基于人機界面采煤機電系統(tǒng)控制技術(shù)研究

李奎奎(山西鄉(xiāng)寧焦煤集團毛則渠煤炭有限公司，山西 臨汾 042100)

礦井采煤技術(shù)相比較于露天開采技術(shù)來說具有一定的困難，對于相關(guān)現(xiàn)場操作人員具有更加嚴(yán)格的要求，也因此給煤礦企業(yè)的發(fā)展帶來了極大的生產(chǎn)困難。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)生產(chǎn)煤炭企業(yè)相應(yīng)的形成了比較完善的控制機制。利用人機界面作為基本開采的中心，不但可以優(yōu)化煤礦開采技術(shù)，也可以改變以往單一采煤機電系統(tǒng)控制方式。所以，需要不斷深入研究和分析人機界面的特點以及功能，促使可以更好的進行煤礦開采。

1 人機界面的特點

計算機交換信息和傳遞信息的對話接口和媒介就是人機界面，是構(gòu)成計算機系統(tǒng)的重要部分。由于煤炭產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，高科技運行方式與傳統(tǒng)采煤方式之間具有很大差距，適當(dāng)形成多樣化采煤方案是未來煤炭企業(yè)發(fā)展和改革的重點。采煤機電控制系統(tǒng)主要關(guān)鍵就是信息技術(shù)，利用信息技術(shù)來保證人機界面具有一定的可行價值，保證采煤系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的發(fā)展和運行，具有以下幾方面特點。

1.1 轉(zhuǎn)換性

人機界面實際上就是用戶以及系統(tǒng)之間進行信息交換和交互的媒介，能夠合理的實現(xiàn)人類以及信息內(nèi)部形式可以符合的轉(zhuǎn)換。現(xiàn)階段，計算機技術(shù)已經(jīng)被大量使用在眾多領(lǐng)域，相互轉(zhuǎn)換計算機語言和自然語言，合理的改變原來的采煤機電控制方式，形成具有一定優(yōu)勢的操作系統(tǒng)平臺。人機界面控制一體化的關(guān)鍵就是信號轉(zhuǎn)換，融通數(shù)字語言和自然語言，合理的改變控制單一的方式，為采煤系統(tǒng)提供一定的平臺。

1.2 智能性

只要是具有人機交流信息的領(lǐng)域就具有一定的人機界面，是基本體現(xiàn)智能技術(shù)的方式，也是機械化操作的方式。人機界面的發(fā)展會在一定程度上促進采煤系統(tǒng)智能化的發(fā)展，為企業(yè)提供先進的機器、人一體的控制技術(shù)，依據(jù)相關(guān)預(yù)制方案進行運行，以便于可以達到預(yù)測效果。在采煤系統(tǒng)中運用智能技術(shù)，打破原來傳統(tǒng)方式，帶動新采煤系統(tǒng)的發(fā)展，為企業(yè)發(fā)展提供保障和技術(shù)支持[1]。

2 基于人機界面采煤機電控制技術(shù)

人機界面可以很好的達到機器與人之間的自然對話，中介平臺是軟硬件系統(tǒng)來控制的多功能方式，可以充分符合采煤機電設(shè)備一體化發(fā)展的需求。由于科學(xué)技術(shù)以及采煤技術(shù)的不斷應(yīng)用和發(fā)展，使得人機界面在采煤控制系統(tǒng)中應(yīng)用的更加明顯，不僅能夠指揮監(jiān)督和調(diào)度人員，還可以操控機電設(shè)備總平臺?；谌藱C界面的基礎(chǔ)上，采煤機電控制系統(tǒng)具有多種高端技術(shù)，選擇相對比較穩(wěn)定的控制技術(shù)保證可以安全生產(chǎn)，主要包括以下幾方面：

2.1 機械技術(shù)

機電一體化的基礎(chǔ)就是機械技術(shù)，機械技術(shù)運用重點就是怎樣適應(yīng)機電一體化技術(shù)。目前，國內(nèi)煤礦企業(yè)已經(jīng)基本上都在使用人工一體化的控制方式，利用機器設(shè)備來合理代替人工方式，能夠促使很好的符合多功能的需求，從而可以適當(dāng)降低控制人工采煤的難度。井內(nèi)開采煤礦的主要基本功能就是機械設(shè)備，利用小、中、大型號的設(shè)備作為控制中心，多次開采礦層和巖層。基于人機界面控制的采煤系統(tǒng)利用一定新技術(shù)來不斷更新觀念，改變結(jié)構(gòu)、性能以及材料，最大限度滿足體積小、重量小、精度高以及剛度高的需求[2]。

2.2 數(shù)字技術(shù)

數(shù)字化控制方式是新型采煤控制形式，利用數(shù)字信號為基本轉(zhuǎn)換中心，通過計算機技術(shù)來合理的處理原始數(shù)據(jù)，不斷提高采煤機電系統(tǒng)中心處理數(shù)據(jù)的效率。利用計智能算機控制數(shù)字技術(shù)，依據(jù)煤層分布的實際結(jié)構(gòu)特點以及分布情況，建立比較穩(wěn)定的開采體系，在不需要人工的方式下能夠達到一體化生產(chǎn)的目的。例如，數(shù)字計算機具有多樣的功能和形式，計算機處理技術(shù)主要包括：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、人工智能技術(shù)以及交換、存儲、判斷、運算信息等，可以依據(jù)實際井內(nèi)情況來選擇符合情況的生產(chǎn)方案和技術(shù)。

2.3 系統(tǒng)技術(shù)

