探究煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制節(jié)能技術(shù)

曹洪鎮(zhèn) 楊柳

摘要：縱觀我國的能源結(jié)構(gòu)而言，煤炭依舊占據(jù)較高的比重。當(dāng)今我國煤礦都應(yīng)用綜合機(jī)械化開采模式，很多耗能較高的機(jī)電設(shè)備被應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，為了跟我國倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保要求相符合，務(wù)必探究煤礦機(jī)電設(shè)備的節(jié)能技術(shù)。為此，本文分析了煤礦機(jī)電設(shè)備節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用面臨的困境，以及煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制技術(shù)和協(xié)同控制節(jié)能系統(tǒng)的建立等問題。

關(guān)鍵詞：煤礦;機(jī)電設(shè)備;協(xié)同控制;節(jié)能技術(shù)

在當(dāng)前我國迅速發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)背景下，煤炭的需求量持續(xù)增加。煤礦企業(yè)為了實現(xiàn)以上發(fā)展的要求，基于一系列科技的推動下日益廣泛地應(yīng)用先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備，并且越來越關(guān)注機(jī)電設(shè)備節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。由于煤礦大型機(jī)電設(shè)備種類多、耗能高的特點，要想達(dá)到節(jié)能減排的目的，必須分析當(dāng)前煤礦機(jī)電設(shè)備節(jié)能技術(shù)存在的問題，研究了協(xié)同控制系統(tǒng)建立的必要性，同時探索智能化協(xié)同控制技術(shù)的實現(xiàn)方法、技術(shù)架構(gòu)和基本原理，對于建立了基于計算機(jī)云平臺技術(shù)的煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制系統(tǒng)，對于實現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備節(jié)能減排有著重要的意義。因為煤礦大型機(jī)電設(shè)備的協(xié)同控制節(jié)能技術(shù)能夠顯著地降低能耗，并能實現(xiàn)理想的節(jié)能效果。

1煤礦機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用面臨的困境

1.1煤礦機(jī)電設(shè)備比較分散

在煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中，因為設(shè)備的操作系統(tǒng)、生產(chǎn)單位、型號等不兼容，所以造成難以統(tǒng)一控制機(jī)電設(shè)備及其共享數(shù)據(jù)。

1.2煤礦機(jī)電設(shè)備耗能因素具備多樣性特點

煤礦生產(chǎn)工程比較系統(tǒng)和復(fù)雜，以及煤礦的生成環(huán)境多變復(fù)雜、工作，空間狹小，導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備的耗能因素具備多樣性特點。

1.3煤礦機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制受到數(shù)據(jù)實時性與同步性的影響

煤礦協(xié)同控制是結(jié)合計算機(jī)對一系列子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且通過相應(yīng)的算法實現(xiàn)。協(xié)調(diào)控制的成敗受到數(shù)據(jù)實時性與同步性的影響。因為煤礦生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜化，通信線路和傳感器受到非常的制約，所以數(shù)據(jù)的傳輸與感知受到影響。

2煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制技術(shù)

2.1煤礦大型機(jī)電設(shè)備的分類

煤礦存在非常多的大型機(jī)電設(shè)備，根據(jù)煤礦生產(chǎn)的特性，劃分機(jī)電設(shè)備為兩種，即固定設(shè)備與移動設(shè)備。一是固定設(shè)備。在沒有特殊的情況下勿需移動固定設(shè)備的位置，其重點涵蓋的設(shè)備是水泵、提升機(jī)、通風(fēng)機(jī)等。因為固定設(shè)備勿需更改位置，監(jiān)測其狀態(tài)也比較簡單，協(xié)調(diào)控制重點在適宜的區(qū)域安裝傳感器，以及更換與維修傳感器比較便捷。二是移動設(shè)備。在進(jìn)行作業(yè)時為了達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求持續(xù)調(diào)整或移動移動設(shè)備的位置，這種設(shè)備重點涵蓋液壓支架、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等。移動設(shè)備的位置持續(xù)出現(xiàn)改變，監(jiān)測其狀態(tài)的難度系數(shù)大。當(dāng)今一般應(yīng)用傳感器、紅外相機(jī)監(jiān)測移動設(shè)備。

2.2協(xié)同控制技術(shù)

