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煤矿机械设备电气自动化技术分析

2021/09/03 阅读:

摘要:随着智能控制与信息技术、电子技术的快速发展,通过将电子技术与信息技术进行有效的结合,电气自动化技术是煤矿机械设备控制中的一种新技术,在煤矿机械设备中逐渐得到了应用。这不仅能够有效地降低煤矿生产成本,实现煤矿生产的能源消耗控制,而且能够促进煤矿生产与管理水平提升。本文在对电气自动化技术及其应用优势分析基础上,对煤矿机械设备的电气自动化技术应用进行研究,以供参考。

关键词:煤矿;机械设备;电气自动化;技术;应用

煤炭资源是推动我国社会经济发展的重要能源之一。随着我国社会生产与经济发展对煤炭资源的需求不断增长,煤矿机械化生产与自动化管理在煤矿生产与发展中也发挥着越来越重要的作用。通常情况下,由于煤矿开采大多数位于环境条件较为恶劣且空旷的区域,所面临的影响因素也较多。因此,随着科学技术水平的不断提升,现代先进的生产设备与自动化技术被应用至煤矿开采和生产中,以推动煤矿开采与生产的自动化和机械化发展提升,从而有效地提升煤矿开采的生产效率,节约人力与物力成本,促进煤矿更加快速与持续发展。本文将通过对电气自动化技术及其应用优势分析,对煤矿机械设备电气自动化技术的应用进行研究,以供参考[1]。

1电气自动化技术及其应用优势分析

1.1电气自动化技术及其特点

电气自动化技术是一种以电气工程应用学科理论为支撑的新型技术手段。该技术在信息技术与电子技术、智能技术等现代化先进技术的不断发展和应用支持下,将电子技术与信息技术有效的结合运用,并在有关行业领域逐渐得到了应用实现。此外,电气自动化技术作为当前我国高新技术产业发展的重要一部分,在工农业以及国防等多个领域中均有一定的应用实现,并且对我国国民经济的发展和提升,有着非常重要的作用和影响。对电气自动化技术的主要特点,可以从电气自动化技术的不同控制方式上进行总结和分析。其中,电气自动化技术的控制方式主要包含电动式、液压式与气动式三种不同的方式。电动式的电气自动化技术实际上是指通过将电作为动力进行电机以及电磁离合器等装置控制,从而推动相应的机械操作手柄开展动作,以实现电动远距离控制的一种技术模式。电动式的电气自动化技术在实际应用中,对控制回路的信号传递以及调节系统的运算功能实现等,均具有较好的支持作用,并且便于利用计算机实现控制,作用优势较突出。但是,电动式的电气自动化技术在驱动功率上的功能和作用,与其他形式相比具有较突出的管理问题;液压式电气自动化技术在实际应用中,是利用电控制装置以及油压的驱动机构实现远距离的控制和操纵,这种电气自动化控制模式具有较好的控制性能,且驱动功率较大,但对独立的动力源需求较高,并需要具有较高控制精度的液压元件相配合,导致整体的造价较高;气动式的电气自动化技术是利用电气控制与气压驱动控制相互配合共同实现的,它不仅具有驱动功率较大、进行安装操作方便等特点,而且在具体控制应用中,通过气动执行部件和机器的操作系统相互配合,能够满足电气自动化控制的动作平稳与可靠需求。值得注意的是,受空气可压缩性特征影响,导致其在控制应用中的追随性表现较差,应引起重视[2]。

1.2电气自动化技术的应用优势

煤矿的开采与生产活动主要在井下完成,并且其井下生产与作业环境较为恶劣。上述情况对各类机械设备的依赖性较高,需要通过电气自动化技术运用,以减少人员操作对煤矿机械设备生产运行稳定性的影响,从而实现煤矿安全生产的有效保障。此外,电气自动化技术中融合了数字控制技术与仪表仪器技术等多项现代化技术。煤矿生产引进电气自动化技术进行应用,能够促进煤矿企业的生产技术不断优化和提升,从而推动煤矿企业的技术升级,为煤矿持续发展提供良好的支持。在煤矿机械设备中应用电气自动化技术,能够使管理人员在利用电气自动化技术功能时,及时发现煤矿机械设备生产运行中存在的故障问题,并进行设备运行状态判断,以减少机械设备生产运行中的故障问题,提高煤矿的开采与生产效率。

2煤矿机械设备电气自动化技术的应用分析

2.1电气自动化控制系统

当前,煤矿机械设备中应用的电气自动化控制系统的控制结构主要包括继电器控制、可编程控制器控制以及单片机组成的控制器控制等不同情况。其中,在20世纪80年代,以继电器控制电气自动化为主,其应用时间相对较长,且成本较低,但在当前的煤矿生产中应用,存在生产水平较低等局限性;可编程控制器控制的电气自动化控制结构,在当前我国的煤矿机械设备生产中应用较为普遍,是一种较为先进的控制技术。它是在对继电器控制和单片机控制的优势相互融合,同时通过现代先进生产技术进行合理应用,以实现煤矿自动化电气生产设备的分区块规模化管理。通常情况下,可编程控制器控制的电气自动化结构中,主要组成设备包括中央处理器、电源设备、信息输入与输出设备、端口等,在实际应用中的灵活性与稳定性均比较突出,且操作便捷,对空间面积的占用较小,有力的推动了电气设备的量化生产和应用[3]。

