煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)特點(diǎn)分析

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摘要:自工業(yè)革命后，機(jī)械設(shè)備逐漸朝著社會(huì)各領(lǐng)域滲透，在提高社會(huì)生產(chǎn)力、緩解人員工作壓力等方面發(fā)揮著積極作用。煤炭作為一種重要資源，埋藏在地下，傳統(tǒng)工作模式下單純依靠人工無(wú)法完成深層次勘探和開(kāi)采工作。加上地下環(huán)境較為惡劣，需要的開(kāi)采設(shè)備也較多，因此，對(duì)機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)提出了更高要求。自動(dòng)化電氣系統(tǒng)不僅能夠提高開(kāi)采工作效率，并且能夠減少對(duì)工人安全構(gòu)成的威脅。本文對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行介紹，探討不同機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:煤礦;機(jī)械設(shè)備;電氣系統(tǒng);應(yīng)用特點(diǎn)

最近幾年，我國(guó)鋼鐵行業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，行業(yè)產(chǎn)能快速提升。城鎮(zhèn)化進(jìn)程下，居民與工業(yè)用電量顯著提升，各個(gè)行業(yè)對(duì)煤炭資源也呈現(xiàn)前所未有的需求量，推動(dòng)煤礦開(kāi)采朝著信息化、高效化等方向發(fā)展。煤礦開(kāi)采中，機(jī)械作業(yè)在其中占據(jù)較大的比例。信息時(shí)代背景下，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，在很大程度上提高了開(kāi)采工作有效性和安全性，能夠?yàn)楣と藙?chuàng)建安全、和諧的工作環(huán)境。因此，加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)的研究具有現(xiàn)實(shí)意義，能夠幫助我們進(jìn)一步了解和掌握系統(tǒng)操作規(guī)律，提高設(shè)備應(yīng)用效率。

1煤礦機(jī)械設(shè)備概況

1．1露天煤礦機(jī)械

露天煤礦機(jī)械主要適用于底層淺表煤礦開(kāi)采。常見(jiàn)的機(jī)械設(shè)備有大型輸送機(jī)、大型煤炭破碎機(jī)等。煤礦開(kāi)采工作性質(zhì)決定了要選擇大型機(jī)械設(shè)備。在露天開(kāi)采中，采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采工作，具有較高的獨(dú)立性，能夠開(kāi)展自主開(kāi)采工作，避免其他因素的過(guò)度影響，更好地實(shí)現(xiàn)開(kāi)采目標(biāo)，滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)煤炭資源的需求。另外，在露天環(huán)境當(dāng)中，作業(yè)范圍和空間較大，在應(yīng)用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，需要合理配置控制系統(tǒng)，以保障各項(xiàng)工作能夠處于有序狀態(tài)當(dāng)中。露天挖掘機(jī)內(nèi)部主要是液壓控制系統(tǒng)，相比較其他設(shè)備來(lái)看集成度并不高，在操作時(shí)，可以不采用電氣系統(tǒng)指揮，僅通過(guò)人工進(jìn)行操作即可，具有較強(qiáng)的靈活性。

1．2井工開(kāi)采煤礦機(jī)械

煤炭資源中，很多都處于深層地下土層當(dāng)中，井工開(kāi)采成為必然選擇。但是井工開(kāi)采難度較大，且具有較強(qiáng)的復(fù)雜性。在掘進(jìn)中，需要借助機(jī)械設(shè)備，如采掘設(shè)備、支護(hù)設(shè)備及運(yùn)輸設(shè)備等［1］。這些設(shè)備在運(yùn)行中還涉及分支設(shè)備，機(jī)械設(shè)備數(shù)量龐大。不僅如此，機(jī)械設(shè)備對(duì)電氣系統(tǒng)的要求也更高，如果不具備較強(qiáng)的靈活性和反應(yīng)力，將會(huì)影響機(jī)械設(shè)備性能的發(fā)揮，不利于開(kāi)采工作順利開(kāi)展。因此具備良好、完善的電氣系統(tǒng)非常必要。無(wú)論是露天還是井工煤礦，開(kāi)采工作都需要機(jī)械設(shè)備的支持，而機(jī)械設(shè)備運(yùn)行與電氣系統(tǒng)存在密切聯(lián)系，要想更好地操控機(jī)械設(shè)備，需要加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)的研究，從而在日后工作中更好地操控機(jī)械設(shè)備，提高工作質(zhì)量和效率。

2煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)

2．1采煤機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)

電牽引采煤機(jī)應(yīng)用于井下采掘，該設(shè)備結(jié)構(gòu)是將多臺(tái)電機(jī)整合到一起，使用機(jī)載方式進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，帶動(dòng)銷軌方式產(chǎn)生牽引力。一般設(shè)備電源電壓設(shè)置在3300V。機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時(shí)根據(jù)操作界面上的數(shù)據(jù)信息判斷出機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備存在的故障，并采取相應(yīng)的措施加以調(diào)整?，F(xiàn)階段，新型的電控系統(tǒng)主要有端子板、電源及PLC控制單元構(gòu)成。其中PLC為主要控制系統(tǒng)，能夠?qū)⒉僮鞫藗魉偷闹噶畎l(fā)送到控制端，帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行，按照工作目標(biāo)進(jìn)行操作，使得機(jī)械設(shè)備能夠參與到開(kāi)采工作中。操作顯示站作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具備傳輸與顯示兩個(gè)功能，將采煤機(jī)操作轉(zhuǎn)換為指令編碼，通過(guò)通信電纜傳輸?shù)街骺卦O(shè)備上，從而完成整個(gè)工作的操作。另外，處理主控器的輸出信息，以數(shù)字與漢字形式呈現(xiàn)出來(lái)，為工作人員提供參考［2］。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠及時(shí)診斷故障，將故障對(duì)應(yīng)的解決措施顯示出來(lái)。同時(shí)，系統(tǒng)還具備記憶功能，能夠?qū)嚯姾蟪霈F(xiàn)的故障予以保存，方便下一次進(jìn)行查詢。調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用還體現(xiàn)在其他方面，如電磁調(diào)速，即計(jì)算機(jī)調(diào)速控制器與電動(dòng)機(jī)等，能夠顯著提高控制效果。

2．2膠帶傳輸設(shè)備特點(diǎn)

PLC是控制核心，主要以工業(yè)監(jiān)視、控制軟件作為用戶界面，在主控站能夠?qū)崿F(xiàn)一系列功能。具體來(lái)說(shuō)，主斜井皮帶機(jī)與地面生產(chǎn)系統(tǒng)之間存在非常密切的聯(lián)系，具有連鎖功能，在實(shí)踐生產(chǎn)中，能夠遵循煤流起車原則，遇到突發(fā)狀況時(shí)，能夠立即做出反應(yīng)，避免對(duì)人員安全構(gòu)成傷害［3］。同時(shí)，還具有單機(jī)、手動(dòng)等多元化工作方式，能夠滿足工作需求，適用于不同工作環(huán)境當(dāng)中。液力耦合器與電控等裝置相結(jié)合，能夠控制膠帶傳送機(jī)速度，使其按照預(yù)期的工作要求運(yùn)轉(zhuǎn)，如加、減、起、停等速度均控制在合理范圍之內(nèi)，使多臺(tái)設(shè)備功率都維持在平衡狀態(tài)中，協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作之間的關(guān)系，從而為開(kāi)采工作提供更多支持。上位機(jī)顯示功能，即將煤流量、膠帶速度及電流等信息展現(xiàn)出來(lái)，一目了然，幫助工作人員更好地開(kāi)展工作。同時(shí)，還可以使用故障提示等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備工作狀態(tài)的動(dòng)態(tài)化監(jiān)督和控制，以保障機(jī)械設(shè)備能夠處于良好運(yùn)行狀態(tài)中［4］。組網(wǎng)功能則與其他工業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)相似，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)視等功能，使機(jī)械設(shè)備性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)，提高工作效率。針對(duì)警報(bào)信號(hào)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)系統(tǒng)、膠帶沿線等互相配合，為各個(gè)環(huán)節(jié)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。除了上述特點(diǎn)之外，還能夠顯示井底給煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，加上多功能電話，使地下與地上之間進(jìn)行良好的溝通，及時(shí)匯報(bào)地下情況，幫助地上做出正確的工作決策，提高工作有效性［5］。系統(tǒng)能夠?qū)ζC(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督和管理，通過(guò)智能表實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，如電壓、電流及有功等信息，提供各個(gè)時(shí)刻數(shù)據(jù)記錄和查詢，幫助工人對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理。還可以將運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，如帶速、運(yùn)行時(shí)間等［6］。根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出直觀、形象的圖像，并將其打印出來(lái)，為各個(gè)部門工作的開(kāi)展提供依據(jù)。

