自動(dòng)化技術(shù)對(duì)機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用

孫浩 王福鑫

摘要：隨著自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，處于網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，煤礦機(jī)電設(shè)備的發(fā)展速度也隨之變快，呈現(xiàn)出自動(dòng)化、智能化的發(fā)展特征。在煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)工作中運(yùn)用不同類(lèi)型的自動(dòng)化技術(shù)，能夠進(jìn)一步改進(jìn)和完善煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)，提高煤礦的生產(chǎn)效率，同時(shí)，縮減了井下作業(yè)人員的數(shù)量，保證了礦井生產(chǎn)作業(yè)的安全。簡(jiǎn)要闡述了常見(jiàn)的煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)，分析了自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)中的具體應(yīng)用，從而有效提升自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)中應(yīng)用的總體水平。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù);煤礦機(jī)電設(shè)備;安全檢測(cè)

通常情況下，在煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，為了不斷提升煤礦生產(chǎn)的產(chǎn)能與效率，需要引入更加先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化應(yīng)用，以便充分發(fā)揮出自動(dòng)化技術(shù)的良好作用，比如常見(jiàn)的PLC（可編程邏輯控制器）、GIS（地理信息系統(tǒng)）和光纖傳感技術(shù)等，將這些自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到煤礦機(jī)電設(shè)備的安全檢測(cè)工作中，不僅能夠增強(qiáng)煤礦機(jī)電設(shè)備的安全檢測(cè)能力，還能夠使煤礦機(jī)電設(shè)備得到有效運(yùn)用。一般來(lái)說(shuō)，可以采用礦用皮帶機(jī)電氣控制系統(tǒng)、安全狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備管控系統(tǒng)等。鑒于此，系統(tǒng)思考和分析自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)中的應(yīng)用十分關(guān)鍵，具有一定的研究意義和實(shí)踐價(jià)值。

1常見(jiàn)的煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)

1.1電子信息技術(shù)概述

在煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)的過(guò)程中，可以合理應(yīng)用電子信息技術(shù)，比如常見(jiàn)的電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)等，凸顯出相關(guān)電子器件的靈敏性和感應(yīng)能力，使煤礦機(jī)電設(shè)備更加便于操控。以煤礦生產(chǎn)大功率設(shè)備為例，將微電子技術(shù)應(yīng)用到掘進(jìn)機(jī)、提升機(jī)和開(kāi)采運(yùn)輸設(shè)備中，能夠完成準(zhǔn)確搜集、檢測(cè)和處理相關(guān)信息的任務(wù)，保證了大功率設(shè)備的運(yùn)行安全[1]。

1.2機(jī)電一體化技術(shù)分析

受到煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化、智能化等發(fā)展的影響，可以將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用到煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)工作中，能夠?qū)γ旱V機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的安全情況加以監(jiān)控，一旦發(fā)覺(jué)有關(guān)設(shè)備發(fā)生故障，可以及時(shí)報(bào)警，由相關(guān)人員科學(xué)處理，以保證煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行安全[2]。1.3控制技術(shù)的說(shuō)明將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)工作中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備中驅(qū)動(dòng)裝置、控制裝置和生產(chǎn)器械的自動(dòng)化管控，還能夠提升煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行安全。

