淺析煤礦自動(dòng)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

陳于亮(天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司,江蘇常州 213015)

淺析煤礦自動(dòng)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

陳于亮(天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司,江蘇常州 213015)

隨著科技不斷發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)的水平也在科技的推動(dòng)下不斷進(jìn)步。科技是第一生產(chǎn)力這種論斷的表現(xiàn)已經(jīng)越來(lái)越突出。在當(dāng)前國(guó)際上,煤礦生產(chǎn)的煤礦自動(dòng)化已經(jīng)得到長(zhǎng)足的發(fā)展,對(duì)煤礦生產(chǎn)的效率性及安全性起到了重大的作用。而在我國(guó),煤礦自動(dòng)化水平雖然與世界先進(jìn)水平有一定差距,但也仍然在不斷完善不斷進(jìn)步之中。本文對(duì)我國(guó)當(dāng)前煤礦自動(dòng)化現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和探討,結(jié)合當(dāng)前世界煤礦自動(dòng)化的水平與要求對(duì)我國(guó)今后煤礦自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)并提出合理化建議。

煤礦自動(dòng)化 機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展

1 先進(jìn)的煤礦自動(dòng)化需要具備的要求

(1)要求具有先進(jìn)的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)。以單片機(jī)、PLC或嵌入式計(jì)算機(jī)等計(jì)算機(jī)類型和各種傳感設(shè)備綜合運(yùn)用的工況監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)。要求連續(xù)監(jiān)控及保護(hù)設(shè)備的各部分工況參數(shù)與進(jìn)行狀況,在這當(dāng)中部分?jǐn)?shù)據(jù)直接在顯示屏顯示出來(lái)。(2)要求具有通信聯(lián)網(wǎng)功能。在現(xiàn)代機(jī)電一體化的產(chǎn)品中,各部分相互獨(dú)立情況越來(lái)越少,每個(gè)產(chǎn)品都要求具有通信聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)良性能,以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息進(jìn)行相互之間連接和集中控制。(3)要求具有多種先進(jìn)的傳感設(shè)備。作為自動(dòng)化產(chǎn)品的重要組成部分,傳感器可以看做是機(jī)電一體化產(chǎn)品了解外部信息的神經(jīng)中樞,其性能優(yōu)良直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。這就要求礦用傳感器將敏感元件和變送電路整合為一個(gè)整體,在參數(shù)測(cè)量完成的基礎(chǔ)上,也對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算以求出未知數(shù),借此提高傳感器的智能化。(4)要求具有智能化的產(chǎn)品。在今天這個(gè)信息化、網(wǎng)絡(luò)化遍布全球的科技時(shí)代,煤礦自動(dòng)化技術(shù)也已經(jīng)體現(xiàn)出了對(duì)科學(xué)成果運(yùn)用程度越來(lái)越高的特征。礦自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)二十世紀(jì)末已經(jīng)得到發(fā)展,但總體水平相對(duì)世界來(lái)說(shuō)還是較為落后的。雖然在每個(gè)環(huán)節(jié)上都有自動(dòng)化技術(shù)的體現(xiàn),但是在今后科技運(yùn)用的道路還十分漫長(zhǎng)。

2 我國(guó)煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

(1)采掘機(jī)械的自動(dòng)化。從上世紀(jì)七十年代以來(lái),采掘機(jī)械化的程度已經(jīng)得到進(jìn)一步發(fā)展,在這種自動(dòng)化程度已經(jīng)達(dá)到42%,但與國(guó)外采用直流或交流變頻電為動(dòng)力的采礦機(jī)不同,我使用液壓牽引。在全國(guó)只有四臺(tái)采煤機(jī)使用了電力牽引這一技術(shù)。目前我國(guó)采掘機(jī)械自動(dòng)化水平較低,一般不具有對(duì)故障的自我診斷和預(yù)警功能,據(jù)說(shuō)我國(guó)采掘機(jī)械自動(dòng)化水平與世界相差不少。(2)對(duì)礦井安全生產(chǎn)的監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)和十幾年來(lái)國(guó)內(nèi)不斷的努力與發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)有十幾個(gè)單位實(shí)現(xiàn)了煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的生產(chǎn)。全國(guó)共有近二百礦井具有監(jiān)測(cè)系統(tǒng),而各種預(yù)警儀器也得到迅速推廣,這種安全的提升使得我國(guó)生產(chǎn)百萬(wàn)噸死亡率直線下降。但是不得不承認(rèn),由我國(guó)當(dāng)前研發(fā)生產(chǎn)的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壽命周期較短,穩(wěn)定性較差,接日常維護(hù)與修理工作量巨大。雖然這種水平在我國(guó)還未能全部推廣,但與世界對(duì)比發(fā)現(xiàn)僅僅達(dá)到了原來(lái)終極世界的先進(jìn)水平。(3)礦井運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化。在我國(guó),井下準(zhǔn)備運(yùn)輸仍以軌道運(yùn)輸為主,即使有些大型煤礦中出現(xiàn)膠帶運(yùn)輸也仍然采用交流電機(jī),無(wú)法進(jìn)行調(diào)速。值得欣喜的是,我國(guó)在運(yùn)輸過(guò)程中具有相對(duì)完備的保護(hù)裝置,在運(yùn)輸過(guò)程中能夠起到關(guān)鍵作用,但在故障診斷方面尚未研究成功。