2．3自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)特點(diǎn)

在現(xiàn)代化科學(xué)信息技術(shù)應(yīng)用水平不斷提升的帶動(dòng)和影響下，煤礦機(jī)械設(shè)備電氣應(yīng)用系統(tǒng)在煤礦企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程當(dāng)中的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大?，F(xiàn)代化全自動(dòng)的電氣設(shè)備調(diào)試功能與傳統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的調(diào)試方式相比，有更為先進(jìn)以及顯著的應(yīng)用特征。結(jié)合了現(xiàn)代化高科技數(shù)字信息處理技術(shù)之后的煤礦機(jī)械，其相應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)調(diào)試功能能夠通過(guò)數(shù)字算法全面保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)信息。當(dāng)相關(guān)技術(shù)工作人員檢驗(yàn)微機(jī)型號(hào)煤礦機(jī)械的電氣生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，可以通過(guò)自動(dòng)化調(diào)試的模擬保護(hù)裝置，設(shè)立各種虛擬的調(diào)試環(huán)境［7］。單相實(shí)驗(yàn)法以及三相實(shí)驗(yàn)法都是可以供相關(guān)技術(shù)工作人員選用在模擬調(diào)試設(shè)立過(guò)程當(dāng)中的主要實(shí)驗(yàn)手段。在數(shù)字信息處理技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大的帶動(dòng)和影響下，煤礦機(jī)械電氣設(shè)備的自動(dòng)化調(diào)試操作方式更加簡(jiǎn)單，設(shè)備安全故障的檢修和維護(hù)工作開(kāi)展更加方便。相關(guān)技術(shù)工作人員在調(diào)試過(guò)程當(dāng)中不必再接連復(fù)雜的煤礦機(jī)械設(shè)備電子線路，只需簡(jiǎn)單的兩三個(gè)步驟就可以實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的高效調(diào)試［8］。需要格外注意的是，在自動(dòng)化調(diào)試的單相實(shí)驗(yàn)方法當(dāng)中，兩個(gè)不同相位在調(diào)試過(guò)程之中，幅值的差距應(yīng)當(dāng)盡可能的精準(zhǔn)規(guī)范，相位要保持在180度的恒定差值之上。而在自動(dòng)化調(diào)試的第二種三相實(shí)驗(yàn)方法當(dāng)中，不同相位電流值的輸入在一般情況不會(huì)與單相實(shí)驗(yàn)方法當(dāng)中的數(shù)值差距等同［9］。但不管是哪一種類型的實(shí)驗(yàn)方法，在自動(dòng)調(diào)試過(guò)程之中的應(yīng)用，都能夠?qū)γ旱V機(jī)械電氣設(shè)備的保護(hù)起到顯著的促進(jìn)作用。

3結(jié)論

機(jī)械行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化已經(jīng)成為機(jī)械發(fā)展的主流趨勢(shì)，煤礦開(kāi)采工作對(duì)機(jī)械自動(dòng)化提出了更高要求。電氣系統(tǒng)在其中的應(yīng)用能夠顯著提升生產(chǎn)效率，為工作人員構(gòu)建安全的工作環(huán)境。電氣系統(tǒng)與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，能夠加大監(jiān)控范圍，逐漸引用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，如通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，將各個(gè)分散、獨(dú)立的工作有機(jī)整合到一起，實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)集約化、自動(dòng)化發(fā)展目標(biāo)，從而加快我國(guó)煤礦開(kāi)采事業(yè)發(fā)展進(jìn)程。

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作者:郎建棟 單位:河南省許平煤業(yè)有限公司