智能綜采作業(yè)中采煤機(jī)關(guān)鍵控制技術(shù)研究

楊曉莉

（1.礦山采掘裝備及智能制造國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030032；2.太重煤機(jī)有限公司，山西 太原 030032）

引言

在當(dāng)前的智能綜采作業(yè)中，針對采煤機(jī)使用關(guān)鍵控制技術(shù)可有效加強(qiáng)該項(xiàng)作業(yè)的整體水平，相關(guān)部門應(yīng)合理規(guī)劃設(shè)備內(nèi)部的各項(xiàng)內(nèi)容，提升信息技術(shù)與綜采作業(yè)的結(jié)合度，切實(shí)解決該項(xiàng)作業(yè)中的多種問題，有效增強(qiáng)智能綜采的整體質(zhì)量。

1 搭建智能綜采采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)

1.1 設(shè)計(jì)控制方案

為更好地完善智能綜采作業(yè)，相關(guān)部門應(yīng)依照其內(nèi)部采煤機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，合理安排關(guān)鍵控制技術(shù)，而在應(yīng)用該項(xiàng)控制技術(shù)前，需適時(shí)建立合適的采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)。比如，針對智能綜采采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)的搭建而言，相關(guān)部門需精準(zhǔn)設(shè)計(jì)控制方案，該方案包含牽引速度調(diào)節(jié)與滾筒高度調(diào)節(jié)，后者的主要作用為利用滾筒截割高度的改變來引發(fā)采煤機(jī)內(nèi)部作業(yè)面的變化，借助該項(xiàng)操作可適時(shí)加強(qiáng)采煤工作的實(shí)效性，在應(yīng)用采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)期間，能利用適宜的傳感器來確認(rèn)設(shè)備內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，合理預(yù)測當(dāng)前煤層的各項(xiàng)分布點(diǎn)，在完成該項(xiàng)數(shù)據(jù)預(yù)測后需利用合適的信息技術(shù)將其轉(zhuǎn)化成較清晰的曲線，可將該類曲線當(dāng)作滾筒高度調(diào)節(jié)的操作依據(jù)，在進(jìn)行該項(xiàng)數(shù)值的實(shí)際調(diào)整時(shí)可精準(zhǔn)控制當(dāng)前滾筒的高度變化；而前者采用的牽引速度調(diào)節(jié)形態(tài)可高效調(diào)整采煤機(jī)內(nèi)部的運(yùn)行速度，在借助滾筒來完善矸石、底板的操作期間，可持有更多的調(diào)節(jié)時(shí)間與空間，利用該項(xiàng)舉措可縮減巖石遭受截割的概率，因而技術(shù)人員應(yīng)依照采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)合理設(shè)計(jì)關(guān)鍵控制系統(tǒng)。

1.2 優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)功能

在搭建采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)的過程中，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)確認(rèn)該客戶端應(yīng)用中的數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器與工作站，在應(yīng)用該項(xiàng)系統(tǒng)期間，互聯(lián)網(wǎng)可與局域網(wǎng)客戶端應(yīng)用相融合，透過不同的接口與驅(qū)動來完成對采煤機(jī)控制器的合理管控，其內(nèi)部形態(tài)如圖1所示。

圖1 采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)

具體來看，在當(dāng)前采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵性技術(shù)帶有適宜的監(jiān)控功能，該監(jiān)控功能帶有一定的顯示性、控制性與故障診斷性。比如，針對監(jiān)控功能的顯示性而言，其能充分展現(xiàn)出電機(jī)的溫度與電流，將采煤機(jī)中的油泵溫度、水、溫度等數(shù)值呈現(xiàn)出來；而對于控制性來說，借助該項(xiàng)能力可精準(zhǔn)控制采煤機(jī)在牽引區(qū)域上下左右運(yùn)動，并利用局部手動、局部自動、遙控手動與遙控自動來加強(qiáng)急停與維修控制；在應(yīng)用其故障預(yù)測診斷性時(shí)，可借用合適的數(shù)據(jù)指標(biāo)來完善故障預(yù)測與故障提示等，在該類性能的引導(dǎo)與使用下提升關(guān)鍵控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

