機電一體化產(chǎn)品在平頂山天安煤業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
摘要：機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。對煤礦機電一體化技術(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；機電一體化；技術(shù)；應(yīng)用；趨勢
1 概述
平頂山天安煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司（以下簡稱平煤）位于我國中部，煤炭品種主要有1/3 焦煤、焦煤及肥煤。煤炭產(chǎn)品主要有動力煤和精煤兩大類。隨著機電一體化在平煤的快速發(fā)展，它對煤炭系統(tǒng)產(chǎn)生了很大沖擊，采用機電一體化產(chǎn)品將大大改善煤礦生產(chǎn)的勞動強度、工作環(huán)境及安全系數(shù)，同時在降低能耗、保證安全生產(chǎn)方面也實現(xiàn)了特定價值。平煤的機電一體化技術(shù)始于20 世紀(jì)80年代后期，采煤機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。作為國有大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)，平煤的煤炭生產(chǎn)是以數(shù)百、數(shù)千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此需采用大量的機電設(shè)備才能實現(xiàn)這一目標(biāo)，而機電一體化技術(shù)順應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，顯示了強大的生命力。
2 煤礦機電一體化產(chǎn)品在平煤礦山的應(yīng)用2.1 機電一體化技術(shù)在平煤提升機中的應(yīng)用機電一體化是集機械技術(shù)、微電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(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。
機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(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。
礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機。伴隨著機電一體化平煤建設(shè)中的迅猛發(fā)展，也推動了煤礦建設(shè)和生產(chǎn)的全面技術(shù)改造，巷道運輸也朝著大功率、大運量、長距離全自動化發(fā)展，CST 技術(shù)具有起動能力優(yōu)良、可控停車能力強、多驅(qū)點功率之間平衡，對過載能力的響應(yīng)時間短，驗帶速度運行時間無限，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，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)得到了實際應(yīng)用。尤其是內(nèi)裝式提升機，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動合為一體，機械結(jié)構(gòu)大大簡化，充分體現(xiàn)了機械—電力電子—計算機—自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，該設(shè)備具有運行效率高，操作簡單方便，維護(hù)量小，使用人員少，生產(chǎn)能力強，能耗低，對系統(tǒng)可實現(xiàn)安全分級保密，標(biāo)準(zhǔn)的PLC 控制，清晰可見的用戶界面，帶有操作員接口的預(yù)防性監(jiān)測和保護(hù)系統(tǒng)等優(yōu)點。選用CST 后，不但可以解決潛在動力學(xué)問題，而且可以降低膠帶規(guī)格，電機功率和結(jié)構(gòu)費用補償在驅(qū)動裝置上費用的增加，將使用膠帶機運行費用大幅降低。
2.2 機電一體化技術(shù)在礦井中的應(yīng)用以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于礦井自動化系統(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)場總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計更加有針對性，對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。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)控方式的全部優(yōu)點外，還利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的Profibus 網(wǎng)絡(luò)作為井下膠帶機控制系統(tǒng)的底層網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)膠帶機及相關(guān)設(shè)備的實時控制及信號采集。同時通過網(wǎng)關(guān)接入工業(yè)以太網(wǎng)，實現(xiàn)和地面調(diào)度指揮中心的控制中心工作站的連接通信，實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制。
2.3 機電一體化技術(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、皮帶機、振動篩、破碎機等設(shè)備，在運行中有著極為重要的地位，一旦不能正常工作，發(fā)電就會受到影響。為了保證輸煤系統(tǒng)的正常、可靠運行，該系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：供煤時，各設(shè)備的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制；各設(shè)備啟動和停止過程中，要合理設(shè)置時間間隔（延時）。為此，輸煤系統(tǒng)控制不但要滿足日常運行、檢修、故障處理等需要。還要具備3 種控制模式，就地手動控制、就地自動控制和遠(yuǎn)程自動控制。能夠采用就地自動控制方式時，通過就地開�？刂破鞯闹噶钶斎�，自動啟動或停止各臺電機。采用遠(yuǎn)程自動控制方式時，通過傳輸線路接收控制中心的控制指令，自動啟動或停止各臺電機。近年來，機電一體化技術(shù)在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，平頂山天安煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司十三礦機、爐、電、化、燃全部實現(xiàn)DCS 及PLC 程控操作和工業(yè)電視監(jiān)控，極大地提高了機組的安全經(jīng)濟(jì)運行的質(zhì)量，又提高了工作效率，同時高科技含量的配置也給企業(yè)帶來了良好的經(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 煤礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢作為現(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電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點，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。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強度，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)效益和社會效益。但是，隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動化技術(shù)的飛快發(fā)展，信息流成為機電一體化的主要特色。其產(chǎn)品實現(xiàn)了自動化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
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