試析自動化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用獲獎科研報(bào)告

試析自動化技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用獲獎科研報(bào)告摘

要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦山機(jī)電設(shè)備得到了不斷的更新，在礦山開采中逐漸使用自動化控制設(shè)備，自動化控制技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。本文將在分析自動化技術(shù)相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，對礦上開采中應(yīng)用自動化控制設(shè)備重要性進(jìn)行簡要分析，然后探討自動化技術(shù)在礦上機(jī)電控制中有哪些方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù);礦山機(jī)電控制;PLC技術(shù);應(yīng)用

由于生活生產(chǎn)對礦產(chǎn)資源需求量不斷增長，所以只能加大對礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用。而礦產(chǎn)資源的有效開發(fā)需要高效的礦山開采設(shè)備，過去的礦山機(jī)電設(shè)備具有消耗能量高、成本高、效率低下等缺點(diǎn)，無法滿足現(xiàn)代化礦山開采的需要，因此對礦山機(jī)電設(shè)備提出了更高要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，礦山機(jī)電設(shè)備得到了不斷更新，自動化控制設(shè)備被應(yīng)用到礦山開采中，提高了開采工作效率和開采水平。自動化技術(shù)中的PLC技術(shù)已經(jīng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦山機(jī)電設(shè)備，但是PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用也存在一些不足的地方，需要對PLC控制技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化改善。

一、PLC技術(shù)概念

PLC技術(shù)作為自動化技術(shù)中最常用到的技術(shù)，全稱叫做可編輯的邏輯控制器技術(shù)，可通過數(shù)字運(yùn)算進(jìn)行操作與控制。在工作時(shí)通過可編寫的存儲器，完成邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、算數(shù)運(yùn)算等存儲操作命令，然后也可以對模擬式和數(shù)字式數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)輸出和輸入。該技術(shù)具有可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、操作簡單方便的特點(diǎn)，PLC主要由輸入和輸出接口、電源、編程器和擴(kuò)展接口、存儲器以及中央處理器構(gòu)成，通過電源、地址和數(shù)據(jù)的連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對需要控制的設(shè)備進(jìn)行操作控制。PLC技術(shù)功能強(qiáng)大，應(yīng)用起來也比較靈活，各個(gè)模塊和單元可以進(jìn)行自由組合，能滿足不同系統(tǒng)的需求，滿足工業(yè)控制的需求。

二、PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中應(yīng)用的必要性和優(yōu)勢

1.PLC技術(shù)應(yīng)用的必要性

隨著對礦產(chǎn)資源需求量的增加，對礦山開采所使用的機(jī)械設(shè)備也提出了更高要求，只有高效的礦山開采設(shè)備才能提高礦采資源開采的效率和質(zhì)量。因此需要礦山工業(yè)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級，這樣才能滿足對礦山開采設(shè)備數(shù)量和性能的需求。從礦山開采機(jī)電控制來說，首先機(jī)電控制的自動化能提高礦山的采出量，更重要的是能提升整個(gè)礦山開發(fā)的效率。因?yàn)樽詣踊跈C(jī)電控制中的應(yīng)用，可以優(yōu)化原本的操作，使得整個(gè)操作流程更加方便和簡單，只需要少量的人力便能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作控制體系的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，降低人力成本和其他成本的輸出。此外，自動化在操作控制體系中的應(yīng)用，也可以提高安全性能，這是引文固定的工作體系減少了人工的參與量，也降低了操作失誤的發(fā)生幾率，就算發(fā)生失誤也能有效避免人員傷害，提高整個(gè)工作系統(tǒng)的安全性。

2.PLC技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

礦山開采作業(yè)是在井下作業(yè)，而井下作業(yè)的環(huán)境十分復(fù)雜，不僅溫度很高，而且還可能會受到有害氣體對人體健康的威脅，如果操作人員在井下作業(yè)時(shí)發(fā)生失誤，便可能會引起爆炸、窒息和中毒等事故。此外，機(jī)電控制又包含著復(fù)雜的操作控制流程和環(huán)節(jié)，需要各種各樣的技術(shù)操作，而在傳統(tǒng)的機(jī)電控制下，礦山機(jī)電控制設(shè)備沒有較高的安全性能，而且又通常需要人工操作完成，成本較高，能量消耗較大。而自動化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電控制中，便突出了其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢。首先工程控制一般會有各類型的工程控制模塊，而自動化技術(shù)能對這些模塊進(jìn)行靈活組合，而且各個(gè)模塊還具有很大的擴(kuò)展性和實(shí)用性，能設(shè)計(jì)出明確的編程流程。此外，自動化技術(shù)在控制操作中具有很強(qiáng)的可操作性，使用方便，能夠通過邏輯圖或者梯形圖來表達(dá)，不需要操作人員更多的操作。因此，為了能應(yīng)對井下作業(yè)復(fù)雜的環(huán)境，需要借助自動化技術(shù)，提高井下機(jī)電控制操作的安全性。在PLC裝置中還設(shè)置有穩(wěn)壓和屏蔽的模塊，所以能夠防止各種因素的干擾。

