煤矿机电系统管理

煤矿机电系统管理（共12篇）

煤矿机电系统管理 篇1

0 引言

为了提高劳动生产率, 减轻工人笨重的体力劳动, 扩大生产规模, 提高矿井生产能力, 保障矿井安全, 矿井的机械化程度不断提高, 机械运输设备逐步向科学化、现代化方向发展, 因此做好煤矿机电管理工作是十分重要的。

1 煤矿机电系统

矿井机电系统按其在生产环节中的功能可分为提升、排水、通风、压气、运输、采掘、供电及地面生产系统等。

1.1 提升系统

主井提升机主要用来提升原煤, 副井提升机主要用来提升人员、矸石、设备等, 有的还兼提一部分原煤。在煤矿井下各上、下山安装比较小的提升绞车, 用来提升矸石、材料, 有的兼提原煤。如果多水平开采时, 则在该水平上安装大型提升机, 作为水平主提升装置。

1.2 排水系统

井底车场设有中央水泵房, 安装着主排水泵, 台数按运转、检修、备用各三分之一配置。副井井筒内安装2趟主排水管, 一端连接主排水泵, 另一端与井上地面排水沟相通。一般情况下, 2趟主排水管, 其中一趟工作, 一趟备用。主排水泵将矿井内的涌水从中央水仓通过主排水管排到井上, 采掘区安装的小水泵或多水平的区域水泵, 将局部的水排至平巷, 水通过平巷中的水沟流到中央水仓。

1.3 通风系统

在井上按照矿井开拓方式在风井地面安装主通风机。我国煤矿大部分采用抽出式 (即负压) 通风, 个别的矿井经过主管部门批准采用压入式 (即正压) 通风。主通风机安装有2台, 其中1台运转, 另1台备用。通风机经常保持运转, 保证矿井通风安全。井下开拓、掘进工作面 (俗称掘进头) 采用防爆局部通风机通风。

1.4 运输系统

煤矿井下运输, 在主要大巷中用架线式电机车拖挂矿车, 在采区机巷用胶带运输机或刮板输送机, 在掘进平巷用防爆型蓄电池式电机车拖挂矿车或人力推车。回采工作面采用可弯曲刮板输送机。

1.5 采掘系统

井下采煤工作面, 使用煤电钻打眼, 爆破落煤, 刮板输送机运输, 回柱绞车进行回柱放顶。掘进工作面使用电煤钻打眼, 爆破落煤, 刮板输送机或人力推车运输。

1.6 地面生产系统

原煤提升机从井底提升到地面以后, 如果提升装置使用的是箕斗, 煤就经过井口卸载装置卸载;如果使用的是罐笼, 则矿车从罐笼内推出后, 沿轨道进入翻车机翻煤。然后, 原煤就进入了地面生产系统。地面生产系统有给煤机、皮带运输机、煤仓、放煤闸门等设施, 可以将煤直接装车外运。地面设有储煤场, 如果煤一时不能装车则可以落地, 然后用推土机将落地煤摊开。对煤场内的煤需要装车时, 则用推土机或铲车收拢装车。

2 煤矿机电设备管理

2.1 煤矿使用的设备分为固定资产和低质易耗品两大类

固定资产设备列入企业的固定资金台帐, 低值易耗品设备则进入企业产品的成本中。煤矿在机电业务部门内设有专职设备管理员, 负责设备的管理工作。所有在籍设备都建立台帐及卡片, 实行牌板管理, 做到帐、卡、牌、物“四对照”。设备管理人员每月对设备进行一次检查核对, 每季作出“机电设备动态表”上报上级主管部门。按固定资产设备分类折旧年限, 实行按固定资产原值和规定的折旧率提取设备折旧费。每年提取的设备折旧基金, 用于设备的更新和技术改造。

2.2 设备管理工作规定五项原则和五项任务

五项原则:设计、制造与使用结合;维护与计划检修相结合;修理、改造与更新相结合;专业管理与群众管理相结合;技术管理与经济管理相结合。

五项任务:做到设备综合管理;保护设备完好;不断提高技术装备素质;充分提高设备利用率;取得良好的经济效益。

2.3 设备的保管、使用、回收、报废是设备管理部门、使用部门及其他有关部分的日常工作

各煤矿应设有设备库, 妥善地保管在库设备。使用单位对设备的管理实行包机制, 司机和维护人员对设备做到“三包”、“四会”、“一严”, 即包运转、包维护、包检修和会使用、会保养、会检查、会排除故障及严格遵守技术操作规程。同时, 建立一系列管理制度, 如岗位责任制、巡回检查制、交接班制度及设备计划检修制等。

3 机电设备安装、维护与检修

3.1 煤矿的机电设备安装工作

通常情况下除了大型设备如提升机、主通风机、水泵、空压机、井筒装备、变电站即35 kV架空线煤矿外委专业的机电安装单位施工, 其余小型设备大部分都由自己单位的安装队负责。井下采煤工作面搬家与设备安装工作, 都由矿上领导负责组织进行。安装工作要事先做好设备、配件、材料及工具的准备工作。妥善安排人力和时间;安装工程竣工后, 由机电主管部门组织验收。

3.2 煤矿的机电设备维护工作

在设备运行过程中, 包机组人员做到精心操作, 精心维护。除司机直接操作机器设备外副司机和维护人员按照规定的路线, 做好巡回检查工作, 发现问题及时处理。大型设备每班在交接班时都要进行认真的检查和保养。主副井提升机在规定的时间内停机检查, 每日必须检查一次提升钢丝绳。主通风机替换下来进行检修。井下运输设备和采掘设备的检修工作, 安排在交接班或检修班的时间内进行。

3.3 煤矿的机电设备检修工作

设备检修工作贯彻以预防为主、实行有计划地检修的方针。按照原煤炭工业部颁布的《煤矿机电设备管理暂行规程》的规定, 设备的检修按不同的检修内容和工作量的大小, 按周期分为大、中、小修三类。小型移动设备可可只分为大、小修两类。在一般的情况下, 做到小修不出组, 中修不出矿, 有条件的单位搞大修, 不能自行大修的设备, 由局 (矿) 外委修理。设备维护检修做到日有日检、月有月检, 并充分搞好节假日检修工作。

4 机电设备“三率”的管理

在机电设备管理工作中, 机电设备的完好率、待修率、事故率应达到“90、5、1”的最低标准的要求。

“90”指在用的机电设备的完好率不低于90%;

“5”指机电设备的待修率不高于5%;

“1”指机电设备的事故率不高于1%。

对机电设备“三率”的管理是管理部门和使用部门的重要日常工作。机电工每日都要对机电设备进行检查和维修。管理部门每月都要进行机电设备的检查工作, 对不完好的机电设备应及时修好和更新。待修设备自己修不了的应及时委托外修。对发生的机电事故应及时组织抢救、调查和处理。机电设备的“三率”统计表, 每月要填报一次。

5 结论

煤矿机电系统对于提高工作效率、生产能力、矿井安全都起到举足轻重的作用。加强煤矿机电管理工作首先要重视机电人才的培养、使用、管理, 使其在生产岗位上真正发挥作用。其次要按照设备管理的要求, 各单位使用的所有设备要实行包机制度 (包括五小电器) , 把设备的使用、维修、保养落实到个人, 从而确保煤矿机电设备安全、高效地运转。

煤矿机电系统管理 篇2

1煤矿机电管理中容易出现的问题

设备安全性能不达标。在很多煤矿中，机电设备由于使用时间过长或操作不当导致机电设备老化速度很快，有很多设备都是带着故障工作。比如设备的压力表、电流表、电压表等不按照规定进行检查、校对等；井筒的保护设施不能定期维护。致使生锈等；漏电保护、照明信号保护不能按照标准来检验等；还有的设备超过使用期限、安全性检验不合格，但是仍然使用等。

2煤矿机电管理中出现问题的解决对策

2.1加强职工队伍的培训工作

在煤矿的机电管理中，职工队伍属于管理的主体亦处于主导地位，因此，一定要加强职工队伍的培训工作。接受培训的人员要积极学习机电专业基础知识，还要对机电管理加以学习，学习机电设备的修理及设备的维护知识。其中培训的方式有很多种，在培训方式选择时，要根据煤矿机电管理的实际情况进行选择，大多数选择“三结合”的培训方法，要以全员培训与重点培训相结合，将重点培训放在主要位置，这样才能保证培训质量；以业余培训与脱产培训相结合，业余培训为主，脱产培训为辅；以内、外部培训相结合的培训方法。此外，对新岗位、新队伍要重点培训、加强培训，从而提升职工队伍的综合素质，从而提升煤矿的生产效率及施工进度，为以后的煤矿安全生产打下良好的基础。

2.2重视机电管理工作

要重视提升机电设备的管理水平，可以将设备的整个使用期间作为一个系统，对设备的工作全程进行监控管理，实现设备使用时间最长化，并从管理技术、煤矿经济水平等进行全面管理。相关的.机电管理部门工作人员，不仅要对设备的维护管理理论进行学习，还要努力学习现代设备的管理理念及企业管理水平。机电管理人员要根据实际情况来调动工作人员的积极性，将职工同技术人员共同组织到管理活动中，并实行技术人员责任制及工作质量奖惩制度，这样可以更好提升管理效率，同时还可以积累先进的管理经验，了解自身管理缺陷，从而提升管理水平。

2.3实行标准化管理

在煤矿的机电管理中，一定要制定符合煤矿实际情况的设备管理制度、设备检查检修制度等。要建立设备、电线、小型设备的管理机制，根据相关国家规章制度及行业规范等规定进行管理；对于大型设备要建立档案，认真保管；严格执行设备使用与维护相结合的观念，实行“谁使用，谁负责，谁维修”的管理方法，执行管理质量奖惩制度。对于主要设备要实行人机一体制，就是设备管理人员要对设备发生问题进行全权负责，严格实行交接班制度。对于不合格的产品，管理人员不得接收，一旦发现设备存在质量问题及其他不合格问题不得予以使用。当设备安装完成使用前，安全监管和维护技术人员等共同进行验收，验收合格后才可投入使用。

2.4加强特殊技能人员的管理

在人员选择时，要选择具有强烈责任心、技术性强、具有团队意识的人员担当，尽量避免使用临时工。特殊技能人员不得随意调换职位，要保证人人持证上岗。要运用竞争激励方法，实行技术评定机制，对特殊技能人员采取竞争方式上岗，对奖金进行等级划分，提升工作人员的积极性。定期对特殊技能人员进行评定，要从施工质量、施工进度、优良品率进行考量，提高工作人员的学习热情及团队合作意识。

