基于自動(dòng)化技術(shù)的礦山機(jī)電安全控制分析

徐二亮

【摘 要】礦山開采過(guò)程中需要應(yīng)用到大量的機(jī)電設(shè)備，由于工作環(huán)境復(fù)雜，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用為礦山機(jī)電安全控制提供了有力的依據(jù)。文章主要對(duì)礦山機(jī)電安全控制中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用展開探討。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化;控制技術(shù);礦山機(jī)電;機(jī)電安全

隨著各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)持續(xù)增加能源量，煤礦資源具備中心地位。以礦山生產(chǎn)作為視角而言，礦井生產(chǎn)少不了一系列種類機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用，因此需要實(shí)時(shí)控制一系列設(shè)備和裝置。當(dāng)前時(shí)期的礦山機(jī)電生產(chǎn)務(wù)必實(shí)施全程的自動(dòng)化控制，以使煤礦機(jī)電生產(chǎn)的整體效能大大提升。

1、礦山機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)概述

PLC技術(shù)是礦山機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)中的核心技術(shù)，其又叫作可編輯邏輯控制技術(shù)，該技術(shù)以數(shù)字運(yùn)算作為設(shè)備的控制操作方法，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，借助于可編程存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行邏輯運(yùn)算、算數(shù)運(yùn)算以及順序運(yùn)算等相關(guān)指令，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)各類數(shù)據(jù)的輸入與輸出。PLC技術(shù)無(wú)論是在穩(wěn)定性還是可靠性上，都有著其他技術(shù)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，在設(shè)備操作上也非常簡(jiǎn)單快捷。PLC的組成部分包括編緝器、存儲(chǔ)器、輸入與輸出端口、CPU、電源以及擴(kuò)展接口等，數(shù)據(jù)、地址與電源是數(shù)據(jù)交換過(guò)程中的必要條件，可通過(guò)數(shù)據(jù)的交換來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能的各種控制。PLC具有非常強(qiáng)大的應(yīng)用功能，其在礦山機(jī)電控制自動(dòng)化技術(shù)中有著靈活的應(yīng)用方式，不同單元和模塊都可按照系統(tǒng)的具體需求來(lái)進(jìn)行隨意組合，從而使工業(yè)控制變得更加靈活、穩(wěn)定。

2、礦山機(jī)電控制自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

2.1提高礦山機(jī)電控制的時(shí)效性

在傳統(tǒng)的礦山開采中，機(jī)電設(shè)備存在效率低，成本高等缺點(diǎn)，由于是人為操作，很容易出現(xiàn)操作失誤引發(fā)的安全事故，根據(jù)每年的新聞報(bào)道，礦產(chǎn)開采安全事故多發(fā)。自動(dòng)化技術(shù)可以脫離人為操作自行運(yùn)轉(zhuǎn)，由自動(dòng)化程序控制進(jìn)行工作，可以有效避免操作失誤，大大提升開采效率。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)有著明確的編程程序，控制簡(jiǎn)單易懂，利用自動(dòng)化程序可以對(duì)各種工控模塊進(jìn)行重設(shè)，完成一些人為操作難以完成的任務(wù)。減少繁瑣的人為操作程序，啟動(dòng)提前設(shè)置好的程序即可控制設(shè)備進(jìn)行工作，提高礦山機(jī)電控制的時(shí)效性。

2.2提升技術(shù)安全性

技術(shù)安全性也是近些年來(lái)礦山機(jī)電設(shè)備應(yīng)用中備受關(guān)注的話題。實(shí)際上，傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備雖然相對(duì)比較簡(jiǎn)單，維修的難度較小，但是其本身并不具備自我檢測(cè)與修復(fù)的能力，這也就意味著一旦出現(xiàn)了故障，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)由此引發(fā)安全事故。隨著自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)設(shè)備逐漸成為行業(yè)必不可少的設(shè)備建設(shè)環(huán)節(jié)，通過(guò)自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)，能夠隨時(shí)掌握設(shè)備的最新狀態(tài)與信息，同時(shí)能夠了解到設(shè)備的運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性，這些對(duì)于提升行業(yè)的發(fā)展水平，避免出現(xiàn)安全事故具有一定的幫助。

