机电一体化的煤矿设备管理

机电一体化的煤矿设备管理

周永斌    樊伟杰

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摘要

随着煤炭行业的快速发展,机电一体化技术在煤矿设备管理中的应用日益广泛。本文探讨了机电一体化在煤矿设备管理中的应用及其重要性。通过引入企业资产管理(EAM)系统,实现了设备全生命周期管理,为煤矿高效生产提供了可靠保障。本文还探讨了大数据技术在露天矿设备管理中的应用,通过建立智能控制模型,实现了设备的自动检测、监控和保护,大幅提升了设备管理效率。机电一体化技术的应用不仅优化了煤矿设备管理流程,还促进了企业信息化水平的提升,为煤矿企业的安全高效生产和可持续发展提供了有力支撑。

关键词: 机电一体化, 煤矿设备, 设备管理, 智能化, 安全生产

1 引言

随着煤炭行业的快速发展,煤矿设备的管理和维护面临着越来越大的挑战。机电一体化技术的应用为煤矿设备管理带来了新的机遇和解决方案。机电一体化是将机械、电子、控制等多学科技术有机结合,实现设备智能化、自动化的综合技术。在煤矿设备管理中引入机电一体化技术,可以有效提高设备的运行效率、可靠性和安全性,降低维护成本,实现精细化管理。

2 机电一体化在煤矿设备管理中的应用现状

2.1 机电一体化技术概述

机电一体化技术是一种将机械、电子、控制和信息技术有机结合的综合性技术。它以机械系统为基础，融合了电子技术、计算机技术和自动控制技术，实现了机械设备的智能化和自动化。只有不断创新管理模式,才能有效应对当前煤矿设备管理面临的挑战,提升企业竞争力。

2.3 机电一体化在煤矿设备管理中的应用优势

机电一体化技术在煤矿设备管理中展现出显著优势。首先,它实现了设备资产的全寿命周期管理,优化了机电管理流程,为煤矿高效生产提供了完整的机电保障解决方案。其次,机电一体化系统能够实时监控设备运行状态,及时发现潜在故障,提高设备维修效率和质量。再者,通过引入油品监测等先进技术,大大降低了设备故障概率,提升了生产安全性。此外,机电一体化管理系统提供了新的管理模式,提高了设备维护效率,增强了企业信息化应用水平。

3 机电一体化煤矿设备管理系统的设计与实现

3.1 系统总体架构

机电一体化煤矿设备管理系统采用分层架构设计,主要包括数据层、业务逻辑层和用户界面层三个层次。数据层负责数据的存储和管理,采用关系型数据库存储设备基础信息、维修记录、备件信息等数据。业务逻辑层是系统的核心,实现设备台账管理、维修管理、备件管理、设备监控等功能模块。用户界面层提供友好的人机交互界面,包括Web端和移动端应用。

3.2 硬件设计

系统采用分布式架构,由中央控制单元和多个现场数据采集单元组成。中央控制单元采用高性能工业服务器,配备冗余电源和硬盘阵列,确保系统稳定运行。现场数据采集单元采用嵌入式工控机,具有防尘、防震等功能,适应井下恶劣环境。系统配备多种传感器,包括温度、压力、振动等参数的检测装置,实现对设备运行状态的实时监测。系统配备大屏幕显示设备和移动终端,方便管理人员实时掌握设备运行情况。同时,采用工业级触摸屏,提高人机交互的便捷性。

3.3 软件设计

机电一体化煤矿设备管理系统的软件开发采用模块化设计思想,将系统功能划分为多个相对独立的模块。主要模块包括设备台账管理、维修保养管理、备件管理、故障诊断等。系统采用B/S架构,使用.NET技术进行开发,实现了跨平台访问。数据库设计采用关系型数据库,建立了设备信息表、维修记录表、备件信息表等数据表,并设计了合理的表间关系。系统实现了设备全生命周期管理,包括设备采购、安装、使用、维修直至报废的全过程。

3.4 数据采集与处理

机电一体化煤矿设备管理系统的数据采集主要通过安装在各类设备上的传感器实现。系统采用多种类型的传感器，包括温度、压力、振动、位移等，以全面监测设备的运行状态。这些传感器实时采集设备的各项参数数据，并通过工业以太网或无线网络传输至中央控制系统。数据传输采用分布式网络架构，主干线缆分设两条，从不同井筒或同一井筒的不同位置进入井下，以提高系统的可靠性。系统还支持光纤传输，但安全监控系统与图像监视系统不得共用同一芯光纤，以确保数据传输的安全性和稳定性。

