自動化控制技術在礦山生產中的應用策略

毛曉娟

（蘭州石化職業技術大學，甘肅 蘭州 730207）

從20世紀開始，電氣自動化已經存在并發展了半個世紀。現如今，它已成為人類發展的關鍵技術，并在促進現代化的進程中起到了關鍵作用。如今，大多數礦業公司在有效地開發流程和自動化技術水平上越來越好。隨著社會經濟的快速發展，電氣自動化控制技術的合理性、技術性、精確性、智能化系統和自動化技術得到發展。電氣自動化控制技術已逐漸普及，其作用也在不斷提高。

1 電氣自動化控制技術概述

礦山電氣自動化控制技術的重點行業是電氣設備、礦山自動化技術、各種電氣設備和自動化機械，它們體現在裝配、設計、調整、維護、技術更新、產品開發和技術管理等方面。礦山電氣自動化控制技術屬于加工制造業。隨著經濟實力的不斷發展和信息內容技術的不斷發展，工業控制自動化發展的全過程已進入多元化環節[1]。礦山電氣自動化控制技術，恰好是在這種發展中基本產生的一種新技術。為了完成電氣自動化控制技術在礦山工程項目中的高效應用，首先要做的是建立應用標準并滿足相關規定。它對各行各業的自主創新和發展起著關鍵作用。在一定水平上，它為礦山電氣自動化控制技術的發展提供了技術支持。最后，礦山電氣自動化控制技術的技術參數是關鍵，基本參數也是電氣自動化控制技術的生命之源。

2 電氣自動化控制技術的特征和能力

2.1 技術特征

自動化技術的特點是：①可靠性高，基于單片機，融合和維護電源電路，具有自我診斷功能，使系統能夠平穩運行。②程序容易編寫。電磁閥常用于控制plc梯形圖。即使沒有專業的計算機知識，也可以編寫程序。③配備方便，結構砌塊的應用可以靈敏地改變系統軟件的大小和功能。④輸入輸出模塊齊全，每個數據信號都有相應的控制模塊，并連接到CPU計算機主板。⑤組裝簡單，可根據插座端子設備的連接進行操作，無需特殊的主機房或屏蔽對策。⑥在確保快速實施，過程控制和穩定性能的同時，可以顯著加快執行效率。

2.2 控制工作的能力

（1）開環控制。開環控制是自動化技術的基本功能，它用于控制計數，準時和順序的邏輯，而不是電磁閥控制系統的軟件。

（2）閉環控制。根據閉環控制功能，開關值和plc的應用，可以控制工作壓力，偏移，環境溫度，總流量，速度等主要參數。該功能可以在中小型設備上完成。

（3）全面數據控制。在控制系統軟件中，它與光電編碼器和單脈沖伺服驅動器設備一起輸出和接收單脈沖，具有數據量控制的效果。隨著新技術的發展趨勢，采用數據控制模塊，并具有圖形工具半徑補償功能，有利于控制工作。

（4）數據采集與檢測。自動化技術有利于現場生產和控制，因此數據采集是將自動化技術與觸摸顯示屏、上位機軟件等連接起來，進行數據信息和數據分析的前提條件。在設施系統的軟件運行的同時，根據自診斷監督可以避免系統異常。

3 礦山生產作業中，使用電氣自動化控制技術的必要性

3.1 可以減輕操作員的工作壓力

過去，在礦山工作的人不僅要承受非常繁重的工作壓力，而且多年來無法確保自己的安全。一些高風險的技術工作長期以來受到各種安全生產事故的影響。使用電氣設備自動化技術可以很好地解決此類問題。另一方面，礦山的不良地貌，這給開采者提供了很大的開采難度系數。電氣自動化控制技術的應用和推廣，不僅可以大大降低人工成本，而且可以大大降低礦山工人的開采效率，保證工人的生產安全。

3.2 提升機械和設備的總體功能

隨著社會和經濟能力的提高，對自然資源的需求也在增加。為了更好地實現礦產資源生產能力的最大化，它必須具有機械設備的整體功能。電氣設備自動化技術的應用可以顛覆傳統的生產模式，發掘所有電氣設備的最高潛力，為科學合理地生產和經濟發展找到最終的結合點。

