基于人机界面采煤机电系统控制技术研究

李奎奎(山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司，山西 临汾 042100)

矿井采煤技术相比较于露天开采技术来说具有一定的困难，对于相关现场操作人员具有更加严格的要求，也因此给煤矿企业的发展带来了极大的生产困难。由于科学技术的不断发展，国内生产煤炭企业相应的形成了比较完善的控制机制。利用人机界面作为基本开采的中心，不但可以优化煤矿开采技术，也可以改变以往单一采煤机电系统控制方式。所以，需要不断深入研究和分析人机界面的特点以及功能，促使可以更好的进行煤矿开采。

1 人机界面的特点

计算机交换信息和传递信息的对话接口和媒介就是人机界面，是构成计算机系统的重要部分。由于煤炭产业的迅速发展，高科技运行方式与传统采煤方式之间具有很大差距，适当形成多样化采煤方案是未来煤炭企业发展和改革的重点。采煤机电控制系统主要关键就是信息技术，利用信息技术来保证人机界面具有一定的可行价值，保证采煤系统能够安全稳定的发展和运行，具有以下几方面特点。

1.1 转换性

人机界面实际上就是用户以及系统之间进行信息交换和交互的媒介，能够合理的实现人类以及信息内部形式可以符合的转换。现阶段，计算机技术已经被大量使用在众多领域，相互转换计算机语言和自然语言，合理的改变原来的采煤机电控制方式，形成具有一定优势的操作系统平台。人机界面控制一体化的关键就是信号转换，融通数字语言和自然语言，合理的改变控制单一的方式，为采煤系统提供一定的平台。

1.2 智能性

只要是具有人机交流信息的领域就具有一定的人机界面，是基本体现智能技术的方式，也是机械化操作的方式。人机界面的发展会在一定程度上促进采煤系统智能化的发展，为企业提供先进的机器、人一体的控制技术，依据相关预制方案进行运行，以便于可以达到预测效果。在采煤系统中运用智能技术，打破原来传统方式，带动新采煤系统的发展，为企业发展提供保障和技术支持[1]。

2 基于人机界面采煤机电控制技术

人机界面可以很好的达到机器与人之间的自然对话，中介平台是软硬件系统来控制的多功能方式，可以充分符合采煤机电设备一体化发展的需求。由于科学技术以及采煤技术的不断应用和发展，使得人机界面在采煤控制系统中应用的更加明显，不仅能够指挥监督和调度人员，还可以操控机电设备总平台。基于人机界面的基础上，采煤机电控制系统具有多种高端技术，选择相对比较稳定的控制技术保证可以安全生产，主要包括以下几方面：

2.1 机械技术

机电一体化的基础就是机械技术，机械技术运用重点就是怎样适应机电一体化技术。目前，国内煤矿企业已经基本上都在使用人工一体化的控制方式，利用机器设备来合理代替人工方式，能够促使很好的符合多功能的需求，从而可以适当降低控制人工采煤的难度。井内开采煤矿的主要基本功能就是机械设备，利用小、中、大型号的设备作为控制中心，多次开采矿层和岩层。基于人机界面控制的采煤系统利用一定新技术来不断更新观念，改变结构、性能以及材料，最大限度满足体积小、重量小、精度高以及刚度高的需求[2]。

2.2 数字技术

数字化控制方式是新型采煤控制形式，利用数字信号为基本转换中心，通过计算机技术来合理的处理原始数据，不断提高采煤机电系统中心处理数据的效率。利用计智能算机控制数字技术，依据煤层分布的实际结构特点以及分布情况，建立比较稳定的开采体系，在不需要人工的方式下能够达到一体化生产的目的。例如，数字计算机具有多样的功能和形式，计算机处理技术主要包括：神经网络技术、专家系统技术、人工智能技术以及交换、存储、判断、运算信息等，可以依据实际井内情况来选择符合情况的生产方案和技术。

2.3 系统技术

利用相对整体的组织概念来不断应用技术，依据系统目标以及全局方面来说，把总体适当的分解为相互具有一定联系的单元，系统技术之一就是接口技术，十分重要，能够保证实现各部分系统的有机连接。采煤机电控制系统需要综合运用各种技术，融合通信技术、传感技术以及计算机技术，形成相对稳定的作业平台，平衡运输机、采煤机以及挖掘机，深度展示挖掘中人机界面的作用，此外，拥有一定延续性特性，能够制定出不同控制方案[3]。

