第一篇：綜合機(jī)械化和電氣自動化技術(shù)在煤礦開采上的應(yīng)用

論文題目：

綜合機(jī)械化和電氣自動化技術(shù)在煤礦開采上的應(yīng)用

山西沁和能源集團(tuán)南凹寺煤業(yè)有限公司

牛向燕

綜合機(jī)械化和電氣自動化技術(shù)在煤礦開采上的應(yīng)用在礦井的生產(chǎn)過程中，采煤工藝的先進(jìn)與否直接影響整個礦井的生產(chǎn)能力。因此，要盡量選用先進(jìn)的采煤工藝，從而到礦井的高產(chǎn)高效的目的。隨著我國工業(yè)控制自動化技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)電自動化在礦上的應(yīng)用日益增多。因為煤礦是高危行業(yè)，提高機(jī)電設(shè)備自身的安全可靠程度和自動化程度，最大減少用人，是實現(xiàn)礦井長治久安的關(guān)鍵所在，因此煤礦機(jī)電的自動化有力推動了企業(yè)安全高效、又好又快發(fā)展。綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用

目前世界上最先進(jìn)的采煤工藝是綜合機(jī)械化采煤，簡稱為“綜采”，綜采之所以先進(jìn)是因為破、裝、運、支、處等五個主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)全部實現(xiàn)了機(jī)械化，減少了中間人力參與的環(huán)節(jié)，提高了勞動效率。

1.1 裝備特點 煤炭井下開采的發(fā)展方向是實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)。而實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效的前提是提高綜采工作面的單產(chǎn)，實現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效，達(dá)到一礦一面或一礦二面的高度集中化生產(chǎn)。實現(xiàn)綜采工作面高產(chǎn)高效應(yīng)以提高綜采工作面的開采強(qiáng)度和采煤機(jī)的有效開機(jī)率為目標(biāo)，其技術(shù)途徑有提高綜采工作面配套設(shè)備的小時生產(chǎn)能力。增加工作面的出煤點。提高綜采設(shè)備及礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性，減少工作面輔助工序的影響時間。實現(xiàn)綜采工作面的高產(chǎn)高效主要有單一長壁綜采工作面的高產(chǎn)高效和實現(xiàn)綜采放頂煤工作面的高產(chǎn)高效。

采用大能力的新型綜采裝備來實現(xiàn)長期綜采工作面高產(chǎn)高效，也是今后采煤機(jī)械化的發(fā)展方向，其裝備的主要特點是:設(shè)備能力大。大功率(>800kW)電牽引采煤機(jī)的小時生產(chǎn)能力在1000～1200t以上，運輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)的小時生產(chǎn)能力在500～2000t以上；自動化程度高，實現(xiàn)了機(jī)電一體化；為了適應(yīng)采煤機(jī)快速割煤的要求，采煤機(jī)具備自動調(diào)高等功能；液壓支架采用電液控制，能實現(xiàn)采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架的自動控制；設(shè)備性能好、可靠性高。

1.2 綜合機(jī)械化采煤工藝 長壁綜采是巴蘭布礦近10年來利用中國綜采成套設(shè)備獲得良好效益的采煤法，其工作面巷道布置僅有回風(fēng)平巷、運輸平巷和開切眼，通風(fēng)系統(tǒng)完善良好。一般來說，加大綜采工作面的長度，增加采煤機(jī)割一刀的煤量，相應(yīng)地可減少工作面斜切進(jìn)刀及端頭作業(yè)等工序?qū)ιa(chǎn)的影響時間，因此能獲得較高的產(chǎn)量。確定綜采工作面的合理長度，一般以工作面日產(chǎn)量最高或噸煤成本最低為準(zhǔn)則，制約工作面長度的主要因素是工作面地質(zhì)條件和刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長度。增加工作面的推進(jìn)長度是減少工作面搬家次數(shù)最有效的方法。制約工作面走向長度增加的主要因素是回采巷道的掘進(jìn)和支護(hù)、可伸縮帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)長度以及采場的地質(zhì)構(gòu)造。

短壁綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用主要基于兩個條件:即回采巷道實現(xiàn)機(jī)械化快速掘進(jìn)和實現(xiàn)了綜采工作面上、下端頭的快速作業(yè)。這種采煤工藝使用于開采緩傾斜中厚及厚煤層的中小型

礦井，以及大型礦井回采塊段小、不適宜布置長壁綜采工作面開采的煤層。

短長壁綜采是在已掘巷道巷柱式開發(fā)區(qū)內(nèi)布置長壁工作面，并用綜采成套設(shè)備回采煤柱的新式采煤法。印度巴蘭布礦購置了中國綜采成套設(shè)備，在63L短長壁綜采工作面進(jìn)行了試驗。試驗期間，65d采出煤炭102415t，平均日產(chǎn)1300t，最高日產(chǎn)達(dá)2000t，工效和采出率均有大幅提高。實踐證明，短長壁綜采在印度有廣闊的推廣前景，對中國中小型煤礦由巷柱式開采改為長壁綜采也具有借鑒價值。

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綜采工作面放頂煤開采的生產(chǎn)過程是:工作面采煤機(jī)先截煤、移煤和推移輸送機(jī)等工序;進(jìn)行2～3刀后暫停截煤，依次分段打開支架上放煤窗口放頂煤，出現(xiàn)矸石時，立即關(guān)閉放煤窗口;直到工作面全長頂煤放完為止，即完成一次放煤的生產(chǎn)過程。頂煤放完后，綜采工作面便可繼續(xù)向前推進(jìn)。

