煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统研究
(贵州文家坝矿业有限公司)
摘要：
本文首先叙述了综采工作面集中控制系统的基本情况，结合煤矿综采工作面机电设备集中控制系统的结构，分析了煤矿综采工作面机电设备集中控制系统的功能。
关键词：煤矿；综采工作面；机电设备；集中控制系统
1、引言
我国属于煤炭资源储量大国，随着我国经济形势的转变，能源需求强度和增长速度下降，煤炭需求量也随之放缓，但是煤炭仍是我国的主导能源，煤炭需求量依然会呈现增长的趋势，但是大部分综采设备智能化程度低，目前还依靠人工手动进行控制，严重制约煤炭产量的提升和煤矿企业的安全生产，基于此情况，要开发综采工作面集中控制系统，实现综采工作面机电设备的联动和设备之间的协同能力，促进煤炭工业走向少人或无人的自动化控制方向。
2、综采工作面集中控制系统概述
综采工作面集中控制系统的基础是系统的监测，关键是通讯，核心是控制，只有对煤矿井下综采工作面进行实时监测，才可以在此基础上进行其他功能的扩展，要实现综采工作面集中控制系统的实时监测，必须要建立煤矿井下综采工作面集中控制系统平台到综采机电设备之间稳定的通讯网络，最后才可以对监测到的数据进行分析和处理，达到各机电设备之间的协同，综采工作面集中控制系统的设计需要满足实时性、稳定性、可视化、数据可存储、系统可扩展和通用性以及安全性的特点。
3、煤矿综采工作面机电设备集中控制系统的结构
综采工作面机电设备集中控制系统是将处理技术、人工智能技术和通讯技术融为一体，实时采集综采工作面机电设备的工况运行参数，并上传到控制机内进行数据的处理和分析，最后得出控制命令，下发到各机电设备机载控制中。
整个综采工作面构成一个分散控制系统，通过构建各设备协同运转的控制平台，将各设备之间有效的衔接起来，使工作面达到自动化的目的，该控制平台采集所有综采设备的运行工况信息，然后进行信息的融合分析从而协调不同设备按照一定的生产工艺流程进行有序的动作，综采工作面机电设备集中控制系统采用3层网络结构，从上到下依次为综采设备层、综采设备机载控制系统层和顺槽计算机控制系统。
为了使上下系统之间的通讯得到保证，采用TCP/IP通讯方式，这种方式PLC和工控机都支持，中间加入交换机对各设备之间的控制器进行网络分配，综采工作面机电设备集中控制系统结构如下图所示。
图1 综采工作面机电设备集中控制系统结构
4、煤矿综采工作面机电设备集中控制系统功能分析
煤矿综采工作面机电设备集中控制系统分为就地控制和远程控制两种模式，远程控制模式又分为全自动控制、半自动控制和手动控制。
远程监测是该系统的基本功能，是实现综采各设备之间协同控制的基础，可以实时监测采煤机的位移、滚筒的高度、液压支架的前立柱压力、运输设备的电机电流、胶带运输机的堆煤、打滑、跑偏和冒烟等参数信息，通过摄像头实时查看工作面设备的运行状态，操作人员在顺槽控制平台就可以完成工作面设备的运行状态。
由于操作规程规定，为检修人员的安全考虑，综采设备在检修状态时不允许远程控制设备，在此状态下采用就地控制模式，解除对综采设备进行远程控制功能，将对设备的操作控制权下放到设备机载控
制器上，煤矿井下综采工作面集中控制系统只对设备进行远程监测，在设备出现故障时，通知工作人员在现场对综采设备进行操作，这样可以保障煤矿井下的正常作业。
远程控制模式是煤矿井下综采工作面集中控制系统的核心，可以实现井下作业的少人化和无人化，根据综采作业的实际情况选择不同的远程控制方式，控制方式分为手动控制、半自动控制和全自动控制，在工作面煤层机构变化幅度比较大的情况下不适合一刀切的方式时，采用人工手动控制方式，通过顺槽控制中心的操作人员接受到现场视频信息情况，结合现场实际情况和自身的实际经验进行远程点的操作，组织采煤机和和液压支架的配合，从而可以有序的完成采煤作业。
采用这种方式不仅降低了工人的劳动强度还保障了工人的安全。
半自动控制方式是实现井下工作面全自动运行的基础，按照井下工作面的煤流工艺、保护工艺和控制工艺，结合设备的实际情况，自动协调各设备之间的联动关系，使整个工作面在一定范围内实现自动化的连续作业，半自动功能主要包含综采设备的一键启停控制、采煤机自动换向、采煤机的调速控制、滚筒的高度控制和视频的跟机切换等功能。
全自动控制方式是煤矿井下综采工作面集中控制系统的最高控制目标，切换到全自动控制模式时，综采设备在进行作业的过程中，从综采设备的启动到综采工作面的连续作业再到综采设备的停止，都不需要人员的参与，煤矿井下综采工作面集中控制系统是自动完成的。
5、结语
本文主要讨论了煤矿井下综采工作面集中控制系统的结构和功能分析，采用集中控制系统后扭转了传统模式下的单级设备自动化控制办法，使综采工作面的设备协同发展，大大提高了井下工作的生产效率，减少了工人的劳动强度，提升了煤矿井下工作的安全性。
参考文献
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