综掘机智能化远程控制技术的应用研究

闫 智

（山西汾西宜兴煤业有限责任公司,山西 孝义 032300）

引言

从煤矿开采的角度分析，既需要保障开采作业的效率，同时也要保障作业的安全。实践中积极推广应用智能化技术手段，围绕作业全过程实施严格控制，可促使上述目标的实现，发挥着重要的作用，值得推广应用。

1 综掘机智能化的推进背景

基于智能化建设背景，很多企业都在积极探索新技术和新模式，不断提高智能化水平，提高生产作业的效率和安全性。从推进智能化发展的角度分析，关键在于智能化煤炭开采工艺和装备等，同时引入信息化和互联网技术，促使智能化水平不断提高，实现对开采作业环境与作业流程的全面化控制，提高智能化远程控制的水平，实现管理的价值与作用，创造更多的效益。

2 综掘机智能化远程控制技术的应用方案

以某综掘机智能化远程控制系统为例，分析系统设计，作如下论述：

2.1 总体设计

从系统构成角度分析，主要为视频监控系统和电液控制系统以及数据采集系统等。实际应用中支持综掘机本机操控和无线遥控以及远程控制模式，可实现远程控制设备自动化截割，促使作业人员可以远离综掘工作面，有效提高安全生产水平。采用的无线遥控模式，实现对原来的综掘机固定模式的优化，优化为人机分离的作业模式，不需要司机不需要在机身上操作，可实现远距离操作。通过实时化采集综掘作业面现场的图像信息与设备运行数据，经过深度分析形成指令，操纵设备移动或者截割[1]。

2.2 视频监控系统

利用远程控制系统，支持实时化检查生产作业现场情况。通过配置多台摄像机，例如专业透尘摄像机与高清摄像机等。利用透尘摄像机，经过视觉算法，对获得的模糊图像进行处理，使其成为可识别的图像，支持在粉尘或者水雾环境下获得截割头和掘进作业情况。利用高清摄像机，通过全方位观测铲板与铲板上星轮的运行情况，指导作业的开展，保障操作的安全性。利用布置在综掘机身上方的高清摄像装置，获得刮板机的运行状态。与此同时，选择综掘机尾部位置设置高清摄像机，采集综掘机设备的两侧情况，方便倒车时确认周围环境，掌握其与巷道壁的距离，保障倒车操作的安全性。利用布置在桥式按胶带尾部的摄像装置，方便倒车操作确认胶带和带式输送机的距离[2]。

2.3 电液控制系统与数据采集系统

电液控制系统。目前，国产的综掘机多为手动液压控制模式，支持设备操作，难以达到综掘机的无人化操作与自动化改造的要求，需要进行改造升级处理，改造为手动与电动两用系统，进而支持本机操作和无线遥控以及远程控制。

数据采集系统。通过在综掘机设备上配置数字传感器，例如压力传感器和温度传感器以及电流传感器等，采集运行的数据信息，做好相应的分析，提高智能化远程控制的水平[3]。

2.4 数据传输系统与无线遥控系统

数据传输系统。基于远程控制模式，现场操作人员远撤，操作工位远离综掘作业面，将现场的视频和设备运行参数等数据，全部传输到远程操作端。对于远程操作端与综掘机控制箱之间的通信和数据传输，主要利用光端机与光缆实现。光缆沿着综掘机主电缆的方向进行布置，结合现场的情况，确定敷设的长度，最远传输距离可以大袋10 km。按照设计方案，采取闭环方式进行双向传输。基于数据传输协议，根据“握手”信号，来判断指令动作，并且发出报警，防范设备损坏情况的出现，保障安全操作。

无线遥控系统。利用2.4 GHz 频段进行信号的传输，不仅传输稳定性强，而且具有很强的抗干扰能力。在遥控器内部布置微处理器，咋实现对控制信号的实时化编码与分析，同时对操作动作优先级排队，屏蔽错误操作动作，避免出现误操作[4]。

2.5 远程控制平台

从平台的组成分析，包括操作台和显示器与图像处理软件，能够实时化显示综掘作业面的图像和设备运行情况。为保证操作的便捷性，对操作布局进行优化，增强操作的有效性。配置的显示器，支持多画面切换，可以显示单路和多路或者全方位图像。除此之外，可显示井下掘进参数曲线，进行参数的变化分析，精准判断工况。如果掘进参数超出标准，或者出现很大偏差，则说明产生异常情况，要做好异常原因的分析，掌握绝境和设备的状态，为现场管理和决策提供支持和保障。

2.6 应用效果

煤矿井田的面积大约为72.2 km2，总计6 个综掘作业面。传统的作业模式下，需要配置3～4 人完成设备操作，作业效率较低，同时地面安全管理部门难以直接监控，潜在很多的安全隐患。引入了智能化远程控制技术，进行控制的升级与改造，获得不错的成效。通过对6 台综掘机进行改造，采用智能化控制模式，取消了双人操作的模式，并且实现了截割期间的人机分离。建立的地面调度室，利用传输网络实时监控现场作业情况，有效地进行现场管理，提高作业的水平与效益。根据生产作业的管理实际分析，采用智能化远程控制技术，显著提高了综掘机的运行管理水平，创造了很高的效益。

3 综掘机智能化远程控制技术的应用策略

3.1 高智能化

综掘机智能化远程控制技术的应用，要面向生产实际，积极探索高智能化控制的技术方案和办法，不断提高远程控制水平。现在人们不断加大对综掘机智能化远程控制技术的研究力度，围绕基础设备和通信系统等，展开相应的分析，促使智能化水平显著提高。在实际应用中基于远程控制技术，借助高性能的控制系统和设备，实现对综掘机方方面面的精准化控制，使得设备操作更加标准化与完善化，切实保障设备作业的质量与效益，创造更多的价值。未来，越来越多高精度传感器被研发出来和应用，能够为综掘机智能化远程控制提供支持与保障，切实提高远程控制的水平[5]。

3.2 高集成化

基于智能化建设的背景下，很多企业都在积极探索全面智能化控制，积极推广应用新技术和新手段，构建高水平的生产全面化智能化控制系统，其中综掘机智能化远程控制系统为组成部分，占据着重要地位，起到积极地作用。为保证生产的高水平自动化控制，需与其他系统相互配合，积极探索有效的控制措施与手段，保障控制的效果与效益。增强综掘机控制系统与其他系统的协调性，需围绕接口和通信以及其他的系统集成方面，进行技术的探索与研究，提出优化和完善措施，保障作业智能化控制目标的实现。

4 结语

综掘机智能化远程控制技术的应用，必须要做好全面严格地控制，发挥技术的应用价值。实践中要结合设备远程控制的实际需求，积极探索构建适宜的远程控制系统，配置高性能的检测装置，保障生产安全有序开展，实现设备的智能化远程控制，促使各项控制工作落实到位。