浅谈煤矿机械设备电气自动化技术应用关键研究

刘佳 胡鑫

摘要：近年来随着我国经济和科技的不断发展，煤矿行业也迎来了新的发展阶段。煤矿行业的工作很多时候在地下恶劣环境中进行，所运用的工作设备种类繁多，而传统的工作模式自动化水平不能满足实际使用需求，发展煤矿自动化技术已成为现阶段企业生产发展的重要方向，在生产经营过程中运用先进的自动化技术能有效提高工作效率，降低员工工作强度，也让煤矿生产更加安全，促进煤矿企业的健康高效生产。

关键词：煤矿机械设备;电气自动化技术

引言

我国矿产资源丰富，随着改革开放的深入，国家生产力得到很大发展。新世纪后煤炭行业发生巨大变化，我国成为世界第一产煤大国。同时安全生产矛盾尖锐，影响矿井安全生产的因素有很多，主要包括井下起火等。瓦斯爆炸破坏作用大，是大火混合型爆炸灾害。對煤矿设备工作状态实时监控非常必要，能保障设备安全可靠运行，减少运行人员离散，为大型设备生产集中控制信息化奠定基础。现代化煤矿生产中安全生产离不开自动化控制装置，电气自动化控制系统是实现煤矿高效率生产的关键手段。如何优化煤矿电气自动化控制系统设计，提升系统安全性是目前煤矿企业关注的问题。

1主要优势

经过大量的生产实践，电气自动化控制技术的主要优势主要体现在：①实现了生产的集中控制，提高了生产效率。由于控制过程中采用通信技术，可很方便地对所有设备进行集中控制，大大提高了控制设备的效率。②提升了设备运行的可靠性。在生产中设备实现了自动化运行，减少了人为干预，可避免由人为操作引发的机械故障，而且能避免控制过程中出现的振动问题。③节能效率较高。电气自动化控制技术是根据设备运行状态进行控制的，这能使设备的运行性能达到最佳，从而减少了运行过程中冗余现象的发生，有助于节能，对于煤矿企业等大型用电企业，节能具有重要的意义。④设备的安全性更高。一般的电气自动化控制电路中都装有保护电路和报警电路，在发生异常时能自动切换到安全状态，从而保证生产的安全性。煤矿开采是一个特殊行业，对设备的电气自动化控制要求较高。随着煤矿生产的现代化，刮板输送机、采煤机、输送机、提升机及通风机都要实现电气自动化控制。电气自动化控制的应用不仅能大幅度提高煤矿生产效率，还能提升煤矿开采的安全性。近年来，煤矿生产依托于电气自动化控制技术，智能化发展理念被提出，给电气自动化控制技术的应用带来活力，促使煤矿生产朝着智能化方向发展。

2煤矿机械设备电气自动化技术应用

2.1在采掘机械设备中的应用

现阶段，煤矿机械设备电气自动化技术被广泛运用于采掘机设备中。作为煤矿机械设备中的最主要和最常见的电力驱动控制，其被广泛运用于煤矿开采的过程中，在其运用和发展的过程中实现了电力驱动控制系统的改进和优化，产生了多电机驱动系统。现阶段，随着社会经济发展水平的不断提高，传统的煤矿开采产量已经不能很好满足社会生产的需求，这就需要煤矿进行技术改进和更新，从而提高煤矿生产的效率。在这个过程中推动了电机系统容量的发展，而且新的电力驱动系统自身具备原有的驱动系统所不可比拟的优势，例如在使用的过程中表现出更强的稳定性，能有效提高机械设备的工作效率，同时运用电力驱动系统能实现对设备的监测和控制，从而避免设备在使用的过程中会受到来自外界的干扰，以此来有效降低设备的损坏程度，延长设备的使用年限，同时可以大大缩减投入于设备维修的资金和成本。在进行自动化控制的过程中会运用到计算机技术，这一技术的运用提高了获取数据的可靠性和时效性，而且其在使用的过程中缩减了分析时间，排除了人为因素的影响，从而提高了故障排除的效率和质量。