3结束语

煤矿机电系统管理 篇3

关键词：煤矿；机电设备管理系统；煤矿安全；现代化建设

中图分类号：TD40 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）05-0028-03

随着采矿技术的发展与进步，机电设备已经开始全面应用于煤矿安全生产工作，现在在煤矿生产当中，开采、运输和提升等环节都是依靠机电设备完成的。但是煤矿生产环境复杂而危险，对机电设备安全运行的要求相对较高，一旦机电设备出现故障，不仅影响到煤矿的正常生产，也会对煤矿安全生产造成重大影响。加强煤矿机电设备管理，保证机电设备处于良好的运行状况，对于保证煤矿安全生产工作具有重要意义。

1 煤矿机电设备管理系统的现状

随着中国经济及科技的发展，煤矿机电设备已经全面地应用于煤矿生产当中，经过多年的探索和完善，积累了丰富的机电设备管理经验。但是，机电设备管理要受多方面因素的影响，除了管理部门的原因之外，设备维修对其运行也有重要影响，从目前来看，煤矿机电设备管理系统的不足主要体现在以下几个方面：

1.1 机电设备管理部门问题

在煤矿机电设备管理系统当中，管理部门无疑处于核心位置，管理部门的人员组成、结构和管理活动，对于机电设备的安全运行有直接的影响。目前，在煤矿生产当中负责机电设备管理工作的主要是生产部门，而生产部门在管理中片面地认为只要将生产提速就能提高采煤效率，但是在管理当中却忽视了机电设备的管理，导致一些机电设备管理处于松懈的状态。这是一种错误的管理观念，实际上操作工具的好坏对采煤效率有着重要影响，如果操作工具长期处于不良运行状态，在运行的过程中故障百出，势必会影响到采煤效率。此外，由于机电管理人员并非直接的采煤人员，一些煤矿企业为了降低生产成本，极力压缩机电人员队伍，导致机电维护队伍严重不足，经常出现一个维修人员管理多台设备的现象，一些安全故障隐患无法得到及时排除，这就给机电设备管理埋下了很大的安全隐患。

1.2 机电设备维修问题

机电设备在煤矿企业生产当中应用的时间比较长，一些设备已经比较陈旧，相应的安全设施没有严格按照规定进行。一些企业还没有建立一支专业的维修技术队伍，在日常维护维修当中主要依靠内部一些经验比较丰富的人员进行，这种非专业人员负责设备维护的现状导致无法找到设备问题的根源。一些企业虽然建立了一支专业的维修队伍，但是队伍的素质能力达不到机电设备维修的要求，一些维修人员在工作当中缺乏责任心和细心，没有按照规定进行定期的设备检查或者对于检查工作敷衍了事，导致机电设备长期处于超负荷运行状态，为机电设备安全事故留下了隐患。如一些煤矿的电机上的灰尘长期不擦拭，遮挡了电机的散热网，导致电机散热不良，电机内的铜线被烧坏的现象更是屡见不鲜，一些通风设备设备时开时停，这些都会影响到煤矿正常生产。

1.3 机电设备维修维护资金不足

机电设备的维修维护需要充足的资金，因为在使用过程中需要及时更换一些易损件，这些易损件的价格相对较高，为了节约成本，一些企业采取不损坏不更换的原则，只要不发生故障就不更换配件，导致机电设备长期处于风险运行的状态。一些企业没有购置备用的机电设备和元器件，出现故障之后只能停工检修，维修的时间比较长，变相地增加了维修成本。此外，由于煤炭是不可再生资源，一般是一个地方开采完以后，就迁移到其他地方，机电设备的迁移工作比较复杂，这也影响到企业的设备投入力度。

2 煤矿机电设备管理系统的改进

2.1 不断提高机电设备管理部门的管理意识

在煤矿机电设备管理当中，应该首先提高煤矿企业领导的机电设备管理意识，他们必须深刻地意识到机电设备对煤矿安全生产的重要意义，在日常工作当中要深入了解机电设备的运行状况，对机电设备的安全运行的重要性有更加深刻的认识。此外，在煤矿企业当中必须建立一个煤矿机电设备专业维护管理部门，主要负责机电设备的维护、运行管理等工作，管理部门可以在生产部门中选择技术骨干组成。生产部门的负责人同时兼任机电设备管理部门的负责人，在机电设备管理工作当中，要主动与维修操作人员交流、沟通，倾听他们对机电设备管理及维护的要求和建议，对于一些具有建设性、创新性的建议，根据他们的意见制定相应的措施，落实到机电设备日常管理当中。此外，在机电设备管理当中，要将技术、经济和组织有机结合起来，制定完善的机电设备管理制度和操作规范，定期组织机电设备安全运行检查，并对机电设备维修和操作技术人员进行定期的培训，学习维修、保养理论与实践知识。

2.2 不断提高机电设备维修维护能力

机电设备有着明确的使用年限限制，一旦超过了使用年限，设备运行的安全性就会受到很大的影响，在机电设备管理当中，企业要对临近使用年限的设备进行设备安全性评估，对设备使用状况、故障率、故障成本、重要性等进行全面的评价，对于不符合机电设备使用标准和条件的要及时更换新的设备。此外，为了保证机电设备的安全运行，企业要成立一支专业的机电设备维修操作队伍，主要负责煤矿机电设备的维修、操作等工作，维修操作队伍应该由节电设备专业技术人员组成，适当地增加煤矿生产的一些技术骨干，将设备的维修与操作有效地结合起来。此外，为了保证维修队伍的能力，煤矿企业要定期对维修人员进行技术培训，包括设备保养、设备维修、主要零部件的更换及质量鉴别等。同时为了确保机电设备处理良好的运行状态，要为机电设备配置足够的操作人员，减少操作人员不足对机电设备运行的不利影响，操作人员在日常操作管理当中要严格按照操作规范进行，要对设备进行定期的清扫，保持良好的运行环境。

2.3 加大机电设备管理投入力度

机电设备的管理需要充足的资金投入，资金的投入主要分为两部分，也就是管理人员的支出和设备购置、维护、维修费用支出等。煤矿企业一方面要增加机电设备管理费用的整体投入力度，又要对投入的资金进行合理的分配与管理。首先，要不断改善维修、操作技术人员的薪资待遇水平，对于煤矿企业来说，一支稳定的高水平的机电设备管理技术队伍，对于保证机电设备的安全运行和生产具有重要意义，在这里要适当地提高管理人员的工资水平，避免与采矿人员工资差异过大，并严格按照工资的福利待遇规定给予他们适当的福利待遇，形成与机电设备维修及管理人员的吸引力，保证管理队伍的稳定性。其次，要建立机电设备及配件的备用制度，按照生产的要求，购置备用设备和常用易损件，这样一旦出现故障，能够及时更换设备，减少对生产的不利影响，同时又能及时维修设备，使维修好的设备能够及时进入备用渠道，保证下一次故障排除及设备维修工作的需要。

总之，煤矿机电设备管理是日常管理的重要内容，对于煤矿安全生产具有重要意义，煤矿企业应该重视和加强机电设备管理工作，制定严格的管理制度和措施，建设一支高水平的机电设备维修、操作队伍，落实各项管理制度和措施，并适当地增加机电设备的投入力度，以保证机电设备的安全运行，保证煤矿企业的正常生产。

参考文献

[1] 杜玫琰.浅论煤矿机电设备的安全管理与维护[J].魅力中国，2011，（13）：25-27.

[2] 武建平.煤矿机电设备维修管理模式及发展趋势[J].山西焦煤科技，2009，（6）：97-99.

[3] 陈伟崇.煤矿机电设备管理问题浅析[J].陕西煤矿，2010，（5）：212-214.

[4] 吴建华.对加强煤矿机电运输管理的一点认识[J].能源技术与管理，2010，（3）：76-78.

煤矿机电系统管理 篇4

关键词：节能,变频技术,电能优化

煤矿企业机电设备众多, 是典型的用电大户, 煤矿企业每年也要为此付出高昂的成本, 因此节约用电对企业降低成本提高效益有着重要的意义。结合开展的清洁生产审核工作, 百善煤矿加强了对用电的管理, 积极推进机电节能项目, 采取综合节能措施同, 切实做到节能增效。

一、更新落后水泵、电机以及高耗能设备

由于煤矿衰老, 设备不断老化, 特别是电机, 有的采用的还是七八十年代设计产品。老式水泵、电机以及高耗能设备, 由于设计老旧, 效率低、能耗高。自2012年4月开展清洁生产审核以来, 针对国家第二批电机淘汰目录, 百善煤矿对全矿落后淘汰电机进行了统计, 并投入资金, 对设备老旧电机、水泵及高耗能设备进行淘汰、更换, 提高了设备的效能, 减少了电耗。

二、应用变频调速技术

变频调速技术通过改变用电设备的供电频率, 达到控制设备输出功率的目的, 这种用转速控制来调节流量的方法, 对节约能源, 提高经济效益具有非常重要意义。百善煤矿绝大部分机电设备都采用三想异步电动机, 而变频调速技术在此领域已相当成熟和完善, 节能效果也最好, 因此有很大的应用空间。近年来, 百善煤矿注重了节能设备的引进, 对有配套变频设施的方案列为首选项, 目前, 矿工广主供水泵、深井泵、选煤厂鼓风机等设备都已采用变频控制, 实现变频器软启、软停功能, 避免启动电流冲击对电网的不良影响, 减少电源容量的同时还减少了机械惯动量, 减少机械损耗, 取得了良好的节能效果。

三、GESPU电能优化装置的应用

GESPU电能质量优化装置是一项先进的节电技术, 它采用电磁式稳压节电装置、低压动态无功自动补偿装置等多项技术, 可实时监控、过滤、吸收、抑制配电网络中的瞬变、浪涌等电力污染源, 对电网过剩电压调节, 有效抑制尖峰电压浪涌电流, 强制降低用电设备的工作电流, 抑制高次谐波、清洁电网, 调整系统的三相不平衡度, 提高系统的功率因数, 达到提高系统供电容量, 减少线路损耗的效果, 从而达到节电的目的。

