机电一体化产品在平顶山天安煤业生产中的应用
摘要：机电一体化技术和产品的发展，是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。对煤矿机电一体化技术在平顶山天安煤业集团股份有限公司的应用进行探讨。
关键词：煤矿；机电一体化；技术；应用；趋势
1 概述
平顶山天安煤业集团股份有限公司（以下简称平煤）位于我国中部，煤炭品种主要有1/3 焦煤、焦煤及肥煤。煤炭产品主要有动力煤和精煤两大类。随着机电一体化在平煤的快速发展，它对煤炭系统产生了很大冲击，采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数，同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定价值。平煤的机电一体化技术始于20 世纪80年代后期，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。进入21 世纪后，平煤煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。作为国有大型煤炭生产企业，平煤的煤炭生产是以数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面，因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律，显示了强大的生命力。
2 煤矿机电一体化产品在平煤矿山的应用2.1 机电一体化技术在平煤提升机中的应用机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。
机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构、材料、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。
矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备，全数字化交直流提升机。伴随着机电一体化平煤建设中的迅猛发展，也推动了煤矿建设和生产的全面技术改造，巷道运输也朝着大功率、大运量、长距离全自动化发展，CST 技术具有起动能力优良、可控停车能力强、多驱点功率之间平衡，对过载能力的响应时间短，验带速度运行时间无限，CST 安装在低速轴，充分的电脑控制，监控参数可进入“装置网”（Devicenet）等优点，在煤矿特别是在平顶山天安煤业集团股份有限公司十三矿主提升系统得到了实际应用。尤其是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一体，机械结构大大简化，充分体现了机械—电力电子—计算机—自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，此外，该设备具有运行效率高，操作简单方便，维护量小，使用人员少，生产能力强，能耗低，对系统可实现安全分级保密，标准的PLC 控制，清晰可见的用户界面，带有操作员接口的预防性监测和保护系统等优点。选用CST 后，不但可以解决潜在动力学问题，而且可以降低胶带规格，电机功率和结构费用补偿在驱动装置上费用的`增加，将使用胶带机运行费用大幅降低。
2.2 机电一体化技术在矿井中的应用以太网、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于矿井自动化系统中，这些都为网络控制系统应用于煤矿系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。平煤十三矿在煤炭生产中，采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还利用网络结构中的Profibus 网络作为井下胶带机控制系统的底层网络，实现胶带机及相关设备的实时控制及信号采集。同时通过网关接入工业以太网，实现和地面调度指挥中心的控制中心工作站的连接通信，实现远程集中控制。
2.3 机电一体化技术在输煤系统中的应用输煤系统控制：输煤系统有2 条输煤线，包括给煤机、皮带机、振动筛、破碎机等设备，在运行中有着极为重要的地位，一旦不能正常工作，发电就会受到影响。为了保证输煤系统的正常、可靠运行，该系统应满足以下要求：供煤时，各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序，即对各设备进行联锁控制；各设备启动和停止过程中，要合理设置时间间隔（延时）。为此，输煤系统控制不但要满足日常运行、检修、故障处理等需要。还要具备3 种控制模式，就地手动控制、就地自动控制和远程自动控制。能够采用就地自动控制方式时，通过就地开停控制器的指令输入，自动启动或停止各台电机。采用远程自动控制方式时，通过传输线路接收控制中心的控制指令，自动启动或停止各台电机。近年来，机电一体化技术在输煤系统中的应用越来越广泛，平顶山天安煤业集团股份有限公司十三矿机、炉、电、化、燃全部实现DCS 及PLC 程控操作和工业电视监控，极大地提高了机组的安全经济运行的质量，又提高了工作效率，同时高科技含量的配置也给企业带来了良好的经济效益，因此拥有先进的程控化输煤系统显得尤为重要。
3 煤矿机电一体化技术应用的发展趋势作为现代化企业，平顶山天安煤业集团股份有限公司十三矿的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力，创造了巨大的经济效益和社会效益。但是，随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展，信息流成为机电一体化的主要特色。其产品实现了自动化、数字化、智能化，在性能和功能方面均实现了质的飞跃。
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