隨著近幾年來煤礦綜合機(jī)械化程度的大幅度提高及超強(qiáng)度開采，原煤田中開采條件較好的煤層逐漸枯竭，可采儲量占總儲量較大比例的薄煤層開采被提到議事日程上來，薄煤層綜合機(jī)械化開采的課題同樣也擺在面前。在我國煤礦中，薄煤層的儲量占煤炭可采儲量比例較大，在已探明的礦區(qū)中，有84%的礦區(qū)有薄煤層，儲量約620億t，占總儲量的17.5%。由于在開采技術(shù)上

薄煤層屬于難采煤層，機(jī)械化水平一直比較低，在開采煤層中產(chǎn)量比例小。在薄煤層中，由于受煤層薄、人員活動空間小等限制，在采煤方法的選擇上是一個難題。傳統(tǒng)的采煤工藝通常采用工作面打眼放炮落煤方法，該種開采方法產(chǎn)量低、安全性差。要提高單產(chǎn)水平和工作面效率，實現(xiàn)礦井安全高效開采，必須采用綜合機(jī)械化開采。擴(kuò)大綜采的應(yīng)用范圍，提高綜采的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的高產(chǎn)高效，是煤炭工業(yè)科技發(fā)展的一項重要目標(biāo)，同時對煤礦的可持續(xù)性發(fā)展起到至關(guān)重要作用。電氣自動化在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

采煤機(jī)從中厚煤層起步，發(fā)展到薄煤層、大功率、大采高強(qiáng)力滾筒采煤機(jī)。從有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式，逐漸發(fā)展到了電磁滑差無鏈電牽引和變頻調(diào)速無鏈電牽引。液壓支架高度從薄煤、中厚到厚煤層，支架型式由占主導(dǎo)的掩護(hù)式，逐漸發(fā)展到有四柱支撐式低位放頂煤、兩柱式的高位放頂煤(單輸送機(jī))、兩柱掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架等多種架型。液壓支架電液控制系統(tǒng)在美國、澳大利亞、德國等煤炭生產(chǎn)發(fā)達(dá)國家得到了普遍的應(yīng)用，液壓支架電液控制系統(tǒng)是實現(xiàn)綜采工作面高產(chǎn)高效的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，是今后發(fā)展的必然方向充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦開采中的作用。目前從國內(nèi)煤礦的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件和效益出發(fā)，電液控制液壓支架主要用于年產(chǎn)400萬t以上的一次采全高長壁工作面，600萬t以上放頂煤工作面及薄煤層高效開采工作面。將在2年內(nèi)結(jié)合各礦特點嘗試第一套液壓支架的電液控制系統(tǒng)。

電氣自動化的應(yīng)用使采煤的過程更加人性化，綜采工作面裝備遠(yuǎn)程監(jiān)控及專家診斷系統(tǒng)的可靠性是國產(chǎn)采煤機(jī)研究的主要內(nèi)容。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)綜采裝備液壓支架和采煤機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使采煤機(jī)根據(jù)煤層的變化實現(xiàn)自動割煤、煤層的軟硬自動調(diào)節(jié)采煤速度，檢驗并完善動態(tài)監(jiān)測綜采支架液壓系統(tǒng)壓力和各受力點的狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)支架推移輸送機(jī)的拉移等。近期進(jìn)行項目的調(diào)研、選型工作，與科研單位合作在東龐礦實施，重點解決采煤機(jī)的工礦在線檢測、故障診斷及預(yù)報、顯示與傳輸系統(tǒng)、采煤機(jī)自動運行控制系統(tǒng)等問題。使綜合機(jī)械化水平上一個新的臺階。結(jié)束語

建設(shè)高產(chǎn)高效礦井是煤炭企業(yè)生存和發(fā)展的必由之路，是增強(qiáng)煤炭企業(yè)整體競爭力和可持續(xù)發(fā)展的基本途徑。綜合機(jī)械化在煤礦開采中的應(yīng)用獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益，同時實現(xiàn)了高產(chǎn)高效現(xiàn)代化煤礦。

第二篇：淺談綜合機(jī)械化在煤礦開采上的應(yīng)用

淺談綜合機(jī)械化在煤礦開采上的應(yīng)用 摘要：闡述了綜合機(jī)械化和電氣自動化技術(shù)在煤礦開采上的應(yīng)用，利用自動化控制技術(shù)，發(fā)揮機(jī)電一體化作用，建設(shè)高產(chǎn)高效礦井，對實現(xiàn)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化煤礦具有重大意義。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電 綜合機(jī)械化 電氣自動化

0 引言

在礦井的生產(chǎn)過程中，采煤工藝的先進(jìn)與否直接影響整個礦井的生產(chǎn)能力。因此，要盡量選用先進(jìn)的采煤工藝，從而到礦井的高產(chǎn)高效的目的。隨著我國工業(yè)控制自動化技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)電自動化在礦上的應(yīng)用日益增多。因為煤礦是高危行業(yè)，提高機(jī)電設(shè)備自身的安全可靠程度和自動化程度，最大減少用人，是實現(xiàn)礦井長治久安的關(guān)鍵所在，因此煤礦機(jī)電的自動化有力推動了企業(yè)安全高效、又好又快發(fā)展。綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用

