对矿山提升机自动化控制趋势的探讨

孙鹏

摘要：矿山提升与煤矿生产效益两者具有紧密的联系，发展的好坏相关。本文为作者根据自身的实际工作经验，对矿山机电的自动化控制发展趋势进行的相关分析。通过对现阶段国内外的矿山机电现状进行剖析，且对自动化提升的结构构成进行分析，从而阐述了矿山拖动系统在自动化发展方向上的趋势。希望通过本文的分析能够对该项工作的同行起到参考与借鉴的作用。

关键词：矿山提升机 自动化 发展趋势 结构组成

矿山提升与煤矿生产效益两者具有紧密的联系，本文为作者根据自身的实际工作经验，对矿山机电的自动化控制发展趋势进行的相关分析。以下为作者在探究之后对这一问题做出的思考与阐述。

1 矿山电力拖动系统的发展状况分析

矿山电力拖动系统的应用范围非常广泛，常见的有煤矿、有色以及黑色金属和化工等等基础行业，并且矿山电力系统主要任务为承担了矿石等的运输、提升、工作人员的上下以及材料的基本运送等等，由此可见其为矿山开发过程中的大型重要设备，它的基本性能好坏程度将会在很大程度上对矿山的生产以及人员的生命安全等产生影响。

现阶段在西方的一些发达国家，全数字控制技术在矿山电力的拖动系统已经开始全面的进行使用，比如在交交变流的全数字化变换频率的控制等等很多方面的工作之中。目前在冶金自动化设计以及天津的电气研究工作中使用交交变频技术的情况较多，但是在很大程度上交直交变流技术目前依然处于探索研究阶段，技术水平还没有达到成熟的阶段。

目前，业界还研发了一种连续式提升机。连续提升机工作时搁板的回程不占用工作节拍，输送效率高，且不受输送高度的影响。这种提升机结构紧凑，占地面积小，承载范围大，最大可达2000Kg，能够与出入口输送设备配套使用，使输送过程实现完全自动化，避免了人工操作带来的不稳定性。另外，连续式提升机安全可靠，易于维护，运行费用低廉，有效降低了输送成本。但其工作时采用单向运动方式，一般不能往复输送物料，而且只能输送件货，且物料有最小尺寸的限制。要将这套提升机应用在矿料运输上还有待进一步研究。

在90年代以前，我国的矿山交流通常会采用一些比较传统的控制方法；而在70年代以前我国则会常常使用直流拖动这种技术方法，简称为“P+D”技术控制方式，或者要会采用“防摔硅供电的电动机+模拟调节方法+电器控制”控制方法，在上述讨论的拖动技术方法有很多的缺点与不足，其中主要的不足之处包括能量消耗比较大、系统运行的效率比较慢、实际运行时占用地表面积比较大、产生的噪音大、系统维护的难度较大、整个系统运行使用的元件比较复杂、控制的过程中使用的方法比较破旧而且技术手段比较落后等等众多的不足。

当发展的进程到90年代之时，依然存在很多的不足，其中比较主要的几点为：①我国很多新建的矿井所使用的全数字控制的自动电力拖动运行系统均来源于国外的发达国家，这些运行的系统在运行的过程中运行的效果非常好，工作效率也很高，但是其使用过程中造成的价格非常昂贵，需要花费的外汇金额也比较大，这样的实际运行状况与我国现阶段的市场经济发展状况以及需求极大的不符合与不适应；②现阶段国内很多与这一产业相关的行业进行科研的单位以及一些生产的厂家也逐步开始对全数字自动化控制的技术水平进行提升做了很多的研究与努力，但是即使在这样情况下大多数的科研技术单位以及生产厂家在生产和运行的过程中所使用的技术方法以及路线都是从国外的相关技术单位购买回来的，购买之后通过自己科研单位针对实际情况进行的调试与重新的整装再进行使用，这样的运行模式很简单可以看出我国的相关单位是没有独立的自主的知识产权的，整个的运行过程都被国外的相关产业公司时时的牵制与控制，换而言之这样的模式并没有从根本上对问题进行解决。由于全自动化的矿山开发控制系统的运行比较安全可靠，这样的运行模式具有很多的优势，其是传统的控制模式与先进的控制模式两者的融合，性能比较中和，所以很多的国外发达国家均在全自动控制技术上做了较大的努力，主要是在如何将其使用到各个工业行业的发展领域。目前矿井提升机拖动相关的技术控制，全自动控制的研究在德国以及瑞典相关行业的公司的研究水平较高，已经达到世界领先水平。而且近几年以来我国逐步开始引进效益很好的提升机，大多数都是西门子电器以及其他的产品。但是现阶段，我国几年来随着科学技术水平的提升，电力电子科学技术的水平也在不断的提升，由此我国的相关行业在这一领域的研究成果颇为丰富，很有成效，开发出了很多具有自主研发型和知识产权的全数字控制系统，现阶段已经研究出来几套具有时效性的样机。