通过对百善煤矿压风机房实际运行数据的收集, 我们发现压风机服役时间较长, 且24小时不间断工作;压风机启停时对电网的冲击很大, 会引起强烈的电网波动, 这对安全用电和相邻设备都造成了极大的不利;电网电压的昼夜变化对机电设备本身的正常使用和设备寿命都会有较大的影响;运行的电网中大量的非线性负载产生大量的高次谐波, 会极大影响电机设备使用效率和使用寿命, 增加电机电能损耗;电机供电距离较近, 距变电所的变压器供电距离大概150米, 线路上基本为主变的二次侧开路电压;高压压风机24小时供电线电压是6.2KV, 系统供电电压偏高, 使电机铁芯特性非线性, 甚至进入磁饱和, 造成不必要的能源浪费;电机工作的功率因数较低, 正常工作时在0.4~0.65之间, 系统只在35KV高压端投入了无功率补偿设备, 补偿系数达到0.95;企业用电的计费方式一般采用“高压侧计费”, 煤炭企业一般要承担线路上的损耗, 无形中也增大了企业的用电成本。鉴于以上特点, 百善煤矿决定采用GESPU电能质量优化装置。新装置运行后经初步测量, 能使压风机房每年节约用电7.2×104KW·h, 节约效果显著。

四、矿井水井下就用以及对矿井废水循环利用系统引水方式进行改造

矿井水井下就用, 结合井下地形, 将井下涌水汇集到老水仓, 然后进行简单过滤处理, 利用高压泵就地转化为高压水供井下生产使用, 改变了以前将矿井水打到地面进行处理, 然后再输送到指定的虹吸口, 最后由虹吸口运送到井下的方式, 大大减少了能源消耗环节, 节能效果显著。另外, 对矿井废水循环利用系统引水方式进行了改造, 在矿井废水二次沉淀池和净化车间长池之间挖出一条长20米、宽1米, 深4米的暗渠, 把二沉池中的矿井废水通过暗渠自然引流至净化车间长池, 再由净化器本身的动力系统将水一次供水到净化器, 改变了过去由两台30kw的污水泵供水至长池, 再用泵两次供水至净化器的重复供水方法, 减少了两台30kw水泵运转, 每天节约电能1200kw·h。

五、综合节能措施

1) 调整负荷曲线, 减少大功率用电设备在用电高峰期的使用, 严禁在高峰时段井下大泵房开运、主副井同时走勾现象。根据产量情况, 选煤厂由原先的白天生产改为夜间生产, 白天检修, 平衡日负荷用电, 移峰填谷, 提高用电质量和节能效果;同时由于低谷电价低, 大大提高了经济性。

2) 对全矿各用电单位实行电量目标定额管理责任制, 对全矿大功率用电设备进行普查登记, 根据各单位负荷和生产量, 经过精心计算, 然后合理分配各单位的用电指标, 按分配定额进行考核。加大对全矿各用电单位的巡查力度, 每月组织开展安全供电检查行动, 严禁大功率高能耗设备空运现象, 一经发现限规定时间内完成整改, 做到缺陷闭环管理。每月将用电结果上报矿机电一体化考核会进行考评, 并纳入全矿通报;严格奖罚制度, 对用电超标单位、超出部分由工资总额扣除, 切实把节能措施落到实处;严格了井下用电管理, 合理调配井下安全生产用电, 严禁“大马拉小车”、设备空耗现象的发生。

3) 对矿灯充电架进行改造, 淘汰充电变压器, 使用交一直流电源开关直接供电, 既降低了噪音, 又节省了电能损耗。使用高效节能LED冷光源锂电矿灯, 减少报废后对环境的污染, 又达到很好的节能效果。

4) 对矿井照明系统进行改造, 逐步更换节能型灯具和声光控型灯具, 减少一般通道内长明灯现象, 大型灯具必须采用时间控制, 防止人为关闭不及时造成的电能浪费。

5) 加强设备检查、维护, 防止泄漏电。采取定期巡查设备, 及时发现、处理泄漏电和接头过热事故, 减少因接头电阻过大引起的损失, 及时更换不合格的绝缘子, 定期清扫变压器、断路器及绝缘瓷件等。

6) 积极改造原有工艺和采用新工艺, 简化工艺流程, 避免中间环节的能源浪费。

六、结语

煤矿机电系统节能工作是一项系统的工程, 涉及到设备、技术、工艺及管理等各个方面。百善煤矿结合开展的清洁生产审核工作, 以节能为审核重点, 统筹考虑, 系统性地推进, 最大限度减地减少了能源浪费, 取得了显著的经济效益, 提高了煤矿供用电管理的技术水平和管理水平。

参考文献

[1]中华人民共和国国家发展和改革委员会.清洁生产审核暂行办法 (国家环境保护总局第16号令) [S].2004.

煤矿机电管理论文 篇5

关键词：煤矿机电设备;资料管理;安全生产

引言

煤矿机电设备资料不仅是机电设备生产和使用过程中最原始、最直接、最真实数据信息反映，同时也是机电设备安装、使用、维修、改造以及更新等工作的重要资料。随着社会不断的发展，企业资料信息管理工作的不断深入，许多煤矿企业都已经意识到对机电设备资料管理的重要性，虽然煤矿机电设备的资料管理工作并不是企业的核心任务，但却是煤炭企业资产的重要组成部分，加强煤矿企业的机电设备资料管理工作可以更好地保证机电设备的使用安全，为提升煤矿企业的经济利益打下良好的基础。

1煤矿机电设备资料的移交

煤矿机电设备资料的移交工作对机电设备日后的安全正常使用有着非常重要的影响。对于一部新引进的机电设备来说，其资料包括了机电设备的规划、设计、制造(购置)、安装、使用、维修、改造、更新、以及报废各个阶段中所形成并进行整理归档的所有图纸、图表、说明、计算资料、科技文件等相关资料[1]。1)煤矿机电设备制造厂的技术检验文件资料、合格证、技术说明书、装箱单。2)机电设备安装验收移交书。3)机电设备附件以及相关工具清单。4)机电设备使用过程中的各项修理施工记录、竣工验收单和修理检测记录。5)精度效验及检验记录。6)煤矿机电设备的改装、更新技术资料说明。7)机电设备存在的缺陷信息和事故报告单，其中包括了原因分析记录和处理结果。8)煤矿机电设备技术状况鉴定表。9)煤矿机电设备的基础安装图表和详细的安装说明。10)煤矿机电设备基础结构图纸、易损件图纸以及相关配件图纸。11)详细的机电设备操作流程，其中必须包含岗位的职责、相关技术条件、机电设备的操作程序以及维护保养等内容。12)机电设备的检修规程，例如：机电设备的检修周期、工期、项目、质量标准和验收规范等。在订购的机电设备到货后，应该按照相关规定严格进行机电设备验收，其验收工作应该由机电部门、企业管理部门、财务部门等相关技术人员共同完成，并由项目负责人按照该机电设备的“技术协议”去核对资料是否符合要求，如果其中存在任何不达标的情况都应该向供应商索取，只有在确保机电设备资料齐全、准确的情况下才可以进行验收[2]。在完成机电设备验收工作后，则应该交付相关单位进行机电设备的安装工作，在安装完成并通过检验后，再将上述中的所以资料都移交给专业的管理员进行统一管理，在资料移交过程中，也必须保证煤矿机电设备资料的准确性与完整性。

2煤矿机电设备资料的建档存放

在完成煤矿机电设备资料移交后，则进入到资料建档存放环节。在这一过程中，资料管理人员必须保持认真严谨的态度，对所有资料进行认真整理，为每一部机电设备建立一个档案，档案中必须包含相关技术资料的明细表，例如：资料的名称、机电设备的供应商等[3]。与此同时，为了保证资料管理的条理性和规范性，应该根据机电设备种类的不同将其进行编号，并整理出一份详细的资料目录，这样可以为日后的资料查找和借阅工作带来很大的便利。在完成煤矿机电设备移交资料的建档后，则应该按照机电设备档案资料标号的明细，给完成建档后的资料进行标号，并进行装订保存。煤矿机电设备资料建档存放过程中的科学性与合理性对其以后的使用有着非常大的帮助，不仅可以提高资料查阅的速度，保证资料的完整性，也可以大大提升机电设备保养维修、改造升级的工作效率和质量，为煤矿机电设备的安全稳定运行提供更有效的保障。

3煤矿机电设备资料的借阅

保证煤矿机电设备资料的完整性是其管理工作中的一个重点内容，而对其完整性造成最大影响的则是机电设备资料的借阅过程。为能有效提高相关人员对机电设备资料的保护意识，保证资料的完整，在借阅过程中，除了要按照相关规定进行资料借阅表格的填写和签字外，还应该清楚地记录下资料借阅的时间和归还时间，同时还需要明确借阅人对资源的保护和相关责任[4]。煤矿机电设备资料的借阅应该遵守以下几点规定。1)进行机电设备资料管理工作的相关负责人必须严格填写《技术资料借阅登记表》中的相关信息，例如：资料档案的编号、名称、数量、用途、借阅时间和借阅期限等，并要求资料借阅人在《技术资料借阅登记表》进行签字确认。2)对资料借阅时间已满，却未能按时归还的行为，管理人员应该积极催收，并了解未能按时归还原因，对于刻意不按时归还的借阅者，应该将其记录在案，在下次借阅过程中，以此来对借阅时间进行限制。3)对部分重要的资料应该禁止外借，例如：资料原件、无备件时的技术资料等，如特殊情况必须借阅，则应该向设备管理部门负责人申请，并在得到批准后才可借阅，同时向借阅者说明资料的重要性。4)资料借阅人必须对资料进行保护，禁止一切损坏资料的行为，例如：乱写乱画等。同时，在资料借阅过程中，不允许存在着转借他人的行为，以保护资料的完整性。除此之外，借阅者应该在借阅期限内归还资料，方便管理人员的资料管理工作和他人的借阅过程。

4煤矿机电设备资料的到期更换整理

煤矿机电设备在长期的使用过程中，必须进行定期检修和更换，其中也涉及到机电设备资料的管理问题。在煤矿机电使用一段时间后，则应该根据《煤矿安全规程》和《煤矿在用安全设备检测检验的通知》等相关规定对机电设备进行安全技术检验，并在检验完成后由相关负责人进行签字确认，这就形成了新的安全技术检测报告，作为煤矿机电设备的资料管理人员，应该及时进行安全检测报告等相关资料的更换，并按照煤矿机电设备资料管理规范进行更新后的资料整理和保存，同时还要将本次设备安全检查中产生的新资料信息添加到原来的资料档案中进行统一管理。在煤矿机电设备资料到期更换整理过程中，应该合理保存原本机电设备的相关资料，在进行资料更换时，注意避免造成其他资料的损坏，切实保护煤矿机电设备资料的完整性[5]。

