智能控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中運(yùn)用分析

陳洪峰

摘要：在目前階段我國(guó)智能控制技術(shù)得到了一定的進(jìn)步和發(fā)展，并且在多個(gè)領(lǐng)域中得到滲透，在煤礦產(chǎn)業(yè)中煤礦機(jī)電設(shè)備也在積極應(yīng)用智能控制技術(shù)來(lái)做好對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避，基于此，本文論述了在煤礦機(jī)電設(shè)備中智能控制技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能控制技術(shù);煤礦機(jī)電;運(yùn)用

引言

礦山建設(shè)經(jīng)歷了人力礦山、機(jī)械礦山、數(shù)字礦山等階段，正逐步向智慧礦山邁進(jìn)。智慧礦山將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等技術(shù)與煤炭開(kāi)發(fā)利用深度融合，從而實(shí)現(xiàn)煤礦采掘、運(yùn)輸、洗選、通風(fēng)、設(shè)備安全管理等全過(guò)程智能化運(yùn)行。

煤礦機(jī)電設(shè)備包括綜采設(shè)備、洗選設(shè)備、提升設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、供排水設(shè)備等，這些設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間在惡劣的煤礦生產(chǎn)環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，易出現(xiàn)不同程度的磨損或故障，不僅影響煤礦開(kāi)采工作的正常開(kāi)展，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，且故障如不能及時(shí)處理，還會(huì)降低設(shè)備的使用壽命，提高企業(yè)運(yùn)行成本。因此，及時(shí)準(zhǔn)確掌握煤礦機(jī)電設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，判斷當(dāng)前故障并對(duì)故障發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)于保障煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。

煤礦機(jī)電設(shè)備大數(shù)據(jù)具有大容量、多樣性和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，從煤礦機(jī)電設(shè)備大數(shù)據(jù)中挖掘信息，高效、準(zhǔn)確地識(shí)別設(shè)備故障，成為煤礦機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理面臨的新問(wèn)題。傳統(tǒng)的診斷識(shí)別方法無(wú)法滿足大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理要求，智能故障診斷與預(yù)測(cè)方法通過(guò)深層挖掘監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中所包含的多傳感器故障信息，利用專家系統(tǒng)及各類智能算法識(shí)別出設(shè)備當(dāng)前存在的故障隱患，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)判，從而智能化地提出維護(hù)管理意見(jiàn)，大大提高了設(shè)備維護(hù)管理的可靠性和效率。筆者對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的智能故障診斷與預(yù)測(cè)性維護(hù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備智能化維護(hù)研究存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，展望了煤礦機(jī)電設(shè)備智能化維護(hù)研究的發(fā)展趨勢(shì)

1、煤礦機(jī)電技術(shù)的現(xiàn)狀

縱觀我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展情況，歷經(jīng)了從無(wú)到有，從功能簡(jiǎn)單到功能多樣化的階段，隨著機(jī)電設(shè)備的投入，并且能夠有效應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，不僅能提升煤礦生產(chǎn)效率，而且保障煤礦企業(yè)的開(kāi)采安全。

目前煤礦開(kāi)采使用的機(jī)電設(shè)備主要涉及開(kāi)采設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、抽水設(shè)備、防護(hù)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、瓦斯抽放設(shè)備、供電設(shè)備等。涉及種類多樣，且每種設(shè)備都發(fā)揮著重大的作用。

（1）電牽引采煤機(jī)的采掘能力更強(qiáng)。由于引入了機(jī)電一體化技術(shù)，相比傳統(tǒng)的機(jī)械采煤機(jī)，電牽引采煤機(jī)有更強(qiáng)的動(dòng)力。目前多數(shù)的電牽引采煤機(jī)的功率基本在1000～2000 kW，平均牽引功率也都高于80kW，其最大牽引功率基本也在了300kW以上。結(jié)合了電機(jī)的高功率輸出，使得電牽引采煤機(jī)擁有了更大的牽引力，更加快速的牽引速度，另外，電牽引采煤機(jī)的支架能夠采用多種支護(hù)方式，能夠讓?xiě)?yīng)用范圍更加廣泛，減少作業(yè)人員的工作量，大幅度提升煤礦的開(kāi)采效率。

（2）更加適用于智能化的工作應(yīng)用。由于煤礦開(kāi)采時(shí)受到周圍地質(zhì)環(huán)境的影響，導(dǎo)致煤礦開(kāi)采過(guò)程十分復(fù)雜，礦區(qū)開(kāi)采時(shí)可能面臨各種各樣的突發(fā)事件。為了避免這些突發(fā)事件給煤礦開(kāi)采帶來(lái)的安全隱患，電牽引采煤機(jī)都配備了更加智能的監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)，作用在工作過(guò)程中，用來(lái)監(jiān)控工作中的狀態(tài)，便于進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以及煤礦開(kāi)采后進(jìn)行自動(dòng)化的運(yùn)輸。采用此種形式，不僅能夠提高挖掘效率，而且可以有效減少常規(guī)維護(hù)的繁瑣流程和重復(fù)性的工作，縮短維護(hù)時(shí)間，提高設(shè)備的利用率。

