摘 要：自動化技術(shù)作為科技進步、生產(chǎn)發(fā)展的結(jié)晶，對機械設(shè)備具有重要作用。自改革開放以來，隨著機械控制技術(shù)的快速發(fā)展，我國電氣自動化技術(shù)得到了良好的應(yīng)用，尤其是在煤礦生產(chǎn)中，具有不可置疑的作用，它讓煤礦生產(chǎn)的高效高產(chǎn)、穩(wěn)定安全得到了保障。文章結(jié)合我國電氣自動化技術(shù)，對電氣自動化發(fā)展現(xiàn)狀以及在機械設(shè)備中的應(yīng)用進行了簡要的探究和闡述。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；技術(shù)；機械設(shè)備；應(yīng)用

我國作為能源生產(chǎn)大國，煤炭生產(chǎn)對工業(yè)發(fā)展、國家進步具有重要作用。由于煤礦工作環(huán)境惡劣，一旦機械設(shè)施不足，自動化水平就會遭到影響。隨著現(xiàn)代化技術(shù)越來越發(fā)達，電氣化、機械化對生產(chǎn)的要求越來越高。從目前的發(fā)展進程來看，機械設(shè)備自動化技術(shù)已經(jīng)向智能化、精度化方向發(fā)展，自動化技術(shù)也逐步向功能多元化、集成化方向發(fā)展。計算機、現(xiàn)代控制、通信技術(shù)以及傳感技術(shù)作為當(dāng)代自動化技術(shù)的中流砥柱，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)與自動化技術(shù)緊密生成。因此，在實際工作中，煤礦企業(yè)必須認識到工作環(huán)境以及井下作業(yè)的安危，充分利用電氣自動化優(yōu)勢；在規(guī)避風(fēng)險的同時，不斷提高相關(guān)設(shè)施的可靠程度，減少人力勞動，提高煤礦生產(chǎn)效率。

1 電氣自動化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 電氣自動化和煤礦單位的本安管理

煤礦作為特殊行業(yè)，在安全運行過程中，從員工到安全設(shè)施，最后再到員工，始終是一個循環(huán)反復(fù)的過程，其中員工是最核心的要素?！兜V產(chǎn)資源法》、《中華人民共和國煤炭法》、《安全生產(chǎn)法》中關(guān)于安全管理最核心的本質(zhì)是保障員工安全，同時這也是安全生產(chǎn)的前提。煤礦作為高危行業(yè)，安全生產(chǎn)直接影響經(jīng)濟效益，因此，在實際工作與管理中，必須將安全管理上升到本質(zhì)工作中。在傳統(tǒng)的煤礦安全管理中，應(yīng)用最多的是行政方案，通過綜合治理與集中整治等方式，通常只能在事后對事故進行處理；對于煤礦安全，只能達到治標的作用，而不能治本。

從電氣自動化發(fā)展情況來看，煤礦本質(zhì)安全仍然屬于風(fēng)險控制；如果將危險源作為辨識的基礎(chǔ)，對不安全行為及時進行管理和控制，就能及時切斷因果鏈，把事后處理轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑疤幚?，這樣從管理對象到目標就能形成一套有效的因果鏈。在煤礦單位安全管理中，自動化過程越強，安全事故在因果鏈中的比例就越小。因此，在實際工作中，必須強化管理體系，不斷提升管理能力。

1.2 電氣自動化技術(shù)發(fā)展水平

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦自動化程度得到了很大的改善。電氣自動化是在工業(yè)控制的基礎(chǔ)上，通過理論控制、儀表儀器、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及其他技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)進行優(yōu)化、檢測、調(diào)度、控制與管理，從而不斷提高生產(chǎn)效率，保障生產(chǎn)量和安全的綜合性設(shè)施。在這過程中，電氣自動化主要由自動化軟件、硬件以及系統(tǒng)三個板塊構(gòu)成。在自動化系統(tǒng)中，雖然它本身不能構(gòu)建利益，但是在增強生產(chǎn)效率的過程中，能夠有效提高企業(yè)生產(chǎn)效益，減小企業(yè)目標和生產(chǎn)效率之間的矛盾，同時這也是現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)造的優(yōu)點。

為了讓編程接口越來越標準，計算機信息技術(shù)在結(jié)合技術(shù)中展示了重要的作用。當(dāng)前，市場上的產(chǎn)品與廠家已經(jīng)高達幾百家，不同的產(chǎn)品都具有不同的表達形式和編程語言，缺乏統(tǒng)一的形式。在應(yīng)用IEC61131后，不僅能讓產(chǎn)品接口統(tǒng)一化，還能讓產(chǎn)品被更多的應(yīng)用和接受。與此同時，IEC61131還明確了語法和語義，在減小編程時間的同時，保障管理程序，增強代碼應(yīng)用率；已經(jīng)作為國際化標準，被廣泛運用在電氣自動化中。