5结语

煤矿机电设备资料的管理工作必须建立在一个健全、完善的设备资料管理制度上进行，这样才可以让煤矿机电设备资料的管理变得更加规范化。煤矿机电设备资料管理工作为设备安装使用、检查维修以及改造更新提供了非常重要的依据，只有保证资料的准确性与完整性才可以更好地提升煤矿机电设备安装和维护过程的准确性，从而有效减少机电设备出现故障的次数，保证机电设备的安全稳定运行，为煤矿企业提供更安全的生产保障。

煤矿机电系统管理 篇6

【关键词】煤矿机电；安全；监查

1.硬件结构设计

该煤矿安检设备的基本功能有：煤矿各工作面瓦斯浓度的实时采集记录并显示；瓦斯浓度超标报警；井下风速采集记录；负压（压力力）记录；一氧化碳浓度采集记录；温度采集记录；水泵电机工作状态；风机工作状态；绞车工作状态；电源过压报警；失流报警；缺相报警；班次产量记录；开关量采集及设备控制；载波数据传输；GSM/GPRS无线通信；参数设置；数据存储；电源自动切换管理以及系统自检等功能。设备分为井下数据采集终端和地面数据集中器两部分。

2.采集终端设计

数据采集终端是用来采集、监测、控制井下设备状态并将数据记录上传给集中器的装置，可同时采集16路的开关量和16路模拟量，并经A/D转换形成数字量，安装在井下防爆箱内。它为各类传感器提供工作电源，并以RS485总线方式通信；与集中器间以载波通信方式进行数据交换。集中器间采用载波通信方式，集中器可定时或随时召唤井下各设备参数并存储。

瓦斯传感器安装在井下各采煤工作面及巷道上，以采集不同点的瓦斯浓度。量程为0-4%CH4，供电方式采取采集器统一直流l5V供电，保障其安全性。当井下瓦斯浓度超标时，采集终端发出报警，报警灯不停闪烁的同时又通过语音报警以提示人员进行紧急撤离。同时监控室里的集中器也发出报警，提醒地勤人员采取紧急措施。另外，在报警同时打开风门及风机进行抽风，以降低瓦斯浓度。同样，当井下一氧化碳浓度超标也会发出报警。需注意的是，由于气敏传感器都有一定的使用寿命，因此最好一年更换一次传感器，以保障测量的准确性。

巷道风量的测量采用矿用智能风量传感器，期，其测量范围为风速0.3-15m/s；坑道断面积小于30m2；允许误差小于+0.3m/s；重复性误差读数值+1%；输出信号为200-1000Hz/5-15Hz或4-20mA/1-5mA；工作电压为Dcl5v；工作电流小于60mA；换能器工作频率为l40-150kHz。经A/D转换（或v/F转换）后，可测得其通风量的大小，以了解井下空气质量等。

由于井下到处都是易燃的煤，因此，当温度过高时极易发生自燃的情况；由于井下燃烧为不完全燃烧，因此会产生大量的一氧化碳。上述情况会导致井下人员的一氧化碳中毒，当遇到明火时还会产生爆炸。因此井下温度的测量很重要，尤其对于那些井下较干燥的矿井显得更加必要。根据现场情况可安装多个温度测量点以监控井下温度的变化。

井下巷道均由钢架或木架支撑，为防止冒顶、坍塌等危险情况造成人员重大伤亡和财产损失，井下需要实时巡检巷道压力情况，并及时整修。因此，在承重架下安装压力传感器实现压力应变的实时监测，可及时检测到出现的险情，从而能够避免重大事故的发生。

井下设备大多为防爆型没备，因此价格较一般同类型非防爆设备高许多。当出现过压、失流、缺相或三相不平衡等情况时，常会烧坏电机造成停产，从而造成重大的损失。为尽量杜绝或减少出现此类状况后造成损失。在电机进线上安装精密的电压、电流互感器，实时监测电压电流的变化。当出现非正常变化时及时报警，超出预定值时自动断开电源以保障没备的安全。

井下设备的工作状态是否正常对安全生产：非常重要，因此对风机、水泵、绞车等重大没备工作状态的监测是采集终端的另一重要功能。实时监测这些设备的二次触点等开关量，然后经光电隔离、整形、限流电路接到单片机端门，单片机可根据这些开关状态来判定设备的工作状态。另外，主控室还可通过集中器向采集终端下发某设备工作状态命令。

3.数据集中器设计

数据集中器是放置在主控室用来汇集、监测井下设备运行状况、对异常情况进行报警及显示，并能上传的设备。同时，它还具有对地面绞车运行状况实时监控、计量提升煤罐次数并计算生产量的功能。数据集中器可同时管理多个井矿下的采集终端设备，采用大容量掉电非遗失数据存储器NVRAM，对井下各测量点数据可进行定间隔（1-60mim可设）存储一个月的数据；可根据矿上生产情况设定班次及上下班交接时间，同时采集、计算并保存当前班、上一班、上上一班的生产量作为工人工作量核算的依据。采集方法是：在罐笼提升绞车电机进线上安装电压、电流互感器，利用绞车档位控制开关的空触点进行上下、档位的辨别，根据罐笼提升重量的变化导致电机输出功率的变化来判别出是空罐、上下人员还是煤罐。需注意的一点是：由于厂矿电压昼夜变化都较大，因此根据公式P=U×I可看出当电压变化时电流也随着变化.电流互感器感应电流也会随着变化，另外还会出现提升过程中罐笼撞绑导致感应电流瞬时过大的情况，也会有为防止罐笼过度摇摆出现危险而在提升过程中暂停（也叫稳绳）的情况。所以，在实际应用中对提升过程采集的信号经A/D转换后，还需要进行求平均值以及设置稳绳时间、空罐重量参数、正常罐重参数、超重报警参数等参数的没置。根据提升有效罐次乘以标准罐煤重量计算出当前班次的产量，到换班时间没备自动进行换班存储，将当前班次产量转存为上一班次，上一班次转存为上上班次，依次循环。对于小型煤矿，这样的产量统计方式可以避免因错计、漏计、少计的人为因素而导致矛盾的发生。

为便于进行参数的设置，集中器还具有人机接口。液晶显示采用清华蓬远公司内藏T6963C控制器的液晶模块，分辨率为128×64点阵，能显示汉字和图形，可当地通过键盘进行参数设置、远动控制操作等。实时刷新显示井下各采样点的数据及各设备开关状态，当井下瓦斯浓度、温度、负压、一氧化碳浓度等超标时，集中器面板上各对应报警LED进行闪烁报警、并显示出报警点所在位置，同时伴有语音报警。

集中器与采集终端之间通过低压电力线进行载波通信，可实时召唤、存储各采集终端下属设备当前状态字及数据.并讲行显示。用户可通过RS232串口、红外或RS485接口实现本地计算机与集中器的数据交换，也可通过计算机经集中器对各设备进行开、停控制。本方案中还增加了GSM/GPRS通信方式，当设备出现重大报警时，集中器自动将报警内容通过短消息的形式发给预定义好的手机，或者通过GPRS式将各数据记录及报警记录上传到主管部门的计算机。这样做可以实现无人值守的要求。

4.软件设计

本方案所涉及到的软件设计包括三部分：运行于数据采集终端中的数据采集、报警、控制及通信程序；运行于数据集中器中的数据采集、通信、报警及人机接口程序；运行于PC机上的后台监控、数据库等程序。

数据采集终端中的程序采用C51语言编写，数据集中器中的程序也采用C51语言编写，PC机上的后台监控程序即图形界面用户应用程序，是通过Vistlal C++开发环境编写的，采用串行口中断的异步通信方式实现与无线MODEM通信；后台数据库程序采用Microsoft SQL Server2000编写。

5.结论

煤矿机电系统管理 篇7

PLC技术是在可控范围内大量可编程存储器的集合, 能够完成高效快速储存内部程序、分析与计算数据、合理规划整个系统的运行动作、分析系统不足之处并进行改进等动作。相较于传统的煤矿机电系统, 采用PLC技术的煤矿生产更加高效, 能耗比更低, 并且易于发现煤矿中存在的安全隐患, 便于矿方组织人员排查, 减小安全事故发生的概率。

1 PLC技术概述

1.1 PLC技术的含义

PLC技术是指利用可编程的存储器来操作内部存储的指令, 并通过数字或模拟输入、输出来控制生产。PLC技术的功能强大, 能够实现逻辑运算、自动定时、自动化控制与计算, 借助模拟方法自动控制煤矿机电设备。PLC技术稳定性较高, 操作简单, 易于掌握, 实现维护与管理流程的简化, 并且结合机电接触控制技术及微电子技术, 目前在许多行业的应用都十分广泛。

1.2 PLC技术的优点

相比于其它技术, PLC技术优势十分明显:a) 在操作方面, PLC技术操作难度不高, 不需要操作人员具备很高的专业技术水平。并且在相关程序的调整上不需要做出任何改变。只需要根据PLC梯形图的顺序操作, 在煤矿机电系统控制中具有很强的实用性与便捷性;b) PLC技术具有很高的性能, 并且不需要较高的成本。PLC技术集成度很高, 各方面功能的实现只需要借助一定的外界体系。就算与原有的继电器相比PLC成本较高, 但在性能方面PLC更加全面, 对煤矿机电设备系统进行了简化处理, 所以具有极高的性价比。PLC可以通过网络实现信息交流, 这在一定程度上推动了集成系统的构建与发展;c) PLC具有完整的硬件配套设备[1]。相比于传统技术, PLC在硬件配套设施方面的优势明显, 能够为用户提供更加方便的服务;d) PLC具有较高的安全性, 抗干扰能力也比较强。PLC技术主要利用软件, 与继电器相比, 其接线控制的效率与安全性有巨大的提升, 这为其安全性提供了强有力的保障。并且PLC将软件与硬件使用相结合, 加强了其抗干扰能力, 通常会在近10 000 h内不会出现故障。

2 PLC技术的工作原理

在实际运行中, PLC技术具体工作流程分为输入采样、程序执行过程及输出刷新等三个环节, 具体介绍如下。

2.1 输入采样

在输入采样阶段, PLC技术的应用主要通过扫描依次读取数据与运行状况, 并在I/O映像区对应的区域内将其存储下来。完成采样后, 就开始用户程序执行。采样的过程中, I/O映像区的数据不会受到输入状态与数据变化的影响而发生改变。