3、自動(dòng)化技術(shù)的礦山機(jī)電安全控制分析

3.1絞車安全控制系統(tǒng)

絞車因其通用性高、體積小、使用轉(zhuǎn)移方便的特點(diǎn)，被廣泛的用于礦山工業(yè)中。當(dāng)絞車在作業(yè)過(guò)程中，方向是不可控制的，這樣就會(huì)使絞車偏離原來(lái)的軌道，容易產(chǎn)生危險(xiǎn)，利用自動(dòng)化技術(shù)能有效的對(duì)絞車的方向加以控制，從而避免安全問(wèn)題的產(chǎn)生。在控制系統(tǒng)中安裝自動(dòng)計(jì)數(shù)元件，在絞車運(yùn)作時(shí)能夠?qū)㈤_關(guān)開合的次數(shù)準(zhǔn)確的記錄下來(lái)，當(dāng)絞車發(fā)生偏離時(shí)，在周期時(shí)間內(nèi)，記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生異常多次的變化，通過(guò)控制系統(tǒng)中的自動(dòng)計(jì)數(shù)元件數(shù)據(jù)的變化，發(fā)出事先設(shè)定好的相對(duì)應(yīng)的指令，讓絞車的開關(guān)與絞車的上方位置接觸到，形成引力，讓絞車能夠沿原軌跡方向移動(dòng)。若在周期時(shí)間內(nèi)，記錄下的數(shù)據(jù)沒有發(fā)生異常的、多次的變化，通過(guò)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)則不發(fā)生改變，也不會(huì)發(fā)出命令，絞車還可以繼續(xù)在當(dāng)前方向移動(dòng)[1]。

3.2提升機(jī)中的應(yīng)用

在提升機(jī)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)重點(diǎn)是結(jié)合對(duì)重力傳感器的添加，控制重力為2.3t——3.5t間的范圍，確保提升機(jī)一直維持的速率是3m/s，跟以往的提升機(jī)速率進(jìn)行比較，具備更高和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，最為顯著的成效在于使提升機(jī)的應(yīng)用功率變得更加穩(wěn)定，以及減小了提升機(jī)的損耗，確保最大可能地增加提升機(jī)的應(yīng)用年限。并且，PLC技術(shù)具備相應(yīng)的可調(diào)控性，當(dāng)提升機(jī)負(fù)載過(guò)載的情況下，PLC將推動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，維持提升機(jī)在比較穩(wěn)定的運(yùn)行范圍之內(nèi)，不但可以確保整體運(yùn)行系統(tǒng)的開展，而且能夠減小提升機(jī)過(guò)載導(dǎo)致的損耗，因此能夠保留安裝監(jiān)控系統(tǒng)的記錄，要么是當(dāng)時(shí)對(duì)操作單位發(fā)出警告，報(bào)告問(wèn)題后再保養(yǎng)與維修提升機(jī)，從而使出現(xiàn)事故的危害性與可能性減小。

3.3井下風(fēng)門中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的機(jī)電控制中需要工作人員手動(dòng)操作，進(jìn)行風(fēng)門的開啟和關(guān)閉工作，由于風(fēng)門兩側(cè)壓力差很大，操作難度很大，若操作不慎會(huì)導(dǎo)致風(fēng)門損壞，影響開采工作的進(jìn)程。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電控制中，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器自動(dòng)操作的模式，可以有效降低人為操作失誤，使礦山開采更加安全和高效。自動(dòng)化技術(shù)下的機(jī)電控制可以做到車輛檢測(cè)和人員檢測(cè)等日常工作。另外，自動(dòng)化技術(shù)可以有效降低風(fēng)門兩側(cè)的壓力差，降低人力輸出，減少風(fēng)門損壞等情況的發(fā)生。

