论煤矿机电自动化集控的应用与发展

中煤华晋集团晋城能源有限公司 秦海初

煤矿综合自动化系统的建设，随着我国各方面技术水平的发展，以及经济形势的变化，在不断的改善以及发展。在进行煤矿开采工作的过程当中，自动化系统的应用以及相应配套技术的完善，为整个开展工作提供更有力的支持，也更大程度的促进了煤矿综合自动化的快速发展。机电设备自动化集控技术设计的内容比较复杂，例如：计算机网络技术信息化处理技术，集中控制技术等等这些技术的综合应用，对煤矿开采工作可以产生积极的影响，本文主要针对该课题进行探讨。

1 煤矿机电自动化集控现状

机电自动化集控技术的使用可以推动各个工业领域的快速发展，特别是在煤矿领域内它的使用可以提高煤矿开采的效率以及安全性。与其他类型的控制技术相比，机电自动化集控技术的体积相对较小，而且容易操作在使用操作方面程序比较简单容易维护。将机电自动化集控技术应用于煤矿领域当中，可以在一定程度上控制劳动力的投入，整体改善煤矿企业的经济效益。从目前我国煤矿机电自动化集控发展的情况来看，其水平并不高，与国外发达国家相比仍具有较大的差异，所以它的发展空间是非常广阔的。煤矿企业在发展期间，煤矿自动化集控技术本身就具有良好的应用价值，而且煤矿开采以拥有自主知识产权开发技术和配套设备开发作为基本的方向，对其相关的技术进行研究，可以整体促进煤矿行业的技术水平，强化产品的通讯能力，在相关技术的支持下，煤矿行业的发展速度将会越来越快。当然自动化技术的使用还可以更好的进行数据信息的分析总结，保证数据信息的使用价值得以有效发挥。下面分别分析河南省两家煤矿集团及自动化疾控技术使用的具体情况。

河南省最大的煤矿开采企业是河南能源化工集团，它是一个级开采销售为一体的公司，其下大多数的煤矿都已经全面推广机电设备，自动化集控技术，而且该技术的应用也极大的提高了煤矿开采的效率，为整个企业的发展奠定坚实的基础，给企业，给社会，给国家带来了很大的经济效益和安全效益。

河南永锦能源有限公司在煤矿开采工作当中也积极投入机电设备，自动化集中控制系统和该系统的投入，主要应用在排水泵房中央变电所以及主胶带运输机等多种设备上，但考虑到整个矿井的长远发展，企业的相关管理部门，目前研究信息化自动化在这些设备当中的应用。

2 煤矿机电自动化集控的功能

2.1 迅速维修事故

煤矿开采工作的安全性一直以来都是人们关注的重点，如果在开采期间由于设备因因素的影响，因为因素的影响而出现一系列的安全事故，那么对于井下工作人员来说将会产生生命安全的威胁。所以，煤矿安全事故的维修速度，直接影响煤矿企业的经济效益。将煤矿基地自动化集控技术应用于煤矿开采工作当中，能够保证煤矿开展设备在出现事故之后第一时间给出解决方案和整改措施，保证机械设备长期处于正常运行的状态，从而满足煤矿开采工作的现实需求。除此之外，煤矿机电自动化集控技术的使用还可以保证事故维修的时效性，避免设备在出现。维修和维护工作的开展可以在一定程度上保证设备使用性能的优化，与此同时还可以延长设备的使用寿命。在设备出现事故之后及时进行维修，能够强化设备的抗腐蚀能力，满足煤矿开采工作的实际需求。

2.2 降低企业生产成本

对于煤矿企业来说，煤矿机电自动化集控技术的使用不仅可以有效解决事故的相关问题，还可以在一定程度上降低企业生产成本。因为煤矿机电自动化集控技术的应用可以实时对机械设备运行的情况进行记录和分析，同时也能对机械设备工作的状况进行仔细的观察，一旦机械设备出现故障问题或者运行处于异常的情况之后，就可以马上解决存在的问题。而且自动化疾控技术的使用，能够时刻了解煤矿设备的使用状况，对煤矿设备进行整体把握之后，更好的调节煤矿开采工作的情况，并确保煤矿机械设备长期处于正常运行的状态。也就是说在煤矿开采工作当中，煤矿机电自动化集控技术的使用能够让机械设备在早期就能够精准的检测设备是否存在故障和问题，是否存在性能减退的问题，这就减少了不必要的成本消耗，让企业在生产成本方面得到有效的控制。

