电气自动化在智慧矿山中应用与推广

电气自动化在智慧矿山中应用与推广

孙宇辰 兰浩然 刘振江

内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古 包头 014080

摘要：矿山行业的不断进步，无人值守和计算机辅助制造(CAM)综合办公自动化(OA)(例如:门禁系统、资讯科技稽核)过程控制与自动化仪器仪表人工智能技术。自动化技术的进步推动了矿山生产的飞速发展，尤其是在石油、化工、冶金、轻工业等行业，由于采用智能传感器和集中控制装置，促进了连续生产过程自动化的发展。

关键词：电气自动化；智慧矿山；应用

1 引言

随着科技的快速发展，技术的不断进步，基础设施得到了更好的发展。智慧矿山理论为矿山建设提供了技术支持，确保矿山经济得到了巨大的进步。在建设智慧矿山的过程中应用电气自动化技术，加强智慧矿山的建设。目前，在智慧矿山的建设中，缺乏专业的技术，重视硬件设施的建设，而缺乏对软件工程的开发。本文根据智慧矿山的建设，利用电气自动化技术来建设智慧矿山建设中的电气设备发展，利用FCS等相关技术对智慧矿山进行完善，不断提高社会经济发展。

2 自动化系统简介

　　自动化系统，是指完全依靠自动化技术进行机械设备的操纵，从而确保整个系统正常运行的系统。自动化系统是一门多学科领域综合性运用的先进系统。从广义范围上来说，自动化也包括了人工智能化的再现以及模仿等，现阶段，自动化系统在工业、农业、矿业、物流业以及医疗行业等多个领域都得到了广泛的应用，通过自动化系统的应用，不仅能够显著提升机械生产的效率，还能够解放人们的双手，减轻人们的工作强度，对基层工作人员提供更为强大的安全保障。同时，通过自动化系统的建立，能够减少能源资源的消耗，落实节能减排的发展目标。因此可以说，自动化系统的应用和普及对于促进社会科学技术的进步，加强人们对于世界的改变能力有着重要的意义。

3 电气自动化技术的优势

第一，提升企业工作效率在新形势下，电气自动化技术的发展已经成为推动社会进步的重要标志和提高企业生产力的核心动力，大大地提高了生产效率和生产质量，实现了资源的优化利用。在传统的矿山生产过程中，需要花费大量的时间和劳动力，生产成本较高，生产效率低下，但随着电气自动化技术的发展，越来越先进的技术和设备投入使用，带来连续化的采矿选矿工艺流程，越来越多地减少人工干预，在生产效率与质量得到提高的同时，有效降低了劳动力成本支出。

第二，提高矿山作业的安全性，每年全国各类安全生产事故频发，矿山行业作为传统的高危行业，生产安全问题一直是矿山企业各项工作的重中之重。矿业开采是一个劳动型产业,传统的地下矿山开采要通过大量人力在井下作业来完成，危险性大，不确定因素多，但随着电气自动化在矿山行业的广泛采用,越来越多的机械化运作取代了人力，少数自动化程度的矿山企业已经可以做到地下无人开采，既提高了开采效率，又降低了安全事故风险，使作业安全性得到大幅度提升。

4 智慧矿山的发展现状

4.1 缺乏合理的规划与设计

在智慧矿山的建设过程中，由于缺乏合理的规划与设计，在建设过程中，缺乏严格的标准、部分厂家利用这一缺陷，进行无序竞争，对智慧矿山的健康发展产生了抑制。

4.2 缺乏专业之间的互动

智慧矿山的重点在于矿山信息化，在建设过程中，缺乏结合实际，与多种学科之间进行交叉分析，缺乏结合专业的知识对所面临的问题进行解决。面对同一的智慧矿山建设，缺乏统一的建设平台来解决在建设过程中所遇到的问题。

4.3 “信息孤岛”现象

中国智慧矿山的建设过程中，形成了初步的进步，结合网络的发展，对大量的信息进行整合，但是并没有得到有效的共享，各个系统中，信息融合的发展具有一定的问题。在建设过程中，信息化的建设缺乏共享意识，最终产生“信息孤岛”的现象。

5 电气自动化在智慧矿山的应用

5.1 电气自动化控制系统设计方式

第一，电气负荷自动化控制系统设计是为了实现对整个电气负荷的管理和监控，确保电网安全稳定运行。电气负荷自动化控制系统是电力控制系统的重要组成部分。现阶段，很多矿山已经拥有了自己专属的电气负荷控制系统，实现了负荷控制和管理的自动化，加强了信息资源的共享。