2 主提升机自动化系统结构分析研究

主提升机的作用非常重要，其主要任务为承担了煤矿以及原煤进行进一步提升的功能，主提升机应该能够按照已经预定的力图和速度图，这类图主要可以划分为四个象限，且这四个象限在实现的过程中需要能够平稳的启动、同等速度运行、爬行和停车工作，而且在这个运行的过程中需要能够拥有很高的可靠性。在本文中主要是通过对马钢罗河钢铁矿井的自动化运行的系统结构进行介绍和阐述。

2.1 主回路 每一台电动机在进行电枢回路的过程中主要是通过运用两台整流变压器进行实际运行的供电，其中的一台电机为X形接线，而另一台为Y形接线，但是其分别为连接到两台机器上的可逆型的变流柜上，构成12组能够可逆的整流的电路运行模式。整个的流通电路在输出的过程中都要通过平衡电抗器等进行电枢供电，这样的供电模式可以将对电网以及高次谐波分量的影响减少到最小，从而将工作的效率提升，每台电动机都会选用一台整流变压器进行合理的供电运行，进而构成全数字自动化的磁场系统。

2.2 全数字调节部分分析 全数字调节能够根据实际的使用以及运行情况对使用的具体需求进行合理的选择，例如一些传动系统会选用特定公司的全数字调控系统，该公司的这一调速系统在实际运行时主要是通过采用两个效率比较高的处理器进行所用的调节以及传送的控制工程。软件中的调节功能主要是通过运用参数进行构成的程序的模块进行实现的，从而能够在比较准确的速度以及控制下对整个的系统运行状况进行控制。微处理器的功能比较强大，能够将所有的控制、调节以及监控操作等等功能均进行顺利的实现，整个系统的结构能够对软件进行组建，这样的运行以及组建模式中可以对电流在内的各类调节器等等进行自动的优化，由此能够使系统实现优化，对其形成最佳的控制。除此之外，该装置的自身具有很完善的故障诊断以及维护、修复的功能。

2.3 操作台以及监视器相关分析 操作台在构成上主要由三部分构成，大致可以划分成左操作台、右操作台以及指示操作台这三大部分。这三部分的构成又存在一定的差异，其中左操作台上有能够进行制动的手柄、高低压运送电的按钮、磁场送电功能的按钮、能够用于快开的控制按钮、紧停按钮等等多个部分。右操作台上装有的按钮类型也非常多，主要有主令操作手柄、用于选择工作方式的开关、联络信号所使用的按钮等等。而指示操作台在构成上与以上所述均有差异，左侧为监视器。指示台上具有指示器以及其他的信号器或者仪表等等。且在这些装置之中监视器能够通过整个系统的运行将对话完美的实现，并且能够反映出提升机在运行过程中所使用的各种操作数据和运行的状态等等。监视器中能够帮助司机对提升机进行详尽的了解，深入的明确其运行的方式。此外，当提升机出现故障时，司机也能够通过监视器对其进行一定的了解，确定故障的时间以及具体的位置，这样有利于及时的通知维修人员对设备进行整修，由此减少排查仪器故障的时间，很大程度上对生产的效率进行提升。

3 结束语

矿山提升与煤矿生产效益两者具有紧密的联系，发展的好坏相关。本文为作者根据自身的实际工作经验，对矿山机电的自动化控制发展趋势进行的相关分析。通过对现阶段国内外的矿山机电现状进行剖析，且对自动化提升的结构构成进行分析，从而阐述了矿山拖动系统在自动化发展方向上的趋势。矿井提升机实现全数字自动化给矿井提升机的相关技术水平提高带来了很好的前景，这将极大的提升系统的功能以及运行的效率，实现设备运行的自动化。它的发展使传统的运行模式得以改善，兼容了传统以及现代化的操作方式，与现代的运行模式和市场经济发展形势十分符合，希望通过本文的分析能够对该项工作的同行起到参考与借鉴的作用，也希望我国的矿井提升技术能够迎来新的局面。

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