礦山設備電氣自動化控制

劉勝捷

（河鋼集團礦業公司司家營北區分公司研山鐵礦，河北 唐山 063700）

1 電氣自動化技術概述

電氣自動化技術的本質就是將電氣控制與自動化技術進行融合的一種自動化控制系統，從電氣自動化技術的應用角度上看，該技術主要是通過計算機信息技術與PLC的結合，實現對礦山設備的控制和管理。首先，計算機信息化技術對數據信息有著較為高效的分析和處理功能，幫助工作人員提高信息數據的處理效率；其次，PLC能夠簡化礦山設備中的控制體系和控制流程，從而提高礦山設備的控制效率。電氣自動化技術是在信息化時代出現的一種新興技術，主要應用于電力系統、礦山設備的生產運行中。與傳統控制技術相比，電氣自動化技術在應用過程中安全性和穩定性都有了質的提高。從電氣自動化技術的應用前景來看，該技術適用范圍廣泛，高效的控制效率為其爭取了良好發展空間，電氣自動化技術具備較為良好的發展和應用優勢。電氣自動化技術涵蓋了較多分支，包括仿真技術、實時動態監控技術以及柔性交流電技術等，應在礦山設備控制中推廣應用上述幾項技術[1]。

2 電氣自動化對礦山設備的影響

2.1 能夠對設備的運行進行實時的監控

合理應用電氣自動化技術能夠提升設備的工作效率以及管理水平，實現自動化控制后，能夠對礦山的開采工作進行實時的控制。例如，在進行選礦時，利用此技術能夠對開采地的地質條件進行全方位的檢測，從而使工作人員能夠對該地的地質情況有詳細的了解。這樣一來便能夠有效減少因地質問題而對后續工作造成的影響。除此之外，利用此項技術還能夠對設備的運行進行實時的監管，從而使工作人員能夠及時的了解設備的運行情況，這樣一來如果設備存在問題工作人員能夠及時發現，從而為其運行安全提供一定的保障[2]。

2.2 為工作人員提供精準的監測數據

礦山的開采工作本身危險系數就很大，由于在開采的過程中還會使用到許多大型設備，更加為開采工作增加了不安全因素。電氣自動化控制系統的應用能夠有效解決這一問題，在應用過程中能夠對電氣信息進行全方位的采集，從而達到實時監測的目的，這將有效降低電氣系統的故障發生頻率。除此之外，此系統還具有整體性的作用，在應用期間能夠利用其雷達系統對礦區周圍的天氣狀況、地質條件等信息進行全面的搜集，并將這些信息及時的反饋給工作人員，從而方便其開展后續的開采工作。

2.3 極大地提升機械設備的應用效率

電氣自動化控制技術能夠將所有的機械設備進行統籌管理，將設備的多種功能相互連接，從而提升其工作效率。這樣一來，不僅使開采效率極大地提升，而且還確保了開采工作的安全性。在系統運行的過程中能夠對礦山設備的相關數據信息進行收集，如果發現設備有異常情況，此系統便能立即展開自我安全維護工作，從而提高設備運行的可靠性。隨著可靠性的不斷提升，各類問題的發生頻率有所降低，所以企業能夠減少故障維修費用的投入。除此之外，故障問題減少后，設備的工作效率也能明顯提升。

3 礦山設備中電氣自動化技術的應用

3.1 PLC的應用

PLC在礦山設備中的應用主要是對各個運行環節的邏輯控制、信息采集、篩選以及整合，工作人員可以根據獲得的數據信息，對礦山設備中的各個運行節點、運行傳感器進一步分析與處理。PLC在礦山設備中的應用主要是以智能化控制為主，實現設備的智能化操控與自動化運行。此外PLC能夠對礦山設備的運行信息進行通信、整合，從而實現礦山設備動態管理，使礦山設備各個運行系統更為科學、協調[3]。