2.3 通过振动检测设备

根据系统运行的温度振动的情况以及数据和参数，煤矿机电自动化集控技术，能够更好的分析设备运转的情况，而且机械设备在实际运行当中一旦出现震动现象不合理之后，系统就能够更加科学的分析其出现故障的原因。这种根据机械设备性能做出的诊断准确性相对较高，而且在获取相关的诊断结果之后，还可以使用相关的技术和方法快速解决存在的问题。通过振动检测设备的方法，具有简单性和实用性的特点，将其有效地结合起来，使得煤矿机电自动化集控技术的使用价值更高。现代机械设备的运行过程都存在一定的振动规律，根据设备振动的规律及信号的频率，现场工作人员能更好的把握设备，在其区域性的特征一旦相关的数据改变之后就可以及时了解数值改变的原因，从而全面的把握机械设备运行的情况。总而言之，广泛的应用机电自动化集控技术，为整个煤矿行业可奠定坚实的基础，也可以更好地促进煤矿行业的快速发展。

3 煤矿机电自动化集控的实现

在科学技术快速发展的背景之下，煤矿行业的煤矿机电设备自动化水平在不断的提高，控制系统也逐步得到完善。所以在满足煤矿应用需求的同时，煤矿企业也需要花费更多的时间和精力进行煤矿机电自动化疾控的管理工作，提高管理的效果，保证自动化技术使用的价值得以充分发挥。据了解，在煤矿开采工作中，煤矿机电自动化集控技术的应用可以实现集中控制故障检测等多项工作，保证煤矿井下安全开采的目的，同时也使得煤矿开采的效率大幅度提升。

3.1 机电自动化集控方案

以智能型组合电器及控制电自动化设备的重要组成部分，可以整体提高煤矿井巷综合开采作业的效果。但是实际上综合电器在使用期间并不能发挥通讯功能的效果，所以当井下出现各种事故时，相关的信息和数据不能及时发送到地面相关的解决措施，也无法及时传输到矿井。在无法实现联网以及远程控制的情况下，地面上的工作人员不能了解矿井工作的实际情况，也无法迅速了解矿井生产的实际情况，这就无法保证生产工作的安全性。为了有效的控制煤矿开采的成本并提高整体的煤矿开展安全性，可以通过使用集控系统并以modbus通讯协议作为基础。将控制器局部网络以及DP总线通信作为信息数据传输的载体，达到信息数据传输的目的，可以在保证矿井开采工作安全性的同时降低生产成本。

3.2 集控系统硬件设计

系统的硬件设计工作设计的内容比较复杂，智能型组合电器的测控系统，包括的硬件模块主要有显示器，控制方式转换模块采集模块处理模块，信号检测模块等等。这些模块共同组成的测控系统能够独立完成对线路的复核保护工作以及控制工作，与此同时还具备短路保护功能欠压保护功能，漏电闭锁保护功能，过载保护功能等等。当然本文提出的疾控系统除了能够对整个机电自动化设备起到控制作用和保护作用之外，还能够实现电磁阀控制工作，网络通信控制工作，遥控控制工作，采掘作业面控制工作等等。疾控系统的框架结构控制箱集成了三条现场总线，这三条总线主要负责的内容各不相同，其中CAN主要负责中央控制器和电磁控制阀显示器，遥控接收器等等操作箱和中央控制器之间的通讯需要由modbus实现。其中集控系统框架结构的具体情况如图1所示。

图1 集控系统框架结构

3.3 集控系统软件设计

从软件设计的角度分析，煤矿机电自动化集控系统的软件可以包含两个方面的内容，分别是信息判断和处理，以及系统控制信息的处理工作。在信息判断和处理的工作方面，需要以数据作为主要的对象对数据进行采集，接收发送，一些分析等多项工作是集控系统软件设计的主要目标。除此之外，系统控制信息的处理工作也是软件设计工作的重点，它涉及的内容包括信号逻辑处理，优化系统以及故障保护工作等等。

4 煤矿机电自动化集控的应用

4.1 矿井井下传送带方面

矿井井下传送带设备是煤矿开采工作的重要设备，同时也是开采工作的重要组成部分，在进行煤矿运输的过程当中，井下传送带是不可缺少的部分。所以井下传送带的实际运行情况，对煤矿开采的效率以及质量产生决定性的作用。为了保证煤矿开采工作的效率以及煤矿开采产品的质量，企业相关管理人员就必须充分关注矿井井下传送带的运行情况，保证该设备长期处于连续作业的状态并整体加强生产，注意质量的控制效果。据了解传统的旗下传送带使用价值并不高，不仅存在运输量小的缺点，安全系数还非常低，不能真正满足矿井生产的实际需求。特别是在人们对于每况愈下传送带，远远不能满足相应的工作目标。经过多年的发展，我国的井下，但是运输机已经得到逐步完善，而且将自动化技术与该运输机充分的融合在一起，提高整个系统的运输效率及使用价值相对较高，能够满足人们在煤矿领域方面的生产需求。近年来，新式的运输机内部已经安装机电一体化的设备。教育传统的传送带相比具有智能化的特点，设备在运行期间不会因为人为因素出现错误的情况。但是煤矿井下传送带在实际工作期间也不免存在一些问题。例如：传送带中间的驱动点稳定性并不能满足实际需求，所以对整个设备的稳定运行情况会带来消极的影响。

