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摘要:當前我國煤礦產業自動化程度已達到了較高的水平,自動化技術正向著多樣化和智能化的方向發展。但是,在煤礦機械設備的應用中還存在一定的問題,給煤礦生產質量的提高造成了一定的限制。文中分析了煤礦機械設備電氣自動化技術的應用。
關鍵詞:煤礦機械設備;電氣自動化技術;應用
隨著科學技術的進步,各種煤礦開采設備逐漸完善,煤礦機械設備的功能逐步向集成化、多元化的方向發展,機械設備的自動化技術也逐漸趨于精細化和智能化,兩者聯系越來越緊密,因此,如果煤礦進行開采時,機械設備沒有完善,不能形成一個統一的體系,就會嚴重影響煤礦電氣自動化水平的提高。為此,各煤礦企業必須及時淘汰舊設備,更換新的生產設備和技術。在未來的發展過程中,應當將先進技術與實際生產有效結合起來,從而帶動整個煤礦企業的發展。
1采煤機械設備電氣系統的應用特點
目前,井下開采多采用電牽引采煤機,其總體架構就是并排放置多臺電機,通過機載式的交流變頻進行無級調速,電源電壓為3300V,并以銷軌的方式進行無鏈牽引。為實時反饋機器運行狀態及可能發生的故障,整個過程將通過計算機進行控制,并配置可視化的漢字監控界面。由端子板、電源、PLC控制單元等組成最新型的電控系統,其主要分為主控制系統和調速系統兩部分。其中,主控制系統由電源、主控制器和操作站組成。而主控制器又由PLC控制系統組成,其對采煤機的控制原理為:根據預先設置的相關步驟對由操作站傳送的指令和采集的控制信息進行匯總處理,再通過驅動電路將處理的最終結果傳送至各個相關執行部門。
2煤礦機械設備中電氣自動化技術的應用
機電一體化是目前機械行業技術發展的主流,要擴大煤礦的安全監控范圍并顯著提高生產效率,只有提高煤礦機械的自動化水平。目前,已經將計算機網絡、信息通訊等技術逐步應用到煤礦機械設備中,并使煤礦安全監控效果有了很大改善,從而保障了采煤工作的安全進行。煤礦機械未來的發展趨勢必將是電氣控制系統下的高度自動化和集成化,因此,煤礦開采人員的專業技術的提高顯得尤為重要,尤其是提升自身使用自動化設備的水平,這不僅關系著工作效率的提高,還能使自身的安全更有保障。
2.1煤礦采掘機械中自動化技術的應用
在安全生產的前提下,電氣自動化技術正在被越來越多的國內外煤礦采掘作業所采用,例如,某些大型煤礦企業采用能使采煤機可靠性更強、效率更高的多電機驅動自動控制的方式來進行采煤工作,這種方式維護更方便,抗污染能力也更強。電氣自動化控制技術的核心是由多種故障診斷系統和工況檢測技術共同構成的計算機技術,采煤機的牽引電機功率一般為2×60kW,牽引速度為0~30m/min。通常情況下,采煤機的總裝機功率能達到1000kW以上,有時甚至能達到1500kW。計算機技術促進了煤礦機械的多樣化發展。由于有計算機技術的工況監控,很多企業采用雙速電機,即有主、副兩個電機,使電機具有大功率、高效率的優勢。這種技術的采用也使得電氣自動化技術在煤礦重載輸送方面有了突破。而在以高壓、大流量的電液控制為核心的液壓支架中,機電一體化技術以大功率、可靠性高的優勢使得移架速度為6~8s/架,大大提高了效率,而且使得生產更加集中,從而保證了煤礦的安全和產量。
2.2煤礦安全機械的自動化技術應用
我國不僅引進了國外的制造技術和安全監控系統,而且也自主研發了煤礦的安全生產監控系統。很多檢測系統都已設置在我國的大型煤礦企業中,并且安裝了瓦斯遙控儀、風電閉鎖裝置、斷電儀以及紅外線自動噴霧裝置。目前,雖然我國的安全監控系統能基本滿足煤礦的安全生產要求,但是由于傳感器具有壽命短、種類少、維護工作量大、穩定性比較差等缺點,嚴重制約了我國的煤礦電氣自動化的發展,并且使得監控系統工作效率低、可靠性不高。所以,為了給煤礦安全生產提供更大的保障,必須加大礦用傳感器的開發力度,提高系統可靠性。
2.3煤礦運輸機械中自動化技術的應用
隨著煤礦開采量逐年增加,在進行井下運輸時,我國很多大中型煤礦都采用帶式輸送設備,其中部分企業采用直流數字調整系統,網絡和PLC技術也逐漸被人們認知和應用。高效率的轉波器繼新型電子設備在煤礦中發揮作用之后也投入了使用,在使用過程中,以PLC為中心的電控提升機已在一些發達國家應用,網絡和PLC技術提升了工藝控制性能,采用全微機監控技術,能夠保障提升機的安全性。在我國的煤礦運輸機械中,提升機大部分還是以交流提升為主,調速的方式為轉子串電阻。因此,應當加強在煤礦運輸中PLC技術等自動化技術的研究和應用。
2.4做好設備維護管理
如果機械設備發生故障,就會影響電氣設備的正常工作,影響其功能的發揮,因此,需要做好維護管理。在發生故障時,注重機械設備的維修。在檢修過程中要首先檢查設備的情況,判定是否是設備本身的問題導致的故障,然后再檢查電氣設備的故障,這樣能夠提升設備檢修的效率。在電氣設備檢修中,應首先排除常見故障形式,然后解決疑難問題。要加強電氣設備維修及維護人員的個人素質,加強培訓工作,從而提升電氣設備的維護效率。
3采用煤礦機械設備監控控制系統
我國當前使用的煤礦機械設備控制系統大多都是國外引進,國內專家和學者正在積極地研究符合我國實際生產要求的技術和設備。當前,我國監控控制系統的研究水平已經達到世界中等水平。我國部分煤礦企業已經開始應用由我國自主研發的監控控制系統,其中包括遙感設備、紅外監控設備等。在應用過程中,這些設備和系統都有著良好的應用效果。但目前這些設備的種類和生產量都較少,當設備需要進行維修或替換時,零件的選擇較少。此外,設備的質量也有待進一步提高,相對國外設備而言,我國研發的設備在使用壽命上整體較低,給煤礦生產增加了一定的經濟負擔。相關研究人員和研究部門應當進一步優化煤礦生產設備的質量,提高設備的操作性、實用性和安全性。安監設備是煤礦安全生產工作的客觀需求,由于其配套的傳感器類別相對較匱乏、使用壽命不長、平穩性能較差、維護時的工作量龐大,使監控系統的可靠度大打折扣,系統實際使用率較低。為此,應進一步運用技術手段,著力提升煤礦用傳感器的研發能力,進而為煤礦生產的安全提供強有力的技術支撐。
4結束語
煤礦企業提高機械設備電氣自動化水平是亟待解決的問題。煤礦機械設備的電氣自動化生產是未來的行業走向,也是必然的發展趨勢,煤礦企業應當抓住發展機遇,做好技術的創新和開發,從而在市場中確立自己的競爭優勢。
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作者:李新倬 單位:北京起重運輸機械設計研究院