论文部分内容阅读
摘要：本文对矿山大型机电设备协同控制进行了分析，阐述了矿山大型机电系统的分类，对矿山大型机电设备能耗进行了研究，探讨了矿山大型机电设备协同控制的系统设计，最后总结了矿山大型机电设备协同控制的重点及要点，旨在对矿山大型机电设备进行协同控制，降低矿山大型机电设备的能耗，提高矿山大型机电设备的效率。
关键词：矿山；大型机电设备；协同控制
一、矿山大型机电设备概述
1）矿山系统及矿山设备分类。
矿山系统是一个十分复杂的系统，而且矿山的设备特别多，每个矿山系统内的大型机电设备在运行时都存在很大的差异，这个差异主要表现在能耗上。矿山系统的分类依据是能量耗散强度，根据不同的能量耗散强度，矿山系统分为：采掘、运输、提升、压风、排水、通风六大矿山系统。
2）影响矿山大型机电设备能耗的因素。
由于煤矿生产系统的环境十分复杂，所以矿山大型机电设备能耗的影响因素非常多，矿山的地质、地形条件、开采的深度等自然环境因素与人员管理方案、采掘技术方案等生产管理都会严重的影响矿山大型机电设备能耗。本文研究的主题是矿山大型机电设备的协同控制，所以在影响矿山大型机电设备能耗的众多因素中重点关注生产管理这一方面。
3）矿山大型机电设备能耗分析。
在生产煤矿时，矿山的六大子系统中的机电设备都处于并联作工，并联作工就是说所有的机电设备为流水线的工作状态，此时计算矿上系统中各个子系统的能耗，再计算矿山系统中多台机电设备协同运行时的耗能。通过相关计算可知，在总负荷一定的时候，每一台机电设备的工作状态都处于最佳，能够在一定程度上减少能耗。但是矿山系统是一个十分复杂的系统，矿山系统协同工作的影响因素非常多，在实际的煤矿生产中非常难实现矿山大型机电设备的协同控制，所以矿山大型机电设备难以同时保持最佳工作状态。
二、矿山大型机电设备协同控制系统设计
1）矿山大型机电设备协同控制系统。
矿山大型机电设备系统控制系统以物联网为核心，融合了大量的数据建立而成的。矿山大型机电设备协同控制系统比较复杂，具体构架如下图所示。矿山大型机电设备系统控制系统中存在一个物联网感知层，在这个感知层中主要是采用本安液压变送器检测煤矿生产设备中的采煤機、提升机等设备中的油箱。同时采用温度变送器对抗煤矿生产设备中的空压机、带式传输机等设备的控制面板机械能温度检测。另外，还会应用速度传感器、风压变送器、瓦斯传感器等对煤矿开采的设备和矿山系统的各个子系统进行检测。
2）物联网传输层。
矿山大型机电设备协同控制系统中的互联网传输层的核心是防爆工业太网，在利用无线网络信号为依托组成网络构架。然后调制解调器就能通过网络连接接收到实际数据，再将接收到的数据转换为数据包，然后通过网络转发数据包，这样服务器就能从网络上接受数据包，再通过无线网络信号将最终的数据发送到应用层上位机。
3）优化系统运行，实现协同工作。
在矿山大型机电设备系统控制系统中，物联网应用层的服务器与交换机相连接，两者连接之后通过OPC接口对矿山大型机电设备的数据进行收集整理、分析。在矿山大型机电设备系统控制系统中的上位机，应用了组态软件将矿山大型机电设备系统控制系统中的应用层分为了三个大的模块，这三个模块为：数据分析模块、数据存储模块、数据与测控制模块，应用相应的软件对这三个模块进行管理控制。
优化矿山大型机电设备系统控制系统时，根据矿山大型机电设备的实际运行状态建立了一个矿山大型机电设备运行模式库，然后在矿山大型机电设备运行模式库中预测矿山大型机电设备的运行状态，以此为依据对矿山大型机电设备系统进行优化。矿山大型机电设备运行模式库中的具体参数，是矿山大型机电设备系统控制系统中上位机通过网络接收到了数据。通过对这些数据的收集。整理分析能够计算出煤矿开采中的最优吨煤具体能耗，然后根据煤矿开采的实际情况调整矿山大型机电设备的工作状态，使矿山大型机电设备的运行状态控制在最优吨煤的范围之内，实现协同工作。这样就能在一定程度上提高矿山大型机电设备系统控制系统的效率，同时还能够在一定程度上降低能耗。
