矿企生产中采用机电自动化控制技术的优势分析

2020-12-08刘宏亮

中国金属通报 2020年15期

刘宏亮

（内蒙古平西白音华煤业有限公司，内蒙古锡林郭勒 026200）

近年来，随着信息技术的不断发展，再加上计算机、电子技术的进步，自动化成为了很多领域、行业发展的必然趋势。传统的矿山生产作业过程中，由于机械设备、开发技术落后，难以满足高效、高产、安全开发的目的。在当前的技术趋势下，很多矿企都实现了机电自动化控制，新型机电设备的应用不仅突破了传统的技术局限，也改变了矿企的生产模式，有效提升了能源产量，缓解了供需矛盾。机电自动化控制技术是当前矿企生产的关键技术，在未来还有着广阔的发展潜力。

1 矿企生产采用机电自动化技术的必要性

1.1 能够提高矿山开采工作的质量和生产效率

对矿企的生产而言，如果要在生产的过程中实现机电自动化控制，发挥机电自动化控制的优势，就需要加强对这一技术的应用。总体上来看，矿山机电自动化技术的应用可以大大提高矿产资源开采的效率与质量，矿企如果要达到机电自动化控制技术的应用效果，就需要结合自身的生产情况，拥有一套完善的自动化机电设备，进而在生产过程中对全过程开展自动化监控。矿山机电自动化控制技术下，各种生产工艺的应用将更为精准与高效，在矿山开采作业时，机电自动化控制技术能够对生产环境、生产设备的温度、时间等参数加以精准控制。这一自动化控制过程中由专门的软件经由算法或者模型建立来实现的，通过这一技术的应用，有效改善了各种机电设备的运行状态，使得机械设备的运行更为可靠，更符合矿企生产的现实需求。

1.2 能够提高矿山生产的安全性

矿产资源开采流程复杂，在整个的生产过程中，包含了多个生产流程，由于矿层分布条件、开采环境的特殊性，使得在开发过程中常常会存在较高的安全风险，如果在当前的发展背景下各个矿企依旧采用的是传统的开发技术，将会使得开采过程中的安全事故频繁发生。而机电自动化控制技术的应用有效提升了生产的安全性，使得在开采的初期阶段，一些机电设备的自动化模块就可以对矿井内的风险因素加以识别，当存在风险时，报警模块会立即进行风险信息的反馈，进而立即启动相应的保护模式与预警机制，最大程度上降低安全风险对生产所造成的不利影响，提高作业的安全性[1]。

2 矿企应用机电自动化控制技术的优势

在矿山机电自动化的过程中，机电自动化控制技术起着重要的作用，在各种机电设备的运行过程中，机电设备中的相应模块，比如，传感器等可以对机电设备来实现全面的监测，并将监测信息及时传递给控制器，而控制器在接收到相应的信息以后，就可以立即进行这些信息的识别与判断，根据实际的生产要求来达到自动化控制的目的。从根本上来看，机电自动化控制技术属于一种集成技术，此技术中包含了多种的学科知识与技术，比如，传感技术、计算机技术、控制技术与电子技术等都是不可或缺的。机电自动化控制技术的优势主要体现在：①多样性。矿企生产的过程中，所使用的机电设备种类繁多，这些不同类型的机电设备中，往往包含了多种的技术，尤其是自动化技术更是成为了各种机电设备中的核心技术，这种特征下，矿山机电自动化控制技术就能够发挥其多样性的技术优势。②集成化。自动化是当前矿企生产中的一大趋势，虽然尚未实现生产全过程的自动化，但是，部分生产流程实现了机电自动化控制。在矿山机电自动化控制技术的应用过程中，单片机、PLC、人机界面与数据采集等都是最为关键的技术，具有技术的集成性特征，技术集成使得在生产的过程中，相关人员能够充分应用各种自动化控制来对生产要素、过程加以控制，保持正常的生产作业[2]。③智能化。自动化是智能化的基础，很多矿企在长期的发展过程中，已经实现了无人开采作业，在这一生产模式下，主要是利用智能化技术与设备来进行综采工作面各种信息的采集，经由人工智能控制系统来指导实际的开采作业。④开放性。机电自动化控制技术应用时，自动化机电设备是保障开采作业顺利进行的关键，各种机电设备具有良好的通信能力，控制系统可以直接利用各种的通信端口来实现交互，这种开放性与交互性使得设备运行状态的监控更为便捷，对于生产设备、生产要素的控制极为有效。

