煤礦智能化機(jī)電設(shè)備維護(hù)淺析

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摘要：煤礦智能化開采得益于大量智能化機(jī)電設(shè)備的使用，因此，保證智能化機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行對于安全開采十分重要。通過分析智能化機(jī)電設(shè)備的特點(diǎn)，探討了智能化機(jī)電設(shè)備的維護(hù)要點(diǎn)，可以為智能化開采提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；智能化開采；機(jī)電設(shè)備；運(yùn)行維護(hù)

為了實(shí)現(xiàn)煤礦開采由勞動密集型到技術(shù)密集型的轉(zhuǎn)變，越來越多的煤礦開始推進(jìn)智能化開采。通過采用智能化開采技術(shù)，煤礦的開采效率得到大幅度提高，安全狀況得到了極大的改善。智能化開采技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴于大量智能化機(jī)電設(shè)備的使用，例如智能化液壓支架、智能化采煤機(jī)等[1-3]。智能化開采處于起步階段，經(jīng)驗比較少，導(dǎo)致在開采時智能化機(jī)電設(shè)備故障頻發(fā)，不利于煤礦的安全高效開采。針對這種情況，需要做好智能化機(jī)電設(shè)備的維護(hù)工作。本文分析了煤礦智能化機(jī)電設(shè)備的特點(diǎn)，探討了煤礦智能化機(jī)電設(shè)備的維護(hù)要點(diǎn)。

1煤礦智能化機(jī)電設(shè)備特點(diǎn)分析

煤礦智能化開采的關(guān)鍵在于成套的智能化機(jī)電設(shè)備，而智能化機(jī)電設(shè)備主要是由常規(guī)的設(shè)備加上智能控制系統(tǒng)組成。智能控制系統(tǒng)是機(jī)電設(shè)備智能化的關(guān)鍵，主要由各種精密設(shè)備和系統(tǒng)軟件組成。下面將重點(diǎn)分析煤礦智能化機(jī)電設(shè)備的特點(diǎn)。

1.1硬件特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備相比，智能化機(jī)電設(shè)備使用了較多的控制元件，主要是微處理器、傳感器和控制電機(jī)。微處理器的作用主要是接收傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并形成相應(yīng)的指令發(fā)送給控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)。傳感器的主要作用是采集設(shè)備運(yùn)行過程中的一些狀態(tài)參數(shù)，例如位置、角度等。控制電機(jī)的主要作用是實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的糾正，例如位置調(diào)整[4]。傳感器采集的參數(shù)可為控制電機(jī)的動作提供控制參數(shù)。由此可見，傳感器的數(shù)據(jù)采集精度和控制電機(jī)的靈敏性是智能化開采實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。值得注意的是，傳感器和控制電機(jī)都是弱電設(shè)備，在井下很可能因受到電磁的干擾而存在控制失靈的風(fēng)險。造成這種現(xiàn)象的主要原因是機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行時會產(chǎn)生較大的電磁干擾，從而影響控制信號的傳輸靈敏度。此外，井下粉塵濃度和濕度過高的情況，也會影響傳感器和控制電機(jī)的正常運(yùn)行。

1.2軟件特點(diǎn)

智能化機(jī)電設(shè)備的智能主要體現(xiàn)在設(shè)備中使用了智能化算法。這些算法主要體現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的控制和數(shù)據(jù)采集中。所謂智能化算法就是根據(jù)過去的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而預(yù)測未來的某些狀態(tài)參數(shù)，包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法和混沌算法等。為了更方便地使用這些算法，在一些智能化機(jī)電設(shè)備中都將這些算法集成形成相應(yīng)的軟件。通過設(shè)定軟件上某些參數(shù)，就可實(shí)現(xiàn)對智能化機(jī)電設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制。值得注意的是，由于現(xiàn)場情況比較復(fù)雜，需要學(xué)習(xí)的參數(shù)比較多，這使得某些算法并不能完全滿足井下復(fù)雜的應(yīng)用需求。為了保證機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)控制的實(shí)時性，所使用的微處理器具有較強(qiáng)的處理能力。圖2為智能化開采控制軟件示意圖。

2煤礦智能化機(jī)電設(shè)備維護(hù)要點(diǎn)分析

以上分析了煤礦智能化機(jī)電設(shè)備的主要特點(diǎn)。在日常運(yùn)行過程中，為了保證煤礦智能化機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)。維護(hù)主要可分為硬件維護(hù)和軟件維護(hù)兩方面，下面將對其分別介紹。

2.1硬件維護(hù)要點(diǎn)