第二，设计FCS控制系统时，最重要的就是布置总线，与其他系统相互配合，从而解决缺乏统一通讯协议、可连接的设备少、一级通讯传输速度慢的问题，实现与智能仪表的有效连接，从而为系统提供各种有效的辅助功能。

第三，对于PLC技术来说，其在应用过程中，当程序在进行的过程中，自上而下是这项技术执行的顺序。在输出刷新时，对于系统CPU来讲，它将结合I/O映像状态以及上一次输入的数据，从而完成电路锁存，并接着对外设驱动进行操作。就目前的PLC技术来讲，它能够比较快地实现开关、顺序、闭环等方面的控制。

5.2 在矿山充填过程中应用电气自动化技术

在整个采矿过程中，矿井填充物也是一项重要的提升工作。在矿井充填过程中，通常用于填充废弃的固体材料，从而减少矿山开采造成的破坏和污染。在选择充填设备的过程中，可以采用相关的电气工程和自动化技术。该技术不仅可以科学地搅拌和搭配，而且可以代替人运输和填充垃圾，提高工作人员的工作效率和安全。

6 电气自动化在智慧矿山的应用措施

6.1 电气自动化在矿山行业的基本应用

矿山生产过程中，大型自动化设备的应用有利于进一步简化作业流程，提高工作效率。在采矿过程中，通过监测采矿作业机电设备的运行情况从而优化生产，根据设备分布情况进行实时数据采集，可以实现无人值守的自动化生产。在矿石运输中，在运输提升机等设备合理安装自动化控制装置，优化利用传动系统，使运输速度和运输能力得到大幅度提高，进一步降低生产成本。在矿山安全生产方面，各种现代化安全监控系统也被广泛应用，断电仪、遥测仪等监测装置的使用极大地提高了安全系数，目前推广的地下矿山安全避险“六大系统”更是在电气自动化技术的基础上得以建设，以技术进步为依托，矿山安全体系的构建得到有效加强。

6.2 建立智慧矿山技术标准体系

面对技术的不断发展，应该相应加大专业技术的引进力度，针对不同的岗位进行人工智能化的建设，不断提高员工的专业化水平。在日常生产中，企业应该根据自身需要定期开展相关电气知识培训和讲座，在技术人员层面要做到术业有专攻，在设备安装调试过程中边实施边学习，系统性地吃透各生产设备的硬件和软件，对生产线做到全面的认知和了解，在日常工作的同时，针对影响生产的重点技术问题开展技术攻关，通过理论和实践相结合来提高技术人员在现场处理问题和解决故障的能力，用知识创造效益。例如，对于铁矿来说，要建立智慧不薄煤层的开采矿井系统，智慧厚煤层开采系统，智慧普倔普采系统，在系统内部，根据不同的煤层进行不同技术的应用，建立智慧矿山保障系统，对开采条件和自然条件进行分析，在引用相关技术时，不断的进行整合，提高智慧矿山建设标准。

6.3 无人值守系统应用

井下泵房无人值守系统融合了可编程控制器、视频巡检机器人、传感器、语音预警、自动控制等多种先进智能化技术。以PLC作为核心处理控制器,通过传感器实现各类数据的采集再经过PLC的处理和执行器的输出显示，以及与地面监控中心的远程通信。可实现排水系统的泵房自动化运行，进而实现无人值守运行。无人值守系统选用PLC作为核心处理控制器,触摸屏主要是显示系统的运行状态以及完成一些设备功能的设置,PLC首先对排水系统的一些运行参数状态量和开关量进行检测，系统根据检测到的信号生成指令，再根据指令来过程控制水泵、电磁阀门以及电动液压阀等执行器。

结语

矿山开采作为传统的需要投入大量劳动力的行业，随着社会的发展和技术的进步，更应该充分理解电气自动化技术和装备在生产和安全等各方面发挥的重要性。要充分利用技术上的便利来解放人力，以智能化建设为依托，充分发挥技术优势，集中打造技术平台，提高生产效率，推动技术经济指标进步，有效避免各类安全事故的发生，促使矿山企业走上高效、安全、绿色、现代化的可持续发展道路。

参考文献

[1]高阳,桓龙.浅谈电气自动化在矿业方面的应用[J].现代工业经济和信息化,2016,08:56-57.

[2]芦志鹏.探讨电气自动化在电气工程中的融合运用[J].数字技术与应用，2014（01）：230.

作者简介: 孙宇辰，1998-7，男，汉，内蒙古包头市，内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，从事露天采矿挖掘机司机。