目前世界上最先進(jìn)的采煤工藝是綜合機(jī)械化采煤，簡稱為“綜采”，綜采之所以先進(jìn)是因為破、裝、運、支、處等五個主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)全部實現(xiàn)了機(jī)械化，減少了中間人力參與的環(huán)節(jié)，提高了勞動效率。

1.1 裝備特點 煤炭井下開采的發(fā)展方向是實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)。而實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效的前提是提高綜采工作面的單產(chǎn)，實現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效，達(dá)到一礦一面或一礦二面的高度集中化生產(chǎn)。實現(xiàn)綜采工作面高產(chǎn)高效應(yīng)以提高綜采工作面的開采強(qiáng)度和采煤機(jī)的有效開機(jī)率為目標(biāo)，其技術(shù)途徑有提高綜采工作面配套設(shè)備的小時生產(chǎn)能力。增加工作面的出煤點。提高綜采設(shè)備及礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性，減少工作面輔助工序的影響時間。實現(xiàn)綜采工作面的高產(chǎn)高效主要有單一長壁綜采工作面的高產(chǎn)高效和實現(xiàn)綜采放頂煤工作面的高產(chǎn)高效。

采用大能力的新型綜采裝備來實現(xiàn)長期綜采工作面高產(chǎn)高效，也是今后采煤機(jī)械化的發(fā)展方向，其裝備的主要特點是:設(shè)備能力大。大功率(>800kW)電牽引采煤機(jī)的小時生產(chǎn)能力在1000～1200t以上，運輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)的小時生產(chǎn)能力在500～2000t以上；自動化程度高，實現(xiàn)了機(jī)電一體化；為了適應(yīng)采煤機(jī)快速割煤的要求，采煤機(jī)具備自動調(diào)高等功能；液壓支架采用電液控制，能實現(xiàn)采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架的自動控制；設(shè)備性能好、可靠性高。

1.2 綜合機(jī)械化采煤工藝 長壁綜采是巴蘭布礦近10年來利用中國綜采成套設(shè)備獲得良好效益的采煤法，其工作面巷道布置僅有回風(fēng)平巷、運輸平巷和開切眼，通風(fēng)系統(tǒng)完善良好。一般來說，加大綜采工作面的長度，增加采煤機(jī)割一刀的煤量，相應(yīng)地可減少工作面斜切進(jìn)刀及端頭作業(yè)等工序?qū)ιa(chǎn)的影響時間，因此能獲得較高的產(chǎn)量。確定綜采工作面的合理長度，一般以工作面日產(chǎn)量最高或噸煤成本最低為準(zhǔn)則，制約工作面長度的主要因素是工作面地質(zhì)條件和刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長度。增加工作面的推進(jìn)長度是減少工作面搬家次數(shù)最有效的方法。制約工作面走向長度增加的主要因素是回采巷道的掘進(jìn)和支護(hù)、可伸縮帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)長度以及采場的地質(zhì)構(gòu)造。

短壁綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用主要基于兩個條件:即回采巷道實現(xiàn)機(jī)械化快速掘進(jìn)和實現(xiàn)了綜采工作面上、下端頭的快速作業(yè)。這種采煤工藝使用于開采緩傾斜中厚及厚煤層的中小型礦井，以及大型礦井回采塊段小、不適宜布置長壁綜采工作面開采的煤層。

短長壁綜采是在已掘巷道巷柱式開發(fā)區(qū)內(nèi)布置長壁工作面，并用綜采成套設(shè)備回采煤柱的新式采煤法。印度巴蘭布礦購置了中國綜采成套設(shè)備，在63L短長壁綜采工作面進(jìn)行了試驗。試驗期間，65d采出煤炭102415t，平均日產(chǎn)1300t，最高日產(chǎn)達(dá)2000t，工效和采出率均有大幅提高。實踐證明，短長壁綜采在印度有廣闊的推廣前景，對中國中小型煤礦由巷柱式開采改為長壁綜采也具有借鑒價值。

綜采工作面放頂煤開采的生產(chǎn)過程是:工作面采煤機(jī)先截煤、移煤和推移輸送機(jī)等工序;進(jìn)行2～3刀后暫停截煤，依次分段打開支架上放煤窗口放頂煤，出現(xiàn)矸石時，立即關(guān)閉放煤窗口;直到工作面全長頂煤放完為止，即完成一次放煤的生產(chǎn)過程。頂煤放完后，綜采工作面便可繼續(xù)向前推進(jìn)。

隨著近幾年來煤礦綜合機(jī)械化程度的大幅度提高及超強(qiáng)度開采，原煤田中開采條件較好的煤層逐漸枯竭，可采儲量占總儲量較大比例的薄煤層開采被提到議事日程上來，薄煤層綜合機(jī)械化開采的課題同樣也擺在面前。在我國煤礦中，薄煤層的儲量占煤炭可采儲量比例較大，在已探明的礦區(qū)中，有84%的礦區(qū)有薄煤層，儲量約620億t，占總儲量的17.5%。由于在開采技術(shù)上薄煤層屬于難采煤層，機(jī)械化水平一直比較低，在開采煤層中產(chǎn)量比例小。在薄煤層中，由于受煤層薄、人員活動空間小等限制，在采煤方法的選擇上是一個難題。傳統(tǒng)的采煤工藝通常采用工作面打眼放炮落煤方法，該種開采方法產(chǎn)量低、安全性差。要提高單產(chǎn)水平和工作面效率，實現(xiàn)礦井安全高效開采，必須采用綜合機(jī)械化開采。擴(kuò)大綜采的應(yīng)用范圍，提高綜采的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的高產(chǎn)高效，是煤炭工業(yè)科技發(fā)展的一項重要目標(biāo)，同時對煤礦的可持續(xù)性發(fā)展起到至關(guān)重要作用。2 電氣自動化在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