3.3 提升生產管理效率

在具體的礦山管理中，由于每個礦山的面貌、生產標準、資源等因素的不同，如果單純利用人力資源來進行礦山生產水平的管理，對很多崗位的監管不太可能落實到極致。對于此事，電氣設備自動化技術的應用可以很好地解決這一問題。電氣自動化控制技術的應用，可以進一步規范、細化和管理礦山的整個生產過程[2]。

3.4 及時完成工作任務

在礦山生產中，以前人工模式的應用不僅人工量大，而且效率低。機電工程自動化技術的運用使員工能夠解決繁忙的工作，不需要大量的人力資本。機械設備的使用必須由權威專家來規范和控制，這不僅可以控制任務量，而且可以避免人為因素造成的偏差。自動化技術與機械設備的集成，可以保證設施的平穩運行，提高抗干擾性，避免常見故障，具有很強的時效性。

3.5 安全保障

礦山生產有大量礦山工作對于新建項目來說，如何確保安全施工成為一個關鍵。雖然傳統的機械設備在實踐中非常容易操作，但由于自身的維修工作能力和自身的維修能力，出現問題后很難立即發現并解決，從而影響下一步的工作。自動化技術的應用可以監控系統的運行，并根據工況的變化調整運行的主要參數和機械設備的安全、可靠、可靠性。一旦發現異常情況，系統軟件可以立即報警，規定專業人員完成檢修，確保工作人員安全，有利于礦山生產的綜合權益。

4 電氣自動化控制技術在礦山生產作業中的實際應用

4.1 井下設備風門管理

控制礦山夏季進氣閥的傳統對策，是根據生產法規手動打開或關閉。由于地下阻尼器兩側的工作壓力差，因此很難打開或關閉。不合理的實際操作可能會破壞進氣門，甚至危及管理人員的安全。為了更好地提高控制，將自動化技術從人工實際操作轉換為全自動實際操作，以確保休克高壓開關柜的可靠性，維護工人的安全。特別是自動化技術和紅外技術的結合，可以對進、排氣口的人和汽車進行監督，有效的對外開放或關閉實際運行。為了更好地減小進氣閥兩側的工作壓力差，可以在風門側打開小窗，接通電源開關程序流和自動技術程序流，實現開門和關門的功能，并合理避免進氣門的損壞。

4.2 設備運輸管理

在機械設備的運輸中，利用自動化技術完成雙回路、精確轉換的變頻系統軟件、電控系統，并具有手動、全自動、半自動、緊急停機等功能。在手制動控制中，可以應用電子設備的所有數據和差分信號來完成零鎖定。電源電路和控制回路斷開，可以及時發出警告。與觸摸液晶屏一起，可以指示設備的位置，速度等實時實際操作的主要參數。以西門子PLC系統軟件為例，兩個系統軟件相互配合，冗余不超過20%。

4.3 機電工程系統

在采礦和生產過程中，以前的機械設備由電磁閥控制。隨著新技術的發展趨勢，自動化技術的發生和應用。根據自動化技術的程序，控制器的功能不斷改進，可以控制大功率通信的運行。例如，可以將自動化技術應用于設備，并且可以在其他地區組裝控制臺，以提高操作效率并簡化操作步驟。在壓縮機機械設備中，如小型螺桿氣動壓縮機等應用可以保證標準氣壓的可靠性，達到節能環保的總體目標。當應用于排水系統時，可以調節自來水以滿足供電要求，同時防止水的消耗。

4.4 設備自查系統

礦山生產存在一定的安全隱患。自動化技術可用于監控設備上的每個操作階段和施工團隊的監督，并具體指導現場生產工作。一是按照全自動監管，可以發現生產中存在的問題和安全隱患，立即采取整改措施，防止產生不良影響。二是結合礦山生產特點，借鑒國內外成功管理經驗，確保監控設備和管理計劃得當。例如，使用無線傳輸技術可以將控制與員工連接起來，控制將指令傳遞給員工，員工可以反饋生產狀態。信息技術的應用可以掌握施工隊伍的各個部分，輕松分配工作任務，并在發生風險災難時指導員工逃生。