1.3 完備系統(tǒng)硬軟件平臺

在建設(shè)采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)平臺時(shí)，技術(shù)人員需利用適宜手段來優(yōu)化系統(tǒng)硬軟件。一般來講，采煤機(jī)技術(shù)管控系統(tǒng)多由測量傳感器、濕溫度傳感器、位移傳感器與紅外探測器構(gòu)成，用戶在獲取適宜的參數(shù)后將其發(fā)送到PLC控制器內(nèi)，也就是說，借用該項(xiàng)數(shù)據(jù)來呈現(xiàn)采煤機(jī)的內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)前采煤機(jī)關(guān)鍵控制技術(shù)下的硬件多為PLC控制器，相較于工控機(jī)，PLC控制器更能精準(zhǔn)展現(xiàn)采煤機(jī)具體的運(yùn)行狀態(tài)，技術(shù)人員還會將以太網(wǎng)模塊當(dāng)作服務(wù)器，將其與PLC控制器合理結(jié)合，其硬軟件分別為PLC控制器與以太網(wǎng)服務(wù)器。針對采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)的內(nèi)部開發(fā)工具而言，可選擇帶有微軟性質(zhì)的開發(fā)軟件，并借助合理的通信方式與網(wǎng)卡地址來完成針對性的行業(yè)狀態(tài)連接工作，在完成連接后應(yīng)利用電纜來將對應(yīng)性程序下載至服務(wù)器與控制器內(nèi)[1]。

2 采煤機(jī)關(guān)鍵控制技術(shù)在智能綜采中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 合理收集數(shù)據(jù)信息

在進(jìn)行智能綜采作業(yè)期間，借助采煤機(jī)內(nèi)合適的關(guān)鍵控制技術(shù)可合理收集數(shù)據(jù)信息。具體來看，采煤機(jī)中的關(guān)鍵控制技術(shù)可高效監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)傳感器中的數(shù)據(jù)信息，對其測量后的數(shù)據(jù)實(shí)行精準(zhǔn)控制，將該類狀態(tài)數(shù)據(jù)放入到PLC管控系統(tǒng)內(nèi)，借助PLC與共享監(jiān)測網(wǎng)站來得到合適的信息數(shù)據(jù)。在使用關(guān)鍵控制技術(shù)的過程中，要利用防火墻進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)器中，當(dāng)前遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫中的服務(wù)器與本地客戶端中的應(yīng)用程序都能借助公共網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)來完成對采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時(shí)監(jiān)督其應(yīng)用過程中的數(shù)據(jù)信息，提升對采煤機(jī)使用狀態(tài)的合理控制。此外，為了更好地完善對采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)的應(yīng)用，相關(guān)人員借用自定義模式來完成對應(yīng)的接口連接，科學(xué)讀取其獲取的數(shù)據(jù)與PLC數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)前數(shù)組來明確采煤機(jī)內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)特征，其特征包括質(zhì)量代碼、參數(shù)讀值、其他信息與時(shí)間等結(jié)構(gòu)，從而提升對數(shù)據(jù)信息收集的合理性，確保關(guān)鍵控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息應(yīng)用效果[2]。

2.2 完善歷史信息訪問

在進(jìn)行采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)的應(yīng)用期間，技術(shù)人員還可利用其內(nèi)部的信息數(shù)據(jù)來改進(jìn)歷史信息訪問。一般來講，關(guān)鍵控制系統(tǒng)的客戶端包含利用組態(tài)軟件來完成數(shù)據(jù)信息交互，其具體的交互方法有記錄過程數(shù)據(jù)、輸入輸出對應(yīng)文件、儲存存檔服務(wù)器數(shù)據(jù)、終端控制、查詢歷史數(shù)據(jù)、編輯信息與讀取信息等，該類方式皆由關(guān)鍵控制系統(tǒng)中的函數(shù)定義支持。

技術(shù)人員可借用采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)出合適的管控對象，在客戶端成立具體的服務(wù)對象，而該對象的主要作用為得到對應(yīng)的數(shù)據(jù)列表，并建立合適的服務(wù)器，將此前存有的對象讀取數(shù)據(jù)在服務(wù)器內(nèi)進(jìn)行歷史存檔，操作與創(chuàng)建適宜的數(shù)據(jù)信息集合。同時(shí)，在進(jìn)行服務(wù)器的連接時(shí)，要利用數(shù)據(jù)訪問技術(shù)來連接關(guān)鍵控制系統(tǒng)中的自動化接口，在歷史數(shù)據(jù)查看器內(nèi)設(shè)置合適的數(shù)據(jù)查看對象，該對象為樹狀結(jié)構(gòu)，各個(gè)分支點(diǎn)都象征著不同形態(tài)的歸檔數(shù)據(jù)集，透過對樹形結(jié)構(gòu)的了解可在遠(yuǎn)程服務(wù)器內(nèi)搭建出以歷史檔案數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的地址與結(jié)構(gòu)空間。此外，相關(guān)人員還要利用對歷史信息的訪問來整合完善歷史數(shù)據(jù)內(nèi)的對象，基于服務(wù)器內(nèi)的歷史歸檔數(shù)據(jù)而言，要借用存檔變量來強(qiáng)化對數(shù)據(jù)變量的收集，對客戶端內(nèi)部應(yīng)用程序的變量讀取，借用單個(gè)變量的變化來更好地控制歷史歸檔數(shù)據(jù)信息的整體變化。