2.4 自动技术

具有相对比较广泛的范围，在理论的作用下，设计系统的时候，需要对系统进行一定的仿真，进行现场调试。控制技术主要包含：自适应控制、高精度定位控制、自诊断校正、速度控制等，但是并不适合所有煤矿直接使用，需要在正式运用以前合理的组装和调试设备，为进行系统采煤控制提供一定的环境基础，达到数字一体化采煤的目的。自动技术是依据仿真为基本理论依据，不断优化系统结构，展现人机界面的多功能特性[4]。

3 应新型采煤生产系统多功能技术

社会发展的必须能源之一就是煤炭，煤炭企业发展的重要关键就是不断优化生产方式，与能源可持续发展息息相关。采煤机电控制系统为调度资源提供一定保障，能够合理的调度采矿范围，利用一定的远程遥控技术当作辅助技术，保证能够充分发挥所有功能的作用，主要包括几种常用系统，分布式、智能式、远程式、开放式等。

3.1 智能式控制

智能控制技术包括以下几方面，模糊控制、专家系统以及神经网络。应该依据实际的采煤情况，自动化控制大型设备，形成比较稳定的控制系统结构。例如，在目前煤矿采煤系统中，已经广泛应用智能控制技术，来完成设计产品、生产产品、诊断质量等，从生产平台把智能控制延伸到设计平台，提高控制的效率[5]。

3.2 分布式控制

一般来说，分布式控制使用都是一台计算机合理指挥多种操作界面，以此来控制智能单元和现场测控。可以把分布式控制合理分为两级、三级以及多级，通过计算机技术来集中监控、管理、操作整个生产过程，在建设大型煤矿采煤区域的时候需要合理使用分布式控制，选出多个内部监测点，安装不同检测射波当作控制结构[6]。

3.3 开放式控制

开放式控制方式主要就是利用工业通信网络来合理的控制相关设备以及计算机的管理，达到经营、控制、管理的集成统一，利用现场总线来连接控制设备以及现场仪表，达到控制测量一体的标准。在运行的时候需要充分分析安全系数，利用开放式控制系统合理的作为安全系数，体现生产系统具备的拓展性，优化人机界面的目的。

3.4 远程式控制

远程控制实际上就是相关操作人员利用计算机来异地接入网络、拨号以及连接计算机，把需要控制的界面在计算机上显示。一般比较适合使用在先进的大范围控制采煤区域，利用这种控制方式可以达到远程控制机器和人的目的[7]。

4 结语

总而言之，人机界面实际上是以人工智能为基本中心，形成机器和人的一体化发展平台，为采煤系统机电体系提供一定的高科技基础。在经过人机界面处理之后的机电设备以及采煤系统，顺利进行了功能的改造以及升级，人机界面应用领域被拓宽了，从而达到设备功能与人机界面一体化的目的。人机界面应用到煤炭企业机电系统中已经成为未来发展趋势，利用高科技来帮助系统合理运行，起到更好的操作效果。

[1]魏星.基于人机界面采煤机电系统控制技术分析[J].装备制造技术，2014(12)：251-252，254.

[2]常纪新.采煤系统中提升运输机主控系统的探讨[J].华人时刊（中旬刊），2013(12)：172-172.

[3]李云伟.矿井采煤系统多功能设计及其改造[J].华人时刊（中旬刊），2013(12)：176-176.

[4]张振伟.智能化联合采煤系统在煤矿开采中的运用[J].技术与市场，2015，22(2)：70-71.

[5]侯剑.黑岱沟露天煤矿采煤系统的优化[J].内蒙古科技与经济，2010(20)：110-111.

[6]王桂梅，蒋超，朱佳伟等.煤矿井下开采自动化系统研究[J].煤矿机械，2014，35(3)：220-221.

[7]成洪江.薄煤层数字化采煤技术在贺西煤矿的应用[J].山西煤炭，2014，34(11)：55-57.