煤礦智能化機電設備維護淺析

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

關鍵詞：煤礦開采；智能化開采；機電設備；運行維護

為了實現(xiàn)煤礦開采由勞動密集型到技術密集型的轉變，越來越多的煤礦開始推進智能化開采。通過采用智能化開采技術，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。智能化開采技術的實現(xiàn)依賴于大量智能化機電設備的使用，例如智能化液壓支架、智能化采煤機等[1-3]。智能化開采處于起步階段，經(jīng)驗比較少，導致在開采時智能化機電設備故障頻發(fā)，不利于煤礦的安全高效開采。針對這種情況，需要做好智能化機電設備的維護工作。本文分析了煤礦智能化機電設備的特點，探討了煤礦智能化機電設備的維護要點。

1煤礦智能化機電設備特點分析

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

1.1硬件特點

與傳統(tǒng)的機電設備相比，智能化機電設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。微處理器的作用主要是接收傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并形成相應的指令發(fā)送給控制電機來實現(xiàn)對機電設備運行狀態(tài)的調節(jié)。傳感器的主要作用是采集設備運行過程中的一些狀態(tài)參數(shù)，例如位置、角度等。控制電機的主要作用是實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的糾正，例如位置調整[4]。傳感器采集的參數(shù)可為控制電機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的靈敏性是智能化開采實現(xiàn)的關鍵。值得注意的是，傳感器和控制電機都是弱電設備，在井下很可能因受到電磁的干擾而存在控制失靈的風險。造成這種現(xiàn)象的主要原因是機電設備在運行時會產(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的正常運行。

1.2軟件特點

智能化機電設備的智能主要體現(xiàn)在設備中使用了智能化算法。這些算法主要體現(xiàn)在設備運行狀態(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)進行學習，從而預測未來的某些狀態(tài)參數(shù)，包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法、模糊算法和混沌算法等。為了更方便地使用這些算法，在一些智能化機電設備中都將這些算法集成形成相應的軟件。通過設定軟件上某些參數(shù)，就可實現(xiàn)對智能化機電設備狀態(tài)參數(shù)的調節(jié)和控制。值得注意的是，由于現(xiàn)場情況比較復雜，需要學習的參數(shù)比較多，這使得某些算法并不能完全滿足井下復雜的應用需求。為了保證機電設備運行狀態(tài)控制的實時性，所使用的微處理器具有較強的處理能力。圖2為智能化開采控制軟件示意圖。

2煤礦智能化機電設備維護要點分析

以上分析了煤礦智能化機電設備的主要特點。在日常運行過程中，為了保證煤礦智能化機電設備的正常運行，需要根據(jù)實際情況進行相應維護。維護主要可分為硬件維護和軟件維護兩方面，下面將對其分別介紹。

2.1硬件維護要點

在煤礦智能化機電設備維護過程中，要重點維護智能化控制系統(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備的正常運行，但是會影響對設備運行狀態(tài)控制的精度，例如，機電設備的某個位置傳感器損壞會導致設備位置控制出現(xiàn)較大的偏差。一旦發(fā)現(xiàn)傳感器損壞，應立即停機更換，為了保證效果，應采用相同型號的傳感器。b)測試控制電機運行的靈敏度情況。要測試電機接受信號的延遲情況及控制的偏差情況。信號延遲過大時，應縮短通信距離或更換通信形式，例如采用光纖進行數(shù)據(jù)傳輸。當控制出現(xiàn)較大偏差時，應找出原因，通常情況下可能是由于電磁干擾過大和一些設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施。由于中國煤礦智能化機電設備處于開始研發(fā)階段，一些設備的兼容性還存在一定的問題，在維護時要充分考慮到這一點。針對這些問題，要持續(xù)改進，盡量實現(xiàn)標準化，以實現(xiàn)中國智能化開采的快速發(fā)展。

2.2軟件維護要點

與硬件維護相比，軟件維護要難得多。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)硬件設備運行情況進行調試運行[5]。智能化機電設備軟件的主要功能是根據(jù)周圍情況進行學習，從而提出最有利于開采的方案。在進行軟件維護時，要注意以下幾方面：a)檢查軟件的運行異常記錄。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，應改進算法，以提高算法的穩(wěn)定性。b)檢查軟件運行速度。軟件運行速度對于控制的實時性非常重要，軟件運行速度越快，越不容易出現(xiàn)誤操作問題。對于軟件運行過程中頻繁出現(xiàn)卡頓的問題，需要尋找其主要原因，對于由算法造成的，應對代碼進行全面優(yōu)化。由于煤礦智能化機電設備的運行狀態(tài)比較復雜，一些算法難以進行有效學習。為此，需要根據(jù)智能化機電設備運行的實際情況，不斷地調節(jié)某些參數(shù)，從而使設備運行狀態(tài)達到最佳。對于設備故障情況的參數(shù)，要及時校正，以免設備在故障狀態(tài)下運行。考慮到軟件維護的困難性，工程師在維護時應該逐漸積累經(jīng)驗。

3結語

隨著智能化時代的到來，越來越多的領域實現(xiàn)了智能化生產(chǎn)，煤炭行業(yè)也不例外。智能化開采的關鍵在于智能化設備的使用。考慮到煤礦井下惡劣的環(huán)境，為了保證智能化機電設備的正常運行，應做好智能化機電設備的運行維護工作。與傳統(tǒng)機電設備相比，智能化機電設備使用了較多的控制元件，主要是控制電機、傳感器和微處理器。智能化機電設備的智能主要體現(xiàn)在設備中使用了智能化算法。這些算法主要體現(xiàn)在設備運行狀態(tài)的控制和數(shù)據(jù)采集中。在日常運行過程中，為了保證智能化機電設備的正常運行，需根據(jù)實際情況進行相應維護，主要可分為硬件維護和軟件維護兩方面。

參考文獻：

［1］馬國英.煤礦智能化開采技術質量研究［J］.中國石油和化工標準與質量，2021，41(12)：177-178.

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

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

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

［5］徐國強.智能化開采要補上“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有限公司二礦