礦山機電系統中智能控制技術的應用研究

摘要：隨著工業自動化與信息技術的飛速發展，礦山機電系統越來越多地采用了智能控制技術。引入智能控制技術后，礦山機電系統作業效率顯著提高，系統安全性得到加強，設備壽命得到有效延長。礦山機械設備控制系統經過智能化向更高層次自動化方向發展，達到作業過程實時監控與優化調度。礦山電氣系統智能化又注重能量高效利用與電氣安全問題，礦山液壓系統智能化又注重精確控制與故障預防。礦山監控系統智能化通過集成先進傳感器與數據分析技術對礦山生產進行綜合信息支持與決策輔助。通過對智能控制技術應用于礦山機電系統未來的發展進行展望，以期為這一領域技術的更新和創新提供理論參考及應用指南。

關鍵詞：礦山機電系統智能控制技術自動化系統安全性設備維護

ResearchontheApplicationofIntelligentControlTechnologyintheMiningElectromechanicalSystem

XUEWeibingZHANGRui

YongshengCoalMine，ShandongWeishanhuMining（Group）Co.，Ltd.，Jining，ShandongProvince，272000China

Abstract：Withtherapiddevelopmentofindustrialautomationandinformationtechnology，intelligentcontroltechnologyisbeingincreasinglyusedintheminingelectromechanicalsystem.Aftertheintroductionofintelligentcontroltechnology，theoperationefficiencyoftheminingelectromechanicalsystemhasbeensignificantlyimproved，thesecurityofthesystemhasbeenstrengthened，andtheservicelifeofequipmenthasbeeneffectivelyextended.Theminingmechanicalequipmentcontrolsystemisdevelopingtowardsahigherlevelofautomationthroughintelligence，achievingthereal-timemonitoringandoptimalschedulingoftheoperationprocess.Theintelligenceoftheminingelectricalsystemfocusesonefficientenergyutilizationandelectricalsafetyissues，theintelligenceofthemininghydraulicsystememphasizesprecisecontrolandfaultprevention，andtheintelligenceoftheminingmonitoringsystemintegratesadvancedsensorsanddataanalysistechnologiestoprovidecomprehensiveinformationsupportanddecision-makingassistanceformineproduction.Thisstudylooksforwardtothefuturedevelopmentoftheapplicationofintelligentcontroltechnologytotheminingelectromechanicalsystem，withaviewtoprovidingtheoreticalreferenceandapplicationguidancefortechnologicalupdateandinnovationinthisfield.

KeyWords：Miningelectromechanicalsystem;Intelligentcontroltechnology;Automation;Systemsecurity;Equipmentmaintenance

礦業作為國民經濟重要基礎產業之一，礦山機電系統在礦業生產過程中起著舉足輕重的作用。在智能技術不斷發展的今天，將其運用到礦山機電系統當中是有趨勢的，這不僅是因為能夠顯著提升生產效率、降低能耗，更重要的是能夠在確保作業安全、延長設備壽命等方面表現出特有的優勢。本文以礦山機電系統智能控制技術應用為重點，對智能化技術增強系統性能的具體方法進行剖析，探究其對不同子系統的實施模式及收益。

1礦山機電系統中智能控制技術的重要性

1.1提高礦山機電系統的效率

礦山機電系統運行過程中效率是評價系統工作好壞的一個關鍵指標。智能控制技術將先進傳感器、控制算法與通信網絡有機地結合起來，可以對設備的運行狀況進行實時監控與調節，確保礦山機械處于最優工作點。例如：智能調速系統可以根據負載變化來自動調節設備的工作速度以降低不必要的能耗。另外，該智能控制系統還可以對裝置運行數據進行分析，對可能發生的故障進行預測和提前維修，以縮短意外停機時間和提高裝置有效運行時間。智能控制技術也能使礦山機電系統協同工作并對生產全過程進行優化[1]。通過多設備協調控制既能提高單機設備效率，又能促進整條生產線效率。以輸送系統為例，智能控制技術可以根據實際的運輸需求對皮帶的速度進行自動調節，降低了能量的浪費，提高了整體輸送的效率。

