礦山生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化控制的重要性及其技術(shù)應(yīng)用

周瑞林 胡劍濤

江銅集團(tuán)武山銅礦采礦車間 江西 九江332000

一、礦山生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化控制的重要性

所謂礦山電氣自動(dòng)化是在電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,主要是指采礦原料的生產(chǎn)過(guò)程,借助于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、電子自動(dòng)控制原理和其他相關(guān)的高科技,主要是電氣控制系統(tǒng)、電氣設(shè)備自動(dòng)控制,以便更好地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化,對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度管理、電氣控制決策、環(huán)境保護(hù)和設(shè)備運(yùn)行控制、維護(hù)等進(jìn)行現(xiàn)代化控制,在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備及相關(guān)輔助設(shè)施的自動(dòng)控制和管理。在礦山企業(yè)生產(chǎn)中,傳統(tǒng)生產(chǎn)方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且各種生產(chǎn)隱患嚴(yán)重威脅著有關(guān)工人的安全,因此,電動(dòng)自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用到礦山企業(yè)的生產(chǎn)中,不僅可以有效地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率,而且可以有效地避免傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中潛在的安全隱患,對(duì)于相關(guān)企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

1.有助于降低成本、提升安全性。由于礦產(chǎn)資源是不可再生資源,在我國(guó)礦山地形地貌形態(tài)各異的制約下,采礦方法不統(tǒng)一,勘探開(kāi)采難度大。傳統(tǒng)的采礦理念和采礦方法不能保證采礦的合理性和安全性,甚至由于預(yù)期探測(cè)的不準(zhǔn)確,引入電氣自動(dòng)控制等問(wèn)題,其技術(shù)具有覆蓋面積大、集成化、集成化的特點(diǎn),為礦山生產(chǎn)提供了多樣化、豐富的控制服務(wù),如刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)、液壓支架、刨煤機(jī)等,在一定程度上保證了開(kāi)采前測(cè)量的準(zhǔn)確性,從而有助于更準(zhǔn)確、科學(xué)地開(kāi)采礦產(chǎn)資源,對(duì)提高礦山生產(chǎn)效率和礦山安全具有重要意義。

2.有助于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)管成效。在傳統(tǒng)的礦山生產(chǎn)方式中,不同的環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)用技術(shù)和安全有不同的要求和標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備的管理和控制往往沒(méi)有系統(tǒng)地進(jìn)行。在自動(dòng)化的幫助下,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)生產(chǎn)方式下設(shè)備運(yùn)行和監(jiān)督管理的一體化,實(shí)現(xiàn)了相關(guān)工作的統(tǒng)一管理,提高了礦山生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化和信息化,達(dá)到了礦山生產(chǎn)各環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化、監(jiān)督化的目的。

3.有助于促進(jìn)開(kāi)發(fā)技術(shù)更新升級(jí)。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,對(duì)礦產(chǎn)資源的需求日益增加。然而,作為不可再生資源,提高礦產(chǎn)資源的開(kāi)采效率至關(guān)重要。電氣自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用,可以全面提高礦產(chǎn)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)化和系統(tǒng)化,同時(shí)加強(qiáng)應(yīng)用軟件功能的不斷更新,充分考慮發(fā)展戰(zhàn)略的調(diào)整和軟件開(kāi)發(fā)的更新,按照電氣自動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)化流程編程設(shè)計(jì)軟件,配合礦山生產(chǎn)的需要,以簡(jiǎn)化操作為主導(dǎo)的硬件改進(jìn),確保戰(zhàn)略調(diào)整和軟件更新的協(xié)調(diào),避免軟件和硬件的失效,提高操作的性能和水平。

二、電氣自動(dòng)化控制的主要構(gòu)成

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要可分為以下三種方式,分別為集中控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。

1.集中控制系統(tǒng),該系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的重要途徑,在實(shí)際控制過(guò)程中,其主要優(yōu)點(diǎn)是:數(shù)據(jù)由中央處理器集中處理,實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,具體的防護(hù)措施要求較低。

2.遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),該系統(tǒng)具有遙控器配置靈活、節(jié)省電纜、節(jié)約成本、實(shí)際使用可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

3.現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng),主要采用以太網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),可以針對(duì)電氣設(shè)備的具體問(wèn)題進(jìn)行實(shí)際分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效控制,其實(shí)際應(yīng)用中充分發(fā)揮上述兩種控制方式的優(yōu)勢(shì),對(duì)實(shí)現(xiàn)智能化電氣自動(dòng)化設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

