煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化集中控制技術(shù)

王書

（山西高河能源有限公司 山西省長(zhǎng)治市 047100）

當(dāng)前煤礦正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵階段，各種類型技術(shù)的更新為煤礦高質(zhì)高效提質(zhì)增效打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，特別是隨著煤礦開采深度的不斷增加，使用到的機(jī)電設(shè)備數(shù)量也在持續(xù)增加，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)大量機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化集中控制是制約煤礦生產(chǎn)效果的重要內(nèi)容。因此，對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化集中控制技術(shù)進(jìn)行分析有著較為重要的意義。

1 煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化集中控制總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

雖然煤礦主要生產(chǎn)是在井下，但是對(duì)機(jī)電設(shè)備的管理、檢測(cè)及調(diào)度多數(shù)是在井上完成，對(duì)于井下設(shè)置的調(diào)度室，均將井上調(diào)度作為依據(jù)，因此，這就需要在地下與地面上應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)有效銜接，這就是集中控制技術(shù)的主要作用。主網(wǎng)主要選擇使用的是CAN 總線技術(shù)，通過CAN 總線系統(tǒng)和各類組合開關(guān)的相連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在集中控制總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員主要使用的是網(wǎng)關(guān)、轉(zhuǎn)換器，通過這些實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)、上位機(jī)、機(jī)電設(shè)備的有效連接，將這些作為基礎(chǔ)，形成煤礦井下集中控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)綜采工作面的有效控制。此外，在具體的集中控制中，上位機(jī)主要通過的是局域網(wǎng)通訊主網(wǎng)，其他類型的網(wǎng)絡(luò)均為從網(wǎng)，在具體運(yùn)行中，單片機(jī)是整個(gè)控制的核心，通過單片機(jī)對(duì)煤礦井下工作面機(jī)電設(shè)備的集中控制與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，對(duì)于各種類型的電壓、電流等信息均可以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)出來。圖1 為煤礦機(jī)電設(shè)備集中控制系統(tǒng)流程圖。

圖1：煤礦機(jī)電設(shè)備集中控制系統(tǒng)流程圖

一方面是硬件設(shè)計(jì)。主要利用組合電器測(cè)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多路負(fù)荷有效控制，同時(shí)還能夠完成對(duì)信號(hào)采集、檢測(cè)等工作，同時(shí)，對(duì)于測(cè)控技術(shù)，還具備有短路保護(hù)、漏電閉鎖及斷相等功能。在具體操控時(shí)，主要通過多回路程序、雙機(jī)雙速及單機(jī)雙速等途徑完成對(duì)整個(gè)機(jī)電設(shè)備有效控制。如圖2所示。

圖2：系統(tǒng)主要組成及流程圖

另一方面是檢測(cè)軟件設(shè)計(jì)。在對(duì)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，主要包含有四個(gè)方面。首先是對(duì)信息的處理和判斷，在該過程中主要包含有對(duì)信息中斷程序、初始化程序、機(jī)電啟動(dòng)程度等各種類型的程序進(jìn)行全面的判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果采取針對(duì)性的處理措施。其次為L(zhǎng)CD 信息處理。在該過程中，主要包含有LCD 讀寫控制程序、使能控制程序及舒適化程度等方面。第三是對(duì)信息的處理及控制，在該程序中主要包含有對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化、程序接口、數(shù)據(jù)濾波等相關(guān)的程序。最后為單片機(jī)的串行通信。在該程序中主要通過VB 或者C 語(yǔ)言將PC 機(jī)中所含的程序顯示出來。

2 煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化集中控制技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化集中控制技術(shù)在煤礦中央變電所中的具體應(yīng)用

通常情況下，在煤礦供電系統(tǒng)中主要包含有兩個(gè)，分別為：地面變電站、中央變電所，在自動(dòng)化集中控制技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要配合使用電力監(jiān)控站，主要目的是通過監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)中央變電所中所有的動(dòng)作進(jìn)行全面的監(jiān)控與管理。在具體應(yīng)用中，首先，將中央變電所中的保護(hù)開關(guān)打開，通過網(wǎng)絡(luò)通道對(duì)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，確保數(shù)據(jù)采集傳輸整體質(zhì)量。其次，選擇使用高清攝像裝備，這些裝備主要在變電站中較為重要的設(shè)備上安裝，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面及時(shí)的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)存在的問題，并采取針對(duì)性的措施給予處理。監(jiān)控視頻信號(hào)需要通過技術(shù)轉(zhuǎn)化之后，進(jìn)入到地面存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中，技術(shù)人員對(duì)這些信息進(jìn)行處理和剖析，同時(shí)，不同礦井中所形成的監(jiān)控信息，能夠?qū)崿F(xiàn)有效共享。此外，注重對(duì)軟件進(jìn)行安裝，在具體使用中，注重選擇應(yīng)用較為廣泛的電力控制軟件，防止出現(xiàn)在集成控制、數(shù)據(jù)采集及信息互通過程中有故障問題發(fā)生，更好保證自動(dòng)化集中控制技術(shù)在中央變電站中應(yīng)用效果。

