煤矿电气自动化中数字技术的应用探究

煤矿电气自动化中数字技术的应用探究

胡俊杰

山西兰花科技创业股份有限公司伯方煤矿分公司，山西省晋城市048400

摘要：随着社会经济及科学技术的快速发展，数字技术在社会各个领域中的应用越来越广泛。煤矿生产是一个复杂的过程，其不仅生产环境和条件复杂，且生产工序、环节繁多，传统生产模式下不仅劳动力投入大，且生产效率低，而数字技术的融入使用使得煤矿电气自动化运作更为快速、安全及高效。本文分析了数字技术在煤矿企业电气自动化应用中的特点及意义，探讨了数字技术在煤矿企业电气自动化中的具体应用及推进其应用的措施。

关键词：煤矿；电气自动化；数字技术应用

1数字技术自动化的概况

第二次工业革命后人类进入蒸汽时代、第三次工业革命后人类进入科技时代，数字技术也在时代的进程中随之发展变革，使得运用此技术的相关领域生产效率不断提高，同理煤炭行业也因为电子系统的改进与应用，节省了煤炭企业资源的投入，数字技术在煤炭行业的地位也愈发的重要。尽管这项技术的问世与运用时间还不算很长，但它的优势是不可代替的，尤其是在提高工作效率、节省人力物力投入、收集设备的运行数据和保障个人工作安全等方面显示出了巨大的作用。

2数字技术在煤矿企业电气自动化中的具体应用

2.1在煤炭采挖方面的应用

随着科学技术在煤矿生产工艺中的深入应用，煤炭采挖技术也得到了很大的提高。a)采挖机械的总装机容量水平不断提高。随着电牵引在煤矿生产中的有效应用，多横向安置的电机驱动系统得以有效推进和应用，促进了装机容量的不断提高，目前已达到了1 500kW的水平；b)采挖工作效率得到大幅度提升。牵引技术在交流电中的应用不仅提高了机械本身的抗污染能力，而且在更大程度上提升了工作效率。数字技术在煤矿电气自动化中应用的有效实现，主要依赖于计算机技术的运用。数字技术在煤矿采挖中的应用有效提高了机械操作的可靠性及准确性，关键就在于传感器与故障诊断技术的有效搭配与融合。另外，计算机技术在煤矿工作面输送机及液压支架技术上的融入使用，使煤矿实现了更安全、高效的生产，也更有利于操作，进而提高了煤矿生产管理效率。

2.2在煤矿运输提升机中的应用

数字技术在运输提升机中的应用是数字技术在煤矿电气自动化中应用的一个主要方面。随着煤矿生产规模的不断增大，煤矿生产中的运输形式也得到了很大的发展，胶带运输成为一种重要的运输形式，而工况监测系统在这种传输形式下得到和研制和发展。且随着计算机技术及PLC（可编程逻辑控制器）技术的发展和完善，工况监测系统在煤矿运输提升机中的应用得到了更为深入的应用和普及，保护系统不断走向系统化和综合化。此外，地面监控D CS（分布式控制系统）技术及胶带机全数字直流调速系统和胶带集中监控系统的应用，进一步提升了胶带的自动化程度。随着数字技术应用的不断深入，交变频器技术也得到了快速发展，进而促进了调速系统的进步。在煤矿运输提升系统中，PLC作为中心控制器在提升机的安全性方面有着重要作用。数字化监控实现了煤矿生产的全过程监控，在中央控制室中就可清楚地监控到器械运行的每一个环节，有效提高了煤矿生产的安全性。

2.3在煤矿安全及监控控制系统中的应用

安全问题是煤矿生产企业必须高度重视的一个问题，安全生产是煤矿企业生产和发展的基础。电气化数字技术在煤矿安全及监控系统中的应用有效提高了安全监控系统的实效性，进一步提高了煤矿企业生产的安全性。现阶段，遥测仪、断电仪等一系列机电装置设备在中国大多数的大型煤矿生产企业中得到了广泛应用，使得安全监控的目标得到更好的实现。数字化监控系统的运用，实现了对煤矿生产各个环节与流程的实时监控，有效弥补了传统生产模式下安全监控不到位的不足，同时在很大程度上降低了生产成本，提高了工作效率，在提升煤矿生产安全性方面发挥了巨大的作用。

