機(jī)電一體化產(chǎn)品在平頂山天安煤業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
摘要：機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在平頂山天安煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司的應(yīng)用進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用；趨勢(shì)
1 概述
平頂山天安煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱平煤）位于我國(guó)中部，煤炭品種主要有1/3 焦煤、焦煤及肥煤。煤炭產(chǎn)品主要有動(dòng)力煤和精煤兩大類。隨著機(jī)電一體化在平煤的快速發(fā)展，它對(duì)煤炭系統(tǒng)產(chǎn)生了很大沖擊，采用機(jī)電一體化產(chǎn)品將大大改善煤礦生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度、工作環(huán)境及安全系數(shù)，同時(shí)在降低能耗、保證安全生產(chǎn)方面也實(shí)現(xiàn)了特定價(jià)值。平煤的機(jī)電一體化技術(shù)始于20 世紀(jì)80年代后期，采煤機(jī)已由液壓牽引向電牽引發(fā)展。進(jìn)入21 世紀(jì)后，平煤煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域均有重大突破，在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控、大型固定設(shè)備的后備保護(hù)等方面已取得了喜人的成績(jī)。作為國(guó)有大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)，平煤的煤炭生產(chǎn)是以數(shù)百、數(shù)千萬(wàn)噸煤炭從地層深處采掘、運(yùn)送到地面，因此需采用大量的機(jī)電設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，而機(jī)電一體化技術(shù)順應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，顯示了強(qiáng)大的生命力。
2 煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品在平煤礦山的應(yīng)用2.1 機(jī)電一體化技術(shù)在平煤提升機(jī)中的應(yīng)用機(jī)電一體化是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、接口技術(shù)、軟件編程技術(shù)等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、材料、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
礦井提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動(dòng)化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機(jī)。伴隨著機(jī)電一體化平煤建設(shè)中的迅猛發(fā)展，也推動(dòng)了煤礦建設(shè)和生產(chǎn)的全面技術(shù)改造，巷道運(yùn)輸也朝著大功率、大運(yùn)量、長(zhǎng)距離全自動(dòng)化發(fā)展，CST 技術(shù)具有起動(dòng)能力優(yōu)良、可控停車能力強(qiáng)、多驅(qū)點(diǎn)功率之間平衡，對(duì)過(guò)載能力的響應(yīng)時(shí)間短，驗(yàn)帶速度運(yùn)行時(shí)間無(wú)限，CST 安裝在低速軸，充分的電腦控制，監(jiān)控參數(shù)可進(jìn)入“裝置網(wǎng)”（Devicenet）等優(yōu)點(diǎn)，在煤礦特別是在平頂山天安煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司十三礦主提升系統(tǒng)得到了實(shí)際應(yīng)用。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，充分體現(xiàn)了機(jī)械—電力電子—計(jì)算機(jī)—自動(dòng)控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，大大簡(jiǎn)化了電器安裝，此外，該設(shè)備具有運(yùn)行效率高，操作簡(jiǎn)單方便，維護(hù)量小，使用人員少，生產(chǎn)能力強(qiáng)，能耗低，對(duì)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)安全分級(jí)保密，標(biāo)準(zhǔn)的PLC 控制，清晰可見(jiàn)的用戶界面，帶有操作員接口的預(yù)防性監(jiān)測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。選用CST 后，不但可以解決潛在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，而且可以降低膠帶規(guī)格，電機(jī)功率和結(jié)構(gòu)費(fèi)用補(bǔ)償在驅(qū)動(dòng)裝置上費(fèi)用的`增加，將使用膠帶機(jī)運(yùn)行費(fèi)用大幅降低。
2.2 機(jī)電一體化技術(shù)在礦井中的應(yīng)用以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于礦井自動(dòng)化系統(tǒng)中，這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。平煤十三礦在煤炭生產(chǎn)中，采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的Profibus 網(wǎng)絡(luò)作為井下膠帶機(jī)控制系統(tǒng)的底層網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)及相關(guān)設(shè)備的實(shí)時(shí)控制及信號(hào)采集。同時(shí)通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入工業(yè)以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)和地面調(diào)度指揮中心的控制中心工作站的連接通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制。
2.3 機(jī)電一體化技術(shù)在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用輸煤系統(tǒng)控制：輸煤系統(tǒng)有2 條輸煤線，包括給煤機(jī)、皮帶機(jī)、振動(dòng)篩、破碎機(jī)等設(shè)備，在運(yùn)行中有著極為重要的地位，一旦不能正常工作，發(fā)電就會(huì)受到影響。為了保證輸煤系統(tǒng)的正常、可靠運(yùn)行，該系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：供煤時(shí)，各設(shè)備的啟動(dòng)、停止必須遵循特定的順序，即對(duì)各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制；各設(shè)備啟動(dòng)和停止過(guò)程中，要合理設(shè)置時(shí)間間隔（延時(shí)）。為此，輸煤系統(tǒng)控制不但要滿足日常運(yùn)行、檢修、故障處理等需要。還要具備3 種控制模式，就地手動(dòng)控制、就地自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。能夠采用就地自動(dòng)控制方式時(shí)，通過(guò)就地開(kāi)�？刂破鞯闹噶钶斎�，自動(dòng)啟動(dòng)或停止各臺(tái)電機(jī)。采用遠(yuǎn)程自動(dòng)控制方式時(shí)，通過(guò)傳輸線路接收控制中心的控制指令，自動(dòng)啟動(dòng)或停止各臺(tái)電機(jī)。近年來(lái)，機(jī)電一體化技術(shù)在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，平頂山天安煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司十三礦機(jī)、爐、電、化、燃全部實(shí)現(xiàn)DCS 及PLC 程控操作和工業(yè)電視監(jiān)控，極大地提高了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量，又提高了工作效率，同時(shí)高科技含量的配置也給企業(yè)帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益，因此擁有先進(jìn)的程控化輸煤系統(tǒng)顯得尤為重要。
3 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)作為現(xiàn)代化企業(yè)，平頂山天安煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司十三礦的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn)，以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。這些設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛快發(fā)展，信息流成為機(jī)電一體化的主要特色。其產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
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