在煤礦智能化機(jī)電設(shè)備維護(hù)過程中，要重點(diǎn)維護(hù)智能化控制系統(tǒng)的硬件，主要從以下幾方面出發(fā)：a)監(jiān)測所有傳感器的運(yùn)行情況。在智能化開采過程中，一些傳感器很可能與煤壁發(fā)生碰撞而損壞，少量的傳感器損壞雖然不影響設(shè)備的正常運(yùn)行，但是會影響對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)控制的精度，例如，機(jī)電設(shè)備的某個位置傳感器損壞會導(dǎo)致設(shè)備位置控制出現(xiàn)較大的偏差。一旦發(fā)現(xiàn)傳感器損壞，應(yīng)立即停機(jī)更換，為了保證效果，應(yīng)采用相同型號的傳感器。b)測試控制電機(jī)運(yùn)行的靈敏度情況。要測試電機(jī)接受信號的延遲情況及控制的偏差情況。信號延遲過大時，應(yīng)縮短通信距離或更換通信形式，例如采用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)控制出現(xiàn)較大偏差時，應(yīng)找出原因，通常情況下可能是由于電磁干擾過大和一些設(shè)備使用時間過長而出現(xiàn)了不同程度的損壞。c)測試微處理的抗干擾情況。針對微處理輸出的信號誤碼率較高的情況，要增加電磁信號屏蔽設(shè)施。由于中國煤礦智能化機(jī)電設(shè)備處于開始研發(fā)階段，一些設(shè)備的兼容性還存在一定的問題，在維護(hù)時要充分考慮到這一點(diǎn)。針對這些問題，要持續(xù)改進(jìn)，盡量實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)中國智能化開采的快速發(fā)展。

2.2軟件維護(hù)要點(diǎn)

與硬件維護(hù)相比，軟件維護(hù)要難得多。造成這種現(xiàn)象的主要原因是智能化開采中使用的多是定制軟件，需根據(jù)硬件設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行[5]。智能化機(jī)電設(shè)備軟件的主要功能是根據(jù)周圍情況進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而提出最有利于開采的方案。在進(jìn)行軟件維護(hù)時，要注意以下幾方面：a)檢查軟件的運(yùn)行異常記錄。在一些情況下，軟件會發(fā)生一定的異常，而這些異常都會在生產(chǎn)日志中保存下來，通過這些日志就可以查看軟件存在的缺陷。針對算法出現(xiàn)的缺陷，應(yīng)改進(jìn)算法，以提高算法的穩(wěn)定性。b)檢查軟件運(yùn)行速度。軟件運(yùn)行速度對于控制的實(shí)時性非常重要，軟件運(yùn)行速度越快，越不容易出現(xiàn)誤操作問題。對于軟件運(yùn)行過程中頻繁出現(xiàn)卡頓的問題，需要尋找其主要原因，對于由算法造成的，應(yīng)對代碼進(jìn)行全面優(yōu)化。由于煤礦智能化機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)比較復(fù)雜，一些算法難以進(jìn)行有效學(xué)習(xí)。為此，需要根據(jù)智能化機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況，不斷地調(diào)節(jié)某些參數(shù)，從而使設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最佳。對于設(shè)備故障情況的參數(shù)，要及時校正，以免設(shè)備在故障狀態(tài)下運(yùn)行。考慮到軟件維護(hù)的困難性，工程師在維護(hù)時應(yīng)該逐漸積累經(jīng)驗。

3結(jié)語

隨著智能化時代的到來，越來越多的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了智能化生產(chǎn)，煤炭行業(yè)也不例外。智能化開采的關(guān)鍵在于智能化設(shè)備的使用?？紤]到煤礦井下惡劣的環(huán)境，為了保證智能化機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行，應(yīng)做好智能化機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)工作。與傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備相比，智能化機(jī)電設(shè)備使用了較多的控制元件，主要是控制電機(jī)、傳感器和微處理器。智能化機(jī)電設(shè)備的智能主要體現(xiàn)在設(shè)備中使用了智能化算法。這些算法主要體現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的控制和數(shù)據(jù)采集中。在日常運(yùn)行過程中，為了保證智能化機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行，需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)，主要可分為硬件維護(hù)和軟件維護(hù)兩方面。

參考文獻(xiàn)：

［1］馬國英.煤礦智能化開采技術(shù)質(zhì)量研究［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2021，41(12)：177-178.

［2］宋文杰.煤礦智能化開采技術(shù)現(xiàn)狀及展望［J］.低碳世界，2021，11(6)：93-94.

［3］馮家良.煤礦智能化開采關(guān)鍵核心技術(shù)分析［J］.當(dāng)代化工研究，2021(10)：17-18.

［4］王國亮.煤礦自動化智能化開采體系研究［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2021，41(9)：97-98.

［5］徐國強(qiáng).智能化開采要補(bǔ)上“短板”［N］.中國煤炭報，2021-04-15(3).

作者:王世杰 單位:華陽新材料科技集團(tuán)有限公司二礦