加大传感器的开发力度，不断提高系统的安全性和稳定性。
综上所述，现阶段，电气自动化技术在煤矿生产领域中的应用范围越来越广，极大地提高了煤矿生产效率，使得煤矿生产得以顺利开展。但需要认识到的是，目前我国煤矿机械的电气自动化水平仍然不高，在自动化控制精度及效果方面仍有不足，相信在科技水平不断发展的背景下，我国的煤矿机械电气自动化水平将进一步提升，并为煤矿企业安全、高效生产创造更加有利的条件。
参考文献
[1]高旭芬.探析煤矿机械设备电气自动化技术的应用[J].技术与市场，2015，08：118+120.
[2]李海涛.煤矿机械设备电气自动化的技术应用[J].机械管理开发，2015，08：94-96.
[3]高虹.电气自动化技术在机械设备中的应用[J].科技创新与应用，2014，10：55-56.