2.3 科學(xué)處理告警事件

在當(dāng)前的采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)中，技術(shù)人員還可借助該系統(tǒng)來科學(xué)處理告警事件。一般來講，若采煤機(jī)內(nèi)的控制體系在實(shí)際運(yùn)行時(shí)生成異常運(yùn)行狀態(tài)，或服務(wù)器在設(shè)置時(shí)其出現(xiàn)了事件到達(dá)現(xiàn)象，該類事件與狀態(tài)會自動轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)被發(fā)送到關(guān)鍵控制系統(tǒng)內(nèi)的客戶端中，利用關(guān)鍵控制技術(shù)可精準(zhǔn)改善與處理采煤機(jī)中服務(wù)器內(nèi)的告警事件[3]。在處理服務(wù)器告警事件的過程中，技術(shù)人員需精準(zhǔn)優(yōu)化關(guān)鍵控制系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)傳感器，其具體形式如圖2所示，可利用測距傳感器、角度傳感器、360°云臺攝像頭等對其內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理控制，并附著對應(yīng)的數(shù)字標(biāo)簽，該標(biāo)簽可采用12倍的Times New Roman的形式，透過不同的單詞來標(biāo)識出對應(yīng)的圖軸，防止產(chǎn)生分歧或模棱兩可等不良現(xiàn)象，比如，可適時(shí)利用“磁化M”或數(shù)量“磁化”來替代單一的“M”字母，其單位需放入到對應(yīng)的括號內(nèi)，其坐標(biāo)軸中的標(biāo)識不應(yīng)采取單位與數(shù)量的比例來完成該項(xiàng)工作，提升對告警事件處理的科學(xué)性、合理性。

圖2 與告警事件處理相關(guān)的系統(tǒng)傳感器

2.4 加強(qiáng)采煤機(jī)監(jiān)督控制過程

技術(shù)人員在使用采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)期間，還要借助合理的技術(shù)來加強(qiáng)對該類器械的監(jiān)督控制過程。針對關(guān)鍵控制系統(tǒng)而言，其內(nèi)部帶有極強(qiáng)的自適應(yīng)性，會對采煤機(jī)的整體運(yùn)行態(tài)勢產(chǎn)生極大影響，比如利用該項(xiàng)控制系統(tǒng)可自動感知與識別不同環(huán)節(jié)的采煤工作，對煤巖界面實(shí)行有效控制，在該類器械的引導(dǎo)下來完善割煤操作，對其內(nèi)部滾筒的高度進(jìn)行合理調(diào)控，強(qiáng)化煤炭質(zhì)量的管控效果，完善采煤工作的操作面積。針對煤層內(nèi)部的彎曲度較高、種類的復(fù)雜程度較大，在實(shí)際應(yīng)用關(guān)鍵控制系統(tǒng)期間需合理管理其內(nèi)部數(shù)據(jù)，利用對該項(xiàng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)控制來提升采煤工作的有效性、針對性。此外，在當(dāng)前的采煤機(jī)關(guān)鍵控制系統(tǒng)內(nèi)，其還存有智能控制技術(shù)，在使用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)能較精準(zhǔn)地識別出不同煤層界面的各項(xiàng)曲線，高效調(diào)節(jié)滾筒的整體高度，利用一定的時(shí)間來完成智能化延時(shí)控制，為采煤機(jī)的科學(xué)使用增加更多時(shí)間，促進(jìn)采煤行業(yè)的整體發(fā)展。

3 結(jié)語

智能綜采內(nèi)的采煤機(jī)在應(yīng)用關(guān)鍵控制技術(shù)的過程中，相關(guān)部門應(yīng)借助該項(xiàng)技術(shù)來設(shè)置與采煤相關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺，不僅適時(shí)縮減了采煤廠的運(yùn)行成本，還增強(qiáng)其系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，在引入該項(xiàng)控制技術(shù)后，可利用對該項(xiàng)參數(shù)的合理控制來完成對應(yīng)的監(jiān)控工作，提升采煤作業(yè)的安全性。