2.2 程序执行过程

在程序执行过程中, PLC往往会按照从上而下的顺序扫描所有梯形图。在这一过程中, 首先会进行扫描器的左侧线路的扫描, 并按照从左向右、从上到下的顺序进行逻辑运算, 并以得出的数据为参考, 更新相应的区位态势, 并且能够更新输出线圈的相应I/O数据。程序执行过程中, I/O映像区的输入点不会发生变化, 而此区域之外的输入点会发生变化。其它图形在一定程度上会受到在较上位置的梯形图的执行结果的影响。但是如果要对上面的梯形图造成影响, 那么处于较下位置的梯形图需要满足一定条件才能够实现。

2.3 输出刷新

当输入采样与程序执行过程这两个阶段完成后, 操作系统的模式会转变为输出刷新。这一阶段, PLC技术会参考之前获取的数据与信息, 并进行统一与分析, 然后得到输出所得数据, 并根据这一数据来控制整个PLC机电系统。

3 煤矿机电系统控制中PLC技术的应用

3.1 PLC技术在提升机改造中的应用

高压主电路、主控PLC技术、速度监测和显示电路、形成检测和显示电路等构成了煤矿机电中的提升机控制系统。在提升机改造中, PLC技术的应用主要是基于原有的提升机进行传统系统改进, 并转换新的刀闸并在电枢上安装, 同时还应升级制动设备中的润滑油泵, 为煤矿机电中提升机电控系统的正常运行提供强有力的保障[2]。在提升机中PLC技术的主要程序为:一旦指令从电控系统与通系统中发出, 操作人员推开制动手柄, 并远离进闸位置, 松开主电动机闸, 然后将主令控制器的手柄推向正反向耳朵位置。通过一系列操作, PLC由于高压主电路的控制而得电, 主电发动机通过PLC技术的处理与控制而发出信号, 进而得到相应的调整, 提升机的速度自动提高, 最终提高煤矿机电中提升机的工作效率。在提升机改造中, PLC技术不仅实现了提升机的自动提速, 同时结合了其工作原理使控制系统的准确性得以保障, 并基于此实现了对提升机的多方面控制, 如减速、停车、制动等。

此外, PLC技术还能够检查电控系统, 判断其运行情况, 通常会检查保护装置与输入信号状态, 如果检查结果合格, 就可以开始执行下一个工作程序, 如果检查结果出现异常, 就不能启动下一个工作程序, 并以PLC提出的建议为依据对其进行修改与调整, 然后执行PLC对提升机系统的各项指令, 例如减速、加速、制动等。PLC技术在煤矿机电系统控制中的应用使得煤矿机电提升机电系统的控制得以完善与改进, 为煤矿机电控制系统运行的效率与质量提供了强有力的技术支持。

3.2 对井下风门的自动化控制

井下风门作为一个重要的通道, 其主要功能就是疏通易燃易爆气体, 并给煤矿井下引进新鲜空气。现阶段, 中国大部分煤矿企业的井下通风控制是人为操作的, 而这一操作方式会因为负压的影响而使风门的人工控制难以实现, 并且如果使用力度过大就容易损坏风门。针对以上问题, 笔者认为可以利用PLC系统, 用红外线传感器侦测车辆通过, 一旦发现通过车辆, 中央处理器就会发出信号开启风门, 显然这种利用机械装置控制方法开启风门具有更强的安全性与便捷性。

3.3 PLC在胶带运输机中的应用

以往的胶带运输机中, 一旦需要停车操作, 控制系统就会根据操作人员的操作调整液压系统的油压, 调整完成后, 闸瓦会接触制动盘, 加大摩擦力, 进而阻止胶带的持续运行。这一种制动方式存在一定问题, 具体表现为当胶带以一个较高的初速度运动时, 在闸瓦的制动时期与制动盘之间就有由于摩擦而产生的大量热量, 进而产生严重的安全隐患[3]。而PLC技术升级后, 系统能够合理控制闸瓦与制动器, 避免二者长时间接触而产生高温, 同时解决火花问题。

4 PLC技术对煤矿机电系统的控制技术

煤矿机电系统控制中, 通常采用梯形图的形式来实现程序控制, 这就充分发挥逻辑程序的作用。系统维护的难度由于被简化的操作路线而降低, 同时不同的集控控制系统之间的切换也具有实时性与高效性, 系统运行具有一定的灵活性、多样性及适应性。此外, 还能够对系统的运行情况进行严密监控, 能够准确掌握各项实时运行数据信息, 如系统过热、失速等。一旦系统出现异常, 监控系统会及时发出警报, 提醒相关人员处理故障, 降低事故发生几率。PLC系统能够实现运行故障信息自动生成记录, 为后续故障检修工作提供可靠的数据基础。

5 结语

PLC技术具有明显的优点, 在煤矿机电系统控制中占据十分重要的地位。随着中国社会经济不断进步, 国家建设与社会发展必然离不开大量的煤炭资源, 这就使得煤矿产业得到了十分充足的发展, 其必将规模越来越大。这意味着对煤矿机电系统提出的要求越来越高, 因此必须大力发展PLC技术, 提升开采效率, 为工作人员的生命安全提供了强有力的保障。

摘要：介绍了PLC技术, 阐述其在煤矿机电系统中的应用, 并针对如何实现PLC技术对煤矿机电系统的控制提出几点建议, 以供参考。

关键词：PLC,煤矿,机电系统,控制,应用

参考文献

[1]任化冰.煤矿机电系统控制中PLC技术的应用分析[J].企业技术开发 (下半月) , 2013, 32 (8) :81-82.

[2]霍海波.PLC电频控制技术在煤矿机电系统的作用[J].铜陵职业技术学院学报, 2014 (3) :59-60.

煤矿机电系统管理 篇8

PLC技术将微型计算机引入现代工业生产体系之中, 替代传统工业生产中采用的老式继电器, 完成对工程的控制, 是一种高科技、高性能的可编程控制技术。其运行稳定性十分高, 在恶劣环境下也能高效运行, 受外界不良影响程度较低, 并且操作步骤简单, 人员不需要凡琐的培训就能够掌握, 因此快速占领继电器的市场, 在工业生产中的比重越来越大。在对PLC自动控制系统进行编程的过程中, 一般采用易于操作的梯形图系统, 人员只需稍加培训便可进行实际操作, 编程语言简单明了, 便于日常维修与养护, 符合我国目前工业生产的需求, 能够得到大量推广。[1]并且由于PLC控制系统在保持高效率的同时缩减了体积, 便于运输与组装, 在各种空间内都能快速地进行组装与使用。所以, PLC技术广泛运用到现代工业生产当中, 代替了已经出现老化的继电器控制系统, 使用这一新方法对机电设备的运行进行控制, 大大提升了控制效率。只需要与输出设备构件简单链接, 就能够加入到整个机电控制系统中, 进而对其实现整体控制。在煤矿的机电控制系统中引入PLC技术来进行自动化控制, 不光压缩了控制系统所占的空间, 并且只需要一台PLC控制系统就能高效控制整个煤矿的自动化器械, 使其整体效率大大提升。PLC控制系统以其优良的工作效率与较低的能耗, 使煤矿开采步入了一个新的阶段。

2 PLC控制系统的工作原理

(1) 作为PLC控制的基本环节, 输入采样对PLC控制效率起到了决定性因素。在进行输入采样时, 扫描仪对作业面进行扫描, 扫描数据储存在记忆体中, 随机被传输到处理单元进行分析。扫描采样阶段所收集的数据是单独存在的, 无论后级阶段如何操作, 都无法改变扫描所得到的数据, 因此施工方在完成扫描采样之后, 要妥善保管记忆体, 避免数据丢失。

(2) 当扫描完成数据的采样工作之后, PLC会使用梯形图模式, 以采集到的数据为基础来扫描用户的程序, 在这一阶段中, 计算的顺序与先后也要纳入扫描过程中, 最后将扫描的结果显示在计算机上。这一阶段必须要保证原封不动的采样数据, 因为变化的采样数据对系统产生控制命令有一定的影响, 会使系统的控制出现一定的缺漏。

(3) 在上述两个步骤完成之后, 就要转入输出刷新阶段。控制系统会总结以上阶段所收集的数据, 输出得到的结果, 以结论为依据来控制自动化设备。

3 煤矿机电系统控制中应用PLC技术的方案、特性和实现

3.1 PLC技术在煤矿机电系统控制系统中的实际应用

在集控室安装主站的时候, 要以设计方案为基础, 确保煤矿机电系统设备要按照新的线路来铺设, 而不是继续使用老的线路, 这样才能充分发挥回路的控制功能。甚至可以直接把主站的控制屏与电气设备回路相连, 进而控制煤矿机电系统。

合理对现场数据收集设备进行布局, 以带式输送机的安装为例, 明确每一个传感器中所表达的数据信息, 在与从站控制箱对接完成之后就会自行开始数据的处理与解码工作, 控制系统才能正常运行, 并且没有安全隐患。

合理设置煤矿机电控制系统的报警信号。使用传统的电铃进行报警, 或是采用新式的蜂鸣报警器。确保安全警报在第一时间被施工人员寻获, 减小安全事故的危害。报警系统能够引入到集控启停设备之中, 由专业的人员来处理安全信息, 确保在安全事故发生的第一时间就能组织施工人员进行避险。而有条件的施工方会选择更加高级的声光报警器, 对安全事故的灵敏度更高, 不光能提前报警, 还能腾出时间让工人处理生产线上的设备, 避免了损失的进一步扩大。

3.2 如何使用PLC技术控制煤矿机电系统

煤矿机电系统控制之中, 一般采用梯形图的形式来进行程序控制, 就给逻辑程序提供了发挥的平台。简化的操作线路也降低了系统维护的难度, 并且在不同的集控控制系统之中实现了实时切换, 系统运行灵活多样, 适应程度较高。还能够随时监控系统的运行情况, 对包括系统是否过热、失速等实时运行数据信息都能够精确掌控。只要出现了影响正常生产的故障, 监控系统就能够及时发现并报警, 相关人员就会进行处理, 降低事故发生的概率。并且PLC系统还会自动记录运行中的故障处理信息, 为日后的维修提供数据基础。[2]

3.3 PLC技术的运用

为了在煤矿机电系统中有效运用PLC机电控制系统, 要分析系统在运行中的几个关键性数据。首先是运行速度。提升机在运行的时候不可避免的会产生机械冲击, 不同机器的频率不同因此加速、减速的能力也有区别。