利用相對整體的組織概念來不斷應(yīng)用技術(shù)，依據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)以及全局方面來說，把總體適當(dāng)?shù)姆纸鉃橄嗷ゾ哂幸欢?lián)系的單元，系統(tǒng)技術(shù)之一就是接口技術(shù)，十分重要，能夠保證實現(xiàn)各部分系統(tǒng)的有機連接。采煤機電控制系統(tǒng)需要綜合運用各種技術(shù)，融合通信技術(shù)、傳感技術(shù)以及計算機技術(shù)，形成相對穩(wěn)定的作業(yè)平臺，平衡運輸機、采煤機以及挖掘機，深度展示挖掘中人機界面的作用，此外，擁有一定延續(xù)性特性，能夠制定出不同控制方案[3]。

2.4 自動技術(shù)

具有相對比較廣泛的范圍，在理論的作用下，設(shè)計系統(tǒng)的時候，需要對系統(tǒng)進行一定的仿真，進行現(xiàn)場調(diào)試?？刂萍夹g(shù)主要包含：自適應(yīng)控制、高精度定位控制、自診斷校正、速度控制等，但是并不適合所有煤礦直接使用，需要在正式運用以前合理的組裝和調(diào)試設(shè)備，為進行系統(tǒng)采煤控制提供一定的環(huán)境基礎(chǔ)，達到數(shù)字一體化采煤的目的。自動技術(shù)是依據(jù)仿真為基本理論依據(jù)，不斷優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)人機界面的多功能特性[4]。

3 應(yīng)新型采煤生產(chǎn)系統(tǒng)多功能技術(shù)

社會發(fā)展的必須能源之一就是煤炭，煤炭企業(yè)發(fā)展的重要關(guān)鍵就是不斷優(yōu)化生產(chǎn)方式，與能源可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。采煤機電控制系統(tǒng)為調(diào)度資源提供一定保障，能夠合理的調(diào)度采礦范圍，利用一定的遠程遙控技術(shù)當(dāng)作輔助技術(shù)，保證能夠充分發(fā)揮所有功能的作用，主要包括幾種常用系統(tǒng)，分布式、智能式、遠程式、開放式等。

3.1 智能式控制

智能控制技術(shù)包括以下幾方面，模糊控制、專家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)該依據(jù)實際的采煤情況，自動化控制大型設(shè)備，形成比較穩(wěn)定的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。例如，在目前煤礦采煤系統(tǒng)中，已經(jīng)廣泛應(yīng)用智能控制技術(shù)，來完成設(shè)計產(chǎn)品、生產(chǎn)產(chǎn)品、診斷質(zhì)量等，從生產(chǎn)平臺把智能控制延伸到設(shè)計平臺，提高控制的效率[5]。

3.2 分布式控制

一般來說，分布式控制使用都是一臺計算機合理指揮多種操作界面，以此來控制智能單元和現(xiàn)場測控。可以把分布式控制合理分為兩級、三級以及多級，通過計算機技術(shù)來集中監(jiān)控、管理、操作整個生產(chǎn)過程，在建設(shè)大型煤礦采煤區(qū)域的時候需要合理使用分布式控制，選出多個內(nèi)部監(jiān)測點，安裝不同檢測射波當(dāng)作控制結(jié)構(gòu)[6]。

3.3 開放式控制

開放式控制方式主要就是利用工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)來合理的控制相關(guān)設(shè)備以及計算機的管理，達到經(jīng)營、控制、管理的集成統(tǒng)一，利用現(xiàn)場總線來連接控制設(shè)備以及現(xiàn)場儀表，達到控制測量一體的標(biāo)準(zhǔn)。在運行的時候需要充分分析安全系數(shù)，利用開放式控制系統(tǒng)合理的作為安全系數(shù)，體現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)具備的拓展性，優(yōu)化人機界面的目的。

3.4 遠程式控制

遠程控制實際上就是相關(guān)操作人員利用計算機來異地接入網(wǎng)絡(luò)、撥號以及連接計算機，把需要控制的界面在計算機上顯示。一般比較適合使用在先進的大范圍控制采煤區(qū)域，利用這種控制方式可以達到遠程控制機器和人的目的[7]。

4 結(jié)語

總而言之，人機界面實際上是以人工智能為基本中心，形成機器和人的一體化發(fā)展平臺，為采煤系統(tǒng)機電體系提供一定的高科技基礎(chǔ)。在經(jīng)過人機界面處理之后的機電設(shè)備以及采煤系統(tǒng)，順利進行了功能的改造以及升級，人機界面應(yīng)用領(lǐng)域被拓寬了，從而達到設(shè)備功能與人機界面一體化的目的。人機界面應(yīng)用到煤炭企業(yè)機電系統(tǒng)中已經(jīng)成為未來發(fā)展趨勢，利用高科技來幫助系統(tǒng)合理運行，起到更好的操作效果。

[1]魏星.基于人機界面采煤機電系統(tǒng)控制技術(shù)分析[J].裝備制造技術(shù)，2014(12)：251-252，254.

[2]常紀(jì)新.采煤系統(tǒng)中提升運輸機主控系統(tǒng)的探討[J].華人時刊（中旬刊），2013(12)：172-172.

[3]李云偉.礦井采煤系統(tǒng)多功能設(shè)計及其改造[J].華人時刊（中旬刊），2013(12)：176-176.

[4]張振偉.智能化聯(lián)合采煤系統(tǒng)在煤礦開采中的運用[J].技術(shù)與市場，2015，22(2)：70-71.

[5]侯劍.黑岱溝露天煤礦采煤系統(tǒng)的優(yōu)化[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2010(20)：110-111.

[6]王桂梅，蔣超，朱佳偉等.煤礦井下開采自動化系統(tǒng)研究[J].煤礦機械，2014，35(3)：220-221.

[7]成洪江.薄煤層數(shù)字化采煤技術(shù)在賀西煤礦的應(yīng)用[J].山西煤炭，2014，34(11)：55-57.