三、矿山大型机电设备协同控制的优势
由于矿山系统比较复杂，矿山大型机电设备的应用也十分广泛，如果不能实现矿山大型机电设备协同控制，就不能有效的控制矿山大型机电设备的能耗。不仅会增加煤矿开采的成本，还会在一定程度上造成能源的浪费。由于，矿山大型机电设备的能耗的影响因素很多，所以很难控制矿山大型机电设备的能耗。但是协同控制的方式能够保证矿山大型机电设备在煤矿系统的各个子系统中工作时，保持矿山大型机电设备处于最佳的工作状态，从而在最大程度上减小了矿山大型机电设备的能耗。根据相关资料和大量的实践表明，在对矿山大型机电设备进行协同控制后，矿山系统的各个子系统的能耗都会在一定程度上降低（表1），由此可知，矿山大型机电设备控制是目前控制能耗的最佳方式。
四、总结
综上所述，影响矿山大型机电设备能耗的因素非常多，这是因为矿山系统十分复杂，煤矿开采的环境也比较复杂。所以控制矿山大型机电设备能耗一直都比较困难。本文研究了矿山大型机电设备协同控制，通过研究发现协同控制能够让矿山大型机电设备再工作是同时保持最佳的工作状态，从而十分有效的控制了矿山大型机电设备的能耗。
参考文献：
[1]李敬兆，高之翔，杨大禹，张晓明，万露，方泉.矿山大型机电设备协同控制[J].工矿自动化，2017，03：1519.
[2]刘普华，盛忠民.矿山大型机械构件磨损的修复技术研究[J].科技创新与应用，2016，05：94.
[3]施毅.变频控制技术在矿山机电设备中的应用[J].通讯世界，2016，05：255256.
[4]罗书豪，李小川.我国煤矿机电设备变频节能技术的应用现状[J].中国高新技术企业，2008，17：8990.
[5]侯崇元.矿山机电运输常见事故原因分析及对策[J].科技与企业，2013，16：321.
关键词：矿山；大型机电设备；协同控制
一、矿山大型机电设备概述
1）矿山系统及矿山设备分类。
矿山系统是一个十分复杂的系统，而且矿山的设备特别多，每个矿山系统内的大型机电设备在运行时都存在很大的差异，这个差异主要表现在能耗上。矿山系统的分类依据是能量耗散强度，根据不同的能量耗散强度，矿山系统分为：采掘、运输、提升、压风、排水、通风六大矿山系统。
2）影响矿山大型机电设备能耗的因素。
由于煤矿生产系统的环境十分复杂，所以矿山大型机电设备能耗的影响因素非常多，矿山的地质、地形条件、开采的深度等自然环境因素与人员管理方案、采掘技术方案等生产管理都会严重的影响矿山大型机电设备能耗。本文研究的主题是矿山大型机电设备的协同控制，所以在影响矿山大型机电设备能耗的众多因素中重点关注生产管理这一方面。
3）矿山大型机电设备能耗分析。
在生产煤矿时，矿山的六大子系统中的机电设备都处于并联作工，并联作工就是说所有的机电设备为流水线的工作状态，此时计算矿上系统中各个子系统的能耗，再计算矿山系统中多台机电设备协同运行时的耗能。通过相关计算可知，在总负荷一定的时候，每一台机电设备的工作状态都处于最佳，能够在一定程度上减少能耗。但是矿山系统是一个十分复杂的系统，矿山系统协同工作的影响因素非常多，在实际的煤矿生产中非常难实现矿山大型机电设备的协同控制，所以矿山大型机电设备难以同时保持最佳工作状态。
二、矿山大型机电设备协同控制系统设计
1）矿山大型机电设备协同控制系统。