4.5 集中控制系統

在礦山廠房中間控制系統軟件中，利用自動化技術對可編程序控制器進行更新改造，使工作壓力被過度考慮，清洗、運輸等系統軟件形成詳細控制器。多個控制器之間的實時高效通信有利于數據信息的收集和解決，并做出合理的生產策略決策。實踐經驗證明，將自動化技術應用于集中控制系統軟件，不僅可以對電源電路進行監督和控制，還可以方便集中器的工作，并且可以完成各部分質量控制的總體目標。

4.6 車門防跑

在采礦生產中，斜井運輸是關鍵步驟。突然之間，現階段交通運輸中最常見的問題就是超跑的地位問題。為此，在操作系統上組裝安全門保護裝置可以解決此問題。它是自動化技術的應用，可以自動打開和關閉安全門。它經常在路線上組裝，并且通常是封閉的。當運輸車輛通過移動安全門的電源開關時，安全門將自行打開。在超級跑車的情況下，安全門不容易打開，以免礦車向前行駛[3]。由此可見，自動化技術的應用可以保證礦用車輛的正常運行，降低安全事故的發生率，保證斜井運輸的高效率和安全系數。

4.7 礦產機械設備

在礦山工業中，礦產開采機是一臺機器設備。采用自動化技術給予動力和動力工程利用率，可根據施工現場條件調整采礦率和相對高度，最大限度地滿足采礦要求。與傳統的彩彈機相比，應用自動化技術后出錯率降低，實際運行可靠性顯著。另一方面，使用方便，可以減少維護任務的數量。目前，礦產資源開采已離不開自動化控制技術，而自動化控制技術是礦產資源開采行業發展的主要動力。

4.8 排氣設備

由于開采和生產條件較為極端，礦山工業的自然通風自動化技術是以分層、分散和冗余的方式設計的。自然通風自動化技術采用以太網光纖環網、光纖傳輸、多機空氣等技術，確保穩定性。礦山行業自然通風自動化技術根據手機軟件和VC的設備控制手機軟件和分支控制手機軟件，可以合理控制礦山行業的自然通風。一般來說，礦山行業排氣系統自動化技術的實際運行控制有現場手動實際運行控制、3種遠程控制功能、數據顯示功能、常見故障記憶功能、現場交叉報警設備功能，冗余功能和擴展功能。

4.9 排水設備

采礦排水管道綜合自動化技術包括下列功能：第一，即使在沒有人的情況下，全自動排水設備也可以完成離心泵的全自動停機和資金投入任務，有效布置工業設備，并保證排水管道工作的效果和節能環保的實際效果。第二，排水管道自動化技術具有負荷、負壓、泄漏、超溫、徑向環境溫度等保護作用。排水管道自動化技術可以明確提出機械設備可靠運行的預留方案，以確保安全。第三，可以將水泵房的信息實時傳輸到路面指南，同時顯示設備，機械設備的運行標準，從而根據路面導軌接收到的信息向泵房推送相應的指令，全自動遠程操作排水管。第四，全自動排水設備的控制措施包括路面遠程操作、局部自動控制系統和手動操作三種控制措施，可以確保地方參與允許的自動控制系統。第五，系統包括許多嵌入式控制方法，可以根據細節做出有目的的戰略決策，從而保證了自編系統軟件的智能化系統水平。

5 電氣自動化控制技術的優化策略

5.1 加強設備管理和自動化的相關性

為了充分發揮礦山機械設備的更高效使用，離不開電氣設備中電氣自動化控制的結合。因此，加強電氣自動化控制系統與礦山設備的關聯性，有利于充分發揮礦山設備電氣自動化控制系統的有效性。例如，采礦設備驅動力供應系統軟件和電氣自動化操縱的緊密結合可以為了改變傳統機械設備的運行模式，有利于減少工作資源的損害，完成采礦設備的長期應用。利用電氣自動化控制系統對礦山設備進行全面監管，如果工業設備出現異常，自動軟件可以對其進行自動修復，還可以根據常見故障情況發出報警。使員工第一時間獲得設備常見故障信息和使用機械設備的安全系數。