采煤機(jī)從中厚煤層起步，發(fā)展到薄煤層、大功率、大采高強(qiáng)力滾筒采煤機(jī)。從有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式，逐漸發(fā)展到了電磁滑差無鏈電牽引和變頻調(diào)速無鏈電牽引。液壓支架高度從薄煤、中厚到厚煤層，支架型式由占主導(dǎo)的掩護(hù)式，逐漸發(fā)展到有四柱支撐式低位放頂煤、兩柱式的高位放頂煤(單輸送機(jī))、兩柱掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架等多種架型。液壓支架電液控制系統(tǒng)在美國、澳大利亞、德國等煤炭生產(chǎn)發(fā)達(dá)國家得到了普遍的應(yīng)用，液壓支架電液控制系統(tǒng)是實現(xiàn)綜采工作面高產(chǎn)高效的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，是今后發(fā)展的必然方向充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦開采中的作用。目前從國內(nèi)煤礦的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件和效益出發(fā)，電液控制液壓支架主要用于年產(chǎn)400萬t以上的一次采全高長壁工作面，600萬t以上放頂煤工作面及薄煤層高效開采工作面。將在2年內(nèi)結(jié)合各礦特點嘗試第一套液壓支架的電液控制系統(tǒng)。

電氣自動化的應(yīng)用使采煤的過程更加人性化，綜采工作面裝備遠(yuǎn)程監(jiān)控及專家診斷系統(tǒng)的可靠性是國產(chǎn)采煤機(jī)研究的主要內(nèi)容。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)綜采裝備液壓支架和采煤機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使采煤機(jī)根據(jù)煤層的變化實現(xiàn)自動割煤、煤層的軟硬自動調(diào)節(jié)采煤速度，檢驗并完善動態(tài)監(jiān)測綜采支架液壓系統(tǒng)壓力和各受力點的狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)支架推移輸送機(jī)的拉移等。近期進(jìn)行項目的調(diào)研、選型工作，與科研單位合作在東龐礦實施，重點解決采煤機(jī)的工礦在線檢測、故障診斷及預(yù)報、顯示與傳輸系統(tǒng)、采煤機(jī)自動運行控制系統(tǒng)等問題。使綜合機(jī)械化水平上一個新的臺階。結(jié)束語

建設(shè)高產(chǎn)高效礦井是煤炭企業(yè)生存和發(fā)展的必由之路，是增強(qiáng)煤炭企業(yè)整體競爭

力和可持續(xù)發(fā)展的基本途徑。綜合機(jī)械化在煤礦開采中的應(yīng)用獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益，同時實現(xiàn)了高產(chǎn)高效現(xiàn)代化煤礦。

第三篇：全國煤礦自動化開采技術(shù)現(xiàn)場會在陜西省召開

全國煤礦自動化開采技術(shù)現(xiàn)場會在陜西省召開

2015年5月19日，由國家安全監(jiān)管總局、國家煤礦安監(jiān)局組織的“全國煤礦自動化開采技術(shù)現(xiàn)場會”在陜西省陜煤化集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司召開，總結(jié)交流、學(xué)習(xí)推廣中國煤科所屬天瑪公司自主開發(fā)的黃陵一號煤礦智能化無人開采技術(shù)等先進(jìn)經(jīng)驗，發(fā)揮典型示范帶動作用，提升煤礦機(jī)械化、自動化、信息化和智能化“四化”水平，促進(jìn)產(chǎn)煤地區(qū)和大型集團(tuán)企業(yè)實現(xiàn)減礦、減面、減產(chǎn)、減人“四減”要求，推動更多煤礦實現(xiàn)“零死亡”目標(biāo)，促進(jìn)全國煤礦安全生產(chǎn)形勢持續(xù)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)。

會上，中國煤科董事長王金華作了題為“實現(xiàn)安全高產(chǎn)高效現(xiàn)代化煤礦的必由之路——智能化無人開采技術(shù)研發(fā)探索與實踐 ”的專題報告。報告就智能化無人采煤的必要性和意義、國內(nèi)外自動化采煤技術(shù)狀況、智能化無人開采技術(shù)特點及在黃陵一礦的應(yīng)用效果、智能化無人開采技術(shù)的發(fā)展方向和應(yīng)用展望等進(jìn)行了科學(xué)的論述。該項技術(shù)采用“無人操作，有人巡視” 的智能化無人開采生產(chǎn)模式，把人的視覺、聽覺延伸到工作面，將采煤工人從危險的工作面采場解放到順槽監(jiān)控中心或地面控制中心，實現(xiàn)在監(jiān)控中心對綜采設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。黃陵一礦自動化工作面率先達(dá)到了工作面內(nèi)有人巡視、無人操作的常態(tài)化生產(chǎn)，平穩(wěn)運行一年，在較薄煤層達(dá)到了最高月產(chǎn)量17萬噸，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)“零”事故，開創(chuàng)了綜采工作面采場無人化采煤的先河。實踐證明，工作面少人化、無人化開采是真正的本質(zhì)安全，是實現(xiàn)安全高產(chǎn)高效現(xiàn)代化煤礦的必由之路。