1.2提升礦山機電系統的安全性

礦山環境復雜，危險性大，要求機電系統要有極高安全性。智能控制技術的運用，極大增強了礦山機電系統運行的安全性能。該智能監測系統可對設備運行狀態進行實時檢測，及時發現異常，通過自動調整或報警等方式防止可能發生的意外。例如：智能傳感器能夠監測設備的振動、溫度升高和其他信號，而這通常預示著設備故障。智能控制系統通過對這些信號進行及時處理，可以防止故障發生和確保作業人員安全。另外，該智能控制技術能夠在應急時自動完成安全程序的運行，例如：自動切斷電源和啟動應急備用系統，使事故造成的危害降到最低。在一些高風險作業如爆破作業時，智能控制技術可以保證所有步驟都嚴格按預定程序執行，降低人為錯誤發生的概率。在智能控制系統中，還有一個重要的安全功能，那就是對周圍環境進行監控[2]。礦山作業過程中存在有害氣體、粉塵等危害作業人員的潛在危害，智能控制系統可對這些有害因素進行濃度監測，在其到達危險水平之前進行報警，以保證及時疏散和保護人員的安全。

1.3延長礦山機電系統的使用壽命

傳統礦山機電設備在運行過程中常出現監控盲點使設備處于超負荷或者不正常的工作狀態，這就加快了設備的老化速度，縮短了設備的使用年限。智能控制系統對實時數據進行分析和處理可以對設備的故障進行有效預測并達到預防性維護的目的。例如：通過實時監控機械振動、溫度和聲音等重要參數，智能系統就能在出現異常狀況前提醒操作人員注意，也能自動調整設備的運行狀態以避免對設備造成不應有的傷害。另外，該智能控制系統還通過對設備運行參數的優化來保證機電設備處于最優的運行狀態。這樣在提高能效的同時還能降低機械磨損和推遲材料疲勞以延長設備壽命[3]。在礦山的機電系統中，一些關鍵設備的故障或損壞可能會導致整個生產線的停工，因此，利用智能控制技術保持設備的良好狀態對于確保連續生產和減少停工時間是非常重要的。智能控制技術也可以促使資源得到高效使用，降低浪費。以智能潤滑系統為例，該系統能夠根據設備實際工作情況來調節潤滑油供給量以避免潤滑過多或者不足，這樣既能保護設備不被過多磨損又能降低潤滑油消耗量。

2礦山機電系統中智能控制技術的應用

2.1礦山機械設備控制系統的智能化

在人工智能與物聯網技術快速發展背景下，礦山機械設備控制系統進入智能化新紀元。智能化控制系統核心是能對機械設備運行數據進行自動采集與分析，然后自主決策與控制。就礦山機械設備而言，智能控制技術的廣泛應用大大提高了操作的安全性、效率和設備運行的穩定性。具體地說，智能控制系統應用于礦山機械包括但不僅僅局限于對挖掘機、運輸車輛和破碎機等關鍵設備運行狀態進行實時監測，并通過先進的算法對作業周期進行優化以縮短非生產時間。傳感器和執行器的多樣化安裝方式確保了系統能夠對環境和設備狀態的實時變化，例如：負載的波動和溫度的變化，進行智能調整，以維持最優的工作表現。另外，該智能控制系統還能通過預測性維護防止故障，并通過對歷史運行數據和實時數據進行分析，該系統能確定可能出現的故障征兆，事先修復，以免突發性故障給生產帶來影響。智能控制也改善作業人員工作環境、降低工作強度[4]。通過自動化控制使礦山作業人員能夠在更加安全的條件下對設備進行遠程監控操作，降低對惡劣作業環境產生直接暴露。另外，該智能系統還能給出操作建議及優化策略以幫助操作人員進行更準確的操作決策。