3 机电自动化控制技术的具体应用

3.1 能源传送系统

矿企生产系统的构成极为复杂，其中，传送系统是其中的重要组成，随着各个矿企生产规模的逐步扩大，在矿山生产的过程中，矿产资源需求量日益增大，这种情况下，为维持高效的生产作业，各个矿企都需要进行传送系统的优化。通过传送系统的改进，能够使得矿企在整个的生产过程中，发挥出长距离、大数量的矿产资源传送优势，并大大提高传送系统的环境适应能力。矿企的生产过程中，传送系统的稳定性将会关系到矿山生产的安全性，如果在生产时能够发挥出传送系统能够保持较高的传送效率，就能够大大提升矿企的经济与社会效益。在传统的矿山生产过程中，由于技术局限性，在生产过程中传送系统面临着跑偏、撕裂与移位的问题，而如果能够采用自动化控制技术，就可以实时监测传送系统的运行情况，进而实现对各种情况的预防与控制，最大程度上保持传送系统的稳定、可靠运转[3]。当自动化控制模块监测到传送系统存在故障时，就可以及时启动报警机制，组织相关人员来进行抢修，降低传送系统的故障损失，减少能源消耗[5-8]。

一般情况下，矿山生产时，传送系统的自动化控制主要是通过系统相应模块上自动化装置来为完成的，比如，可以在传送系统中安装声光报警装置、视频监测系统，当在运行时出现了故障以后，声光报警装置、视频监测系统就可以进行故障信号的识别，及时利用通信端口进行故障信号的发送，后台管理人员在接收到相应的故障信息以后，就可以立即组织维修，使得传送系统能够在最短的时间内恢复正常[4]。传送系统的自动化控制模块需要具备故障状态的识别与判断能力，及时在故障出现时进行命令的发送，避免设备紧急停车对相关人员造成的安全威胁。故障监测系统在故障发生的第一时间，会在人机界面上进行故障位置与具体信息的显示，为传送设备故障的处理提供了重要的参考。因此，传送系统中自动化控制技术的应用有效降低了传送设备的故障概率。

3.2 半移动式破碎站

半移动式破碎站同样是矿企生产中的一种重要设备，此设备在生产中承担着重要的矿物破碎及运输任务。半移动式破碎站主要由板式给料机、破碎机、刮板输送机及排料胶带机组成，在保持正常运行的情况下，其生产效率相对较高，控制系统相对复杂，在整个的运行过程中，存在着较大的惯性。当矿山生产作业相对恶劣时，将会影响提升机的稳定运行，比如，在极寒地区使用，设备内的相关零部件、电气元件会受到影响，在电气元件与零部件受损以后，故障率会大大增加。

在当前自动化技术日益发展的过程中，半移动式破碎站已逐步实现了自动化，再加上矿山作业环境的改善，使得半移动式破碎站能够保持最佳的运行状态，具有更高的稳定性与可靠性。在半移动式破碎站中，高性能PLC与变频器技术的应用使得控制系统的自动化水平有所提升，为矿企生产创造了更为安全的设备调整。一些关键部位中应用了高精度传感器，此传感器的应用使得在提升机运行的过程中，能够更为准确地掌握提升机的运行状态、故障信息，再加上自我诊断功能的存在，使得半移动式破碎站控制系统能够发挥其自动控制的优势[9]。

3.3 胶带运输机中

液压站、制动系统以及机电控制系统是盘式控制系统的构成要素，这三个中任何一个要素出现问题，都会影响矿产资源运输的整体效率，只有保持了液压站、制动系统、机电控制系统的正常运行，才能够维持正常的矿产资源运输。而在当前的技术条件下，为保持矿企的正常生产，往往会采用自动化技术来进行胶带运输机的电流控制，在具体的控制过程中，主要采用的是PLC技术，其控制流程为：电流、油压、减速或者制动。当PLC控制系统所接收到的运行值超过了标准值时，自动化就会自动降低电流，进而对胶带运输机的速度加以控制，在电流恢复以后，制动则会自动解除[10]。