三、電氣自動(dòng)化控制在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.在排水系統(tǒng)中的應(yīng)用。電氣自動(dòng)控制技術(shù)在礦山排水系統(tǒng)中的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了礦山排水系統(tǒng)的無(wú)人化運(yùn)行,提高了礦山排水系統(tǒng)的控制能力,促進(jìn)了礦山生產(chǎn)自動(dòng)化水平的發(fā)展。首先,根據(jù)生產(chǎn)用水量,自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的工作狀態(tài),提供自動(dòng)調(diào)度服務(wù)。其次,電氣自動(dòng)控制技術(shù)可以檢測(cè)排水系統(tǒng)的狀態(tài),做好超載、負(fù)壓等預(yù)警和預(yù)防工作,可以自動(dòng)遠(yuǎn)程控制,地面操作中心通過(guò)泵房的數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)傳遞,指揮中心再根據(jù)傳遞過(guò)來(lái)的信息發(fā)送相對(duì)應(yīng)的控制指令,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。最后,對(duì)排水系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集,并通過(guò)傳感器將數(shù)據(jù)傳送到礦山控制中心。通過(guò)電氣自動(dòng)控制技術(shù)掌握排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),調(diào)整排水系統(tǒng)的運(yùn)行。

2.在通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用。由于礦山環(huán)境和地理位置的特殊性,良好的通風(fēng)系統(tǒng)是保證生產(chǎn)線工人安全的基礎(chǔ)。在通風(fēng)系統(tǒng)中引入了電氣自動(dòng)控制技術(shù),將通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式分為自動(dòng)和半自動(dòng)兩種,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,以滿足系統(tǒng)的通風(fēng)安全功能。為了降低礦山生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn),保證自動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性,在礦山各部位設(shè)置若干監(jiān)控子站,對(duì)各部位的風(fēng)壓、風(fēng)量、氧含量、溫度、濕度進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè),并送到主站進(jìn)行集中處理,同時(shí)配合自動(dòng)化系統(tǒng),擴(kuò)展通風(fēng)系統(tǒng)的報(bào)警、遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)顯示、故障記憶等功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的有效控制。

3.在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用。電力系統(tǒng)是保證礦山生產(chǎn)順利運(yùn)行的基礎(chǔ)。在生產(chǎn)過(guò)程中,供電的安全性和可靠性至關(guān)重要,因此自動(dòng)控制技術(shù)在供電系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要作用。礦山供電自動(dòng)化系統(tǒng)主要由綜合保護(hù)器、傳輸通道、地面集中控制中心和監(jiān)控分站四部分組成。集成保護(hù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)供電線路或高壓配電設(shè)備的檢測(cè)、控制和保護(hù),測(cè)量供電系統(tǒng)的有功功率、無(wú)功功率、電壓和電流,遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)的合閘、動(dòng)作信號(hào)和斷路器位置,并可實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程抄表。各級(jí)變電站和控制中心通過(guò)光纜連接,滿足各種形式數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?/p>

4.在提升系統(tǒng)中的應(yīng)用。提升設(shè)備是一種重要的礦山設(shè)備,關(guān)系到礦山人員的生命安全和礦山物資的生產(chǎn)運(yùn)輸效率。目前,提升系統(tǒng)中使用的控制儀器主要是可編程控制器,用于設(shè)定提升設(shè)備的功能和參數(shù),如控制提升設(shè)備的速度和行程等。選擇兩種不同的可編程控制器作為控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的核心,以有效地區(qū)分兩種信號(hào),提高相關(guān)設(shè)備的可靠性和使用壽命。

四、結(jié)語(yǔ)

總之,社會(huì)各界對(duì)礦產(chǎn)資源的需求日益增長(zhǎng),科學(xué)合理的電氣自動(dòng)化的應(yīng)用,將有助于提高礦山企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)施綜合安全生產(chǎn)體系。因此,礦山企業(yè)必須重視礦山生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化的研究與創(chuàng)新,改變礦山傳統(tǒng)的工作內(nèi)容,積極實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化,能夠降低工作強(qiáng)度,改善工作環(huán)境,提高我國(guó)礦山設(shè)備技術(shù)水平,使工程效率和安全穩(wěn)定得到有效提升。