2自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1總體設(shè)計(jì)分析

基于光纖傳感技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中發(fā)揮出的良好作用，此次研究設(shè)計(jì)出包含了礦用光纖振動(dòng)傳感器裝置、應(yīng)光纖光柵解調(diào)儀設(shè)備、添加尾纖保護(hù)的光纖溫度傳感器等的監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的信號(hào)采集原理如圖1所示設(shè)計(jì)信號(hào)采集功能模塊時(shí)，需要明確步驟，具體如下：登錄→開(kāi)始采集→信號(hào)處理→波形呈現(xiàn)→超限報(bào)警→數(shù)據(jù)保存→停止→重新采集/結(jié)束，并且此功能模塊涵蓋了相關(guān)參數(shù)的設(shè)定、報(bào)警的查看、歷史信息查看等不同功能。將光纖傳感器裝置設(shè)定在相關(guān)機(jī)電設(shè)備上，達(dá)到迅速采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息、FFT（快速傅立葉）變換的目的，以自動(dòng)獲取相應(yīng)的頻率信號(hào)、頻域振幅、速度、加速度和位移等數(shù)值。依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)烈度的評(píng)定等級(jí)表、系統(tǒng)測(cè)定的振動(dòng)速度均方根值，能夠判定相關(guān)機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)異常與否，有關(guān)故障安全隱患能否被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)進(jìn)行報(bào)警處理。在此環(huán)節(jié)中，判定振動(dòng)異常時(shí)應(yīng)該參考小型、中型、剛性支撐和撓性支撐等大型鉆機(jī)之間的差別[3]?；诎l(fā)揮出煤礦機(jī)電設(shè)備安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)作用的目的，科學(xué)設(shè)計(jì)光纖光柵解調(diào)儀非常重要。設(shè)計(jì)傳感器時(shí)，利用相關(guān)光纖布拉格光纖調(diào)節(jié)功能模塊，相應(yīng)的衍射光柵色散原件需要借助高分辨率透射全息體相位光柵，達(dá)到記錄全息光柵數(shù)據(jù)的目的。得到功能模塊的支持，攝像環(huán)節(jié)中的體相位光柵產(chǎn)生的全息原件經(jīng)濟(jì)成本非常低。

2.2光纖振動(dòng)傳感器裝置的科學(xué)設(shè)計(jì)

對(duì)于光纖振動(dòng)傳感器裝置來(lái)說(shuō)，將其運(yùn)用到煤礦機(jī)電設(shè)備安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，體現(xiàn)出了良好的功效。振動(dòng)傳感器結(jié)構(gòu)模型如圖2所示，其中，k1，k2，c，m依次代表的是光纖的彈性系數(shù)、支撐桿的彈性系數(shù)、介質(zhì)阻尼系數(shù)和重塊的質(zhì)量[4]。參考相關(guān)數(shù)據(jù)信息，可以獲取系統(tǒng)的彈性系數(shù)k為：通過(guò)上述計(jì)算與分析不難看出，科學(xué)運(yùn)用光纖振動(dòng)傳感器的靈敏度，具有一定的針對(duì)性，將比例科學(xué)的黏稠度阻尼材料作為首選，確保在振動(dòng)的情況下產(chǎn)生較大的形變量。設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)，光纖振動(dòng)傳感器的標(biāo)定步驟是：測(cè)試相應(yīng)信號(hào)與靈敏度→測(cè)試相應(yīng)的諧振頻率→添加阻尼測(cè)試頻率特性曲線(xiàn)→確定傳感器實(shí)際的標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而明確系統(tǒng)應(yīng)用的光纖振動(dòng)傳感器技術(shù)參數(shù)。光纖振動(dòng)傳感器技術(shù)參數(shù)的相應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍是55dB，最大加速度為4g（g為重力加速度，取9.8m/s2），相應(yīng)分辨率為25mg（mg表示質(zhì)量），頻率響應(yīng)4～350Hz。根據(jù)以上測(cè)試和分析可知，此次設(shè)計(jì)與研究的系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能夠多次針對(duì)故障機(jī)電設(shè)備進(jìn)行科學(xué)預(yù)警，具有一定的實(shí)用價(jià)值[5]。為此，科學(xué)設(shè)計(jì)光纖振動(dòng)傳感器裝置十分關(guān)鍵。

3結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)分析可知，系統(tǒng)分析和思考自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)中的有效應(yīng)用十分重要，具有一定的研究意義與實(shí)踐價(jià)值。借助先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，能夠使煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)工作的效率變得更高，有效保證了煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，真正實(shí)現(xiàn)了煤礦自動(dòng)化開(kāi)采、挖掘。實(shí)施煤礦作業(yè)時(shí)，采用自動(dòng)化監(jiān)控的方式能夠避免煤礦生產(chǎn)中發(fā)生更多的安全事故，提高了煤礦產(chǎn)能。簡(jiǎn)要闡述了常見(jiàn)的煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)，分析了自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)中的具體應(yīng)用、總體設(shè)計(jì)分析、光纖振動(dòng)傳感器裝置的科學(xué)設(shè)計(jì)，希望研究和分析的內(nèi)容與結(jié)果能夠受到有關(guān)煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)工作人員的關(guān)注和重視，并且從中獲取到相應(yīng)的啟發(fā)與幫助，以便充分發(fā)揮出自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)中的良好作用，進(jìn)而推動(dòng)中國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備安全檢測(cè)工作不斷發(fā)展與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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