煤矿机电设备的智能化控制系统研究与应用.pdf
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1、煤矿机电设备的智能化控制系统研究与应用武强(国能榆林能源有限责任公司青龙寺煤矿分公司,陕西榆林7 19 30 0)摘要:本文介绍了煤矿机电设备智能化控制系统的研究和应用。首先介绍智能化控制系统的关键技术,包括感知技术、控制算法、通信技术和可视化技术等。其次介绍煤矿机电设备智能化控制系统在煤矿生产、煤矿机械设备和煤矿电力设备中的应用实例。再次探讨智能化控制系统的发展趋势,包括人工智能技术、大数据分析技术、云计算和物联网技术等。最后得出结论,煤矿机电设备智能化控制系统在提高生产效率、节约能源、保障安全方面具有广阔的应用前景。关键词:煤炭机电设备;智能化控制系统;感知技术;控制算法;通信技术;可视化
2、技术;煤矿生产;煤矿机械设备中图分类号:F406.3;TD63文献标识码:B文章编号:10 0 8-0 155(2 0 2 3)10-0 157-0 3煤炭是全球最重要的能源资源之一,在国民经济发展中发挥着至关重要的作用。然而,煤炭采掘和利用过程中存在的安全隐患、低效能和高能耗等问题,严重制约着煤炭产业健康发展。随着科技不断进步,智能化技术的应用成为解决煤炭行业面临问题的有效途径之一。煤矿机电设备智能化控制系统作为智能化技术的重要应用领域,研究和应用取得了一系列进展。本文将介绍煤矿机电设备智能化控制系统的研究和应用,主要包括智能化控制系统的关键技术、煤矿机电设备智能化控制系统在煤矿生产、煤矿机
3、械设备和煤矿电力设备中的应用实例以及智能化控制系统的发展趋势。本文的研究有助于进一步推动煤炭行业的智能化转型,提高生产效率、节约能源、保障安全,为煤炭行业可持续发展提供新的支撑和保障。1煤矿机电设备的智能化控制系统概述1.1煤矿机电设备煤矿机电设备指用于煤炭生产和加工的机械设备和电气设备,根据其功能和用途,煤矿机电设备分为采煤设备、掘进设备、运输设备、煤炭加工设备和供电设备。煤矿机电设备具有多样性、复杂性、大型化、高度自动化等特点。1.2智能化控制系统智能化控制系统指利用计算机技术、网络技术、传感器技术等先进技术实现设备自动化、集成化、网络化、智能化的控制系统。其是传统控制系统的升级和拓展,通
4、过各种智能化技术,将人工控制转变为自动化控制,实现更加精准、高效、可靠的设备运行控制和管理。特点如下:高效性:快速响应设备运行状态,及时调整设备运行参数,以最优化的方式控制设备运行,提高设备运行和生产效率。稳定性:有效控制设备运行过程中的各种干扰因素,保证设备稳定运行,提高设备的可靠性和安全性。自适应性:根据设备运行状态和生产需求自动调整控制策略,适应不同的工作环境和工况变化。可编程性:通过编写控制程序实现各种复杂的运算和控制,实现多种设备的集成化控制和管理。数据处理能力:通过采集和处理设备运行数据,提供数据分析和决策支持,为设备管理和维护提供科学依据。1.3煤矿机电设备智能化控制系统的构成和
5、工作原理1.3.1煤矿机电设备智能化控制系统组成硬件系统:硬件系统包括传感器、执行器、控制器、通信模块等,主要作用是采集设备运行状态信息、控制设备运行状态和实现各个设备之间的联动控制。软件系统:软件系统则是对硬件系统的支持和管理,主要包括控制程序、数据采集和处理程序、人机界面程序等。1.3.2智能化控制系统的工作原理智能化控制系统的工作原理是将传感器采集到的设备运行状态信息传输到控制器中,经过控制程序处理后,产生控制指令,通过执行器控制设备的运行状态和参数,实现对设备的自动化控制和管理。同时,数据采集和处理程序采集和处理设备运行数据,为设备管理和维护提供科学依据,人机界面程序则实现人员对设备运
6、行状态的监控和调整,为生产过程提供及时的决策支持 2 1572智能化控制系统的关键技术2.1机电设备智能化控制系统基本架构机电设备智能化控制系统是将智能化技术应用于机电设备的控制系统中,实现对机电设备的感知、控制、通信和可视化等功能的全面升级和优化。其基本架构包括以下几个方面:感知层:该层主要是通过传感器、执行器等设备对机电设备的物理量、状态感知,将感知数据传输到控制层。传感器可以实时监测机电设备的振动、温度、压力、转速等参数,并将数据传输给控制层。控制层:该层主要是处理和分析感知数据,生成控制策略。控制层中包括控制器、算法和执行器等设备。控制器根据控制策略生成控制信号,使执行器对机电设备控制
7、。算法可以对感知数据进行处理和分析,实现对机电设备的精准控制。通信层:该层主要是实现感知层、控制层间的信息传输和互联。通信层中包括通信协议、网络设备和传输介质等。通信协议保证信息传输的可靠性和安全性,网络设备可以实现各设备之间的连接和通信,传输介质实现信息的物理传输。可视化层:该层主要是将机电设备的运行状态以图形化方式呈现给用户,方便用户监测和控制机电设备的运行状态。可视化层中包括人机界面、显示设备等。人机界面实现用户对机电设备的控制和监测,显示设备将机电设备的状态以图形化方式显示给用户。2.2感知技术传感器用来感知机电设备的物理量和状态,包括温度传感器、压力传感器、震动传感器、光电传感器等。
8、传感器通过实时监测机电设备各种参数,实现对机电设备运行状态的精确掌控。传感器获取的数据需要通过采集器传输到智能控制器处理。采集器主要用于实时采集传感器获取的数据,将数据传输到智能控制器处理。采集器通过多种方式采集数据,例如模拟采集、数字采集等。采集器不仅能够采集传感器的数据,还可以与其他设备通信,获取其数据。智能控制器通过采集器获取传感器数据,根据设定的算法和控制策略对机电设备进行控制和管理。智能控制器的主要功能包括数据处理、控制策略生成、控制信号输出等。智能控制器根据控制策略生成相应的控制信号,控制机电设备的运行状态 3。2.3控制算法模型预测控制。通过对机电设备建模,预测其未来的运行状态,
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