2.2礦山電氣系統的智能化

礦山電氣系統智能化又是礦山高效、安全運營的關鍵要素。就智能化電氣系統而言，整合后的軟硬件可以實時監測電網狀態，及時發現電能質量方面存在的問題，確保供電系統平穩運行。智能電氣系統可以對電力分配進行自動調整，針對礦山中不同地區、不同設備對電能的需求進行合理配置供電，實現用電最優化，減少能源消耗。例如：通過智能調度能夠保證在耗能較小的時間段內完成高耗能礦山加工作業從而降低運營成本。另外，該智能化電氣系統還能實現遠程故障診斷與處理，在系統發現異常時能迅速定位出問題的根源，自動或者遠程地引導維修人員處理故障，縮短故障停機的時間，促進生產的連續性。智能化電氣系統中也包含了能源消耗分析和優化。該系統可以采集各種能耗數據并通過大數據分析確定潛在的節能減排機遇，然后通過操作模式的調整和工藝流程的完善來達到綠色、高效生產的目的。另外，智能化電氣系統能夠支撐礦山可持續發展，利用智能電網技術能夠實現可再生能源例如風能和太陽能的有效利用，對促進礦業走向綠色、環保有著十分重要的意義。

2.3礦山液壓系統的智能化

智能化液壓系統設計理念強調實現高效能轉換、精準動力控制及故障自診斷等功能，大大提高礦山作業自動化水平及裝備可靠性。通過先進傳感器技術的引進，智能化液壓系統可以實時監控油壓、流量和溫度等重要參數，保證液壓系統處于最佳工作狀態。智能化液壓系統也采用數據分析與機器學習算法對液壓作動器響應特性與能量分配策略進行了持續優化。通過液壓泵輸出及閥門開度的動態調節，該系統能夠達到精確控制作業力度，使其在確保挖掘精度前提下減少能耗[5]。另外，智能化系統預測性維護功能可以通過對液壓油品質及系統壓力波動情況進行分析，對可能發生故障進行提前預測與辨識，以縮短意外停機時間并確保生產連續性與安全性。智能化液壓系統具有自我學習、適應環境等功能，可針對不同作業條件進行控制策略的自動調節，例如：當巖石硬度或挖掘深度不同時，該系統可以對強度、速度等參數進行自適應調節。通過自適應調整，在保證礦山作業高效性的同時，還能減少對作業人員技巧的依賴性，使作業更簡單、更直觀。

2.4礦山監控系統的智能化

智能監控系統核心是將先進的視頻分析、數據采集和處理技術融合在一起，提供礦山全方位運營監控能力。該系統通過對礦區布設高清攝像頭及各種傳感器，可以對礦山生產環境進行實時監控，其中包括對人員位置、設備狀態及環境條件信息的監控。智能監控系統通過大數據與人工智能算法相結合，能夠對監控畫面進行自動解析，確定可能存在的安全隱患如非法入侵、作業人員不按照規定作業等。同時，該系統還可以對作業過程進行自動記錄與分析，為作業效率的分析與優化提供了基礎。借助深度學習技術可以使監控系統持續提高識別與預測精度，從而為礦山安全生產工作提供有力技術支撐。環境監測中，智能監控系統也能夠對空氣質量、塵埃濃度以及有害氣體泄漏的環境指標進行評價，保證作業環境達到健康安全的標準。與物聯網技術相結合，該監控系統也可以對通風和排水進行遙控，自動調整環境條件。

3結語

將智能控制技術融入現代礦山機電系統已經成為礦山產業轉型升級發展的重點動力。在科技不斷進步的背景下，礦山機電系統智能化會進一步優化作業流程，提高生產安全性，減少運維成本，為礦山企業可持續發展提供有力技術支持。今后研究重點應該放在智能控制技術深入集成及創新應用上，實現礦山機電系統整體智能化及高效運行。

參考文獻

[1]馮鵬.智能控制在礦山機電一體化系統中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2022，42（14）：105-107.

[2]陳明君.智能控制在礦山機電一體化系統中的應用[J].當代化工研究，2021（18）：65-66.

[3]杜強.智能控制在礦山機電一體化系統中的應用[J].礦業裝備，2020（6）：156-157.

[4]王亮，曹寶玉.國家電投內蒙古公司礦山檢修企業智能化建設[J].露天采礦技術，2022，37（3）：117-120.

[5]王鵬.礦山機電運輸事故原因及對策[J].能源與節能，2023（1）：122-124，138.