大會對煤礦智能化無人開采技術(shù)的推廣給予了高度肯定，為煤礦裝備制造企業(yè)指明了方向，相信在不久的將來煤礦智能化無人開采必將成為煤炭生產(chǎn)的“新常態(tài)”。中國煤科在該技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新將會更上新臺階，對煤炭行業(yè)技術(shù)進(jìn)步做出新貢獻(xiàn)！

第四篇：淺談農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化在煙草上的應(yīng)用

淺談農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化在煙草農(nóng)業(yè)的應(yīng)用

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，愈來愈多的機(jī)械化被利用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。煙草也不例外，機(jī)械化可以大量的節(jié)約勞動力和，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，統(tǒng)一規(guī)劃，將煙草的生產(chǎn)進(jìn)行機(jī)械化對現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)有著極其深遠(yuǎn)的意義。為此，本文闡述了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化在煙草上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化；煙草；應(yīng)用

1現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)概念

現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)一個重要組成部分，現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)表現(xiàn)出了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基本特點和要求，它是指用現(xiàn)代物質(zhì)條件裝備煙葉生產(chǎn)，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改進(jìn)煙葉生產(chǎn)，用現(xiàn)代發(fā)展理念引領(lǐng)煙葉生產(chǎn)，用培養(yǎng)新型煙農(nóng)發(fā)展煙葉生產(chǎn)。強(qiáng)調(diào)把煙草業(yè)納入到整個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的建設(shè)范圍內(nèi)進(jìn)行規(guī)劃，用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)打造煙草產(chǎn)業(yè)，使煙草產(chǎn)業(yè)的獨特優(yōu)勢得到發(fā)展和進(jìn)步，使現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的大框架下?lián)P長避短，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)融為一體、優(yōu)勢互補(bǔ)、長長相濟(jì)、相得益彰，得到內(nèi)容上的延伸，技術(shù)上的改造，質(zhì)量品質(zhì)上的提升發(fā)展現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)就要以現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)理念為統(tǒng)領(lǐng)，按照“一基四化”的總體要求，全面完成煙水、煙路、烤房、機(jī)械化為主要內(nèi)容的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立健全專業(yè)化服務(wù)體系，實現(xiàn)統(tǒng)一供苗，統(tǒng)一機(jī)耕，統(tǒng)一植保，統(tǒng)一烘烤，促進(jìn)煙葉技術(shù)的集成化及主要勞動過程機(jī)械化[1]。只有通過現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)建設(shè)，才能使煙葉生產(chǎn)條件明顯改善，綜合生產(chǎn)能力明顯提高，抗御自然災(zāi)害能力明顯增強(qiáng)，實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全。2發(fā)展現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的意義

有效解決農(nóng)業(yè)資源與發(fā)展的矛盾。中國耕地、水資源緊缺，生態(tài)環(huán)境脆弱，優(yōu)質(zhì)煙草生產(chǎn)需要優(yōu)越的自然生態(tài)條件，而煙葉的發(fā)展加劇了農(nóng)業(yè)資源緊缺的矛盾，通過發(fā)展現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)增長方式，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，集中有效地利用自然資源，著力推進(jìn)煙葉生產(chǎn)手段和經(jīng)營方式的現(xiàn)代化[2]，可以減少煙草農(nóng)業(yè)對自然環(huán)境的過度依賴，保持農(nóng)業(yè)資源的可持續(xù)利用，減緩農(nóng)業(yè)資源與發(fā)展的矛盾。

引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)仍處在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的過渡階段，多數(shù)地區(qū)仍處于起步階段，通過發(fā)展現(xiàn)代煙草這個特殊農(nóng)業(yè)可以有效地將我國煙農(nóng)、煙廠、煙草公司、煙區(qū)政府聯(lián)系起來，通過生產(chǎn)基地產(chǎn)業(yè)化運作模式和組織生產(chǎn)管理體系，組成比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供有價值的參考。

減輕煙農(nóng)的勞動強(qiáng)度。傳統(tǒng)煙草種植完全靠手工及簡單的工具來完成，由于煙農(nóng)的土地資源分布比較散，只能零星分散種植[3]，僅靠煙農(nóng)苦干來應(yīng)對煙葉生產(chǎn)工種繁雜、工序多的要求，而且在種植過程中煙農(nóng)的生產(chǎn)水平參差不齊，生產(chǎn)效率得不到保證，不僅嚴(yán)重制約著煙農(nóng)生產(chǎn)水平的提高和經(jīng)濟(jì)收入的提高，還導(dǎo)致煙葉生產(chǎn)的良莠不齊。發(fā)展現(xiàn)代化煙草農(nóng)業(yè)可以用現(xiàn)代物質(zhì)條件裝備，適度地進(jìn)行規(guī)模經(jīng)營，有效地提高生產(chǎn)效率，縮短工期，降低成本，提高煙苗的成活率和煙株自身的素質(zhì)。把煙農(nóng)從技術(shù)難度高、勞動強(qiáng)度大、承擔(dān)風(fēng)險多的環(huán)境中解脫出來，提高煙草的生產(chǎn)水平，為煙農(nóng)的創(chuàng)收打下了良好的基礎(chǔ)，促進(jìn)煙葉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化在煙草上的應(yīng)用

在現(xiàn)代煙草種植生產(chǎn)中，從土壤深耕深翻、碎土起壟、煙苗移栽、覆膜、中耕培土、灌溉施肥、病蟲害防治、打葉采收、煙葉綁扎、煙葉烘烤和煙稈拔出等環(huán)節(jié)都可以配套大、中、小型農(nóng)機(jī)具實現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)[4]。