2.2 自動(dòng)化集中控制技術(shù)在在煤礦排水泵中的具體應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)中，排水泵是非常重要的機(jī)電設(shè)備，所以，將自動(dòng)化集中控制技術(shù)應(yīng)用到排水泵中有著非常重要的意義。在具體實(shí)施中，首先需要構(gòu)建完整監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，在井下所有排水泵位置均設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)及裝備等安裝到其中，對(duì)排水泵實(shí)現(xiàn)智能控制。同時(shí)，對(duì)井下用電情況進(jìn)行全面考慮，全面監(jiān)控井下水位變化情況，智能化選擇最優(yōu)運(yùn)行模式，確保排水泵處于高質(zhì)高效的運(yùn)行狀態(tài)，最大限度的降低排水泵的能耗，推動(dòng)煤企健康發(fā)展。同時(shí)，在排水泵運(yùn)行的過程中，自動(dòng)化集中控制技術(shù)需要與煤礦內(nèi)部控制方式與內(nèi)容進(jìn)行綜合考慮，通過聯(lián)合控制的方式，全面提升煤礦聯(lián)合控制效果。通過在排水泵中將自動(dòng)化集中控制技術(shù)應(yīng)用到其中，不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)排水泵運(yùn)行效率的有效提升，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢修，通過對(duì)自身狀態(tài)的全面研判，將其中的可能存在的故障因素準(zhǔn)確識(shí)別出來，及時(shí)提醒工作人員進(jìn)行檢修，同時(shí)，通過選擇使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)故障類型及應(yīng)當(dāng)采取的維修方案進(jìn)行分析研判，最大限度的降低排水泵故障給整個(gè)運(yùn)行過程帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 自動(dòng)化集中控制技術(shù)在煤礦架空乘人運(yùn)輸中的具體應(yīng)用

隨著煤礦開采深度的不斷提升，如何更好確保運(yùn)輸安全是當(dāng)前煤企需要重點(diǎn)考慮的事項(xiàng)。架空乘人裝置是煤礦重要的人員運(yùn)輸設(shè)備，通過將自動(dòng)化集中控制技術(shù)應(yīng)用到其中，對(duì)于提升控制的質(zhì)量和效率較為關(guān)鍵。在具體操作時(shí)，煤企應(yīng)當(dāng)在每部架空乘人裝置中加入自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備、自動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn)與當(dāng)前系統(tǒng)的有效連接，對(duì)原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集后，輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，通過信息集成處理的方式，對(duì)架空乘人裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。這里需要考慮的是，在煤礦井下生產(chǎn)的過程中，會(huì)有粉塵、瓦斯等物質(zhì)存在，所以，這里使用自動(dòng)化集中控制技術(shù)時(shí)，需要充分考慮防爆效果，防止其中有安全隱患發(fā)生。同時(shí)，自動(dòng)化集中控制技術(shù)在架空乘人裝置中使用時(shí)，還需要具備遠(yuǎn)程控制停車功能，在系統(tǒng)有異常問題時(shí)，可采取針對(duì)性的措施進(jìn)行正確判斷，確保運(yùn)輸?shù)陌踩?。此外，為了提升架空乘人裝置自動(dòng)化控制的質(zhì)量和效率，煤企應(yīng)當(dāng)在井上構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)集控中心，通過使用數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方式，設(shè)置一定的備用容量，保證整個(gè)架空乘人裝置均屬于自動(dòng)集中狀態(tài)。