3 我國(guó)煤礦自動(dòng)化發(fā)展的指導(dǎo)思想與原則

3.1 發(fā)展我國(guó)煤礦自動(dòng)化的指導(dǎo)思想

只有在煤礦自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行高新技術(shù)的應(yīng)用,才能保證煤炭工業(yè)在今后的發(fā)展與提高。這就要求大力發(fā)展電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù),豐富對(duì)電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,在主要煤炭工業(yè)各部門進(jìn)行示范性推廣。這種示范性建設(shè)是振興未來(lái)煤炭工業(yè),提高煤礦安全寶藏的要求,也是未來(lái)發(fā)展的必要手段。只有通過(guò)這種帶動(dòng)作用才能使我國(guó)煤炭開(kāi)采與加工全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

3.2 發(fā)展我國(guó)煤礦自動(dòng)化的基本原則

(1)瞻前顧后。在煤礦自動(dòng)化的規(guī)劃與發(fā)展過(guò)程中,既要看到眼前使當(dāng)前的生產(chǎn)繼續(xù)穩(wěn)步發(fā)展,又要看到今后跟隨世界自動(dòng)化技術(shù)飛速發(fā)展的腳步,絕不能落后于世界水平,但有些我國(guó)已經(jīng)取得一定成績(jī)的領(lǐng)域要努力發(fā)展實(shí)現(xiàn)趕超。既要對(duì)眼前的生產(chǎn)保障又不能因?yàn)檠矍吧a(chǎn)而耽誤了發(fā)展,二者的關(guān)系要把握好。(2)實(shí)事求是。從我國(guó)現(xiàn)實(shí)水平出發(fā),在煤礦自動(dòng)化發(fā)展時(shí)候需要考慮實(shí)際情況,在已經(jīng)取得一定成績(jī)的領(lǐng)域進(jìn)行合理的有規(guī)劃的資金與人員投入,要考慮到現(xiàn)有條件設(shè)備與技術(shù)的承擔(dān)能力,切不可急于求成。(3)自己當(dāng)家。在我國(guó)煤礦自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中,必然會(huì)出現(xiàn)一些對(duì)外國(guó)先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)。但是我們要始終牢記,不論是向國(guó)外技術(shù)學(xué)習(xí)還是有國(guó)外技術(shù)人員來(lái)我國(guó)進(jìn)行幫助,這種煤礦自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的過(guò)程都是要由我國(guó)主導(dǎo)的,也必須是符合我國(guó)國(guó)情的。(4)良性循環(huán)。這種循環(huán)指的是在推廣與開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,以顧客為出發(fā)點(diǎn)、推廣點(diǎn),在實(shí)踐中找到技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益最好的煤礦自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)品。(5)抓關(guān)鍵領(lǐng)域。在煤礦自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中,以電子學(xué)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)是各方面技術(shù)的交織點(diǎn),也是在具體操作開(kāi)發(fā)過(guò)程中技術(shù)突破的先導(dǎo),應(yīng)由此入手對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)突破。(6)集中力量。在我國(guó)已經(jīng)取得一定成績(jī)的領(lǐng)域,應(yīng)該實(shí)現(xiàn)技術(shù)與人才的優(yōu)化,調(diào)動(dòng)各方面力量,集中力量辦大事,技術(shù)水平較優(yōu)的、有望實(shí)現(xiàn)突破的領(lǐng)域進(jìn)行有針對(duì)性的研發(fā)。

4 對(duì)我國(guó)煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的建議

(1)使用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)。作為自動(dòng)化的核心裝置,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算與存貯能力應(yīng)愈來(lái)愈強(qiáng),而體積與功耗應(yīng)愈來(lái)愈小。因此要選擇適合工作空間狹小的煤礦自動(dòng)化設(shè)備。而在設(shè)計(jì)煤礦自動(dòng)化的過(guò)程中,具備強(qiáng)大功能的PLC或嵌入式計(jì)算機(jī)正好符合這一要求。(2)具有通信功能。為了便于網(wǎng)絡(luò)的控制與連接,新開(kāi)發(fā)的煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)具有良好的通信功能,且所選的通信模塊應(yīng)具有良好的開(kāi)放性和可靠性。(3)提高當(dāng)前產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠程度,對(duì)其功能進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。(4)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)加速我國(guó)機(jī)電一體化產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、通用化與系列化實(shí)現(xiàn)水平,幫助我國(guó)當(dāng)前煤礦自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行一次規(guī)范與整合。(5)提高煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品智能水平。要求煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品可以對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行判斷,幫助設(shè)備在良好的工作環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)對(duì)當(dāng)前所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,根據(jù)對(duì)當(dāng)前情況的分析實(shí)現(xiàn)故障的預(yù)警,而且一旦出現(xiàn)故障可以立即診斷。

[1]譚得健,郝榕,馬立建等.國(guó)內(nèi)外煤礦自動(dòng)化現(xiàn)狀及我國(guó)煤礦自動(dòng)化發(fā)展對(duì)策[J].煤礦自動(dòng)化,1995.1.

[2]丁娟,徐躍通,楊燕杰,等.數(shù)字礦山——中國(guó)煤礦信息化的必然選擇[J].礦山機(jī)械,2007.3.

[3]張剛,孫亞軍.國(guó)內(nèi)外煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)比較分析[J].山東煤炭科技,2009.4.

陳于亮(1982-),男,工程師,江蘇鹽城人,現(xiàn)任天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司監(jiān)控分院工程中心常州服務(wù)中心主任,主要從事礦山數(shù)字化建設(shè)和工程管理工作。