在計算機網(wǎng)絡(luò)普遍應(yīng)用的同時，PC與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在企業(yè)、商業(yè)管理方面得到了良好的應(yīng)用。在機械設(shè)備自動化技術(shù)中，由于它具有良好的靈活性，所以正在被更多的用戶使用。在這過程中，Windows NT、WindowsCE等微軟技術(shù)根據(jù)簡單、方便、易于維護和集成等優(yōu)點，逐漸成為工業(yè)使用的統(tǒng)一平臺、語言與規(guī)范。

在Profibus、FF、Interbus等現(xiàn)場總線與分布式控制中，現(xiàn)場總線通過一連串的自動化系統(tǒng)以及智能設(shè)施生成通訊總線。在這過程中，分布式控制就是將I/O設(shè)備、現(xiàn)場模塊以及PLC總線有機的聯(lián)系起來，進而將輸出、輸入設(shè)備轉(zhuǎn)變成執(zhí)行器與檢測器。而現(xiàn)場總線則是講中央控制室的監(jiān)控、監(jiān)視軟件以及PLC中的CPU與工業(yè)計算機，通過串行電纜、斷路器、馬達、智能儀器、變頻器進行連接，這樣就能將大容量的信息集中到中央控制器上。

在IT技術(shù)與電氣自動化中，用戶需求直接影響電氣自動化發(fā)展，同時它也推動了IT與自動化的貫通；在電子商務(wù)普及的同時，直接加劇了商務(wù)信息的融合。在此期間，信息技術(shù)直接影響電氣自動化，一方面是管理層，它可以滲透到工業(yè)，企業(yè)管理通過網(wǎng)絡(luò)存儲、提取，對生產(chǎn)過程及時進行監(jiān)控，這樣就能第一時間掌握生產(chǎn)信息；另一方面，它能拓展到自動化設(shè)施、機械以及結(jié)構(gòu)中。當(dāng)信息技術(shù)穿透到執(zhí)行器、傳感器、儀表與控制器中后，多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就會擁有良好的應(yīng)用前景。

在薪酬和人力資源管理中，通過自動化系統(tǒng)能夠進行黨組織、檔案、人員部門與勞動合同等信息管理，從而不斷提高工作效益，確保信息資料以及檔案的準確性。

2 電氣自動化技術(shù)在機械設(shè)備中的應(yīng)用

2.1 采掘機械電氣自動化

為了保障生產(chǎn)效率與安全，近年來國內(nèi)外機械采掘都逐步向電牽引發(fā)展，在較多的電機驅(qū)動的同時，增加裝機容量，讓電機以橫向布置的形式呈現(xiàn)。根據(jù)不完全數(shù)據(jù)顯示：采煤機的裝機功率已經(jīng)超過1000kw，部分已經(jīng)高達1500kw，牽引電機的功率為120kw，速度為不大于30m/min。由于交流牽引具有良好的應(yīng)用效率和可靠性，在維護方便、抗污能力好等優(yōu)勢下，受到很多企業(yè)重視。

在這過程中，控制技術(shù)以計算機作為核心技術(shù)，由多種故障診斷以及工況監(jiān)測構(gòu)成，同時這也是高效率、大功率設(shè)施的優(yōu)勢。在輸送機方面，目前電氣自動化正向著重承載、多樣化等方向發(fā)展，并且很多企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用雙速電機；在副、主電機液壓平衡的前提下，應(yīng)用計算機對工作狀況進行監(jiān)控。而液壓支架，則是以電液控制與大流量系統(tǒng)為核心，一般移架速度都會達到6到8秒每架。在高可靠性、大功率的機電一體化技術(shù)中，讓生產(chǎn)更加集中，進而讓單產(chǎn)轉(zhuǎn)變成高效高產(chǎn)。

從我國目前的機械設(shè)備采掘應(yīng)用狀況來看，調(diào)整牽引方式仍然是液壓，而電牽引相對較晚，國產(chǎn)的采煤機只有MG3344-PWD等。在薄煤層機械設(shè)施投入運營后，主要電控從國外引進，也由部分采煤機在國內(nèi)生產(chǎn)。目前，連接能力小、過煤量小，沒有工況監(jiān)測的支架仍然在國內(nèi)機械單位與研究生研究；通過衛(wèi)星計算機與PLC對掘進機進行監(jiān)控還處在發(fā)展階段，和發(fā)達國家還存在很大差距。

