文/李澤圓

隨著我國(guó)迅速發(fā)展，我國(guó)對(duì)于能源的客觀需求正變得日益緊迫，煤炭開發(fā)和應(yīng)用的多樣化改變了煤炭的總供應(yīng)，并增加了對(duì)采煤設(shè)備的需求。因此，通過(guò)研究煤礦開采設(shè)施的一體化技術(shù)，將采煤機(jī)電設(shè)備用于煤礦開采，極大地提高了當(dāng)前采煤的效率。

1 機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)采煤設(shè)備的促進(jìn)作用研究

機(jī)電一體機(jī)作用于主井和主井之間。主井的作用主要是用于采煤運(yùn)輸，設(shè)備的功率需能滿足采煤運(yùn)輸?shù)那疤?。副井主要作用是?fù)責(zé)工作人員的升降，要求副井必須要有穩(wěn)定的安全性。在使用纏繞式一體機(jī)的過(guò)程中，因使用頻率很高，相比之下摩擦式一體機(jī)更適合工作頻率較大的采煤。單繩纏繞式一體機(jī)價(jià)格相對(duì)較低，同時(shí)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，易于上手，在采煤中是常用的設(shè)備之一。

隨著自動(dòng)化科技的不斷發(fā)展，我國(guó)的采煤研究以及一體機(jī)的選擇越來(lái)越被重視。國(guó)家逐漸對(duì)礦山企業(yè)進(jìn)行整治，因此，如何一體機(jī)電一體機(jī)的控制系統(tǒng)，如何恰當(dāng)?shù)倪x擇機(jī)電一體機(jī)，是當(dāng)前礦山企業(yè)工作的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的機(jī)電一體機(jī)控制系統(tǒng)主要是由繼電器為主要的控制元件，該系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，由于其智能化和高效化的均達(dá)不到當(dāng)前機(jī)電一體機(jī)所需的要求，所以在科技發(fā)展的今天，已經(jīng)被護(hù)肩淘汰，新型的機(jī)電一體機(jī)取代了傳統(tǒng)的機(jī)電一體機(jī)，成為了當(dāng)前在礦山企業(yè)中主要應(yīng)用的設(shè)備。新型的機(jī)電一體機(jī)由于其高效控制和環(huán)保方面都有了進(jìn)一步的提升，因此在礦山企業(yè)中被廣泛選擇和應(yīng)用。

1.1 主控系統(tǒng)

主控系統(tǒng)是控制系統(tǒng)的中心也是樞紐。它的運(yùn)作原理是以PLC為核心控制機(jī)器，通過(guò)上位機(jī)反映事實(shí)數(shù)據(jù)，建立采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)主控系統(tǒng)的判斷和分析實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的整體控制效果。建立采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)包括采集不同的信號(hào)，例如速度信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)等。在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)一體機(jī)發(fā)出不同的信號(hào)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不同功能。若系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，通過(guò)信號(hào)控制可以使系統(tǒng)自行判斷故障等級(jí)，同時(shí)發(fā)出相應(yīng)警報(bào)，以便及時(shí)處理。

1.2 行程控制系統(tǒng)

行程控制系統(tǒng)是與主控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)之一。它根據(jù)一體機(jī)的運(yùn)行過(guò)程制定合理的速度路程，通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)機(jī)器的運(yùn)行速度進(jìn)行實(shí)施的反饋，并通過(guò)速度路程中的路線信號(hào)完成對(duì)一體機(jī)的控制，保證其速度的前提下同時(shí)能夠保證其安全性。行程控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，改變?nèi)萜鞯奈恢每梢愿淖円惑w機(jī)的深度，同時(shí)通過(guò)對(duì)深度指示器的確認(rèn)可以提升容器，通過(guò)速度路線可以實(shí)時(shí)了解采煤的深度，不同的深度對(duì)應(yīng)不同的速度路線，同時(shí)可以設(shè)定一體機(jī)的最大運(yùn)行速度。

