智能控制技术在煤矿机电设备中的应用
摘要
关键词
智能化控制技术矿井电气机械的失效管理
正文
前言
作为煤炭资源的国家,在煤炭资源开发利用方面,近几年来,煤炭资源的开发利用面临着巨大的挑战。在煤矿企业中,要大力采用先进的工艺思想,如智能控制等,以改善煤矿生产的质量和效益。通过运用智能控制技术,企业也可以对矿井机电装备的工作中的安全隐患进行有效地进行管理,降低其操作失误率,这对于煤炭企业的长期和健康发展具有十分重大的作用。
1智能化的发展概况
近几年,国内的智能工业发展很快,在煤炭行业中,智能控制的运用也日益广泛。在矿井机电装备的作业中运用了智能控制技术,可以提高各种信息的加工与反馈的效率,为各种决策的制订提供详实可靠的数据[1]。在采用智能控制技术时,即使在某些高度复杂的装备控制系统中,它也能够对装备的整体工作进行全方位的控制,具有很好的容错性。此外,在实现智能控制的实践中,还可以进行开闭环控制、定性和定量的控制等多种方法的结合。该系统具有良好的自愈、自补、自决定、自判定等功能。
2智能控制技术在煤矿机电设备中的应用优势
2.1促进机电设备整体运行效率的提高
近几年来,国内的智能控制技术发展很快,将智能控制技术运用到矿井机电装备中,可以使其更加健全,从而能够更快地实现各种比较复杂的机电控制工作。与常规装备控制相比,其研究与运用具有多学科交叉、信息化、制动控制等特征。采用智能控制技术,使机组的基础工作状况得到了改善与优化,确保了机组的正常运转[2]。将群控系统和设计有机地结合起来,能够对各个矿井的电气和电气装置的工作过程进行优化和改进,用统一的作业规范来进行各种电气和电气装置的控制工作,使其本身的综合工作能力得到提高。
通过对电气和机械的作业过程实行统一、标准化的管理,可以大大缩短作业周期,提高作业的工作效率。同时,通过该智能控制技术的运用,可以解决煤炭企业对多控制多轴加工的现实需要,降低传统手工作业方式所带来的劳动强度,对于提升煤矿机电工程的质量和建设的效率具有重大的意义。
2.2提高煤矿生产效益
在我国的矿山开采工艺生产中,传统上都是手工作业。考虑到矿井的采矿环境自身所呈现的恶劣性、复杂性等特征,在现实的矿井采矿工作中,仍然存在着许多的危险,并且采矿的效率很差,很可能会导致人力资源的浪费,同时也无法保证煤矿资源的稳定[3]。将智能控制技术运用于矿井机电装备中,可以降低对其进行控制时的人员损耗,释放出煤炭企业的大批劳动力,以适应机器开采工作的实践需要。另外,由于煤矿的开发深度越来越大,造成了大量的煤炭资源的浪费,采用智能控制技术也可以达到很好的控制结果,从而对煤矿资源的生产过程进行最优的优化,从而更好地适应了我国能源结构的集成工作需要,对于提高整个煤炭资源的开发效率也具有重要的作用。
2.3降低煤炭开采过程中的安全风险
煤矿生产中存在着大量的安全隐患。在采矿的全过程中,需要所有员工都要按照相应的工艺规程来操作,只有这样,才能保证煤矿机电设备的正常运转,保证煤矿资源的安全,尽量减少安全风险。因此,煤炭企业的生产必须以“安全为先”。将智能控制技术运用于矿井生产的机电装备,能够对其进行动态监控,有效地控制矿井生产过程中存在的安全风险隐患,从而保证了矿井的正常、安全[4]。与过去的传统手工操作方式相比,智能控制技术的实际运用更有利于对各类矿井机电设备进行动态的操作管理,同时能够在发生安全问题或者是安全隐患的时候,及时做出相应的反应。通过这种方式,可以保证在矿井采矿过程中,所有的电气和机械都可以正常工作,增强矿井整体的安全,消除相应的安全事故。
3智能控制技术在煤矿机电设备中的实践应用
3.1智能控制技术的功能与应用
近几年,随着国内计算机科技的飞速发展,为其在工业生产中的广泛运用奠定了坚实的基础。智能控制是一项具有自主知识产权的交叉融合研究,已被广泛地用于矿井机电装备的控制等诸多方面,这将对提高矿井机电装备的总体工作性能和工作品质起到一定的促进作用,从而促进了国家煤炭机电行业的迅速发展[5]。将其运用到矿井的电气设备管理工作中,具有如下优点。
(1)最近几年,国内许多煤矿企业在煤炭行业中采用了自动化技术,许多矿井的机械都已经进行了自动化或自动控制,这对改善建筑工艺的精度和精度是有益的。此外,采用智能控制技术,可以使矿井作业过程变得简单,并且在某种程度上减轻了手工作业的强度,保证了煤炭企业的总体生产效率。比如:在矿井的液压支架的电液系统中,将智能控制技术运用到其中,在实际操作过程中,可以将相应的程序输入到操纵架中,然后利用相应的控制软件,对其进行自动控制。
(2)为实现对整个生产过程及装备的实时工作状态进行监测,将矿井电气安全监测与安全预警功能结合起来,并将其引入矿井电气安全预警系统。通过这种方式,可以实现对矿井机电设备的整个运转过程进行全方位的监测,当各个生产系统中发生了一些运行问题时,该系统就会发出警报,然后由有关的专业人士来进行相应的发现和处理,从而达到对机电设备进行高效维修的目的,从而提高机电设备的使用寿命[6]。
(3)通过将智能控制技术运用到输送装置中,可以将变频技术与PLC控制系统相配合,对电气和机械装置进行功率控制,达到305kW/h,从而提高整体的生产效率。另外,采用遥控和程序设计的方法,还能对输送装置的运行状况进行高效的监控,使各类装备能够无人作业,这对于提升矿井的工作质量和工作效率具有重大的意义。