4 机电一体化煤矿设备管理系统的应用效果分析

4.1 设备运行效率提升

机电一体化煤矿设备管理系统的应用显著提升了设备运行效率。通过实时监控和数据分析，系统能够及时发现设备潜在问题，实现预防性维护，减少设备故障和停机时间。智能调度功能优化了设备使用计划，提高了设备利用率。油品监测技术的应用降低了设备故障概率，保障了采矿设备的安全运行。系统还实现了设备全生命周期管理，从采购、安装、使用到报废的各个环节都得到有效控制，延长了设备使用寿命。通过对设备运行数据的分析，管理人员可以制定更加科学合理的维护保养计划，提高维修质量和效率。

4.2 维护成本降低

机电一体化煤矿设备管理系统的应用显著降低了设备维护成本。通过实时监测和数据分析，系统能够准确预测设备故障，实现预防性维护，避免了因设备突发故障造成的停产损失。同时，系统优化了维修计划和备件管理，减少了不必要的维修和库存成本。油品监测技术的应用进一步提高了设备可靠性，延长了设备使用寿命，从而降低了长期维护支出。系统还实现了设备全生命周期管理，使企业能够更好地控制设备总拥有成本。

4.3 安全性能改善

机电一体化煤矿设备管理系统的应用显著提高了煤矿设备的安全性能。系统通过实时监测和数据分析,能够及时发现设备潜在故障,有效预防事故发生。智能控制模型的引入使设备运行更加稳定可靠,大幅降低了设备故障率。系统还实现了设备全生命周期管理,从采购、使用到维修的各个环节都得到了优化,保障了设备的长期安全运行。

4.4 管理效率优化

机电一体化煤矿设备管理系统的应用显著提升了设备管理效率。通过实时监控和数据分析，系统能够及时发现设备潜在问题，实现预测性维护，有效减少了设备故障率和非计划停机时间。自动化的设备状态跟踪和维护计划制定，大大提高了维修工作的针对性和效率。系统还实现了设备全生命周期管理，优化了资产配置和利用率。此外,信息化管理减少了人工操作环节，提高了工作效率，降低了人为错误。大数据分析功能为管理决策提供了科学依据，有助于制定更加合理的设备采购和更新计划。

5 机电一体化煤矿设备管理的发展趋势与展望

5.1 智能化与自动化

随着信息技术和工业4.0的快速发展,煤矿设备管理正朝着智能化和自动化方向迈进。企业资产管理(EAM)系统的应用实现了设备全生命周期的智能化管理,优化了机电管理流程。物联网技术的引入使得设备健康状况可实时监测,为预测性维护提供了基础。安全监控系统的升级改造,如增加风向和粉尘传感器、采用全量程甲烷传感器等,提高了系统的智能化水平。油品监测技术的应用大大降低了设备故障概率,提升了生产安全性。

5.2 大数据与人工智能的应用

大数据与人工智能技术的应用正在为煤矿设备管理带来革命性变革。通过实时监测和分析海量设备运行数据,可以实现设备状态的精准预测和故障诊断,从而优化维护策略,提高设备可靠性。人工智能算法能够自动识别设备异常模式,及时发出预警,有效降低设备故障率。同时,大数据分析可以揭示设备性能和寿命的影响因素,为设备选型和改进提供决策支持。

结束语

通过引入企业资产管理(EAM)系统,实现了煤矿设备全生命周期的智能化管理,显著提高了设备维护效率和生产安全性。研究表明,油液监测技术的应用大幅降低了设备故障概率,为设备监控和故障诊断提供了有力支持。同时,基于.NET技术开发的设备维护管理系统为煤矿企业提供了新的管理模式,提升了设备维修质量和企业信息化水平。研究还发现,预测性维护和工业4.0技术的应用对提升煤矿设备管理水平具有重要意义。

参考文献

[1] 苏晓辉，翟桂武. 神东企业资产管理（EAM）系统—机电管理信息化的探索与实践[J].2003, 29:11-13

[2] 孙继平. 《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》修订意见[J].2016:1-6