在实际运行当中, 一般采用每半秒钟刷新一次的频率, 来确保PLC系统有效地控制。而为了得到绞车的运转速度, 一般会有专门的设备来记录每半秒之中开关的触碰次数, 并将记录下的数据在系统的储存单元中进行储存, 将其转换之后, 再进行绞车运转速度的计算工作。其次要取得的就是绞车的运行方向数据。绞车开始运行之后, 运行状态就无法改变了, 因此就需要使用两个计数器来记录开关接触的次数, 确定在这些接触中哪些是有效的。在五秒钟内, 使用一个计数器来控制另一个, 记录下启动按钮的两次变化, 绞车的上升接触器通过后产生吸引力的方式使绞车稳定上升。通过调节在这五秒钟之内按钮启动的次数来控制绞车的上升与下降。假若启动的次数只有区区一次, 下方的接触器就会产生把绞车向下拉的力, 使其下降。或者每五秒钟之内, 完成一个上升与一个下降的指令, 使绞车在经历了上升与下降之后, 回到最开始的出发点。最后是绞车的超速警报。由于系统在设计之初就对绞车的运行速度做了严格要求, 假如实际速度超过了要求的速度, 警报就会发出, 报警系统会用文字与警报相结合的方式告知操作人员, 便于及时做出反应, 避免了安全事故的发生。

另外PLC技术的使用对环境温度也有一定的要求, 一般保持在零度到五十五度之间, 才能最大限度地发挥PLC系统的优势。[3]在高温下运行, PLC系统同样容易发生意想不到的故障, 大大降低了系统原来设计的使用寿命, 甚至会出现由于温度过高而损坏元器件的情况。反之, 如果在较低的温度下运行, 整个电路的运转速度十分缓慢, 大大地降低了系统安全性, 在某些低于零度的环境内使用, 还会出现控制系统崩溃的情况。所以PLC控制系统的运行必须有适宜的温度做有力保障, 才可以确保控制的有效性与高效性。当实际运行中, 环境温度超过五十度时就应该采取相应的降温措施, 确保系统在正常温度下运行。

4 结语

将PLC控制技术引入到煤矿机电系统控制之中, 能够有机地将整个系统中的各个控制功能结合起来, 使各项设备高效运转。在满足生产的同时, 提升了其运行效率, 便于员工进行操作, 是一种不可多得的控制技术。

参考文献

[1]刘虎豹.PLC技术在矿井交流提升机电控系统中的应用[J].煤矿安全, 2009, 04.

[2]葛芸萍, 牛双国.煤矿副井信号系统的改造[J].煤矿机电, 2010, 03.

煤矿机电管理实践探讨 篇9

董存瑞、黄继光这些人民英雄, 为了革命事业, 他们为什么能不顾一切的献出自己的生命?这是因为在他们心目中有一个远大的共产主义理想。这个理想符合民心所以才有那么多人为达到这一目标为之献身。古语云:得人心者得天下!在企业管理中有人情味, 员工才能把企业当成自己的家, 忠诚于企业, 为企业献身。没有干不好的职工只有不称职的领导。所以每次发生一次违章, 我们都要从自身管理上找原因一味无原则的罚款, 只会罚丢了团队的亲情和和谐。

2 大树原理应用到管理上

我们一个团队, 就象一棵大树, 自己不要充当树干的角色, 这个角色让自己的手下兄弟充当, 树枝就是班组长, 树叶就是的职工。自己就要充当圆丁的角色, 要想使这棵大树茁壮成长, 就必须管理好这颗大树。浇水、施肥、打药园丁的职责。如果大树缺水、生虫、这不是大树本身的原因、是园丁失职。

3 水渠原理应用到制度上

制度和岗位标准, 就像一条河渠引导水流一样, 要想把河里的水流引导到你想让它去的地方, 你就要修条水渠。只有这条水渠修好啦, 水才会顺着水渠源源不断的流向目的地, 你的渠修到哪、水就会流到哪。水就是我们的职工, 水渠就是岗位标准和制度, 如果你要想不使水乱流, 就要使水渠合理、畅通。上级的各项制度、规定就是水渠设计者, 自己就是施工队和维护工。水流不畅啦、就是渠里有杂物, 也就是团队遇到了困难, 你就要去想法解决, 水漏啦也就是你制定是制度有漏洞、标准有缺陷, 你就要及时的去补充和完善, 只有这样才会保障水源源不断的流。

4 蛋糕原理应用到工作上

工作量好比一个大蛋糕, 假如有100名职工去分吃, 把它平均分割成100份, 其结果是无人去抢, 因为每人都有份。假如规定谁先到可以多分点, 晚到者少分或没有, 其结果会是争先恐后的去抢。一项工作量是一定的, 所以工作中要体现多劳多得分配原则, 从而充分调动职工的积极性。

5 木桶原理应用到培训上

一个木桶由多块木板组成, 假如有高有低, 木桶里的水装到最底木板处就会流出来, 而其它木板再高都是没用的。所以一个团队素质高低, 只有以最差的来衡量。每个团队里都有高素质的人才, 但也存在个别低素质人员, 例如看变电所的不会停送电、看风机的不会倒风机、干电钳工不会处理失爆等。这些人虽然数量少, 但往往就是这些人造成大事故。因此只有提高职工队伍的整体素质, 才能保证矿井安全。为了提高职工整体素质, 我们采取走出去, 请进来、高手带低手的多种方式对职工进行培训。例如组织技术骨干多次到外单位参观学习、组织电钳工到先进单位跟班学习长者一个月短者20多天直到学会为止。还派选派多名名年轻的大型机械厂机学习装减速机的技术。请开关厂的高级技工来矿讲解开关的原理及故障的排除。去年10月份又成功的举办了岗位练兵活动, 并取得了预期的目的。通过这些做法和努力现在机电整体水平得到了很大的提高。

6 超市商品的管理模式应用到档案管理上

超市商品数量上万种, 都能摆放的井井有条, 标码、归类多而不乱。我们根据超市商品的管理方法, 对资料进行分类管理。首先进行的是资料搜集工作, 这项工作由技术员、库管员、采购员携手完成。新设备从源头抓起, 资料不完整的老设备采取网络查找、下载、联系厂家补办的方法补齐。实现了设备一台一档、分类管理, 达到了系统有分类、管理有归口、总体有目录, 分类有索引的机、帐、卡、物四对照的机电管理目标, 资料中心已初步建成。对矿井机电设备完好状态、运行情况、监测、检验情况进行了有效的监控。实现了设备预、控、管一体的信息化系统, 为机电设备高效、经济、安全运行, 打下了坚实的基础

7 汽车的保养原理应用到设备检修上

会开车的人都会知道, 每部车出厂时为了车的安全运行, 都有一个保养手册。你只要按照保养手册里的规定去按时保养, 相信你的车会一直安全的运行。所以我就要求技术员把矿井主要设备和重要设备根据有关规定和使用说明书绘制了一张设备周期检测、保养更换周期表。要求机电科、连队部和技术员住室都在醒目地方悬挂, 时时提醒注意。对快要到期的设备有技术员下达督办通知单, 有相关负责人签字存档, 到期落实。保证设备按期检测、保养、更换。从而杜绝了设备因维修、保养不及时造成的事故。

8 管理程序化、责任明确化

大家知道, 机电管理是煤矿生产的重头戏, 近年以来, 全国煤炭行业接连发生多起重特大恶性事故, 大部分与机电管理有关。因此2011年根据现有管理体制绘制了机电管理流程图, 并悬挂在机电科。严格按照流程图进行管理分工明确责任到人、规定不准越级管理, 一样的工作不准两个人安排, 汇报问题逐级汇报, 下级能解决的问题严禁交上级处理。坚持每周一个机电例会。参加人员范围到组长, 会议议题很简单, 就是各队汇报各队一周工作计划和上周工作计划完成情况, 如果没有完成说明原因, 我就想法去解决。在人员管理上我放权、放权、再放权。现在我只管1个科, 3个队长和一个技术员。其它的人员工资分配、人员增减, 都有各队自己做主。这样各队都有了自主权, 思路明确, 工作顺心。通过近半年来的实践, 我的事少啦、也省心多啦, 下面的工作也顺利啦。

9 结语

本文结合自己多年来对机电管理的经验, 提出从行为、管理、制度、工作、培训等入手利用通须易懂的例子, 深讨机电管理的经验。旨在为从事煤矿机电管理的同行如何管理提供参考。

摘要：大家知道, 机电管理是煤矿生产的重头戏, 近年来, 全国煤炭行业接连发生多起重特大恶性事故, 给煤矿安全生产带来了严峻的考验, 作为机电管理工作者, 深感责任重大。本文结合自己多年来对机电管理的经验, 提出从行为、管理、制度、工作、培训等入手利用通须易懂的例子, 探讨机电管理的经验。旨在为从事煤矿机电管理的同行如何管理提供参考。

煤矿机电系统管理 篇10

1 国内煤矿系统机电设备安装发展现状

随着国内煤矿生产的逐渐自动化, 煤矿系统机电设备也开始被广泛应用与煤矿的日常生产中。虽然国内的煤矿系统机电设备的发展已经取得了长足的进步, 但是在安装过程中依旧存在着许多问题。煤矿系统机电设备作为煤矿自动化生产的主要设备, 由于机电设备技术的不断更新, 安装难度也有所增加。由于安装环节较为繁复, 涉及的范围也比较广, 在煤矿实际环境中也容易遇到不可预计的问题, 同时还需要考虑煤矿系统机电设备的长时间工作状态下的安全运行。因此, 机电设备的安装工作成为了一项艰巨的任务。这也是国内大多煤矿系统施工企业机电设备的安装现状[2]。重视煤矿系统机电设备的安装工作, 把握每一个安装环节, 做到从实际出发合理解决突发问题, 保证安装质量在煤矿系统机电设备的安装工作中具有重要的意义。

煤矿的系统机电设备较多, 煤矿系统机电设备安装包括采煤系统设备、原煤运输系统设备、冲洗系统设备、供电系统设备等以及相关的配电箱、电缆、电线、变压设备等一系列配套设施的安装。目前, 国内的煤矿系统机电设备安装过程中存在安装技术人员不稳定, 有的煤矿甚至缺少专业的技术人员的情况, 大部分的机电设备安装技术人员技术能力不强, 综合素质不高, 安装过程也不够仔细[3]。这些都影响了煤矿系统机电设备的安装质量。不仅对煤矿系统机电设备的正常运转和使用寿命产生了影响, 也制约了煤矿企业的正常生产水平, 产生不必要的经济损失。尤其是近几年来, 国内注重煤矿系统机电设备的技术发展, 忽视了煤矿系统机电设备安装技术水平的提高, 导致煤矿系统机电设备的安装人员技术水平有限, 管理人员缺乏标准化知识的现状, 导致大部分煤矿系统机电设备被动进行运转, 安装过程中暴露的问题不断, 制约了煤矿系统机电设备发挥正常的作用, 影响了煤矿企业的发展。