(1)整地機(jī)械化。在耕整地環(huán)節(jié)由于現(xiàn)代煙草種植規(guī)模化、連片化和相對平整化，為大中型拖拉機(jī)作業(yè)提供了條件，大中型拖拉機(jī)可以配套煙草種植所要求的各種機(jī)具，實現(xiàn)機(jī)械化深耕深翻、碎土、規(guī)格化高起壟為機(jī)械化煙苗移栽創(chuàng)造條件。

(2)現(xiàn)代化育苗。現(xiàn)代煙草種植大多以先育苗后移栽的方式進(jìn)行，育苗產(chǎn)業(yè)化、集體化有利于現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的發(fā)展，大力發(fā)展育苗專業(yè)戶、育苗工廠、減少自主育苗，擴(kuò)大專業(yè)戶育苗規(guī)模，逐步實現(xiàn)育苗工廠化、管理集約化，這樣可以將勞動力從繁重的育苗勞動中解放出來，提高生產(chǎn)效率。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，煙農(nóng)從育苗專業(yè)戶手中購買煙苗需825/元hm2，比自己育苗成本降低225元。實現(xiàn)育苗產(chǎn)業(yè)化可以有效地提高煙苗在育苗階段的成活率，通過集約化管理可以提升煙苗的抗病蟲害能力，這將為現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的實施打下良好基礎(chǔ)。

(3)煙草移栽、采摘和綁煙機(jī)械。移栽是煙草種植的兩個重要環(huán)節(jié)。移栽、采摘和綁煙是煙葉生產(chǎn)中用工最多的環(huán)節(jié)，也是影響機(jī)械化進(jìn)程的瓶頸。，煙草的種植密度以及均勻性對煙草生長及后期產(chǎn)品的品質(zhì)有一定影響，這對煙草移栽提出了更高的要求，首先要最大限度地保證壯苗移栽，株、行距均勻一致，達(dá)到人工移栽很難達(dá)到理想的效果。同時，移栽又是一項費工費時的作業(yè)，為降低勞動成本，提高生產(chǎn)效率，爭搶農(nóng)時，也為了提高煙草產(chǎn)量及其品質(zhì)，煙草移栽機(jī)研制和生產(chǎn)成了現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)實施的必要環(huán)節(jié)。不解決移栽、采摘和綁煙機(jī)械化作業(yè)的問題，煙葉生產(chǎn)機(jī)械化作業(yè)就無從談起。

為了實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)全面機(jī)械化，部分城市煙草部門積極與農(nóng)機(jī)部門合作，成立了攻關(guān)小組，他們采取“走出去學(xué)”、“引進(jìn)來用”、“自行研制”、“發(fā)動煙農(nóng)做”等多種方式，先后組織40多人次到國內(nèi)外先進(jìn)單位學(xué)習(xí)取經(jīng)，引進(jìn)日本煙用機(jī)械，自行研制了移栽機(jī)、起壟施肥一體機(jī)、覆膜機(jī)、中耕除草機(jī)等煙草種植機(jī)械。目前，煙葉生產(chǎn)每個環(huán)節(jié)都能進(jìn)行機(jī)械化操作。機(jī)械化作業(yè)優(yōu)勢明顯。就移栽而言，以前用人工栽煙，費工費力、成本高，栽種深淺不

一、株距不勻，苗后煙株長得參差不齊，影響了煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量。用移栽機(jī)栽煙，栽得均勻、深淺一致，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，移栽質(zhì)量高，效率也大大提高。一臺機(jī)器只需3個人，一小時能栽三四畝煙，一天就能栽30畝左右，一臺移栽機(jī)相當(dāng)于20多個勞力。相關(guān)部門還實行政策傾斜，如煙農(nóng)使用大型拖拉機(jī)機(jī)耕，耕層深度達(dá)到25cm的，每畝就可以得到15元的作業(yè)補(bǔ)貼[5]，大大增強(qiáng)了煙農(nóng)使用大型機(jī)械作業(yè)的意識。現(xiàn)在，勞動力價格越來越高，農(nóng)場雇工越來越難，如果不用機(jī)械化，農(nóng)場將寸步難行，經(jīng)濟(jì)效益將無從談起。據(jù)測算，由于推行機(jī)械化作業(yè)，煙草農(nóng)場畝平均用工量由原來的31個左右下降到目前的15個。發(fā)展現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)，離不開機(jī)械化的支撐。

(4)中耕機(jī)械化。煙苗在生長過程中面臨著中耕除草、培土、病蟲害防治、打頂抹杈等作業(yè)，發(fā)展現(xiàn)代化煙草農(nóng)業(yè)植保機(jī)械可以有效地提高煙農(nóng)中耕時期的勞動效率，降低煙農(nóng)的勞動強(qiáng)度。植保機(jī)械包括噴霧機(jī)械和打頂抹杈機(jī)械等機(jī)械。(5)煙草收獲機(jī)械。傳統(tǒng)的煙草收獲是靠煙農(nóng)手工收獲，在收獲過程中工作量大、強(qiáng)度高，發(fā)展煙草收獲機(jī)械可以提高煙草收獲的效率[6]，減輕煙農(nóng)的負(fù)擔(dān)，而且機(jī)械化作業(yè)可以實現(xiàn)煙草收獲的標(biāo)準(zhǔn)化。自動摘葉收獲機(jī)可以逐次收獲煙葉，這樣可以保證煙葉較高的質(zhì)量。煙葉收獲后可以使用編煙機(jī)對煙葉進(jìn)行編織，為煙葉的烘烤做準(zhǔn)備。

