滚筒采煤机自动化与智能化控制技术发展及应用

2022-09-11

实现滚筒采煤机的自动化及智能化控制,能够使得采煤机的运行实现全自动化,进而提高整体开采效率,并且降低工作人员的工作量,保证工作人员的人身安全,进而提高煤矿安全生产水平。而在滚筒采煤机自动化及智能化技术运用过程中,关键性问题在于滚筒采煤机的行走位置控制是否同其余的配套设备之间相协同,以做好滚筒采煤机本身工作状况以及故障的监测系统。而其中所包含的关键技术包含多方面的因素,而近几年来,我国关于通信及计算机控制等有关领域快速取得新的突破,而这也从技术层面上促进了产业资本化及智能化关键技术的发展及创新。但是由于采煤机本身应用环境及应用地点的特殊性,而导致滚筒采煤机的自动化及智能化控制面临着较大困难。因此,本文简要探究了滚筒采煤机的自动化及智能化如今的技术现状及未来的发展前景。

1.采煤机自动化及智能化控制关键技术

(1)机载控制计算机技术

作为如今煤矿行业当中所运用的具备有较高现代化及智能化采煤及控制及保护的核心技术,使用机载控制计算机技术,能够实现整体采煤机的自动化运行,并保证运行过程中的可靠性及安全性。而机载控制计算机技术主要是从逻辑及反馈控制方面,以监测及保护整体采煤机设备相关联的温度、压力、负荷及流量等多种因素,同时还能够直接的将图形化人机交互界面以传递给操作人员,以方便操作员统计及分析有关数据,并且将这些数据使用音频、视频及雷达数据的方式显示出来,保证基本控制部分的安全性及可靠性。

而在机载控制计算机技术,对于整体采煤机的核心部分进行控制及保护时,主要的集中控制结构主要为单板机及工板机作为核心,而逐渐的转变为如今具备最高可靠性及拓展能力,同时方便之后运行过程中维修及养护的模块下网络分布式结构。通过将单板机、工控机相结合的集中控制结构同网络分布式结构之间二者相结合,使得整体机载计算机系统能够持续性的工作于具备有较多粉尘,同时潮湿的地下恶劣环境中,并且能够连接到一部分安全型传感器及执行器当中,而获取良好效果,提高整体采煤机设备的适应性及可靠性。

(2)截割高度及行走控制技术

要控制采煤机运行速度及方向的一项最为重要的技术在于截割高度与行走控制技术,通过应用该技术,能够解决如今采煤机实现自动化运行的一大难点。其中几个高度与行走控制技术的核心问题在于自动的识别采煤机的门沿界面,而如今世界各国深入的研究了煤层的自动识别技术,并且尝试了多种互不相同的识别方向,但是如今并没有可靠的开发出一种具备更多可靠性的自动识别技术。在如今采煤机械要自动的调节本身运行速度及方向时,使用的方式主要为记忆截割技术,然而由于该技术不能够正确识别煤层赋层的变化,因此该技术也没有得以广泛的推广及应用。

想要实现采煤机自动化运行解决的另一个难点就在于精确的控制采煤机的姿态、速度及位置,而此时通过将多圈绝对型编码器安装于低速轴上,或是将增量型编码器安装于牵引驱动系统高速轴上,从而能够精确的定位刮板运输机,能够在具备有复杂多变煤层赋层的工作面之上,准确的应用该技术而控制采高。并且能够适应工作面实际的地形状况,而动态的修正产业危机的结构姿态及高度,并且通过计算采煤机的三维空间运行轨迹,而实现液压支架及刮板输送机之间的对接,以顺利的推进工作面。