煤矿系统机电设备具有鲜明的电气特征, 在安装的过程中必须根据电气标准规范安装行为, 减少在安装完成后设备正常运转时产生故障的几率。如:在安装煤矿系统供电设备的过程中需要按照电气安全的标准进行, 以免发生漏电、短路等故障, 导致产生不可预计的危害。

因此, 改善目前国内煤矿系统机电设备的安装现状, 重视煤矿系统机电设备的安装质量, 才能够保障煤矿系统机电设备的正常运行, 才能够实现提高煤矿企业生产效率和生产质量的目的。只有将国内煤矿系统机电设备的安装问题重视起来, 采取科学的措施改善国内现状, 才能够推动国内煤矿系统机电设备安装的有序发展。

2 国内煤矿系统机电设备安装过程中存在的主要问题

国内煤矿系统机电设备安装现状不容乐观, 煤矿施工企业在煤矿系统机电设备的安装过程中出现的问题很多, 主要体现在以下几个方面。

首先, 在煤矿系统机电设备的安装过程中缺乏科学合理的工作安排和施工方案设计。由于煤矿施工企业对于煤矿系统机电设备不够了解, 无法确切掌握煤矿系统机电设备的部位和安装的重要环节。因此安排安装工作的时候容易忽视实际设备资料, 不能够结合煤矿自身的情况进行安装[4]。另外缺乏合理的安装方案, 也导致安装过程依据以往的安装方式进行生搬硬套, 不能够顺利、流畅的完成安装工作。再有就是安装过程中出现问题之后一味的依据以往的经验解决问题, 缺乏合理的安排和管理。这都是缺乏科学合理的安排导致煤矿系统机电设备安装出现问题的因素。

其次, 煤矿系统施工企业机电设备安装人员技术水平差, 影响安装质量。在煤矿系统机电设备的整体安装过程中需要专业的技术人员进行合理规划和按部就班的安装, 对技术人员的要求比较严格。一般的煤矿施工企业缺乏专业的安装技术人员, 或者已有的安装技术人员素质较低, 不能够按照原定计划顺利完成煤矿系统机电设备重要部位的准确安装工作, 容易出现失误和偏差, 使整个安装结果受到影响。因此煤矿系统机电设备安装人员的专业技术和综合素质成为了制约煤矿系统机电设备安装质量的主要因素。

最后, 煤矿系统机电设备的安装过程中各个设备系统不能够正常连接也是影响煤矿系统机电设备安装质量的一个重要因素。由于煤矿企业在煤矿系统机电设备安装过程中使用两个或多个安装技术团体进行安装, 在整体安装过程中这些安装团体只顾各自完成自身的任务, 并不进行煤矿系统机电设备信息之间的有效沟通, 致使在各个系统的安装工作完成之后不能够顺利连接成为一个整体, 大大增加了煤矿系统机电设备安装的难度[5]。

总之, 影响煤矿系统机电设备安装质量的主要是人为因素, 需要煤矿企业在煤矿系统机电设备的安装过程中加大重视力度, 采取合理的措施。

3 解决国内煤矿系统机电设备安装过程中存在问题的几点措施

面对国内煤矿企业煤矿系统机电设备安装过程中出现的问题, 一下有几点意见可以提供参考。

首先, 煤矿施工企业应该根据煤矿系统机电设备的详细信息和自身的实际情况采用科学合理的工作安排, 设计合理的安装方案, 按部就班的进行安装工作[6]。也就是说, 在煤矿系统机电设备安装工作之前煤矿施工企业需要组织研究合理、严密的安装方案, 并通过认真对比煤矿系统机电设备详细资料之后科学安排安装工作, 确保安装工作有据可依以及合理性。然后才能安排专业的安装技术人员严格按照施工方案进行有条理的机电设备安装。

其次, 重视煤矿系统施工企业机电设备安装专业技术人才的培养, 提高安装技术人员的综合素质。煤矿施工企业的安装技术人员需要掌握煤矿系统机电设备的性能以及安装技巧, 具有一定的安装经验和应对安装中出现问题的能力[7]。这样, 在按照安装方案进行安装时才不会出现生搬硬套、手足无措的情况发生。这也是从根本上解决了煤矿系统施工企业机电设备安装发生问题时的主要解决办法。

最后, 煤矿施工企业在机电设备的安装过程中存在两个或者两个以上的安装团队时, 需要做好这些团队之间的沟通工作协调各个机电设备系统之间的安装连接工作。在沟通过程中必须将煤矿系统机电设备的详细信息和设备安装的详细要求与安装团队进行交流, 协调不同团队的安装过程中的信息交流。使团队之间相互掌握煤矿系统机电设备的安装进展以及需要注意的问题, 达到煤矿系统机电设备安装过程的有序、高效的进行[8]。

当然, 煤矿施工企业也必须严格做好煤矿系统机电设备安装的自检验收工作, 根据与甲方签订的协议进行验收, 发现问题及时处理, 保证煤矿系统机电设备能够正常、高效的运转。

4 结语

随着煤矿系统机电设备技术的不断成熟和发展, 煤矿系统机电设备的安装工作应该逐渐受到煤矿施工企业的重点关注。培养高素质的煤矿系统机电设备安装专业技术人才以及提供科学合理的安装方案都是能够减少煤矿系统机电设备安装问题的有效方法。重视煤矿系统机电设备的安装能够保证煤矿企业提高生产效率和生产质量, 也为施工企业在行业竞争中奠定坚实的基础。

摘要：随着近些年来能源利用行业的发展, 煤炭行业作为重要的能源行业发展也十分迅速, 煤矿系统机电设备的安装工程日益增多。如何保证煤矿系统机电设备安装的质量是提高煤矿日常工作效率的关键因素, 也是增加煤矿施工企业竞争力的有力保障。本文主要研究了煤矿系统机电设备在安装过程中存在的主要问题, 并提出了作者认为合理的几点措施, 希望能够为煤矿系统机电设备安装过程中提高安装质量方面的研究提供参考。

关键词：煤矿系统,机电设备,安装,问题,措施

参考文献

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[7]邢海顺.煤矿机电设备的管理与维护浅析[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2009 (4) .

煤矿机电系统管理 篇11

【关键词】煤矿机电设备；节能降损；措施；探究

目前在我国，生产技术落后大大阻碍了能源效率的有效提高。工业能源利用率相对比较低，加上产品的能源消耗不断攀升，甚至超过西方国家。相对较高的能源损耗阻碍了经济的快速发展。基于这样的现状，文章中提出了各种节能损耗的有效措施并应用于实际之中。

1、煤矿机电设备系统现状

1.1煤矿设备的老化问题

建设煤矿时，设备成套的投入，保证了设备在使用时的互相匹配。所以，一般而言设备的资金投入为一次性完成，而整套设备所需的制备资金是较大金额的，从而容易导致公司资金周转可能会出现困难。就我国煤矿设备的现状，存在着诸多问题导致了煤矿设备的严重老化：首先，我国煤矿业在整个制造工艺流程中，使用设备的整体配套能力的不足使得装备相对比较落后。其次，煤矿业的注入资金的匮乏导致在生产过程中出现重产出轻研发的现象，同时也不利于设备的更新换代，容易出现老化现象。再者，我国的煤炭产量增长迅速，巨大利益的驱使下，煤矿企业过度重视产量而忽略了能源的利用效率。

1.2无序并落后的煤矿机电设备的管理问题

纵观在我国现阶段煤矿设备，无序化的管理体系问题凸显，而且并不不够完善。由此，我们可以发现以下的几个原因：（1）上层领导没有意识到现代煤矿生产的重要性，忽视机电设备的设立，导致没有完善的管理制度形成。（2）在众多煤矿企业中，崭新技术和崭新设备慢慢引进，同时夹杂着传统的粗放式管理模式的存在。企业工作人员杂乱无序管理着机电技术，并且不够系统，无条理。

2、节能降损技术——变频节能在煤矿机电设备系统中的应用

2.1煤矿生产中变频技术的发展及其意义

由于电子科技发展迅速，从而引起变频技术取得了飞速的发展成果，其中包括理论和实践两个层次之上的进步。为了达到综合化水平，使用改进控制方法、普及专用集成电路各种途径，从而提高变频技术。此种变频技术不仅能够实现调速功能而且拥有通信等实用功能。目前，节能减排概念越来越深入人心，我们国家也非常重视节能减排。有效控制煤炭企业的能耗能够降低企业成本，对于环境保护也有一定作用，因此对于增强企业的核心竞争力有重大作用。目前，矿井机电设备的能耗占煤矿企业能耗的大部分，因此企业节能工作可以将主要重心放在控制设备能耗方面。由于变频节能在实践过程中效果良好，技术优势突出，因此在控制能耗工作中应用较多。而变频器的种类繁多，在选用合适的变频器时，应充分考虑设备的实际情况，优先选择界面舒适、灵活控制、操作便捷的变频器，最终选择综合性能良好的合适的变频器。同时，关注市场上的品牌变频器能够为日后的技术支持及备件更换做好铺垫。

2.2变频节能技术应用

目前，变频技术发展较为成熟，能够广泛应用到机电设备中，为相关行业注入了新鲜活力，贯彻节能减排思想。运载电梯的调速过程中使用了变频节能技术，之前，传统的调速方式是通过控制接进金属电阻实现，但这个工程存在较大的潜在安全隐患，而且电能损耗也较大，不符合节能减排的思想。应用变频技术后，可以通过电子信息远程控制调速，采用与交流四象限调速相结合的方式。现今社会飞速变化中，变频技术广泛的应用即将是一场无法转，大有未来的进步趋势。在我们国家，各企业使用了多种变频技术配合着各种机电设备，一起为着节能技术的良好发展起重要推动作用。

3、巩固煤矿机电设备系统节能降损的措施

一，开设专门的节能降耗办公室，统一管理各单位用电，签订责任书，对用电指标进行专项考核，采用目标定额式管理模式。在无特殊情况时，各个单位与负荷以及生产量相对应定额目标应进行严格考核，保证制度有效实施。单位以身作则带动员工的工作积极性，让节能减排变成习惯。