一是傳感器技術(shù)。煤礦大型機(jī)電設(shè)備的協(xié)調(diào)控制先應(yīng)對設(shè)備的實時數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，傳感器的任務(wù)是采集數(shù)據(jù)，屬于協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵性組成部分。傳感器能夠?qū)C(jī)電設(shè)備的工作參數(shù)進(jìn)行感知，像是壓力、溫度、傾角、速度、位置等，且根據(jù)內(nèi)部運算規(guī)模轉(zhuǎn)換感知參數(shù)為能夠輸出的信號，進(jìn)而能夠結(jié)合有關(guān)的計算機(jī)算法采集和傳輸信息。二是網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。傳感器向協(xié)同控制平臺上傳輸出的數(shù)據(jù)要求結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行，以及向一系列的子系統(tǒng)下發(fā)協(xié)同控制平臺的動作指令。網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)能夠根據(jù)無線傳輸與有線傳輸使最為理想的傳輸穩(wěn)定性和效率實現(xiàn)。三是實時定位技術(shù)。實時定位技術(shù)非常有助于確保煤礦生產(chǎn)者以及機(jī)電設(shè)備的安全，因此實時定位技術(shù)在協(xié)同控制系統(tǒng)的中的應(yīng)用能夠跟蹤定位煤礦生產(chǎn)者與機(jī)電設(shè)備。實時定位技術(shù)能夠結(jié)合在人員與設(shè)備上安裝的無線定位節(jié)點采集信號，且結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)蕉ㄎ幌到y(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)合業(yè)已創(chuàng)建的煤礦井下坐標(biāo)進(jìn)行計算，以可視化定位人員與設(shè)備。四是數(shù)據(jù)處理技術(shù)。在協(xié)同控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理屬于指揮中心，其對協(xié)同控制系統(tǒng)的效率形成直接影響作用。數(shù)據(jù)處理是結(jié)合相應(yīng)的算法轉(zhuǎn)化和量化向協(xié)同控制系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，將異常與冗余數(shù)據(jù)去除，且結(jié)合計算機(jī)架構(gòu)使數(shù)據(jù)的云計算、過濾、壓縮、融合等功能實現(xiàn)。

3煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制節(jié)能系統(tǒng)的建立

3.1協(xié)同控制系統(tǒng)的原理

能夠結(jié)合協(xié)同控制系統(tǒng)實現(xiàn)煤礦大型機(jī)電設(shè)備的協(xié)同控制節(jié)能，協(xié)同控制操作系統(tǒng)的方法具備并行調(diào)度多目標(biāo)的特性。此系統(tǒng)劃分煤礦機(jī)電設(shè)備為一系列的子系統(tǒng)及其任務(wù)，針對一個生產(chǎn)任務(wù)，在實現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合協(xié)同控制系統(tǒng)配置任務(wù)資源，然后迅速計算子任務(wù)的優(yōu)先級次序，且下發(fā)執(zhí)行命令，確保協(xié)同運行生產(chǎn)的整個過程，進(jìn)而使煤礦大型機(jī)電設(shè)備的能耗顯著減小。

3.2煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制節(jié)能系統(tǒng)的建立

基于計算機(jī)云平臺計算建立的煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制節(jié)能系統(tǒng)可以劃分機(jī)電設(shè)備的類別，且增設(shè)傳感器，從而對設(shè)備的工作情況進(jìn)行監(jiān)測，以著重監(jiān)測空氣壓縮機(jī)、提升機(jī)、采煤機(jī)等大能耗的設(shè)備。并且，創(chuàng)建多元異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)，然后向煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)傳輸監(jiān)測的物理量。計算機(jī)云平臺通過對大型機(jī)電設(shè)備的工作參數(shù)的計算，判斷機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)是不是能耗較高，如果設(shè)備狀態(tài)為高能耗，那么結(jié)合云平臺傳輸優(yōu)化或改進(jìn)的指令，從而調(diào)整善工作參數(shù)，最終使高效低耗的目標(biāo)實現(xiàn)。

4結(jié)語

綜上所述，根據(jù)煤礦大型機(jī)電設(shè)備能耗大、類別多的特性，為了實現(xiàn)節(jié)能的效果，需要應(yīng)用煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制節(jié)能技術(shù)。文章通過對協(xié)同控制系統(tǒng)的原理分析以及煤礦大型機(jī)電設(shè)備協(xié)同控制節(jié)能系統(tǒng)的建立等，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目的。

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