淺談智能控制技術(shù)在煤礦井下帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用價(jià)值

高 明 賈文靜

（焦作市科瑞森機(jī)械制造有限公司，河南 焦作 454150）

煤礦作為中國(guó)的基礎(chǔ)能源企業(yè)，其發(fā)展程度對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的影響力。隨著煤礦資源消耗量的逐漸遞增，煤炭生產(chǎn)效率也要相應(yīng)地有所提高。礦用帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)雖然運(yùn)行中具有較高的安全可靠性，但是，難以對(duì)運(yùn)行環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。煤礦井下帶式輸送機(jī)作為煤礦作業(yè)中實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸送的重要承載設(shè)備，要使其發(fā)揮應(yīng)用價(jià)值，就要引用智能化識(shí)別技術(shù)，發(fā)揮智能化集中控制的作用。

一、煤礦帶式輸送機(jī)概述

煤礦井下帶式輸送機(jī)具有運(yùn)輸線路長(zhǎng)、承載量大的特點(diǎn)。對(duì)該種輸送機(jī)的牽引通常會(huì)采用雙滾筒多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。由于輸送機(jī)為井下作業(yè)，在這種復(fù)雜的環(huán)境下，即便從實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中都與預(yù)期運(yùn)行效果存在著差距。這就要求對(duì)于帶式運(yùn)輸?shù)墓ぷ髟磉M(jìn)行設(shè)計(jì)，充分考慮到生產(chǎn)環(huán)境，以確保帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行中具有更高的安全可靠性。

從煤礦帶式輸送機(jī)的功能性角度而言，其傳感器功能能夠?qū)斔蜋C(jī)帶的運(yùn)行狀態(tài)檢驗(yàn)出來(lái)，通過信息處理器傳遞給控制機(jī)，根據(jù)控制機(jī)的各項(xiàng)質(zhì)量，對(duì)設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)有效控制。帶式輸送機(jī)處理各種信號(hào)以開關(guān)頻率的測(cè)量為基準(zhǔn)，將轉(zhuǎn)換裝置和控制機(jī)接入，控制機(jī)的頻率量的輸入通過電機(jī)的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于帶式輸送機(jī)信息進(jìn)行檢測(cè)，主要是監(jiān)測(cè)速度信號(hào)，測(cè)量拉線開關(guān)。對(duì)于控制器動(dòng)作開關(guān)的判別，也是根據(jù)頻率來(lái)判斷的?？刂茩C(jī)發(fā)揮帶式輸送機(jī)的控制作用，控制磁力起動(dòng)器則是通過節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在整個(gè)的煤礦機(jī)械控制系統(tǒng)中，輸送帶對(duì)煤礦機(jī)械具有一定的控制作用，其所輸出的電流信號(hào)主要是通過節(jié)點(diǎn)信號(hào)以控制。

二、帶式運(yùn)輸機(jī)復(fù)雜的工作環(huán)境導(dǎo)致井下工作安全隱患

目前煤礦井下所使用的帶式運(yùn)輸機(jī)科技含量較高，既可以單機(jī)輸送，也可以根據(jù)工作實(shí)際多機(jī)組合形成煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)。隨著井下作業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，帶式輸送機(jī)的已經(jīng)采用了專用通道，以將各種不同的帶式輸送機(jī)建立起聯(lián)系。但是，運(yùn)輸作業(yè)中，會(huì)存在著粉塵、廢氣、噪音，且能耗很高，同時(shí)還要完善煤礦輸送系統(tǒng)的維修、維護(hù)，特別是運(yùn)輸機(jī)的老化的現(xiàn)象，要及時(shí)更換，以避免由于傳送帶跑偏而造成安全隱患。

從煤礦井下的空間環(huán)境而言，對(duì)于帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸作業(yè)存在著一定的制約性。井下光線暗淡而潮濕，輸送機(jī)的性能必然會(huì)受到影響。隨著礦井采掘深度的增加，煤礦輸送機(jī)的輸送規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致輸送機(jī)的移動(dòng)頻率以及運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所承受的負(fù)荷都會(huì)有所增加，對(duì)于輸送機(jī)的安全性造成了影響。此外，在狹小的井下環(huán)境中作業(yè)，帶式運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行的過程中，需要多種設(shè)備配合作業(yè)，如果處于坡度較大或者彎道等等復(fù)雜地段，就很容易出現(xiàn)安全問題。