1.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是以變頻器為核心工作的系統(tǒng)，一體機(jī)通過(guò)將電網(wǎng)與主機(jī)關(guān)聯(lián)，在主控系統(tǒng)的命令下進(jìn)行工作，通過(guò)改變一體機(jī)輸入端的頻率，完成不同的速度變化，通過(guò)變化來(lái)相應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)器的運(yùn)行速度。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工作的過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓、電流和機(jī)器當(dāng)前的狀態(tài)，將信息實(shí)施監(jiān)測(cè)和傳輸同時(shí)完成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效果。

1.4 制動(dòng)系統(tǒng)

制動(dòng)系統(tǒng)由液壓站與盤式制動(dòng)器兩部分組成。在制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，液壓站與盤式制動(dòng)器都十分重要，其安全性和穩(wěn)定性關(guān)系著機(jī)電一體機(jī)的工作效率，同時(shí)也關(guān)系著工作人員的生命安全。機(jī)電一體機(jī)在出現(xiàn)減速停車或故障，應(yīng)當(dāng)首先發(fā)出緊急信號(hào)，利用液壓站的制動(dòng)可以緊急停止一體機(jī)的運(yùn)行，使一體機(jī)可以迅速停車，既保證了采煤的安全，同時(shí)也保證了采煤工作人員的安全。

1.5 信號(hào)系統(tǒng)

信號(hào)系統(tǒng)是機(jī)電一體機(jī)的核心系統(tǒng)之一。它的作用是通過(guò)控制臺(tái)和井底信號(hào)操車控制臺(tái)進(jìn)行實(shí)施的接收和發(fā)出信號(hào)。信號(hào)控制中心通過(guò)總線與計(jì)算機(jī)相連接，將接收的數(shù)據(jù)和信號(hào)通過(guò)計(jì)算機(jī)反映出來(lái)。工作人員與機(jī)器在工作的過(guò)程中，同時(shí)向操作臺(tái)發(fā)出信號(hào)，由操作人員接收信號(hào)并將實(shí)際工作的內(nèi)容通過(guò)信號(hào)的形式發(fā)出，系統(tǒng)接收到信號(hào)后傳遞給井口信號(hào)操控臺(tái)，由井口司機(jī)根據(jù)信號(hào)發(fā)出影響的信號(hào)，當(dāng)井上和井下的信號(hào)一致時(shí)，該信號(hào)為有效，可以正常工作。

1.6 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)是設(shè)備中的主要系統(tǒng)之一。通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)器可以實(shí)時(shí)反映工作現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況。監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)電纜實(shí)時(shí)傳輸都監(jiān)控系統(tǒng)的界面中，顯示的內(nèi)容包括當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行速度、是否出現(xiàn)故障等。在大型采煤的工作過(guò)程中，系統(tǒng)安全和穩(wěn)定是保證控制系統(tǒng)有序工作的前提。當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生一般故障時(shí)，能保證一體機(jī)可以在“全載半速”下運(yùn)行。

2 機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)采煤設(shè)備的促進(jìn)作用

2.1 可以提高自動(dòng)化操作程度

通過(guò)使用機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用煤礦開采設(shè)備能夠提高開礦采煤的自動(dòng)化操作程度。此外，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)操作和執(zhí)行指令，可以實(shí)現(xiàn)煤礦開采作業(yè)的效率，通過(guò)這一技術(shù)，可以有效地降低礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度，并有助于提高采煤開礦效率，大幅度提高采煤效益。

2.2 可以在節(jié)能減排的同時(shí)提高開采效率

采用機(jī)電一體化技術(shù)的煤礦開采設(shè)備，可首先降低勞動(dòng)力成本；其次，通過(guò)整合小型分散式設(shè)備，減少對(duì)采煤開礦的效率低下程度。在自動(dòng)化作業(yè)下，大大提高了采煤率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。因此，使用這種采煤設(shè)備可以有效地提高煤炭企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3 結(jié)語(yǔ)

煤炭生產(chǎn)企業(yè)越來(lái)越多地使用機(jī)電一體化煤炭開采設(shè)備，這對(duì)國(guó)內(nèi)煤炭生產(chǎn)作出了重大貢獻(xiàn)。隨著技術(shù)、研究和應(yīng)用的發(fā)展，我國(guó)對(duì)于機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用逐漸增多，越來(lái)越多的煤炭開采設(shè)施綜合應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)。因此，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)不斷創(chuàng)新機(jī)電一體化技術(shù)，提高我國(guó)煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。