智能控制技術在煤礦機電設備中的應用分析

周均民

摘? 要：在我國產業結構中，煤礦產業是重要的組成部分，對我國能源利用和建設具有至關重要的影響。要想實現生產效率的提升，煤礦機電設備是重要的基礎保障，伴隨科學技術和智能技術的不斷提升，智能控制技術在煤炭機電設備中被廣泛應用，有效地將煤礦企業的生產效率進行了提升。因此，該文首先對智能控制進行了簡單的概述，隨后對煤礦機電設備現階段的應用現狀以及具體應用情況進行了簡要的探討，僅供參考。

關鍵詞：智能控制技術? 煤礦機電設備? 應用分析? 應用

中圖分類號：TD63? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1672-3791（2021）10（b）-0000-00

Application Analysis of Intelligent Control Technology in Coal Mine Electromechanical Equipment

ZHOU? Junmin

（Guotun coal mine of Heze Coal Power Co.， Ltd.， Heze， Shandong Province， 274700 China）

Abstract： In China's industrial structure， the coal mine industry is an important part， and has a vital influence on China's energy utilization and construction.In order to achieve the improvement of production efficiency， coal mine mechanical and electrical equipment is an important basic guarantee. With the continuous improvement of science and technology and intelligent technology， intelligent control technology is widely used in coal mechanical and electrical equipment， and effectively the production efficiency of coal mine enterprises has been improved.Therefore， this article first gives a simple overview of intelligent control， and then briefly discusses the current application status and specific application situation of coal mine electromechanical equipment， for reference only.

Key Words： Intelligent control technology; Coal mine mechanical and electrical equipment; Application analysis; Application

煤炭作為我國重要的資源組成部分，隨著開采面積的不斷增加，其開采的難度也在不斷上升，為了提升開采水平和開采效率，智能控制技術的有效應用也越來越迫切。目前，在煤礦機電設備的智能控制技術已經取得了一定的進步，煤炭開采率得到了有效地提升，同時將安全風險進行了一定的降低，使得機電設備的故障得到了有效地控制。該文就智能控制技術在采煤機、煤礦挖掘和監控設備、通風設備以及礦井提升設備中的應用進行了較為細致的分析。

1 智能控制技術概述

智能控制技術是控制技術的最高階段，能夠對信息進行智能處理以及反饋，進而進行決策的方式，其主應用于相對復雜且難以解決的系統控制，同時其研究對象也具有一定的特點，如不確定的數學模型、高度的非線性和復雜的任務要求[1]。智能控制技術的特點有以下幾點：首先，其面對相對復雜的系統時，能夠對其進行全局控制，具有十分優良的容錯能力;其次，其控制過程是以知識表示的非數學廣義模型和以數學表示的混合控制過程，采用開閉環控制和定性決策及定量控制結合的多模態控制方式;再次，其能夠自動對系統進行優化和調整，能夠進行總體自尋優，同時其自適應、組織、學習等能力較為強大;最后，其自我修復、補償和判斷決策能力十分優異。

2 智能控制技術在煤礦機電設備中應用的重要性

2.1 優化機電設備整體運行效率

將智能控制技術應用到煤礦機電設備當中，對完善機電設備的自我驅動系統具有重要作用，即便控制任務相對復雜也能夠更加快速準確地完成，雖然智能控制技術在煤礦機電設備中應用的時間有限，但是現階段該技術已經發展到多種學科交叉控制的階段，信息論、制動控制等是其研究的重點方向。與傳統控制技術相比，智能控制技術由于其獨特的優勢在機電設備控制系統中應用得較為廣泛。煤礦機電設備在對數控系統進行設計時，主要采用模塊化的方式，其功能十分廣泛，同時其剪裁性能十分優越，進而保證設備的不斷優化。將群控系統加入到設計過程當中，使得整個操作流程具有固定性，操作標準實施統一性，進而將機電設備的整體性能進行提升。將智能控制技術融入機電一體化過程中，能夠將操作流程進行一定的優化與完善，使得操作時間得到有效降低，工作效率增強，多控制和多軸加工的需求也能夠更好地滿足，人工操作工作量減少，使得加工程序變得更加標準和高效。

