自动化技术在矿山机电控制中的实际应用研究

（山西省煤炭建设监理有限公司 山西 030012）

引言

我国城市化进程的发展，对矿产资源的需求不断增加。为了满足社会经济发展日益增加的资源需求，就必须提高资源的开发水平，增强矿产资源的利用率。利用自动化技术对矿山开采的机电设备进行更新是行之有效的重要方法，不仅有效降低了开采的消耗成本，提高了开采的工作效率，还和新时期矿山开发的高效环保目标不谋而合。因此，更新开采使用的机电设备是矿山开采改革创新的前提和基础，科技的发展是设备革新换代的助推动力，给当前时期矿产资源的开发利用提高了技术支持。国家也更加注重矿山开采设备的自动化水平，期望利用自动化技术带动资源开采工作的持续发展。其中最常用的一项自动化技术当属PLC（可编程序控制器）技术，利用PLC技术实现对风门的自动开闭功能，替代老式的继电器装置，优化矿井提升机的功能等，从设备源头上完善和提高矿产开采的整体效率。

1.PLC技术的定义

PLC技术是针对工业生产环境专门设计的一项技术，通过编辑程序对工业机电设备进行自动化逻辑控制。该技术利用数字运算的方法进行存储器的编辑控制操作，进而实现一系列的运算存储操作，并在设备上进行数字式数据及模拟式数据的传输工作。PLC技术具有操作简便，稳定性能好，可靠性强等技术优点。由编程器，存储器，处理器及电源和各种接口组成，通过各部件间的连接实现数据的交换，完成对机电设备的控制和操作。PLC技术功能强大，应用比较广泛，各组件和模块可以进行灵活的组合应用，从而实行区别化、系统化的工业机电设备控制。

2.矿山机电控制中自动化技术的具体应用措施

(1)在风门中应用PLC技术

PLC技术是比较常见的一种自动化控制应用技术，它主要通过数字运算功能完成对工业环境下的电子装置设备的操作控制，利用编制的程序计算和操作完成工作，它可以操作各种类型不同的开采设备，并且技术的整体可靠性和安全性及适应程度都比较高。在矿山开采的井下生产过程中，PLC技术可以有效控制风门自动开闭功能，保障井下开采作业的安全性。传统的开采作业中，工人操作风门的开闭很容易受到一些外部因素的影响和限制，这给井下开采生产作业造成极大的安全风险。

而在矿山机电控制系统中应用先进的自动化技术，就可以有效避免传统的人工开闭风门造成的设备损坏情况，为生产提供可靠的安全技术保障，并且降低了生产中的操作的技术难度。随着在矿山机电控制中的自动化技术的推广和应用，明显的降低了矿山资源开采的人工成本，增加了生产的经济效益，而且还为安全生产提供有力的技术保障，增加了井下作业人员的安全生产性能。

(2)在矿山监控设备中应用自动化技术

矿山开采工作的危险系数比较高，如果在矿山开采的监控设备中应用自动化技术，进行视频实时的监控监测，就可以有效预防安全事故的隐患，提高矿山资源开采生产的安全系数。矿山开采机电自动化控制设备一般用于对井下作业情况的监控监测，相关工作人员应该结合我国的科技发展水平，借鉴国内外的先进经验技术，利用国外进口的成熟设备建立一套符合自身企业工作生产的自动化机电监控系统，为矿山开采的安全作业保驾护航。开采矿山的井下作业环境存在较大的危险性，传统的监控管理模式不能准确及时的发现潜在的危险，而自动化机电监控系统则不同，它可以在井下开采作业中发挥极为重要的作用，通过对井下环境进行全方位的监控，为井下作业人员的人身安全提供有力的技术保障。

矿山资源开采作业的自动化监控系统，可以利用自动化技术实现地理信息和无线通信技术等信息的准确运输传递，帮助井上工作人员准确掌握开采的进度，便于他们对矿山开采作业进行科学合理的控制，节约矿山开采的成本，为井下作业人员提供安全保障。

(3)在运胶带机设备控制中应用PLC技术

在矿山开采机电控制设备中应用自动化技术，可以实现许多以前开采作业中难以实现的技术应用。KZP盘式制动可控设备就是其中的一项常见的自动化技术应用。KPZ制动设备主要由三部分组成，有液压站设备、制动系统和电控系统。其中的制动系统是运胶带设备工作的动力来源，制动装置结合闸瓦和制动盘间的摩擦力形成了制动力矩，液压站发挥它的调节作用，可以改变制动力，进而实现对机电设备的控制。可控制动设备应用电动机和输出轴及输送机传感器，对运胶带实行由下至上的数据实时监测，然后利用PLC技术准确读取监控数据。并在建设数据与设备运行设定值不一致时，实现调节控制制动系统油压的功能。监测数值大于设备设定值时，自动化控制设备就减小供电电流，减慢胶带的输送速度；坚测数据比设定值小时则作相反的调节控制。应用PLC技术对运胶带设备进行控制，可以保证胶带传输工作的顺利进行。