三、PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用

1.PLC技術(shù)在下運(yùn)膠帶機(jī)中的應(yīng)用

在自動化投入到礦山機(jī)電控制體系之后，減少了過去對于人工操作的依賴，也完成了許多過去不可能完成的任務(wù)，并提高了工作的效率，這主要?dú)w功于機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。在機(jī)電一體化之下，由于KZP系列盤式可控制裝置的應(yīng)用，能對整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)控，并將設(shè)備應(yīng)用中的結(jié)果通過數(shù)據(jù)形式展示，這樣就能對整個(gè)工作體系進(jìn)行必要的檢測和監(jiān)控，會根據(jù)設(shè)定值來發(fā)出相應(yīng)的指令。比如在計(jì)局監(jiān)測中的應(yīng)用，當(dāng)檢測到在合適范圍值內(nèi)就會發(fā)出使電流降低的指令，帶動系統(tǒng)油壓，使膠帶減速，而如果超出了合適范圍值，就會發(fā)出相反指令，使電流增加，開放閘瓦，保持膠帶運(yùn)送機(jī)的正常。

2.PLC技術(shù)在風(fēng)門中的應(yīng)用

從PLC技術(shù)的概念分析中可知，這是一種在工業(yè)環(huán)境下為了滿足工業(yè)控制需求而設(shè)計(jì)出來的數(shù)字運(yùn)算操作電子裝置，完成操作指令，實(shí)現(xiàn)對各類機(jī)器設(shè)備的控制，具有可靠性高和操作簡便的優(yōu)點(diǎn)。所以在其應(yīng)用中也可以用來實(shí)現(xiàn)礦井下風(fēng)門的自動化開閉。在過去傳統(tǒng)機(jī)電控制設(shè)備下，對于礦井下風(fēng)門的操作一般是由人工來完成，但是卻存在操作難度大，具有安全風(fēng)險(xiǎn)的問題，如果人工操作不當(dāng)還會引起風(fēng)門被損壞。自動化技術(shù)在礦井下風(fēng)門機(jī)電控制設(shè)備中的應(yīng)用，可有效實(shí)現(xiàn)對風(fēng)門的自動開閉，這樣就解決了傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備帶來的困難，還降低了勞動強(qiáng)度，減少人力成本?，F(xiàn)階段已經(jīng)有很多煤礦企業(yè)在礦井下風(fēng)門操作中應(yīng)用了自動化控制技術(shù)，從而為煤礦的安全生產(chǎn)提供了保障。

3.PLC技術(shù)在螺桿空壓機(jī)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段在礦山機(jī)電控制中，由于傳統(tǒng)的空壓機(jī)性能較差，而螺桿式空壓機(jī)具有可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)所以逐漸取代了傳統(tǒng)的空壓機(jī)，并得到了廣泛的應(yīng)用推廣。在螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行過程中，主要包括吸氣和吸機(jī)油、密封并運(yùn)輸、壓縮和排氣四個(gè)環(huán)節(jié)。工作原理是當(dāng)螺桿在內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動時(shí)，螺桿和殼體齒溝相互嚙合，這樣就能從進(jìn)氣口吸入空氣和機(jī)油。當(dāng)齒溝嚙合面不停轉(zhuǎn)動之后，螺桿式空壓機(jī)便會將吸入的空氣和機(jī)油進(jìn)行密封并運(yùn)輸，送到排氣口之后，由于齒溝嚙合面變小，機(jī)油和空氣便被壓縮，而當(dāng)齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動到排氣口時(shí)，就會將壓縮的機(jī)油和空氣排出螺桿式空壓機(jī)之外。在螺桿式空壓機(jī)中為了能有效控制排氣量，就需要對螺桿的轉(zhuǎn)動速度進(jìn)行控制。所以會在螺桿式空壓機(jī)中設(shè)置變頻器，當(dāng)排氣量超出正常范圍之后，螺桿式空壓機(jī)便會通過該變頻器對螺桿轉(zhuǎn)動速度進(jìn)行調(diào)控，從而使空壓機(jī)的排氣量回到正常范圍內(nèi)，這樣不但能保持排氣壓力的穩(wěn)定，而且也降低了能源。

4.提升機(jī)電設(shè)備的綜合效能

井下作業(yè)中機(jī)電控制設(shè)備有許多類型，自然自動化及點(diǎn)控制設(shè)備也就有很多。在傳統(tǒng)的操作控制下，在實(shí)現(xiàn)提升操作中需要通過提升機(jī)來完成，消耗能量過高，浪費(fèi)資源大。當(dāng)自動化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電控制設(shè)備以后，便可以通過可編程的變流器改造井下作業(yè)的繼電器裝置。在改造時(shí)需要選擇合適的位置安裝控制臺，然后在進(jìn)行提升處理時(shí)還要注意井下作業(yè)所需要的各種材料，經(jīng)過全方位自動化改造之后，井下作業(yè)各種類型機(jī)電設(shè)備的性能有所提升。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展