3.2 仿真技術的應用

仿真技術主要是以建模的方式對礦山設備的運行狀態進行分析，通過測算環節實現礦山設備運行數據、參數的確定。仿真技術的應用不僅能夠降低工作人員的測量次數，提高工作效率，還利用仿真技術的測算功能和建模功能，實現礦山設備運行數據和運行參數的模擬分析，從而快速明確礦山設備故障原因和故障點，實現故障診斷、故障修復。

3.3 實時動態監控技術的應用

實時動態監控技術是電氣自動化技術的重要組成部分，不僅優化了礦山設備生產運行管理效率，促進監控系統與管理流程的動態化。而且結合信息化技術實現了遠程管理，促進整個礦山設備運行的全面動態管控。實時動態監控技術能夠對礦山設備的運行數據、參數進行記錄、儲存和反饋。從應用流程可以看出，該技術可作為礦山設備管理人員的好助手。

3.4 柔性交流電系統技術的應用

ASVC是柔性交流電系統技術的核心，其應用價值就是實現礦山設備生產和運行的高效控制、快速調節。柔性交流電系統技術在礦產行業領域中屬于新型應用技術，主要作用是調控礦山設備的關鍵參數、關鍵環節的獨立處理。

3.5 智能控制技術的應用

智能控制技術是信息技術、智能技術以及自動化控制技術融合產生的一種應用技術，主要應用于礦山設備的運行環節。能夠憑借自身功能實現礦山設備運行狀態的監督、控制，這一應用特點對于礦山設備的運行狀態來說，具有完善、優化優勢。同時企業工作人員能夠通過智能控制技術明確判斷礦山設備的運行故障，從而實現故障信息反饋的實效性，為故障檢修人員提供更為明確的信息和充足的檢修時間，實現設備故障的快速修復。

4 礦山設備中電氣自動化技術的應用實踐

4.1 在運輸帶設備的應用

運輸帶設備中工作人員可以通過電氣自動化技術的應用，借助網絡監控設備對運輸帶輸出軸與傳感器的運作狀態進行實時監控。同時通過顯示系統與通信系統對運輸帶的電流進行調控，一般情況下工作人員所獲得的實時監控數據信息要比預期數值高，因此，礦山設備運輸帶的電流量會隨之降低，以達到控制設備中壓力的目的，最終實現礦山設備自動化運行。

4.2 在提升機的應用

礦井提升機的應用主要是實現控制設備自動化運行，操作人員在提升機運行過程中通過深度指示器、監控設備，實時監測提升容器的動態位置，通過井筒位置開關，自動實現減速、停車。另外設備潤滑制動系統的運行狀態也能進行實時監測。電氣自動化技術配置相應的PLC，其功能與作用就是在保證提升機運行狀態的基礎上優化設備運行管理，實現信號系統、電氣保護、閘瓦間隙、能耗管理等功能的互鎖聯動。

4.3 在排水設備的應用

排水設備是礦山不可或缺的關鍵設備，尤其是地下開采礦山。對于自動化程度較高的礦山，基本可以實現無人值守泵站自動排水。主要是通過PLC技術與網絡通信技術，將排水泵啟停所需的排真空、開關出水閥、管網選擇、水倉液面、設備狀態分析等進行邏輯控制，借助網絡通信實現遠程操控。

4.4 在通風設備中的應用

通風設備也是礦山的關鍵設備，屬一級負荷。國家安全規程中對于主扇、局扇的使用都有明確要求。一般主扇屬于較為大型的成套設備，通過傳感監測技術、PLC技術與計算機技術進行整合，實現完善的控制、監測、保護、反風功能。通風設備需要監測風量、風速、氣體參數、設備潤滑等，較先進的主扇還可以自動調節葉片角度，優化功耗指標。