2.2 促進煤炭開采率的有效提升

我國的能源資源中油氣資源含量相對較少，而煤炭資源具有較為豐富的儲備量，使得我國的煤炭能源成為主要的使用能源，這在一定程度上使得能源使用的穩定性受到了一定的威脅。在傳統的采掘技術中，人工操作設備是主要的操作方式，在煤礦采掘的過程中會存在一定高風險的問題，以及采掘效率低下，同時會浪費大量的人力資源，生產的穩定性也得不到有效地保障。將智能控制技術應用到煤礦機電設備當中，能夠將大量的人工資源進行有效的解放，同時對各類煤礦的采掘要求都能夠較好地滿足，將采掘工作的效率進行有效提升，同時將采掘程度進行加深，將煤炭資源的浪費程度進行有效降低，不僅有利于煤炭資源的開采，同時能夠更好地響應國家能源結構整合的策略，對推進煤礦行業的長久發展具有積極的影響。

2.3 降低煤炭開采的安全風險

煤礦行業是一項具有高風險的行業，尤其是在煤礦開采的過程中，安全問題變得更加突出，在整個開采過程當中，需要每個工作人員聚精會神，保證煤礦機電設備的正常運轉，才能夠將產生安全事故的風險降低到最小。在煤炭行業安全生產永遠是第一要素。將智能控制技術融入煤礦機電設備中，能夠對施工安全產生重要的積極影響。智能控制技術通過相關算法，能夠對設備的運行情況進行實時的掌握和分析，與人工控制和操作相比其準確性和迅速性都是十分突出的，進而保證機電設備能夠時刻處在良好的運行狀況之下，進而將整個施工流程的安全性進行保障。

3 智能控制技術在煤礦機電設備中的具體應用

3.1 智能控制技術的功能和應用

計算機智能控制技術是一門具有獨立性的交叉性綜合學科，近些年科學技術和電子技術的迅速發展，促進了智能控制技術的顯著提升，在煤礦機電設備中使用智能控制技術，其設備的整體性能和質量都得到了質的飛躍，對推動煤礦機械的發展具有重要意義。智能控制技術的主要功能有以下幾個方面：首先，現階段煤礦設備大多數已經實現了半自動化或自動化控制，將施工的精準度進行了增強，在一定程度上緩解了人工工作的強度，保證了企業生產效率的穩定性。以液壓支架電液控制系統為例，通過遠程控制技術的使用，在操作的過程中，主需要將相應程序輸入到操作支架上，便能夠對其進行自動化控制[2]。其次，通過智能控制技術，可以在煤礦機電設備中加入自動報警系統、在線監控系統等，對整個施工操作的流程以及設備運行情況進行實時掌控，一旦出現異常情況，能夠進行自動報警，同時相關技術人員對設備故障進行查找和解決，提升對機電設備的維護和檢修工作之間，進而將機電設備的使用時間進行延長。最后，在運輸機設備中應用智能控制技術，需要與PLC控制系統進行結合使用，通過變頻技術，能夠將機電設備的電量控制在30%左右，有利于將整體生產效率進行提升，通過遠程遙控和編程對設備進行控制即可，進而實現無人操作。

3.2 智能控制技術在采煤機中的應用

將智能控制技術應用到采煤機設備當中，提升測試系統的先進性，能夠將設備的數據處理能力進行提升，同時能夠有效地保障測試系統結果的準確性和精確性。在進行測試環節之間，需要將相關數據進行收集并整理，更加深入地進行仿真系統性能的操作，加速合理控制技能技術的形成;除此之外，還要進行被監測對象負載和運行環境的實驗模擬。整個測試階段主要由三部分構成：（1）手動階段。以人工方式為主，對相關數據進行收集和整理。（2）自動測試階段。使用智能控制系統，對采集的數據進行整理和分析。（3）充分利用外圍設備。將人工測試方式轉變為輔助性測試，利用計算機進行測試，提升測試速度和結構，拓展測試范圍。以液壓泵實驗為例，在實驗時要重點對驅動轉矩傳感器進行關注，對元件的有效性進行檢測，對其參數和指標進行查看，通過相關數據，將其工作效率進行分析，以分析結果作為依據，對其進行調整，以實現工作效率的提升，將測試有效范圍進行不斷擴大[3]。