矿山大型机电设备系统控制系统以物联网为核心，融合了大量的数据建立而成的。矿山大型机电设备协同控制系统比较复杂，具体构架如下图所示。矿山大型机电设备系统控制系统中存在一个物联网感知层，在这个感知层中主要是采用本安液压变送器检测煤矿生产设备中的采煤機、提升机等设备中的油箱。同时采用温度变送器对抗煤矿生产设备中的空压机、带式传输机等设备的控制面板机械能温度检测。另外，还会应用速度传感器、风压变送器、瓦斯传感器等对煤矿开采的设备和矿山系统的各个子系统进行检测。
2）物联网传输层。
矿山大型机电设备协同控制系统中的互联网传输层的核心是防爆工业太网，在利用无线网络信号为依托组成网络构架。然后调制解调器就能通过网络连接接收到实际数据，再将接收到的数据转换为数据包，然后通过网络转发数据包，这样服务器就能从网络上接受数据包，再通过无线网络信号将最终的数据发送到应用层上位机。
3）优化系统运行，实现协同工作。
在矿山大型机电设备系统控制系统中，物联网应用层的服务器与交换机相连接，两者连接之后通过OPC接口对矿山大型机电设备的数据进行收集整理、分析。在矿山大型机电设备系统控制系统中的上位机，应用了组态软件将矿山大型机电设备系统控制系统中的应用层分为了三个大的模块，这三个模块为：数据分析模块、数据存储模块、数据与测控制模块，应用相应的软件对这三个模块进行管理控制。
优化矿山大型机电设备系统控制系统时，根据矿山大型机电设备的实际运行状态建立了一个矿山大型机电设备运行模式库，然后在矿山大型机电设备运行模式库中预测矿山大型机电设备的运行状态，以此为依据对矿山大型机电设备系统进行优化。矿山大型机电设备运行模式库中的具体参数，是矿山大型机电设备系统控制系统中上位机通过网络接收到了数据。通过对这些数据的收集。整理分析能够计算出煤矿开采中的最优吨煤具体能耗，然后根据煤矿开采的实际情况调整矿山大型机电设备的工作状态，使矿山大型机电设备的运行状态控制在最优吨煤的范围之内，实现协同工作。这样就能在一定程度上提高矿山大型机电设备系统控制系统的效率，同时还能够在一定程度上降低能耗。
三、矿山大型机电设备协同控制的优势
由于矿山系统比较复杂，矿山大型机电设备的应用也十分广泛，如果不能实现矿山大型机电设备协同控制，就不能有效的控制矿山大型机电设备的能耗。不仅会增加煤矿开采的成本，还会在一定程度上造成能源的浪费。由于，矿山大型机电设备的能耗的影响因素很多，所以很难控制矿山大型机电设备的能耗。但是协同控制的方式能够保证矿山大型机电设备在煤矿系统的各个子系统中工作时，保持矿山大型机电设备处于最佳的工作状态，从而在最大程度上减小了矿山大型机电设备的能耗。根据相关资料和大量的实践表明，在对矿山大型机电设备进行协同控制后，矿山系统的各个子系统的能耗都会在一定程度上降低（表1），由此可知，矿山大型机电设备控制是目前控制能耗的最佳方式。
四、总结
综上所述，影响矿山大型机电设备能耗的因素非常多，这是因为矿山系统十分复杂，煤矿开采的环境也比较复杂。所以控制矿山大型机电设备能耗一直都比较困难。本文研究了矿山大型机电设备协同控制，通过研究发现协同控制能够让矿山大型机电设备再工作是同时保持最佳的工作状态，从而十分有效的控制了矿山大型机电设备的能耗。
参考文献：
[1]李敬兆，高之翔，杨大禹，张晓明，万露，方泉.矿山大型机电设备协同控制[J].工矿自动化，2017，03：1519.
[2]刘普华，盛忠民.矿山大型机械构件磨损的修复技术研究[J].科技创新与应用，2016，05：94.
[3]施毅.变频控制技术在矿山机电设备中的应用[J].通讯世界，2016，05：255256.
[4]罗书豪，李小川.我国煤矿机电设备变频节能技术的应用现状[J].中国高新技术企业，2008，17：8990.
[5]侯崇元.矿山机电运输常见事故原因分析及对策[J].科技与企业，2013，16：321.