5.2 加強對電氣設備規劃系統的研究

傳統的電氣自動化系統成本高，因此優化電氣自動化控制管理系統，是促進電氣自動化控制發展趨勢的主要對策。有關部門必須高度重視電氣自動化控制對自然資源開發系統的促進，必須深入分析電氣設備程序流程系統的軟件。這也是促進電氣自動化控制程序流程和礦山機械設備工作效率的合理對策。例如，在礦山資源的全過程中，將電氣自動化程序轉換為礦山機械的實際運行信息內容、程序流程導出、部件自動化技術檢測等，深入分析了電氣自動化控制程序流程和礦山機械設備集成模式。電氣自動化控制程序流程的開發設計更有利于礦山機械設備的運行控制和資源的開發利用。認為既能將傳統的電氣自動化控制技術與新型電氣自動化控制技術相結合，又能應用于礦山機械設備運行的工藝方法，提高礦山資源的高效性，同時促進了電氣自動化控制系統的發展。

6 電氣自動化控制技術在礦山生產作業中的發展方向

6.1 產業鏈一體化

集成是機電工程系統的集成。是為了提高數控機床的指標值，整合設備的基本功能規定，將控制模塊變成倉儲、打字插座、出口端口等標準商品。結構塊控制模塊用于生成具有不同調整，剪裁，尺寸和現場時間的數控機床。從市場進展來看，機械設備生產廠家眾多。因此，在產品開發和生產中，必須為各種插座選擇統一的規格，以方便以后的應用和維護。在電機、智能降速和機電一體化層面，根據不同的圖像和角度進行解決方案，利用程序控制設備對各模塊的控制模塊進行升級，既有利于擴大生產規模，又可以開發商品。例如，在制造標準化工業設備時，需要生產和制造多用途商品，并對其進行合理配置，以實現節約成本和提高效率的總體目標。

6.2 互聯化

數字化是機電工程機械自動化的主要發展前景，將給工業生產和礦山生產制造帶來巨大變化。在礦區生產制造中，連接的關鍵體現在原材料采購、商品生產制造、調速器/市場拓展等多個層面，利用互聯網技術學習和培訓機電工程自動化控制，加強區域間的溝通交流。實際礦山開采工作，連接服務器和監控系統，完成遠程控制，利用設定的流程完成實際操作，不斷改進管理方法，最終推動設備自動化控制的快速發展。

6.3 智能化

智能系統是將人工智能技術、電子計算機等結合起來，產生邏輯推理邏輯、自主選擇、自主管理的能力，將自動控制提高到更高的質量。以工業機械手為例，它是智能設施的經典，意味著它可以替代一部分人力資本、生產效率和精度。礦山機械與智能系統技術的集成，可用于高風險工作，維護員工的安全。

6.4 綠色環保化

挖礦是消耗資源的全過程。在礦業的核心理念下，高度重視經濟效益，忽視綠色生態權益，造成大氣污染和生態環境問題。未來，綠色采礦必須環保節能，減少機械設備操縱交易的關鍵技術。另一方面，機械設備的設計和制造，新材料的應用，降低能耗，機械設備的改進和優化，在保證制造質量的同時，達到降低成本措施的總體目標。另一方面，從機電設備管理入手，完善管理機制和約束機制，改變傳統管理方式的意識，提高運行的穩定性。

7 結語

總的來說，加強電氣自動化控制在礦山作業生產中的應用非常重要。相關工作人員應研究動態控制技術在礦山機械控制中的應用效果，抓住進氣閥控制、帶式輸送機控制、采礦檢測與監控、采礦機控制、礦山機械更新改造等應用要點，進一步優化電氣自動化控制管理體系。