運輸提升機械電氣自動化自十一屆三中全會召開以來，我國煤礦產(chǎn)量得到了很大的提升，很多大眾煤礦，在井下作業(yè)時應(yīng)用膠帶進行運輸，從而讓膠帶運輸與監(jiān)控得到了很大的發(fā)展。在系統(tǒng)替代綜合保護的環(huán)境下，PLC與網(wǎng)絡(luò)開始普遍應(yīng)用，礦井安全監(jiān)控與生產(chǎn)實現(xiàn)連接，從而達到地面監(jiān)控的目的。另外，也有部分煤礦開始應(yīng)用直流數(shù)字調(diào)整體系，并且擁有明顯的效果。但是我們也應(yīng)該看到，膠帶自動化也由部分保護不能過關(guān)。

隨著新型電子設(shè)施被廣泛應(yīng)用，高效率、高斬波率的斬波器進入運營狀態(tài)，以PLC和微機為重心的設(shè)備進入運營。隨著變頻技術(shù)與變頻同步技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)達國家在電控提升機方面開始以PLC為重心；通過PLC在提高安全監(jiān)視、工藝控制、行程控制等方面，逐漸讓產(chǎn)品得到統(tǒng)一，這樣也讓整個微機得到監(jiān)控，所有安全設(shè)備使用雙線型回路，讓監(jiān)控回路得到保障。在以微機為重點的故障診斷中，不僅能良好的診斷出裝置，還能增強自動化進程。在我國，提升機多以交流提升機為主，轉(zhuǎn)子串調(diào)速為主要的調(diào)速形式；60%的直流提升機是F-D型拖動，也由部分礦井使用繼電器進行控制。在改革以來，我國開始引進SCR-D數(shù)字型控制直升機，而國產(chǎn)的一般以虛擬居多；在微機與PLC投入使用后，以計算機為根本的提升機得到了很大的發(fā)展。

2.2 煤礦自動化監(jiān)控系統(tǒng)與管理模塊

在設(shè)備管理模塊中，前期管理主要負責(zé)靜態(tài)信息，在分類處理后，將其保存到數(shù)據(jù)庫中，方便設(shè)備購置和等級，從而更好的了解工作狀態(tài)。在設(shè)備租賃管理模塊中，礦方必須先支付退租或者租賃申請，并且根據(jù)對應(yīng)的名稱與型號進行填寫；在申請備案后，再由負責(zé)進行審查。在部門驗收、檢查中，也只有檢驗合格后才能進入下一步，辦理手續(xù)或者交接。在設(shè)備使用管理中，它作為主要的模塊，在礦井生產(chǎn)中必須遵守相關(guān)秩序以及要求，根據(jù)養(yǎng)護方案進行維護。

在設(shè)備管理模塊中，主要包含事后維護與計劃維護兩個方面。在這過程中，計劃維護需要提交對應(yīng)的維修方案以及缺陷故障等，從而制定更好的維修方式，保障維護工作。

在礦產(chǎn)安全中，為了確保監(jiān)控系統(tǒng)，在生產(chǎn)與研究煤礦監(jiān)控時，已經(jīng)推出了AVI、TF200、K195、K190等。使用最多的是DCS體系，當(dāng)前很多大型煤礦已經(jīng)設(shè)置了監(jiān)控系統(tǒng)或者監(jiān)測儀。雖然能基本上滿足煤礦安全，但是由于壽命短、缺乏穩(wěn)定性、種類少、維護量大，對監(jiān)控工作可靠性造成了很大的影響。因此，在實際工作中，必須不斷推動電氣自動化技術(shù)開發(fā)，從根本上保障生產(chǎn)安全。

從電氣自動化采煤工藝來看，采煤已經(jīng)從中煤、厚煤向薄煤發(fā)展，有鏈牽引到無鏈牽引。目前，我國受生產(chǎn)和經(jīng)濟條件影響，液壓支架系統(tǒng)只用于400萬噸的煤礦施工。

3 結(jié)束語

電氣自動化技術(shù)作為機械設(shè)備的重要部分，對煤礦生產(chǎn)具有重要作用。在工業(yè)化生產(chǎn)快速發(fā)展的今天，為了推動生產(chǎn)效益，必須不斷加強科研力度，進行電氣自動化技術(shù)創(chuàng)新，然后才能更好的應(yīng)用到機械設(shè)備中，實現(xiàn)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益，推動現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)。

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作者簡介：高虹，女，副教授，1988年畢業(yè)于西安科技大學(xué)工業(yè)電氣自動化專業(yè)，畢業(yè)以來長期從事電氣工程及其自動化專業(yè)的教學(xué)和研究工作。