自動化技術對機電設備的應用

孫浩 王福鑫

摘要：隨著自動化技術的飛速發展，處于網絡信息時代，煤礦機電設備的發展速度也隨之變快，呈現出自動化、智能化的發展特征。在煤礦機電設備安全檢測工作中運用不同類型的自動化技術，能夠進一步改進和完善煤礦生產系統，提高煤礦的生產效率，同時，縮減了井下作業人員的數量，保證了礦井生產作業的安全。簡要闡述了常見的煤礦機電設備自動化技術，分析了自動化技術在煤礦機電設備安全檢測中的具體應用，從而有效提升自動化技術在煤礦機電設備安全檢測中應用的總體水平。

關鍵詞：自動化技術;煤礦機電設備;安全檢測

通常情況下，在煤礦機電設備運行過程中，為了不斷提升煤礦生產的產能與效率，需要引入更加先進的自動化技術，實現全面自動化應用，以便充分發揮出自動化技術的良好作用，比如常見的PLC（可編程邏輯控制器）、GIS（地理信息系統）和光纖傳感技術等，將這些自動化技術運用到煤礦機電設備的安全檢測工作中，不僅能夠增強煤礦機電設備的安全檢測能力，還能夠使煤礦機電設備得到有效運用。一般來說，可以采用礦用皮帶機電氣控制系統、安全狀態監控系統和機電設備管控系統等。鑒于此，系統思考和分析自動化技術在煤礦機電設備安全檢測中的應用十分關鍵，具有一定的研究意義和實踐價值。

1常見的煤礦機電設備自動化技術

1.1電子信息技術概述

在煤礦機電設備安全檢測的過程中，可以合理應用電子信息技術，比如常見的電力電子技術、微電子技術等，凸顯出相關電子器件的靈敏性和感應能力，使煤礦機電設備更加便于操控。以煤礦生產大功率設備為例，將微電子技術應用到掘進機、提升機和開采運輸設備中，能夠完成準確搜集、檢測和處理相關信息的任務，保證了大功率設備的運行安全[1]。

1.2機電一體化技術分析

受到煤礦機電設備自動化、智能化等發展的影響，可以將機電一體化技術運用到煤礦機電設備安全檢測工作中，能夠對煤礦機電設備運行的安全情況加以監控，一旦發覺有關設備發生故障，可以及時報警，由相關人員科學處理，以保證煤礦機電設備的運行安全[2]。1.3控制技術的說明將計算機網絡與控制技術應用到煤礦機電設備安全檢測工作中，不僅能夠實現對煤礦機電設備中驅動裝置、控制裝置和生產器械的自動化管控，還能夠提升煤礦機電設備的運行安全。

2自動化技術的具體應用

2.1總體設計分析

基于光纖傳感技術在煤礦機電設備安全狀態監測系統中發揮出的良好作用，此次研究設計出包含了礦用光纖振動傳感器裝置、應光纖光柵解調儀設備、添加尾纖保護的光纖溫度傳感器等的監控系統。系統的信號采集原理如圖1所示設計信號采集功能模塊時，需要明確步驟，具體如下：登錄→開始采集→信號處理→波形呈現→超限報警→數據保存→停止→重新采集/結束，并且此功能模塊涵蓋了相關參數的設定、報警的查看、歷史信息查看等不同功能。將光纖傳感器裝置設定在相關機電設備上，達到迅速采集相關數據信息、FFT（快速傅立葉）變換的目的，以自動獲取相應的頻率信號、頻域振幅、速度、加速度和位移等數值。依據相關標準振動烈度的評定等級表、系統測定的振動速度均方根值，能夠判定相關機電設備出現振動異常與否，有關故障安全隱患能否被及時發現，同時進行報警處理。在此環節中，判定振動異常時應該參考小型、中型、剛性支撐和撓性支撐等大型鉆機之間的差別[3]。基于發揮出煤礦機電設備安全狀態監測作用的目的，科學設計光纖光柵解調儀非常重要。設計傳感器時，利用相關光纖布拉格光纖調節功能模塊，相應的衍射光柵色散原件需要借助高分辨率透射全息體相位光柵，達到記錄全息光柵數據的目的。得到功能模塊的支持，攝像環節中的體相位光柵產生的全息原件經濟成本非常低。

2.2光纖振動傳感器裝置的科學設計

對于光纖振動傳感器裝置來說，將其運用到煤礦機電設備安全狀態監測系統中，體現出了良好的功效。振動傳感器結構模型如圖2所示，其中，k1，k2，c，m依次代表的是光纖的彈性系數、支撐桿的彈性系數、介質阻尼系數和重塊的質量[4]。參考相關數據信息，可以獲取系統的彈性系數k為：通過上述計算與分析不難看出，科學運用光纖振動傳感器的靈敏度，具有一定的針對性，將比例科學的黏稠度阻尼材料作為首選，確保在振動的情況下產生較大的形變量。設計該系統時，光纖振動傳感器的標定步驟是：測試相應信號與靈敏度→測試相應的諧振頻率→添加阻尼測試頻率特性曲線→確定傳感器實際的標定標準，進而明確系統應用的光纖振動傳感器技術參數。光纖振動傳感器技術參數的相應動態范圍是55dB，最大加速度為4g（g為重力加速度，取9.8m/s2），相應分辨率為25mg（mg表示質量），頻率響應4～350Hz。根據以上測試和分析可知，此次設計與研究的系統在運行過程中能夠多次針對故障機電設備進行科學預警，具有一定的實用價值[5]。為此，科學設計光纖振動傳感器裝置十分關鍵。

3結語

經過分析可知，系統分析和思考自動化技術在煤礦機電設備安全檢測中的有效應用十分重要，具有一定的研究意義與實踐價值。借助先進的自動化技術，能夠使煤礦機電設備安全檢測工作的效率變得更高，有效保證了煤礦機電設備運行的安全性和穩定性，真正實現了煤礦自動化開采、挖掘。實施煤礦作業時，采用自動化監控的方式能夠避免煤礦生產中發生更多的安全事故，提高了煤礦產能。簡要闡述了常見的煤礦機電設備自動化技術，分析了自動化技術在煤礦機電設備安全檢測中的具體應用、總體設計分析、光纖振動傳感器裝置的科學設計，希望研究和分析的內容與結果能夠受到有關煤礦機電設備安全檢測工作人員的關注和重視，并且從中獲取到相應的啟發與幫助，以便充分發揮出自動化技術在煤礦機電設備安全檢測中的良好作用，進而推動中國煤礦機電設備安全檢測工作不斷發展與進步。

參考文獻：

[1]張光明.自動化技術在煤礦機電設備方面的應用[J].黑龍江科學，2014，5（7）：220.

[2]趙若云.自動化技術在煤礦機電設備方面的應用[J].電子技術與軟件工程，2016（16）：148.

[3]楊聲波.淺談自動化技術在煤礦機電設備方面的應用[J].綠色環保建材，2016（11）：231.

[4]李樹閣.談自動化技術在煤礦機電設備方面的應用[J].黑龍江科技信息，2015（24）：45.

[5]吳全國，潘俊鵬.自動化技術在煤礦機電設備方面的應用分析[J].商品與質量，2018（42）：143-150.