(6)烘烤專業(yè)化。烘烤是對收獲的煙葉進(jìn)行加工的一項重要環(huán)節(jié)，烘烤的好壞將直接關(guān)系到煙葉的等級，就鼓勵種煙大戶或烘烤專業(yè)戶自行建設(shè)烤房，堅持以密集式烤房為主、以集群建設(shè)為主、以整村連片推進(jìn)為主的“三為主”原則，并由煙草公司聘請烘烤經(jīng)驗豐富的人員對業(yè)主進(jìn)行培訓(xùn)。最終可達(dá)到降低烘烤成本、減少煙農(nóng)勞動強(qiáng)度、提高烘烤質(zhì)量的目的。而煙葉烘烤環(huán)節(jié)中，熱交換裝置實現(xiàn)了集中烘烤。

(7)地膜撿拾煙桿處理機(jī)械化。煙葉收獲后煙草地膜撿拾機(jī)械對煙苗移栽期所鋪設(shè)的地膜進(jìn)行撿拾作業(yè)，最低限度地降低地膜對環(huán)境造成的污染。并且，殘留煙稈的及時清除是很必要的，采用煙稈拔出機(jī)將殘留煙稈及時拔出，可以避免殘留煙稈對土壤養(yǎng)分的進(jìn)一步吸取。

煙草農(nóng)業(yè)機(jī)械化的建設(shè)不僅能夠提高煙農(nóng)的生產(chǎn)效率，還可以提高煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入，為我國煙草行業(yè)提高競爭力打下了良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)機(jī)械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分，發(fā)展煙草農(nóng)業(yè)機(jī)械化可以帶動農(nóng)業(yè)機(jī)械化、現(xiàn)代化的建設(shè)，有利于我國農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展[7]。

而現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)機(jī)械化體系的構(gòu)建過程中需要大量的資金，單靠煙農(nóng)自己的經(jīng)濟(jì)實力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要國家和煙草部門的全力支持。其中，煙草專用機(jī)械已經(jīng)實行國家和煙草部門雙向購機(jī)補(bǔ)貼，大大減輕了煙農(nóng)購買煙草機(jī)械的經(jīng)濟(jì)壓力;在煙農(nóng)使用機(jī)械化種煙過程中需要專業(yè)人員對煙農(nóng)進(jìn)行技術(shù)方面的培訓(xùn)，使煙農(nóng)的生產(chǎn)技能逐步提高到現(xiàn)代煙草種植的需要程度。這樣才能確保煙農(nóng)保持較高的種煙積極性，同時也能降低煙草種植成本。由此，更有效的將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化進(jìn)行大面積的推廣！

參考文獻(xiàn)：

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第五篇：羅克韋爾自動化煤礦綜合自動化技術(shù)在山西柴溝煤礦的應(yīng)用（本站推薦）

自動化煤礦綜合自動化技術(shù)在山西柴溝煤礦的應(yīng)用

摘要：本文介紹自動化技術(shù)在山西懷仁聯(lián)順璽達(dá)能源公司柴溝煤礦的應(yīng)用。采用羅克韋爾自動化的集成架構(gòu)及其三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、羅克韋爾自動化產(chǎn)品，把其他廠家產(chǎn)品天衣無縫地集成在同一個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)整個礦井的“遙控、搖信、遙測”綜合自動化控制。

關(guān)鍵詞：羅克韋爾自動化 集成架構(gòu) 煤礦 綜合自動化控制 1 引言

山西懷仁聯(lián)順璽達(dá)能源公司柴溝煤礦下屬北京魯能煤業(yè)公司，坐落在煤炭資源豐富的山西省朔州市。根據(jù)國家建設(shè)十三個煤炭基地的總體規(guī)劃,“關(guān)小建大資源整合”的產(chǎn)業(yè)政策,鼓勵煤炭企業(yè)關(guān)小建大，通過資源整合，實現(xiàn)產(chǎn)量集中，提高回采率，減少資源浪費，確保安全生產(chǎn)，維護(hù)地方利益等政策，整合三個小煤礦構(gòu)建成一個現(xiàn)代化大型煤礦—柴溝煤礦。該礦井建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)600萬噸，2006年底開始基礎(chǔ)建設(shè)，2007年5月投產(chǎn)。該煤礦綜合自動化學(xué)習(xí)了神華集團(tuán)神東公司的模式，結(jié)合自身實際地理環(huán)境，以羅克韋爾自動化技術(shù)為基礎(chǔ)，完成整個礦井和洗煤廠的控制及其監(jiān)控系統(tǒng)的集成。

煤炭行業(yè)是具有強(qiáng)烈行業(yè)特征的特殊產(chǎn)業(yè)，其特點是：煤炭是非再生性一次能源，煤炭企業(yè)的壽命決定于礦井范圍內(nèi)的埋藏量和開采強(qiáng)度；開采與洗選是多種技術(shù)相結(jié)合、多工種相配合的復(fù)雜系統(tǒng)工程，任何環(huán)節(jié)的失常都可能造成全面停產(chǎn)，甚至引發(fā)嚴(yán)重災(zāi)害事故；采掘作業(yè)是在極限條件下進(jìn)行的，存在危及人員安全的自然災(zāi)害和影響身心健康的惡劣環(huán)境，安全始終是制約煤礦生產(chǎn)的瓶頸。