此外，帶式輸送機(jī)多為固定結(jié)構(gòu)，當(dāng)處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，膠帶會(huì)與驅(qū)動(dòng)設(shè)備之間相互摩擦，使得輸送機(jī)的運(yùn)行效率有所降低。部分輸送機(jī)按照膠帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施啟車方式，由于啟動(dòng)時(shí)存在著較大的荷載量，很容易導(dǎo)致誤差出現(xiàn)，且很難有效排查故障。

三、煤礦井下帶式輸送機(jī)中智能控制技術(shù)的應(yīng)用

煤礦井下帶式輸送機(jī)從直面控制機(jī)系統(tǒng)升級(jí)為智能控制技術(shù)，原有的手動(dòng)控制開關(guān)轉(zhuǎn)化為智能控制，以使控制存在著分時(shí)性和計(jì)劃性。

（一）智能控制技術(shù)可以對(duì)帶式輸送機(jī)的作業(yè)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。將智能控制技術(shù)運(yùn)用于煤礦井下帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)中，使得煤礦井下工作環(huán)境更為安全，而且還通過串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，使得煤礦井下作業(yè)更為系統(tǒng)化。煤礦井下帶式輸送機(jī)在智能控制技術(shù)的帶動(dòng)下，不僅煤炭的運(yùn)輸效率有所提高，而且還提高了故障排查性，使得帶式輸送控制系統(tǒng)處于可靠運(yùn)行狀態(tài)下。帶式輸送機(jī)應(yīng)用智能控制技術(shù)后，可以發(fā)揮網(wǎng)上監(jiān)控功能。運(yùn)輸機(jī)操作人員在地面就可以對(duì)煤礦井下操作一目了然。對(duì)于井下各項(xiàng)工作集中而系統(tǒng)化地控制，除了做好地面監(jiān)控之外，還要發(fā)揮地下傳感功能，以對(duì)輸送機(jī)操作、停運(yùn)等等狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控。

（二）帶式輸送機(jī)智能型火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)防護(hù)。帶式輸送機(jī)智能型火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)防護(hù)是基于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)原理基礎(chǔ)上，采用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，對(duì)溫度、氣味以及延誤傳感器設(shè)置自動(dòng)警報(bào)功能，運(yùn)用軟件程序系實(shí)施安全防護(hù)。監(jiān)控層的構(gòu)成為工業(yè)計(jì)算機(jī)、工控機(jī)和人機(jī)界面。煤礦井下作業(yè)發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的中央處理器控制管理功能，所有的數(shù)據(jù)信息傳輸和交換都通過處理器的模塊來(lái)完成。帶式輸送機(jī)智能型系統(tǒng)不僅有效控制高壓閘門和、低壓的閘門，而且還通過監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)電動(dòng)機(jī)的電流、故障以及制動(dòng)閘的開啟和停止等等都實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控。監(jiān)控層所承擔(dān)的是綜合保護(hù)責(zé)任，輸送帶摩擦打滑、煤塵和瓦斯爆炸等等都處于監(jiān)控之下，可以起到很好的預(yù)防作用，并及時(shí)警報(bào)。

（三）帶式輸送機(jī)分布式智能控制系統(tǒng)。煤礦井下帶式輸送機(jī)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立運(yùn)行結(jié)構(gòu)，可以對(duì)提高總線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用效率，實(shí)現(xiàn)智能化控制、檢測(cè)和管理，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境下地面監(jiān)控、井下作業(yè)和輸送機(jī)傳輸系統(tǒng)的一體化，并通過智能化控制體系實(shí)施帶式輸送機(jī)控制。帶式輸送機(jī)進(jìn)行智能數(shù)據(jù)傳輸使用的是智能節(jié)點(diǎn)，其不僅可以實(shí)現(xiàn)管理層和微控制器接口的智能化控制之外，還可以外圍單片機(jī)設(shè)計(jì)完成控制工作。為實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)控制工作，起動(dòng)控制和功率平衡上尋求正?；刂乒?jié)點(diǎn)，以對(duì)于上位機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)合理控制。帶式輸送機(jī)的智能控制系統(tǒng)還可以通過遠(yuǎn)程控制開關(guān)的模式，以使裝置間的順序啟停得以實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，多采用開環(huán)控制策略，帶式輸送機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行、停車都是固定的程序控制，無(wú)法對(duì)運(yùn)行故障做出智能判斷。將智能控制技術(shù)運(yùn)用于煤礦井下帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)，可以有效地發(fā)揮智能控制效應(yīng)，以確保安全生產(chǎn)。

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