4.5 在采掘設備中的應用

在礦山采掘機械設備的應用是礦山工程實現智能化的關鍵，目前我國大部分礦山采掘機械設備靠電力和液壓驅動運轉。工作人員需要將電機系統容量與實際的生產需求之間的關系作為一個關鍵控制內容。利用計算機技術不僅能夠實現采掘機械設備運轉狀態的控制與監測，還能夠通過數據的分析與采集，明確采掘機械設備在運轉過程中是否存在故障和問題。

4.6 在選礦技術中的應用

我國選礦設備自動化技術近幾年發展迅速，一些先進的選礦廠已經能夠實現從DCS到生產專家系統EMS控制的升級，選礦設備也朝著大型化、智能化、可視化等方向發展。DCS主要是通過通信DP總線將各個PLC工作站整合，實現各工藝流程的控制管理。先進選礦廠配備在線粒度分析儀、在線品位分析儀、自動加藥系統、聲吶濃度計等關鍵設備，通過數據建模，實現整個選礦工藝的自動管理。

5 礦山設備的電氣自動化控制管理對策

5.1 做好設備的維修與管理工作

在正常情況下，礦山設備的運行環境較為惡劣，在運行期間會受灰塵以及粉末的影響，并且由于其工作強度較大，所以相關人員一定要定期對礦山設備進行故障排查工作并進行必要的檢修。加強對設備的管理，盡可能的減少故障問題以及安全隱患，從而提升其運行效率。在管理的過程中，主要有以下三種方式：首先，施工單位需要制定合理的管理制度，在制度的引導下科學的開展管理工作。在管理制度指定的過程中，需要充分考慮施工實際情況，從而提高管理制度的可行性。其次，需要適當的增加設備管理費用的投入，提高工作人員對設備檢修工作的重視程度，從而促進其運行效率的提升。礦山設備的運行效率會直接影響到開采工作的進行，因此一定要重視設備的檢修工作并及時的進行更新換代。最后，為了提高管理工作的效率，需要引入現代化的管理方式，從而有效降低人力消耗。

5.2 對設備運行環境進行嚴格的監管

由于礦山的工作環境十分惡劣，經常會對設備的運行產生不利影響，因此相關人員需要對運行環境進行嚴格的監管。電氣設備對于運行環境的要求較為嚴格，在運行期間需要做好防水工作、防腐蝕工作以及防震工作。在運行期間一旦出現了激烈的震動，就會導致電氣元件掉落，從而對其運行可靠性產生不良影響。在礦山開采的過程中對電氣設備的依賴程度較大，一旦其出現問題不僅會影響正常的開采工作，而且還會造成一定的安全隱患及問題。相關工作人員在管理的過程中需要熟悉各類設備的技術要求，并且在操作的過程中要嚴格遵循使用規范。如果在操作的過程中發現設備有異常狀況，就需要及時的上報。

5.3 不斷提升礦山設備的質量

要想提高礦山設備的質量首先需要從采購環節入手，在采買設備的過程中，工作人員需要對廠家的資質進行審核，并且確認設備是否有質檢證明，為了確保設備的質量，工作人員需要選擇口碑好、規模大以及經營時間較長的廠家。同樣，在采購設備的元件時，也需要遵守以上提出的各項要求。為了保證設備的運行質量，工作人員需要進行定期的故障排查，對于出現問題的零部件進行及時的更換，從而提升其運行效率。除此之外，相關單位還需要做好現場測試工作，在測試的過程中需要使設備保持在正常的運行狀態，并且安排工作人員對測試數據進行詳細的記錄。進行此項測試最主要的目的是為了全面的掌握設備運行期間真實的運轉狀況[4]。

6 結論

總而言之，礦山設備對開采工作的重要性不言而喻，設備的運行效率直接關系到采礦工作的進度。由于礦山設備的數量眾多，在運行期間如何進行有效的管理從而提升其運行效率是相關工作人員需要仔細思考的問題。電氣自動化控制系統能夠借助計算機技術對相關設備進行優化處理，從而提升其運行效率以及運行安全性。在日后應用過程中，相關人員需要對此技術進行不斷地優化，從而滿足生產需要。