2、煤礦機(jī)電設(shè)備中智能控制技術(shù)的應(yīng)用方向分析

2.1、煤礦機(jī)電設(shè)備功能分析

現(xiàn)階段煤礦機(jī)電設(shè)備基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，利用智能控制技術(shù)可以有效提升作業(yè)的精度。并通過(guò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)累計(jì)，通過(guò)專家系統(tǒng)逐漸形成數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)而形成作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

例如對(duì)挖掘設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或者對(duì)液壓支架控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，只需要在控制面板導(dǎo)入相關(guān)程序就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)作業(yè)。同時(shí)利用智能控制技術(shù)可以對(duì)機(jī)電設(shè)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)控制和分析，一旦出現(xiàn)異常信號(hào)或者設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)異常，則第一時(shí)間觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，并確定故障區(qū)域和故障原因協(xié)助檢修維護(hù)人員進(jìn)行故障維修。如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行檢修則處罰自檢系統(tǒng)來(lái)保證機(jī)電設(shè)備不發(fā)生大范圍損壞，不僅能有效提升資源利用率，延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用壽命，同時(shí)也能提升機(jī)電設(shè)備檢修維護(hù)能力。

針對(duì)膠帶傳送機(jī)可以通過(guò)PLC系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)整進(jìn)而有效降低能源消耗。利用編程來(lái)對(duì)運(yùn)行速率和設(shè)備協(xié)調(diào)能力進(jìn)行調(diào)整，不僅可以有效對(duì)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行規(guī)避，還可以利用智能控制技術(shù)可以實(shí)時(shí)確定采掘進(jìn)度和人員位置，并科學(xué)制定施工方案。

2.2、應(yīng)用健康智能化管理系統(tǒng)

健康智能化管理系統(tǒng)在機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行中發(fā)揮了重要的作用，健康智能化管理系統(tǒng)最早出現(xiàn)于航天和軍工領(lǐng)域，在不斷的發(fā)展過(guò)程中，該項(xiàng)技術(shù)也在煤礦中有了初步的應(yīng)用，但是煤礦工業(yè)內(nèi)部的智能化健康管理主要集中在一些簡(jiǎn)單設(shè)備上，通過(guò)對(duì)機(jī)電設(shè)備的生命周期進(jìn)行科學(xué)管理[7]。智能化健康管理包括多種內(nèi)容，如機(jī)電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的智能化采集、健康檔案的建立等等。這些內(nèi)容都可以進(jìn)行系統(tǒng)的健康評(píng)估，從而有效促進(jìn)機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。除此之外，健康智能化對(duì)當(dāng)前的決策數(shù)據(jù)庫(kù)還有維修作用，能對(duì)當(dāng)前煤礦企業(yè)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)劃分，從而構(gòu)建更加合理的分析指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備的各方面精準(zhǔn)管理。

2.3、建立健全煤礦機(jī)電設(shè)備維修與保養(yǎng)措施

煤礦機(jī)電設(shè)備需要專業(yè)的工作人員進(jìn)行日常的維修與保養(yǎng)工作，只有這樣，煤礦機(jī)電設(shè)備才能夠不斷地保持良好的工作狀態(tài)。在日常的維修工作方面，煤礦機(jī)電設(shè)備管理人員要做好日常的機(jī)電設(shè)備清洗與清理工作，包括機(jī)電設(shè)備內(nèi)外部零件的處理與檢查。在正常的保養(yǎng)工作方面，煤礦機(jī)電設(shè)備管理人員要時(shí)刻注意著設(shè)備工作時(shí)的工作狀態(tài)，如聲音的大小，機(jī)器零件的好壞，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)的給予修理與保養(yǎng)，只有這樣才能夠延長(zhǎng)煤礦機(jī)電設(shè)備的使用壽命。

3、結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)煤礦機(jī)電中，智能控制技術(shù)的融合發(fā)展空間較大，利用智能控制技術(shù)不僅能有效對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行分析，同時(shí)能對(duì)各種設(shè)備和零件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。結(jié)合自動(dòng)化信息化技術(shù)來(lái)改善作業(yè)環(huán)境，解放勞動(dòng)力規(guī)避采掘風(fēng)險(xiǎn)，保證煤礦開(kāi)采的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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