(3)远程通信及监控技术

要在煤矿开采过程当中,保障煤矿开采人员处于良好工作环境中,将工作人员从具备较高危险性的工作中脱离出来,以机器代替人工进行工作,则必须应用远程通信及监控技术。通过远程的监控巷道控制台及地面调度中心的控制,而通过应用该设备,实时通信数据能够实现这一目的。通过应用该数据,能够将具备有较高宽带的光纤通信无线局域网技术应用于监控通信过程中,但是又由于在工作面之上安装光纤通讯时,有一定的安装的要求,同时不方便后续的维护,但是如果将无线局域网技术用于工作面当中会影响到监控的实验性及可靠性,还需要布置大量接入点等问题,因此想要在滚筒采煤机控制的过程中更好的应用通信及监控技术,还需要不断的完善并解决各项问题。

(4)设备间协同自动化控制技术

进行工作面回采工作,往往需要液压支架、输送机及采煤机等设备协调配合进行开采,在工作面开采进行过程中,要求运输系统、液压支架以及采煤机之间能够实现协调配合,并且能够通过红外发射器或是编码器的位置检测等功能,直接的将关于传煤机的速度及行走速度等在内的数据信息直接的发送到液压支架的控制系统当中,根据液压支架以及刮板输送机所发射出来的信息,而更好的控制采煤机的位置及行走速度。

要更为高效并自动化的实现工作面的回采工作,还要求滚筒采煤机在控制本身行走截割速度的过程当中,考虑到工作面当中所运行的系统所能够承受的负荷状况,进而调节本身的更为速度及行走速度,以保证整个生产系统具备较高生产能力并且还要求采煤机能够根据带式及刮板输送机所传导而来的工作负荷状况,而制定出不同的调节机制,以一定的速度,适应运输系统不同负荷时对于本身速度的要求。

(5)故障诊断与早期预警技术

要减少因为采煤机因为故障而导致停机停产时所带来的经济损失,则要求在采煤机出现故障并停机之后,采取一定的诊断方法,尽可能的减少故障处理时间,此时就必须应用故障诊断及早期预警技术,实现本身系统自身控制模块的控制工作,并且还可以根据通信连接及传感器所传达出来的异常故障状况,利用在线监测系统,查找有关故障数据,尽可能缩短预警故障诊断时间。

2.采煤机控制技术未来发展方向

如今随着以上各项技术不断取得突破,并应用于各行各业当中,采煤机在多项科技的加持之下,不断的朝着智能化、自动化、信息化以及机械一体化的方向快速发展,使得整体采煤基本上特征逐渐的朝着工业机器人的特征方向发展。并能够通过该发展而实现本身的自动控制及编程工作,同时通过将各种自由度的设备安装于采煤机当中,而代替人工操作,完成各项危险任务,使得采煤机本身所具备的普通功能,而逐渐的发展到之后的自动化及智能化于一身的采煤机器人的方向。

通过将人工智能技术应用于采煤机的改造升级过程当中,能够使得采煤机的声传感控制及执行系统具备很高的可靠性、安全性及可维护性,并且通过在这些技术领域中不断的研究探索,促使滚筒采煤机逐渐的朝着更为智能化的方向实现技术飞跃。

3.结束语

在滚筒采煤机操作过程中,驾驶人员具备了较大的劳动强度,同时不具备较高的生产效率。此外在采煤机应急驾驶过程中,操作人员以及本身的设备具备较高安全风险,通过使得采煤机逐渐的朝着自动化及智能化控制技术方向发展,以提高产品本身智能化水平,进而提高工作面的回采效率。同时,以机器的方式代替人工进行劳作,从而尽可能实现煤矿开采过程中的安全生产。

摘要：本文详细的介绍了滚筒采煤机智能化及自动化控制发展过程中所面临的技术难题,并且探讨与其相关联的远程通信与监控、故障诊断、早期预警以及结构高度与行走控制技术的发展现状,并且对比国内外之间滚筒采煤机自动化机智能化控制技术之间所存在的差距,之后还探究了该技术未来的发展方向,以为有关人员提供参考。

关键词：滚筒采煤机,自动化与智能化控制技术,发展,应用