3.3 智能控制技術在挖掘和監控設備中的應用

在進行煤礦井下作業的過程中，由于地質條件的復雜性，整體工作環境處于十分惡劣的狀態，在開采時，不僅會存在瓦斯和煤塵等，對生產安全產生嚴重的威脅，地下水也是威脅生產安全的重要因素之一。目前，我國的煤礦機電設備在智能控制方面已經取得了一定的成績，其管理體系也相對成熟，井下通信和人員定位跟蹤功能也在不斷完善和優化的過程中，使得煤礦安全生產的問題得到了有效的保障。將智能控制技術融入牽引采煤機中，在施工前進時，其具有較大的牽引力，當面臨持續下坡的地質環境時，智能控制系統能夠對其進行自動發電制動。使得下滑情況得到有效解決，正常情況，當煤層傾斜度為40°～50°時都能夠進行有效的牽引，因此當開采地質環境相對復雜的條件下，使用電牽引采煤機能夠將開采效率進行有效提升[4]。

同時在開采的過程中，為了將生產安全進行更好地保證，目前其監控設備已經具備相對成熟和完整的系統，其包括井下通信、井下人員的跟蹤和定位、電網監控和安全監測等系統。將智能控制技術進行加入，其主要功能表現在一方面能夠進行實時監控，將生產和地理信息進行實時把控，能夠更好地指揮相關人員進行工作;另一方面表現在能夠對相關工人人員進行實時定位，一旦出現安全事故，能夠第一時間尋找到工作人員的位置，根據具體情況制定針對性的解決措施，將救援效率進行提升。

3.4 智能控制技術在通風設備中的應用

在煤礦通風設備中應用智能控制術，能夠將整個通風系統的安全性和可靠性進行提升，提升通風系統管理工作的質量。煤礦通風系統主要是將有毒、有害氣體進行第一時間的排出，為工作人員提供新鮮的氧氣，進而保證生產工作的安全性。在煤礦通風設備中加入智能控制系統，首先能夠將風機的送風量以及控制系統進行優化，實現制動化管理，根據實際的有害物質的濃度對送風量進行自動調節，與人工控制的方式相比，地下環境進行反應更加迅速，進而將通風系統的安全性進行提升[5];其次，能夠將通風設備的電耗以及送風損失量進行有效地降低，以保證設備的運行效率;最后，智能化技術的使用，能夠將相關工作者的工作強度進行有效地降低，同時能夠有效避免因為操作失誤而產生的安全事故。

3.5 智能控制技術在礦井提升設備中的應用

在進行煤炭開采時，礦井存在條件復雜、慣性大、速度快等特點，因此在開采的過程中，提升機是必不可少的機電設備，提升機的運行狀態對整個開采工作的質量和效率會產生重要的影響。現階段在進行生產布控工作時，主要采用保護措施對礦井系統進行維系，但是其維護成效始終未能達到預期的效果。將智能控制技術應用到提升機設備之中，能夠將提升機設備的穩定性進行一定的提升，在運行的過程中，能夠對設備自身的情況進行自查，通過其智能優化等技能，將自身的存在故障的地方進行優化，一旦出現嚴重情況，能夠及時進行保證，相關技術人員對其進行檢修，進而保證提升機能夠時刻處在相對良好的運行狀態。除此之外，智能控制技術的使用，將提升的操作流程變得更為簡便，大大降低了相關工作人員的工作壓力[6]。

4 結語

在煤礦機電設備的發展中，智能控制技術是其必經的發展過程，能夠將相關工作的質量和效率進行有效地提升，將生產安全進行有效保障，同時能夠保證機電設備的運行質量。隨著煤炭資源需求量的不斷增加，煤礦企業加快智能化控制工作的進展，是實現企業可持續發展的重要途徑。

參考文獻

[1] 延春明，趙新平，穆繼亮，等. 煤礦機電設備運動部件本體自供電補償無線傳感技術研究與應用[EB/OL].（2021-06-10）[2021-10-18].https：//kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx？dbname=SNAD&filename=SNAD000001882274.

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[6] 吳少杰.基于數據挖掘的煤礦機電設備運行狀態預測方法研究[D].西安：西安科技大學，2019.