2.4在井下风门中的应用

一般情况下在风门两侧空气中会存在一定的压差，且风门面积较大，一旦将过风门开启，则压力会马上变小，从而在很大程度上加大了开启风门的难度。而面对该种问题，就可用数字技术中PLC技术来进行解决。具体工作原理如下：a)系统将控制信号发出；b)电磁阀带动油缸活塞进行运动，从而将电动风门开启，一旦风门开启角达到90°，便可停止开启工序，并让行人与车辆能正常通行；c)关闭风门时，会由系统发出控制信号，换向转动电磁阀，从而带动油缸活塞往回运动，从而能将风门转动起来，促使风门可紧密闭合。

2.5在胶带机中的应用

随着数字技术在煤矿运输提升机中应用的不断深入，对胶带机全数字直流调速系统及胶带集中监控系统的研究成为研究的一个重点。如K ZP系统盘式可控制动装置在煤矿电气自动化控制中的应用，该系统主要包括电控系统、制动装置及液压站三方面内容，其中，由制动盘与闸瓦摩擦来产生制动，并由制动装置产生制动力矩，之后由液压站改变制动力。在理论上看来，如环境温度达到40℃，则盘式可控制动装置10次/h，且盘面温度不超过150℃，能实现双回路完全对称，且可及时软制动下运带式胶带输送机，这样就进一步提升了胶带自动化的程度。

3数字化技术在煤炭业的创新点

3.1有机提升操作系统的性能

在煤炭业自动化设备进行作业时，有关的操作系统起着至关重要的作用,所以在煤炭业优化相关机械设备的操作系统是实现自动化创新的核心，可以从以下这点进行切入：完善自动化设备操作系统,并采取科学高效的修改方法对系统进行定期查漏排错，有效合理的对数字化技术在工业系统中进行操作运用,会提升机械设备的智能性。然后在运用数字技术的时候保持严谨性，多重核算确保数据的准确，避免过分依赖数字系统处理数据，以至于不能发现错漏造成损失。

3.2运用光纤连接

在煤炭业的自动化设备中应用数字自动化技术可以以光纤作为连接，光纤作为性比价高的新型信息输送电子材料在自动化领域得到普遍运用。为了机械在进行煤炭作业时，传送压力过大影响网络的稳定，数据的传送速度慢，可以在机械设备的连接口处运用到光纤，增强系统的抗干扰性和运行的稳定性。但需注意，在将光纤作为连接的时候要灵活运用，根据现场实际情况,进行相应调整。

3.3 Goose虚端子技术

Goose是指快速报文传输机制，代替常规硬接线通信方式。在自动化中应用这种数字技术,为电气自动化设备提供了技术支持,不仅可以检测系统中机械设备的进行情况，还可以对线路、连接端口精密的地方实现监控。而且在自动化设备中使用Goose虚端子技术一方面可以在生产和操作效率上得到保障,另一方面还能使机械自动化设备更具简洁性,促使煤炭业生产效益提升。

3.4自动化设备元件

数字技术的有效运用依靠自动化设备的使用，自动化设备在挖掘开采过程中的使用情况会被其元件品质影响，如今生产机械元件的厂家非常多，部分厂家因为利益的驱使，制造一些品质低劣、不合标准的设备元件投入市场，而在采购时如果不能准确的分辨其中优劣，采购到了品质较低的元件就会对自动化设备的工作造成影响，拖慢作业进度。所以可以在自动化设备和元件供应之间形成一条自己的产业链，确保元件的品质，在数字技术结合自动化设备工作时更好的提升作业效率。

4总结

数字技术在煤矿电气自动化中的应用越来越广泛，在煤炭挖掘生产的过程中，很多流程都需要用到数字自动化技术，所以数字自动化结合大型机械设备的运用在煤炭行业非常普遍。只有对数字自动化技术进行更好的研究提升，我们才能提高煤炭业的开采效率，并且最大程保证在开采的时候工作人员的安全。

参考文献

[1]曹以歆.电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用与管理[J].内燃机与配件,2020(04):198-199.

[2]杨慧军.电气自动化技术在煤矿机械设备中的应用[J].江西化工,2020(01):206-207.