二，提高计量管理水平，合理调整负荷曲线，用电高峰期时禁止大容量设备使用，避免移峰填谷增大日负荷率。

三，严格控制矿井作业的用电量大的提升运行环节。原煤的运输过程的用电量也较大，也应采用合适手段控制。

四，合理利用变压器。变压器的损耗占配电网损耗的大部分。因此，应该合理控制变压器的使用情况，可以撤掉负载少又不常用的变压器，或者及时在变压器完成工作后停止其工作。对供电变压器的工作电压进行适当升级、调节。升级后的变压器不仅损耗减少了，而且可以为矿内的安全生产提供了可靠保障，避免因为过电流或操作频繁引发的机器故障。

五，尽量使用高效节能灯，落实绿色照明工程。在公共照明系统中逐步使用更换节能灯具，采用先进节能技术。另外，矿灯的充电架改成以直接供电的形式，这样可减少充电变压器的使用，在降低能耗的同时还减少了噪音污染。

六，为了提高检修质量，控制检修的时间和频率。处于正常的工作模式和工作状态情况中，电力网将会非常安全和经济。然后在检修的过程中，引起正常的状态被打破，从而导致损耗量和能耗量上升。不难看出，在设备检修过程，应当确保计划的实施，不断努力提高检修效率，尽力实现较短的时间内高质量的检修。

七，当设备维护进行中，务必防止任何泄露电问题发生的可能。为了达到有效减少能耗的目的，设备进行定时巡查，从而找出其中的泄露电问题以及其他可能的故障，且及时处理问题。尽可能降低能耗通过各种方法，比如大力推广新技术和工艺，通过严格的计算来控制导线截面。

4、讨论

现今，节能降耗是作为一项长期的发展事业，明显拥有着十分广阔的发展前景。节能减耗拥有降低矿业电费的便利，且为企业带来更多经济效益。宏观角度上，可以为国家节约能源，改善对环境的影响，自然资源配置得到了更好的配置。当然，需要通过综合技术和管理两个不同层次来实施节能降耗工作，达到共同推动节能事业发展得更好的结果。

参考文献

[1]吴心平，段鹏飞，马永杰等.浅谈煤矿电气节能问题[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012（1）

[2]苏建民，王全周.煤矿供电的降损管理[J].河北煤炭，2012（3）

[3]吕新磊，王永华，高永田.螺杆式空压机变频节能改造方案设计[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版），2012（1）

煤矿机电系统管理 篇12

煤炭工业是我国重要的能源生产行业。大量大型机电设备在矿井中的应用降低了煤炭生产的劳动强度, 提高了煤炭生产的效率及煤矿的自动化、信息化程度, 但同时也为企业带来了大量的设备检修工作。目前, 点检制度是大部分煤矿企业采用的主要的设备维修制度, 然而, 由于实际的点检任务量大, 仅靠人力无法可靠、有效地完成点检任务。针对这种现状, 很多公司研发了适用于煤矿的设备点检仪器。该类产品的局限性: (1) 网络功能欠缺; (2) 采集的信号大多局限在温度、振动和转速上; (3) 操作不便, 大多设备点检仪器需通过USB等通信线和上位机连接, 而且数据尚需人工录入[1]。因此, 本文提出一种煤矿机电设备闭环点检信息采集系统设计方案, 实现了煤矿机电设备点检信息的无线采集, 为实现煤矿机电设备闭环点检信息的管理提供了数据支持。

1系统架构

煤矿机电设备闭环点检信息采集系统架构如图1所示。

该系统网络结构分为RFID、Zigbee、WiFi三个层次:

(1) RFID网络。智能手持设备通过RFID读写模块读取点检人员的工牌信息和检修地点的电子标签, 从而记录具体的巡检人员、检修地点及巡检路线。

(2) 基于Zigbee的无线传感器网络。智能手持设备确认检修地点后, 通过Zigbee模块唤醒现场的传感器节点, 并读取传感器的相关数据供系统分析和处理。

(3) WiFi网络。智能手持设备通过WiFi模块与企业局域网连接, 完成检修任务的下载和检修结果的上传。

在系统中, 智能手持设备是联系井上、井下机电设备状态信息和企业局域网络的纽带。本文重点介绍基于Zigbee的无线传感器网络及其网络节点、智能手持设备的设计[2]。

2Zigbee网络拓扑结构分析及设计

2.1 网络结构分析

Zigbee网络支持两类物理设备, 即全功能设备 (Full-Function Device, FFD) 和精简功能设备 (Reduced-Function Device, RFD) 。一个Zigbee网络包含一个协调器节点和多个终端设备节点。一般来说, FFD可以充当网络协调器, 能与FFD和RFD通信, 因此一个网络应该至少含有一个FFD;RFD不能充当网络协调器, 只能与FFD通信, 充当终端设备节点。

常用的Zigbee网络有:星形和对等两种网络拓扑结构。在星形网络拓扑结构中, 通信是在若干RFD与一个FFD之间进行的。而在对等网络拓扑结构中, 每一个设备都可以与其无线通信范围内的其它任何设备通信, 而不必通过协调器进行中转。对等网络拓扑结构需要用很复杂的组网形式实现, 网络中任何设备发送的消息经过多跳路由后可以到达其它任何设备[3]。

2.2 网络结构设计

星形网络的构建相对较简单, 而且实现较容易, 稳定性更高。因此, 笔者设计了如图1所示的多星形网络拓扑结构。该网络结构以检修地点为单位划分网络区域, 每个网络区域包含若干个无线传感器网络节点。在每个网络区域中, 以无线传感器网络节点作为RFD, 以手持设备中的Zigbee模块作为FFD, RFD与FFD构成多对一的关系。

当点检人员携带手持设备到达某一检修地点后, 手持设备中的RFID模块读取现场的地点信息并记录相关信息;手持设备确认对应的地点后, 驱动FFD发射射频信号, 唤醒该检修地点的RFD, 建立星形网络;RFD被唤醒后, 读取点检信息并将其返回给FFD, 完成点检信息的采集, 各RFD随即再次进入睡眠状态以节省电池能量。当点检人员完成点检信息采集、携带手持设备到达井口并检测到无线网络信号后, 通过WiFi网络将点检信息传送到企业局域网中。多星形网络拓扑结构设计简单, 配置灵活, 既解决了无线信号传递路径的问题, 又解决了无线信号下井困难的问题。

3无线传感器网络节点设计

3.1 节点硬件设计

无线传感器网络节点硬件电路如图2所示。

节点采用Chipcon公司生产的Zigbee芯片CC2430作为控制核心。CC2430为SoC CMOS器件, 内嵌高性能、低功耗的8051微控制器, 内部集成14位模数转换器件和符合IEEE 802.15.4协议的2.4 GHz的RF收发器, 具有优良的天线接收灵敏度和强大的抗干扰性。在接收和发射模式下, 其电流消耗低于27 mA。CC2430还具有休眠模式和以较短时间转换至主动模式的特性, 适用于要求电池寿命长、运行时间长的煤矿数据采集系统[4]。

节点采用DS2401作为硬件的唯一标识符存储器。DS2401的ROM中包含唯一的64位注册码。DS2401除接地引脚外, 只有一个功能引脚, 其供电、输入和输出都通过该引脚完成。

由于节点电源由两节5号电池提供, 因此采用MAX1724芯片来稳定系统的工作电压。

3.2 节点软件设计

由于网络节点采用电池供电, 需要考虑节能设计, 所以一般情况下所有节点都处于睡眠状态, 只有射频接收外设处于监听状态。当手持设备呼叫该节点时, 网络节点才会由中断程序唤醒, 然后采集传感器数据并发送给手持设备。

网络节点的中断程序NS流程图如图3所示。节点进入中断后, 首先建立网络连接, 然后完成接收设置。如果节点没有接收到数据, 则在对网络进行一系列询问后, 重新进入睡眠状态;如果节点接收到数据, 则首先根据数据帧头部分判断网络链路是否正常, 如果不正常则重新建立链路, 如果正常则继续接收数据。节点接收到数据后, 对数据进行验证, 如果正确则存储, 否则丢弃。数据接收完成后, 节点再次进入睡眠状态, 否则继续接收数据, 直到结束为止。

4智能手持设备设计

4.1 手持设备硬件设计

手持设备采用嵌入式技术, 以三星公司生产的基于ARM1176的S3C6410芯片为控制核心, 在外围配置Zigbee模块、RFID读写模块、WiFi模块等。手持设备硬件结构如图4所示[5]。

Zigbee模块的设计与图2中传感器网络节点的设计类似, 只是将CC2430的uart口和S3C6410芯片的uart接口相连, 以实现手持设备的驱动;RFID模块用于识别检修地点;WiFi模块实现手持设备与企业局域网的通信;另外, 触摸屏用于图形显示, NAND FLASH用于数据存储, 无线充电模块用于实现全封闭设计, 音频输入、音频输出和摄像头模块用于采集现场声像资料。

需要特别说明的是, 由于煤矿工作环境恶劣, 操作不便, 因此系统设计了5个控制按钮, 分别完成开关机、前移、后移、确定和取消功能, 其中前移、后移按钮用于实现功能切换和选择。

4.2 手持设备软件设计

手持设备软件基于WinCE嵌入式操作系统开发, WinCE系统结构如图5所示。系统最底层和最上层分别是硬件平台和用户应用程序;硬件平台上层为板级支持包 (Board Support Package, BSP) , 该层用于支持操作系统, 使其能够正常运行于硬件平台上, 同时用于支持所有外围设备;操作系统是WinCE系统的核心层, 它为BSP和用户应用程序提供接口和服务[6]。

手持设备通过串口对Zigbee模块进行操作, Zigbee模块连接在S3C6410的串口上。当点检人员通过手持设备驱动Zigbee模块工作时, 触发Zigbee模块的串口中断程序, 将Zigbee模块从睡眠状态唤醒。Zigbee模块被唤醒后, 判断手持设备发送的指令类别并执行相应的操作。手持设备向Zigbee模块发送的指令包括读取数据和进入睡眠两种, 这里不再详述。

5结语

在面积为40 m2的实验室内布设10个无线传感器节点, 每个传感器节点均连接电位器以模拟传感器的输出信号。在实验室门口设立两个不同的电子标签, 分别模拟两个不同的检修现场。测试人员使用手持设备读取其中一个电子标签的信息, 手持设备自动向10个节点中的4个进行呼叫并成功读回数据;然后读取另外一个电子标签的信息, 并读回另外6个无线传感器节点的数据。测试结果表明, 该系统有效地完成了不同区域内若干无线传感器网络节点数据的采集, 且具有较好的稳定性。

参考文献

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