2.2电气自动化煤矿在运输系统中的应用

在控制系统内可以采用PLC技术作为控制核心，设置用户管理界面和工业监管系统，实现对设备的自动化控制，其连锁功能主要有以下几点：第一，通过在煤矿生产系统工作和运输皮带设备间设置连锁功能，保证在出现问题时能进行停止。第二，控制方式可以采用单机控制、手动操作、集中控制等多种工作方式，便于工作人员操作，减少工作时间。第三，通过上位机检测能有效反应电流变化、胶带运转速度、实时煤量等数据，同时也能反映出工作中出现的打滑、偏移、堆煤、烟雾等现象，并做出及时的预警，能有效提升工作的安全性。第四，电气设备也能与电控设备和变频器、CST、电软启动设备灵活配合，在对运输速度控制中也有良好的发挥，实现软停车和软重启，减少故障的出现，提升整体工作效率。在煤矿实际开采的过程中，运输人员的劳动强度是非常高的。所以，基于运输系统而实现的电气自动化控制能够有效降低劳动力的损耗，进而提升煤矿生产开采的效率。电气自动化控制能够实现对煤矿电力系统的有限控制，能够有效减少人为造成的电力事故。例如，胶带机具备重要的运输作用，对其运输作业进行有效的管控与检测非常重要。以可编程控制器为核心的控制设备可以实现对运输系统的有效控制，进而对设备的运行状态进行实时的监测，并把数据及时传送到地面监控中心，这样可以确保整个运输系统的安全。

2.3皮带输送机的电气自动化控制

皮带输送机是煤矿井下重要的煤炭运输设备，需对其运行过程中的异常情况进行监测，例如跑偏、打滑及撒料等。由于皮带输送机的运行距离比较长，依靠人来巡视皮带的运行情况工作量非常大且效率非常低。为此，对煤矿皮带输送机进行电气自动化控制。电气自动化控制的核心是对皮带输送机的电机进行调速，并对皮带机运行状态进行监测。在进行控制时，可采用PLC加变频器的方式完成。对皮带输送机采用电气自动化控制技术的主要优点有：①可对皮带输送机运行过程中的异常情况进行监测，减少安全事故的发生。一旦发生异常情况，电气自动化控制系统会发出警报并进行动作。②使皮带输送机更加节能，提高设备运行的经济性。电气自动化控制系统能根据皮带输送机运输煤炭的质量自动调整设备运行速度，尽量减少设备功率的浪费。

2.4电气自动化在变电站系统中的应用

供电设备是煤矿机械设备的动力来源，构建电气自动化工作模式的变电站对于生产有重要意义。在350KV变电所工程中有重要的发挥空间，根据煤矿生产动力需求对变压器、35线路使用集中组屏控制方式，并在控制内安装后台控制监管系统，实现电力系统的自动化监管，让变电站工作操作起来更加便捷。电气自动化技术应用在变压器成套保护机械设备中，这种方式主要有变压器差动保护设备MTPR-110SD和综合型控制设备MMCU-10H等装置。这样的控制方式能对相间短路和匝间短路等故障进行安全应急控制。同时使用电气自动化技术能对超负荷、过流、接地短路进行安全保护，也能对变压器温度、瓦斯量、压力等进行有效控制，实现对变压设备的保护工作。对于高功率线路保护方式是采用MLPR-10H2型保护装置，在保护系统中还配有1台PT切换装置和低压保护设备MPTS-10H，这种方式能有效实现双母线和单母线主接线PT转化。同时也实现了两段母线保护、绝缘、相互切换的目的，能控制监管两段没有关联的母线。

2.5在安全保障设备中的应用

煤矿机械设备电气自动化技术还被广泛运用于安全保障设备中，大大提高了煤矿生产的安全性。这要求煤矿在运用自动化技术的过程中要做好监管工作，并制定详细的安全保障措施，以此来提高煤矿生产的安全性。例如，在井下作业的过程中需要安装兼有测量温度、湿度和电流的装置，在进行设备安装的过程中要注重保证其性能，其中主要是监测和感应装置获取数据的时效性。

结语

在国民经济不断发展下，煤矿技术得到很大发展，使用电气自动化控制技术提升煤矿生产效率。本文对电气自动化控制系统分析，煤矿企业应用PLC自动化控制系统，对促进煤矿企业健康发展具有重要意义。应根据煤矿生产需求，确保各方面指标符合相关标准。随着电气自动化控制技术的发展，煤矿电气设备向自动化控制方向发展。煤矿自动化控制系统优化设计可以降低成本，只有加快系统创新发展，提高电气控制系统工作效率才能保证电气自动化监控。

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