(4)在矿山挖掘设备中应用自动化技术

矿山井下作业的环境比较恶劣，空气中的烟尘颗粒比较多，氧气含量相对较少，还有地下水也会产生一些安全危害，水位超出正常范围后会增加作业的难度，甚至会危及井下作业人员的安全。如果采用自动化的技术更新大型矿山挖掘设备后，应用优化后的设备，实现和人工的共同作业，不但可以减少井下作业人员的工作量，还增加了井下作业人员的安全程度，降低井下作业的危险系数。一般在开采矿山环境比较复杂的开采作业中会应用电牵引采矿机，在开采工作中的电牵引采矿机中应用自动化技术设置自动控制程序，可以有效提升电牵引采矿机的牵引力，并且利用自动化技术升级后，可以大幅提升矿上挖掘设备的机电控制质量和效率。

(5)在螺杆空压机中应用自动化技术

和传统的空压机相比，应用自动化技术更新后的螺杆式空压机的实用性和稳定性会更好，因此在矿山机电设备的控制中得到了广泛的推广应用。螺杆式空压机应用时会进行四个步骤的运动，利用螺杆的运动吸收机油进行吸气运动、随着持续的螺杆转动实现压缩和排气运动、在设备运转中实现密封及运输的步骤。它的工作原理主要是通过空压机内部的螺杆旋转，使螺杆和机壳内的齿沟啮合，从吸气口把机油和空气吸入螺杆式空压机机体内，随着螺杆和齿沟的啮合和转动向排气口输送密封的机油和空气，随着持续的不断运动，啮合面逐渐减少，空气和机油受到压缩后到达排气口，然后把压缩后的空气和机油排放到空压机外部，完成压缩和排气的功能，完成一个流程的空压机运动。要想合理控制螺杆式空压机运行过程中的排气量，最关键是要控制好螺杆的转动频率，增加对空压机的变频控制功能。发生排气量超出标准数值的情况时，空压机的控制变频装置可以通过调节螺杆转动频率来控制排气量，使排气量始终能够保持在正常范围内。螺杆式空压机的自动变频控制装置不仅可以稳定排气的压力，还可以节约能源，避免造成浪费，提高矿山生产的效益水平。

(6)在矿井提升机中应用自动化技术

矿井提升机一般都安装在矿山的地面上，控制提升的主要机器部件是继电器。应用自动化技术对矿井提升机进行改造革新，主要是用可编程的PLC控制技术对继电器进行技术功能改良，使提升机从内部结构到设计方式都得到了全面的优化提升，为矿井提升机的安全性能和稳定性能的提高提供了技术保障，有效提高了矿井提升机的工作质量和运行安全系数。利用自动化技术对矿井提升机的制动系统、传动系统和安全操作控制系统等进行技术优化改良，可以提高各系统的运行质量，提高提升机整体的安全性能和使用寿命。由于矿井提升机对矿山资源开采安全产生着重大的影响意义，因此提升机操作和管理人员在工作中要采用严格规范的操作流程，并且要定期做好后期的检修和养护工作，合理利用自动化技术提高矿井提升机的安全运行性能，为井下作业提供可靠的安全技术保障，切实提高矿山机电控制设备的工作效率和工作质量，保障矿山开采人员的生命财产安全，提高资源开采的经济效益。

3.结束语

总而言之，应用自动化技术对矿山开采的机电控制设备进行技术更新，不仅可以改良应用领域的一些简单设备，还可以优化技术领域那些复杂的设备，由于它的适用范围比较广泛，改良效果也比较好，使之在矿山开采的机电控制系统得到了广泛的推广。在矿山机电控制中应用自动化技术，可以对风门进行开闭进行自动控制，为井下开采作业提供安全保障；对矿山开采实行实时监测，有效预防安全事故的隐患，提高矿山资源开采生产的安全系数；应用PLC技术对运胶带设备进行控制，保证胶带传输工作的顺利进行；利用自动化技术升级后可以大幅提升矿上挖掘设备的机电控制质量；应用自动化技术提高螺杆式空压机实用性和稳定性，节约能源；用可编程的PLC控制技术进行矿井提升机的继电器进行改良，为井下作业提供可靠的安全保障。可以说，应用自动化技术对矿山资源开采的机电控制设备进行革新改良，有效的提升了矿山资源开采的效率和矿山资源的使用率，节约了能源，为开采作业的工作人员提供了安全保障。