4.2 煤矿矿井提升机方面

将机电自动化集控技术应用在矿井提升机方面也具有较为明显的应用价值，它可以整体提高矿井提升机性能，保证整个提升机在使用期间具有更高的安全性和可靠性，从而为整个煤矿生产工作奠定坚实的基础。在传统的条件下，矿井提升机的结构非常复杂，而且它的规模比较大，巨大的体积和沉重的设备，使其操作难度十分复杂。利用自动集控技术进行提升机的控制工作，可以将复杂的机械设备转变为新型的自动化集控设备，将复杂的机械结构转换为精简的机械结构，将传统的人工控制模式转变为数字化智能自动化控制模式。

4.3 电牵引采煤机方面

采煤机是煤矿采矿生产工作当中的重要设备，它直接影响到整个生产流程是否顺利进行，同时也关系到煤矿生产工作的综合效益。如果将自动解控化技术应用在煤矿生产工作当中，那么采煤机的性能优化工作就是需要重点关注的内容。切实改善采煤机的生产作业，效率可以有效推动煤矿企业的快速发展。在如今的科学技术条件下，电牵引采煤机的使用能够对电能资源进行充分利用，满足采煤机的实际应用需求。它与传统的采煤机相比，电牵引采煤机的优势在于维修维护工作比较便利，不需要投入大量的资金以及人工成本，其工作性能较好，稳定性非常高。除此之外，电牵引采煤机的故障发生概率相对较低。通过控制电牵引采煤机的相关系数，整个设备的运转过程更加顺利，那么电牵引采煤机的使用性能也得到有效的优化。如今电子技术和计算机技术的广泛使用时的电牵引技术的完善程度越来越高，有效弥补集控技术在使用期间存在的不足，从而保证煤矿企业持续健康的发展。

4.4 煤矿生产和矿井监控方面

煤矿生产和矿井监控工作机电自动化技术的使用，能够更好的营造煤矿生产作业的环境，整体提高煤矿行业的综合效益。与国外的自动化监控技术相比，我国的研究时间较晚，应用的起步时间也比较晚，现在大部分煤矿企业使用的监控设备仍然是进口设备。所以从整体的情况来看，自主研发的水平比较低，创新能力不足，这就使得煤矿生产和矿井监控的工作不具备相应的竞争优势。但是在最近这几年，国家相关企业花费大量的时间和精力对相关的设备进行研究，在科学技术水平不断提升的背景下，自动化监控系统也逐渐形成前晚上为煤矿生产工作以及矿井控制工作提供了技术支持。

4.5 主要排水泵应用

井下布置+60m、-60m两个主要排水泵房，总共安装8台主要的排水泵，主要负责整个矿井的排水任务。在进行自动化集中控制技术和相关系统的安装工作时，需要根据矿井的实际情况进行，给每个排水泵房设置一台矿用隔爆兼本安型水泵控制操作台，每个操作台都有单独的监控分站的控制，对水泵进行自动化控制和手动化控制。该系统的安装使得整个水位和用电峰谷的调节性能越来越好，实现了水泵自动轮换的目的，有效避免峰就谷运行。

地面自动化集控中心对互联网监控中心配备了两台工控计算机，这两台工控计算机能够对排水泵房进行单独控制，同时PLC控制箱也可以作为整个井下控制工作的重点内容，对井下的运行情况进行有效监控，同时达到信息传递的目的。通过移动摄像头可以对每台水泵运行的实际情况和设备运行的状态进行实时监控，每个排水泵的排水流量压力，温度，振动情况等都可以通过PLC控制箱进行控制，以及远程实时监控。

5 煤矿机电自动化集控的发展前景

虽然煤矿机电自动化集控的发展前景十分广泛，但是要想保证其技术长期处于稳定健康的发展状态，那么我们就需要将机电自动化集控技术的应用价值进行明确并把握整个时代发展的整体趋势，加大对相关技术的研究力度，严格控制其实际应用情况，为煤矿行业的发展奠定坚实的基础。除此之外，优化机电自动化集控设备的设备性能，预防重大灾害和安全事故的发生也是非常必要的。

在经济以及科技都快速发展的背景之下，我国煤矿企业的发展步伐也越来越快。在自动化技术的帮助下，我国煤矿企业的生产规模越来越大，但是在实际开展工作当中仍然存在一些困难以及问题提供常见的问题，主要有机电设备，非常容易受环境因素，以及人为因素的影响，出现各种各样的故障。这些故障如果不及时进行解决，那么大规模的煤矿勘查工作将会受到影响，这对整个企业对整个行业的发展都会产生消极作用。针对这一情况，我们应该花费更多的时间和精力，在煤矿机电自动化集控技术的研究方面，将集控技术与煤矿开采，工作充分融合，使得煤矿开采工作的效率得到大幅度提升。与此同时，煤矿企业的相关技术人员还需要保证机电设备朝着智能化、自动化和安全化的方向发展，提高煤矿开采的质量以及效率。