3.2煤矿综采工作面智能化控制技术的运用
在进行试验前,要做好有关资料的搜集和整理,对模拟系统的运行情况有更深入的认识,保证智能控制技术在采煤机中的使用效率得到进一步的提升。将智能控制技术运用到矿井机电装备的工作中,不仅可以使试验系统的先进性得到提高,而且可以提高装备的数据处理能力,进而提高试验的准确性。另外,本系统还采用了智能化的控制方法,实现了对被监控目标负荷和工作条件的仿真。
该系统的测试分为自动测试、人工测试和外设测试等。其中手工环节主要是手工操作,要做好相关资料的采集与处理。在自动化测试的过程中,需要使用各种智能的测试设备,来进行各种资料的实时整理与分析,同时也可以对智能控制系统的使用品质进行主动的评判。在软件开发过程中,需要充分利用周边设施,将原有的手工检测方式改为辅助检测方式。比如:利用电脑检测软体,可以在较短的时间内,更好地检测出较大的运动范围[7]。又比如:在进行液压泵试验时,为了实现对原始数据进行有效检验,可以对各项参数和指标进行即时检查,必须在真实操作中对传动扭矩传感器的实时工作状态进行了解。此外,通过对有关试验的测试和分析,还可以根据对应的分析结果,对工作进行优化和调节,从而提高总体工作的品质和工作效率。
3.3在煤矿井下通风系统中的智能化控制
将智能控制技术运用到矿井的机电装备中,可以提高其工作安全性和可靠性,保证其在正常工作条件下工作。
首先,矿井通风能够快速地将有害气体排出体外,保证工人们的氧气供应,从而保证各种作业的顺利进行。在矿井通风装置中运用了智能控制技术,能够对风机的运转进行最优的操作,对风量和控制系统进行自动的管理,并且能够基于对所检测到的有害气体的浓度进行适时、恰当地自动地调节送风量,实现对矿井空气质量的自动调控,为矿井内创造一个较好的生产条件。
其次,与常规手动调控方式相比,该方法能够快速响应井下环境变化,对于提升矿井通风系统的安全运营具有重大意义。
第三,采用智能技术,对通风装置的能耗和漏风量进行有效的调控,保证各个电气和机械装置都在最佳工作条件下工作,符合矿井通风装备的使用要求。
最终,采用智能技术,能够对各个通风装置的整个工作流程进行自动的管理和监控,从而减少有关人员的工作量,避免人为造成的错误。正如前面提到的,运用智能控制技术,能够使通风系统的功能得到最大程度的利用,从而能够在短时间内将矿井中的有害物质排放出去,从而防止由于各种环境因素对工作人员的身体健康和安全带来的危害,从而保证各种安全生产的顺利进行。
当前,随着智能科技的发展,煤矿井下的通风控制系统可以归纳为三大类。
第一,采用采空区注氮控制火灾的智能控制方法。在应用老空区氮气控制火灾时,应先建立一座单独的矿井注氮贮库,并配备2台制氮机械,一台为主要设备,一台为后备;为了提高设备的通风效率,必须采用无缝管。由于埋管施工必须直接铺设至头巷采空区的氧化型自燃区,故可采取分批向采空区运输氮气,避免采空区遗留的煤炭自燃。
第二,运用防火材料进行防火控制,实现了智能通风控制。本发明采用了一种智能、自动的方法,实现了防火材料的作用。在具体使用时,可将具有防火作用的材料自动投放到易着火的地方,但要注意防火材料的用量要按实际条件加以限定。通常,用于防火的材料有页岩泥浆、黄泥浆、硅胶、无机盐等,具有较好的防火性能。应指出,防火涂料仅用于面积大、火灾少的场合,若火灾范围大、火灾范围广,则不能单纯依赖阻燃剂进行火灾扑救。
第三,采用等压风量的方法来控制火灾。此项工艺具有智能支持,使用后取得了很好的效果,流程简单,可以对风门进行自动调整,实现了对风机进行调压,由此可以在一定程度上改善整个区域的气压分布状态。煤矿开采时,由于采空区内的漏风压差不断减小,导致采空区的漏风量减小,形成均匀的空气流通,从而提高了矿井的通风效率,实现了对火源的有效控制,防止了煤的自然发火。
3.4矿山起重装备智能化控制技术的运用
在煤矿生产过程中,矿山提升装置是一种十分关键的装备,它的工作好坏对矿山生产的安全和可靠起着决定性的作用。在矿山开采过程中,因为矿山自身的情况比较复杂,惯性大,速度快,因此在生产过程中,必须对提升机的操作进行管理,保证其在正常的情况下工作,这也是保障矿山安全的一种有效手段。针对目前煤矿安全监控工作中存在的问题,提出了提高煤矿安全管理水平的措施。采用智能控制方法,可以提高机械系统的安全、稳定工作,运用智能技术,能够对其本身状况进行自我检查,对其工作过程中出现的各种问题进行最优的解决。当遇到较大的工况时,还可以利用智能科技对其产生的问题进行分析和解决,从而保证了起重机的正常工作。另外,通过采用智能控制技术,可以提高实际操作过程的便利性,减轻工人的工作负担,保证煤矿提升装备的正常工作。
4结束语
总之,在煤炭机电装备的发展进程中,运用智能控制技术,不仅可以提高工作的品质和工作效率,而且还可以对以前的矿井中出现的一些安全问题进行及时的解决,保证了整个机电装备的工作品质。所以,在国内的煤炭企业中,应该加大对智能技术的使用力度,帮助其稳定地进行智能控制,促进其可持续发展。
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