探析自动控制技术在金属矿山机电控制系统中的实践

探析自动控制技术在金属矿山机电控制系统中的实践

刁少翔

甘肃省合作早子沟金矿有限责任公司 747000

摘要：为切实保障金属矿山生产作业人员的人身安全，提升金属矿山机电控制系统的先进性水平，可借助自动控制系统提高设备使用效果，加强矿山机电控制。文章对自动控制技术应用在金属矿山机电控制系统中的高效性、安全性优势进行分析，为该技术具体的应用实践提出建议，希望能为相关人员提供参考。

关键词：自动控制技术；金属矿山；机电控制系统

引言：金属矿山作为矿产行业的重要组成部分，不仅与国家矿产资源开发与利用存在一定联系，同时还对国民经济发展具有一定影响。在矿山开采等危险系数较高的生产活动中，应用自动控制技术代替传统人工作业模式，提升机电控制系统的先进性水平，为金属矿山高质量发展提供强有力的技术支持，推动行业发展。

1. 金属矿山机电控制系统中自动控制技术的应用优势

相比于传统人工干预设备设施的工作模式，在金属矿山机电系统中应用自动控制技术，可以有效避免因人为操作失误导致安全事故的发生，提升机电控制系统的工作效率，完成许多人工无法完成的操作。自动控制技术包含控制、制定、传感、作用、程序等组成部分，在金属矿山机电控制系统的应用中可通过提前设定程序的方式，对工控模块进行设定，提升机电控制系统运行效率，同时缓解金属矿山机电控制系统对人力资源数量和专业水平的需求压力。自动控制技术运用在金属矿山机电控制系统中，可以有效减少该系统运行对人工的依赖，在矿产开采作业中代替作业人员进入危险场所开展作业，减少作业现场安全隐患对开采人员人身安全的威胁，降低安全事故发生概率，充分展现自动控制技术在机电控制系统中的应用价值。

2. 金属矿山机电控制系统中自动控制技术的应用实践
   1. 采掘设备

由于金属矿山开采作业大多在地下完成，受其恶劣环境和复杂地质的影响，存在大量安全隐患，极易发生安全事故。对此，为避免在矿山生产作业期间发生严重的安全事故，确保开采作业人员的安全性，在采掘设备中可加强自动控制技术的应用，通过掘进设备的辅助作用促进金属矿山开采质量与效率的提升，实现对人工开采工作量的有效控制，减少企业在开采作业中的人工成本投入[1]。在采掘设备运行中运用自动控制技术，充分展现其自动化优势，使该设备具备自动化监控、自动化控制等功能，结合开采作业的实际状况，科学计算设备运行参数，并全面收集其运行期间的数据信息，并及时做出调整，切实保障采掘作业的安全性和高效性。

2.2提升设备

随着当前自动控制技术的发展日渐成熟，在金属矿山机电控制系统中加强对该技术的应用可以有效提升矿山生产设备的使用性能，使其应用价值和优势得到最大限度的发挥。提升机作为矿井作业中的重要设备，通常以安全输送人员和物料为主要任务，在具体的生产环节应用该设备提升矸石等矿物，或在矿机中安装生产环节需要的材料实现矿井内外物资的传输，并通过升降作业人员的方式实现人员输送。因此，提升设备在金属矿山生产作业中具有重要的地位和作用。在一般情况下，传统的金属矿山提升设备通常是在电动机转子电路内部接入金属电阻，借助接触器或控制器实现对电阻的切除最终达到调速的效果，但这种提升设备在实际应用中通常存在散热性能差、电阻能耗大、调速范围小、调整精度低等问题，在下放和减速段的作业中需由低频电源或直流电源完成动力制动，不仅会浪费大量电力资源，还会受井筒作业环境的影响，在高速循环运动中如果无法保证其预定的稳定性，还可能造成设备损坏，出现运行不稳定或偏差问题，严重影响提升设备运行的安全性，进而使金属矿山发生安全事故的可能性大幅提升。

对此，在提升设备的作业中可借助自动控制技术提升机电控制系统的自动化水平，在矿井提升机驱动系统中引进变频控制技术，使上述问题从根本上得到有效解决，确保设备加速与减速运行中的稳定性，促进金属矿山安全生产。数字化提升机作为现阶段矿山开采作业中最先进的机械设备，可在编程器指令的支持下，结合提升设备的使用需求，通过编写程序对机电控制系统中继电器的逻辑关系进行调整，强化对梯形图与电路图转换控制的便捷性。随着外部线路控制执行继电器设置数量的降低，可以减少提升设备整体的实际占用空间，缓解设备维护压力[2]。在设备控制中可通过PLC控制器对其进行直接开展高精度的控制，通过对内部程序的修改使系统功能参数发生变化，强化该系统的可扩展性，真正实现柔性控制，如图1所示。如果系统发生故障也可通过编程器与触摸显示屏完成检测，提升系统综合性能，使其系统功能、运行稳定等得到更全面的保障。

图1 基于PLC控制的金属矿山提升机系统框架

当提升设备在回馈制动中处于负力状态时，该数字化提升机可向电网反馈电机产生的再生能量，降低金属矿山机电控制系统整体对电能的消耗，并通过电气控制实现对提升设备制动和速度的有效控制，使其在运行期间的机械磨损与系统冲击减少，促进其使用寿命的进一步延长。在金属矿山生产的提升设备中加强对自动控制技术的运用，通过数字化提升机实现对设备参数的有效控制，监控其运行状态，对控制方案进行优化，充分发挥控制总线的应用性能，采用不同的可编程控制器完成对监控系统和控制系统的设置，促进金属矿山设备运行性能和安全生产水平有效提升。

2.3监控系统

基于金属矿山生产作业极高的危险性，为有效减少矿山生产和开采作业中的安全隐患问题，在机电控制系统中还要加强安全监控系统的设置与完善，确保其对金属矿山生产范围实现全面覆盖，针对发生频率较高的安全事故可以制定科学完善的紧急处理预案，为此类安全事故的发生提供救援指导，尽可能减少人员生命和企业财产的损失。在金属矿山生产监控系统中融入自动控制技术，在开采作业现场加强各类传感器的设置，实现对作业现场全方位、全过程的实时监控，及时发现作业现场中的安全隐患和问题，当某一监控指标超过标准范围会通过信息传输系统向计算机终端和相关管理人员发出警报，促使相关人员在第一时间撤离，并获取精准的人员位置、身体状况等信息，为金属矿山生产管理提供指导。

结论：综上所述，开采作业作为金属矿山生产中的重要内容，矿山机电控制对安全性和高效性具有直接影响，为促进工作效率进一步提升，充分展现自动控制技术的价值，在矿山生产的采掘设备、提升设备、监控系统中均可加大自动控制技术的引进力度，强化机电控制系统的应用效果，提升金属矿产资源开采效率。

参考文献：

[1]侯学刚. 自动控制技术在金属矿山机电控制系统中的实践[J]. 有色金属工程,2023,13(4):后插4.

[2]张鑫. 某金属矿井下有轨智能无人运输系统研究与应用[J]. 现代矿业,2022,38(9):189-193,199.