2.4 自動(dòng)化集中控制技術(shù)在煤礦膠帶運(yùn)輸機(jī)中的具體應(yīng)用

膠帶運(yùn)輸機(jī)整體的運(yùn)輸量非常大，承擔(dān)著非常重要的運(yùn)輸任務(wù)，同時(shí)操作也較為簡(jiǎn)單，在煤炭行業(yè)中取得了較好的應(yīng)用效果。通過將自動(dòng)化集中控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦膠帶運(yùn)輸中，對(duì)于提升運(yùn)輸質(zhì)效較為關(guān)鍵。在具體實(shí)施中，通過將檢測(cè)設(shè)備、控制裝備等安裝到其中，對(duì)啟動(dòng)方式進(jìn)行更改，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸效果的有效優(yōu)化。檢測(cè)設(shè)備的主要作用是對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)電機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行全面的檢測(cè)，實(shí)時(shí)掌握電機(jī)皮帶運(yùn)行的參數(shù)，同時(shí)其中有報(bào)警功能，可以實(shí)現(xiàn)緊急停車。為了提升控制效果，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在地面留設(shè)互聯(lián)網(wǎng)集控中心接入端口，對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸情況進(jìn)行全面的控制?；ヂ?lián)網(wǎng)集控中心可通過對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的方式，全面掌握煤炭整體的運(yùn)輸狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭運(yùn)輸?shù)闹悄芑刂啤?/p>

3 提升煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化集中控制技術(shù)應(yīng)用效果的相關(guān)措施

（1）對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化集中控制制度進(jìn)行完善。隨著各種類型技術(shù)、設(shè)備大量應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備中，為了將機(jī)電設(shè)備的整體工作效能充分的發(fā)揮出來，煤礦應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合機(jī)電設(shè)備的整體需求，對(duì)相關(guān)的制度進(jìn)行革新，不能僅僅對(duì)技術(shù)進(jìn)行重視，還應(yīng)當(dāng)從體制機(jī)制的角度進(jìn)行完善強(qiáng)化，讓制度的完善推動(dòng)技術(shù)作用的更好發(fā)揮，而不能出現(xiàn)過于陳舊的技術(shù)，給整個(gè)煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化集中控制工作帶來相反的負(fù)面影響。

（2）對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化集中控制人員的素質(zhì)進(jìn)行針對(duì)性的提升。在煤礦機(jī)電設(shè)備智能化發(fā)展的背景下，煤企機(jī)電設(shè)備操作工作相對(duì)于先前出現(xiàn)了顛覆性的變化，全面提升煤企機(jī)電設(shè)備操作工作人員素質(zhì)與能力，推動(dòng)兩者實(shí)現(xiàn)相互匹配非常關(guān)鍵。在具體實(shí)施中，首先對(duì)人員結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，注重做好更新?lián)Q代工作，將能力素質(zhì)高、學(xué)歷高，特別是具有機(jī)電設(shè)備操作工作經(jīng)驗(yàn)的人員，納入到機(jī)電設(shè)備操作工作隊(duì)伍中。同時(shí)，注重全面提升培訓(xùn)工作實(shí)際效果，在培訓(xùn)中，不僅需要提升理論培訓(xùn)比重，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注重實(shí)踐培訓(xùn)比重。通過高質(zhì)量的培訓(xùn)，為機(jī)電設(shè)備操作工作質(zhì)效地提升，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在培訓(xùn)時(shí)，注重推動(dòng)機(jī)電設(shè)備操作工作人員適應(yīng)技術(shù)快速革新的環(huán)境，提升操控人員整體素養(yǎng)。此外，定期對(duì)人員進(jìn)行考核非常關(guān)鍵?？己瞬荒軆H僅看一些表象的資料，應(yīng)當(dāng)注重從深層次對(duì)相關(guān)的資料等進(jìn)行全面的分析與掌握，從而推動(dòng)機(jī)電設(shè)備操作工作人員能力素質(zhì)得到可持續(xù)提升，更好適應(yīng)新技術(shù)環(huán)境下對(duì)人員綜合素質(zhì)的要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上分析，隨著煤礦生產(chǎn)能力不斷提升，特別煤礦整體發(fā)展質(zhì)效的不斷增強(qiáng)，如何推動(dòng)煤礦機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量自動(dòng)化集中控制是當(dāng)前很多煤礦面臨的重點(diǎn)問題，從當(dāng)前很多煤礦采取的自動(dòng)化集中控制情況來看，在很多方面還有著較大的提升空間，因此，煤礦應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到做好機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化集中控制的重要性，從煤企機(jī)電設(shè)備的實(shí)際使用情況出發(fā)，加大技術(shù)的投入力度，更好推動(dòng)煤礦高質(zhì)量發(fā)展。