2.2煤矿机械设备电气自动化技术应用分析

2.2.1煤矿运输提升设备中的电气自动化技术应用煤矿生产中,其运输提升设备的运行性能与效率,对煤矿生产作业的效率以及生产安全,也有着十分重要的作用和影响。通常情况下,在煤矿生产过程中,随着采掘作业面的采掘作业开展,需要将所采掘的原煤利用运输提升设备向地面进行运输,从而对其开展进一步的处理,从而挖掘满足工业生产与人们生活需求的煤炭资源。为满足煤矿生产中的运输提升作业需求,我国煤矿生产中对胶带运输及其有关运行监控系统的开发应用进行了一系列研究,并且取得了一定的成效。当前我国煤矿生产运输提升系统的工况监控系统开发和设计应用,是以计算机与PLC控制技术的融合应用来支持,并且该系统在具体应用中能够有效地满足煤矿运输提升设备的生产运行的综合性与系统化保护需求。此外,在对煤矿运输提升工况监测系统的开发应用中,也促进了分布式控制系统(DCS)的广泛应用,使其在煤矿生产的运输提升地面监控功能实现中,发挥了较好的作用和效果。除上述煤矿运输提升设备运行控制技术系统外,随着有关技术研究的不断深入,还逐渐实现了胶带机全数字直流调速系统与集中监控系统等多项功能系统的开发设计,同时也实现了对交流变频技术等技术手段的应用,在促进煤矿生产的机械设备电气自动化控制以及实现煤矿运输提升机械设备运行安全性与稳定性保障等方面,均具有十分显著的作用和效果[4]。2.2.2供电系统的电气自动化技术应用煤矿供电系统的自动化设计中,主要包含地面集控中心以及综合保护器、传输通道、监控分站等不同的结构部分。综合保护器具有遥测、遥信以及遥控等功能,能够对供电线路以及高压配电装置进行测控和保护;监控分站作为供电管理的主要组成环节之一,能够实现现场设备及其信息的有效连接、集成、转换,从而促进其协议的相互统一。利用监控分站,能够对地面分站和综合保护器的通信以及数据进行控制。2.2.

3煤矿采掘机械设备中的电气自动化技术应用

煤矿生产中,对采掘机械设备主要采用电力驱动控制,并且随着煤矿的生产要求不断提升,其采掘机械设备的电机容量也越来越大,一些采掘机械设备的电机系统单机牵引功能已经达到120kW以上,同时受电机驱动控制的更加稳定与运行效率更高特征优势影响,对煤矿生产的稳定运行及其生产效率提升,均起到了十分积极的作用和影响。尤其是随着计算机技术的配合应用与电气自动化控制实现,对煤矿采掘机械设备的生产运行数据采集与故障诊断、排除提供了更为完善的功能支持,极大的保障了煤矿采掘机械设备的生产安全和效率[5]。2.2.4通风系统中电气自动化技术应用煤矿生产中,其井下作业开展的环境条件较为恶劣,对煤矿通风系统的设计和运行要求也相对较高,而采用电气自动化技术在煤矿通风系统设计中,通过分散、冗余与分层等多种控制方式的综合运用,配合以太网环网以及多机备用、光纤传输等多项技术手段,进行煤矿通风自动化设计,在确保煤矿通风系统安全、可靠运行的同时,也能够对煤矿生产的安全进行保障。煤矿通风自动化设计中,是以VC++与组态控制软件作为系统控制实现的主要方式,它能够在煤矿通风系统运行中通过遥感、遥测与遥控手段,对其自动化运行和控制进行支持。

4结语

综上所述,加强煤矿机械设备电气自动化技术的应用,以促进煤矿机械生产水平提升,是当前我国煤矿行业发展中研究和关注的重要问题。其中,促进煤矿机械设备电气自动化技术的应用,不仅需要煤矿积极开展现代先进技术的学习和引进,在煤矿生产中引入现代化的先进机械设备,并需要不断促进煤矿生产方式与管理技术的创新,从而为煤矿企业的高效生产与持续发展提供良好的支持,进而推动整个行业领域的发展。

参考文献:

[1]李凯.浅析单片机在煤矿电气自动化中的设计和应用[J].黑龙江科技信息,2017(03):19.

[2]费强.煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用思考[J].能源与节能,2017(03):143-144.

[3]胡延军.电气自动化技术在矿山机械设备中的应用[J].世界有色金属,2020(19):39-40.

[4]代红超.基于FPGA的大型机械设备远程监控系统设计[J].机械设计,2019,36(S1):65-68.

[5]张丽敏.煤矿电气工程自动化中智能技术应用研究[J].装备维修技术,2020(02):385.

作者:薛强强 单位:陕西中能煤田有限公司

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