3.4運(yùn)膠帶機(jī)中的應(yīng)用

在自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，過(guò)去許多構(gòu)想也得到了實(shí)現(xiàn)，其中就包括運(yùn)膠帶機(jī)設(shè)備。在該設(shè)備通過(guò)機(jī)電一體化，能夠?qū)崿F(xiàn)液壓、制動(dòng)以及電控等不同的功能，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的準(zhǔn)確高效控制。整個(gè)過(guò)程中借助于PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題就可以通過(guò)對(duì)設(shè)備發(fā)出指令的方式來(lái)調(diào)節(jié)各種參數(shù)，比如說(shuō)調(diào)整供電的電流或者調(diào)整閘門，確保膠帶運(yùn)送設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效果等等，這些都是在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[2]。

3.5螺桿空壓機(jī)中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

螺桿式空壓機(jī)的工作過(guò)程分為四個(gè)階段，分別是吸氣吸油階段、密封運(yùn)輸階段、壓縮階段以及排氣階段。螺桿式空壓機(jī)的運(yùn)行原理是通過(guò)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，使空氣與機(jī)油在螺桿與殼體的嚙合作用下被吸進(jìn)進(jìn)氣口，通過(guò)齒溝嚙合面的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)密封機(jī)油與空氣，并將其運(yùn)輸?shù)脚潘涂冢@時(shí)通過(guò)不斷減少齒溝嚙合面來(lái)達(dá)到壓縮空氣與機(jī)油的目的，直至齒溝嚙合面與排氣口重疊時(shí)，此時(shí)壓縮的空氣與機(jī)油便會(huì)通過(guò)排氣口而迅速排出。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于其中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)螺桿的自動(dòng)化控制，使螺桿能夠自行轉(zhuǎn)動(dòng)，由變頻器來(lái)調(diào)控螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，這樣不僅可確保排氣壓力穩(wěn)定，還能有效降低能耗。

3.6防跑車門中的應(yīng)用

煤礦作業(yè)中非常關(guān)鍵的一個(gè)組成部分是斜井輸送，然而在工作實(shí)際中，跑車的情況非常容易形成。為了可以很好地處理這種現(xiàn)象，我們能夠?qū)⒁环N安全門自動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)在礦山機(jī)電控制中，在安全門當(dāng)中，重點(diǎn)結(jié)合PLC技術(shù)來(lái)自動(dòng)開閉設(shè)備。一般在巷道中安裝安全門，在平時(shí)維持關(guān)閉狀態(tài)，只是在礦車將要至安全門的情況下才將開關(guān)觸動(dòng)，從而打開安全門。倘若存在跑車的情況，那么安全門能夠自動(dòng)地阻止礦車。鑒于此，結(jié)合安全門自動(dòng)設(shè)備，不但可以防止損壞礦車，而且可以很好地防止事故的出現(xiàn)[3]。

4、結(jié)語(yǔ)

總而言之，基于自動(dòng)化的系統(tǒng)功能相對(duì)全面，在礦山的機(jī)電設(shè)備安全控制過(guò)程中，對(duì)整體控制過(guò)程加以優(yōu)化，使安全得到保障，減少的額外的經(jīng)濟(jì)支出，從而降低礦山工程的成本。同時(shí)改善了機(jī)電設(shè)備的工作效率，讓工作人員也能夠更加方便的操作，對(duì)自動(dòng)化安全控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究有助于礦山工程的健康發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王得宏.探究PLC技術(shù)在礦山機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].世界有色金屬，2018（04）：53+55.

[2]曾令揮，羅書弟.淺談單片機(jī)在礦山電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2016（07）：58-59.

[3]景群.PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐及思考[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2015（08）：129-130.