礦井生產(chǎn)包括開采、掘進(jìn)、運輸、通風(fēng)、安全、排水、供電、洗選等多個環(huán)節(jié)。在這些環(huán)節(jié)中，各種監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)繁多復(fù)雜。根據(jù)礦井的特殊性華光信息技術(shù)公司已經(jīng)在神華礦井成功的實現(xiàn)礦井綜合自動化系統(tǒng)。煤炭行業(yè)實施綜合自動化的關(guān)鍵是將工業(yè)自動化控制技術(shù)與煤炭行業(yè)的特征及實際相結(jié)合，開發(fā)具有顯著行業(yè)特色的現(xiàn)代集成生產(chǎn)系統(tǒng)。隨著工控行業(yè)的迅速發(fā)展，市場不再是一種品牌的天下，煤礦企業(yè)要求使用的產(chǎn)品品牌多樣化，多種品牌的產(chǎn)品通過工業(yè)以太網(wǎng)以及協(xié)議的轉(zhuǎn)化都能夠在同一個系統(tǒng)配合使用，共同組成自動化控制系統(tǒng)。2 工藝系統(tǒng)簡介 2.1礦井工藝系統(tǒng)

柴溝礦井開采的主運輸流程：綜采工作面或掘進(jìn)→順槽膠帶機(jī)→大巷膠帶機(jī)→主井膠帶機(jī)→原煤上倉膠帶機(jī)→原煤倉。

全礦井配備一套綜采設(shè)備，美國JOY公司的采煤機(jī)、德國DBT公司液壓支架和輸送機(jī)。順槽膠帶機(jī)由北京華寧開關(guān)柜控制，大巷膠帶機(jī)、主井膠帶機(jī)和上倉膠帶機(jī)都選用變頻控制。風(fēng)井為立井，采用對旋風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)。井下主供電和排水在中央變電所及水泵房系統(tǒng)。整個礦井的調(diào)度集中控制由調(diào)度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)完成。

2.2洗煤廠工藝系統(tǒng)

柴溝煤礦洗煤廠的建設(shè)規(guī)模為6.0Mt/a，主要工藝部分組成：原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)（包括原煤倉下給煤機(jī)和原煤入洗膠帶機(jī)等）、主洗系統(tǒng)（包括篩分—重介浮選聯(lián)合流程）、塊煤脫水、末煤脫水（濃縮及壓濾系統(tǒng)）、產(chǎn)品裝車系統(tǒng)。

整個洗煤廠的電控系統(tǒng)很簡單，分為兩部分：原煤倉下、主廠房、濃縮車間、矸石倉等用電設(shè)備及其相關(guān)帶式輸送機(jī)的配電控制為主廠房電控系統(tǒng)；產(chǎn)品煤帶式輸送機(jī)及產(chǎn)品倉用電設(shè)備的配電控制為產(chǎn)品倉電控系統(tǒng)。2.3自動化控制系統(tǒng)

根據(jù)監(jiān)控分站的位置分散、距離遠(yuǎn)的特點，控制網(wǎng)絡(luò)按生產(chǎn)關(guān)系和物理位置構(gòu)成的邏輯多鏈路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將柴溝礦所有監(jiān)控點通過多鏈路連接為一個統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)，并接入礦、廠、站調(diào)度（集控）室，形成煤礦生產(chǎn)綜合自動化系統(tǒng)。

選用ControlNet作為控制層網(wǎng)絡(luò)，主干采用光纖傳導(dǎo)模式，由調(diào)度中心通過62.5/125μm光纜連接控制分站或控制系統(tǒng)，構(gòu)成整個控制層網(wǎng)絡(luò)，其余如皮帶監(jiān)控系統(tǒng)用軟件編程實現(xiàn)第三方通訊就近接入網(wǎng)絡(luò)。

調(diào)度（集控）室是全礦安全生產(chǎn)的監(jiān)控指揮中心，所有的控制信息在這里匯總并由此發(fā)布。根據(jù)控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)，設(shè)置2臺監(jiān)控主機(jī)，互為熱備，分別經(jīng)控制網(wǎng)連接ControlNet與EtherNet網(wǎng)關(guān)中的ControlNet接口模塊，而EtherNet接口模塊接入礦局域網(wǎng)交換機(jī)，兩種接口模塊間經(jīng)由ControlLogix網(wǎng)關(guān)背板直接通訊，完成ControlNet和EtherNet的互聯(lián)互通。

監(jiān)控軟件平臺采用RSView32，通過SCADA Server實時采集各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，即可在調(diào)度室實現(xiàn)操作控制；數(shù)據(jù)上傳礦信息網(wǎng)后，可實現(xiàn)在辦公終端監(jiān)視生產(chǎn)過程，供決策部門和管理部門掌握生產(chǎn)最新動態(tài)。3生產(chǎn)系統(tǒng)配電及控制 3.1礦井生產(chǎn)系統(tǒng)

礦井生產(chǎn)系統(tǒng)配電控制的范圍從井下大巷膠帶機(jī)開始經(jīng)過主斜井膠帶機(jī)至原煤倉刮板機(jī)為止。根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)用電負(fù)荷要求，在主井皮帶驅(qū)動機(jī)房設(shè)一座《地面井口變電所》，在大巷皮帶機(jī)頭附近設(shè)一座《中央變電所及水泵房》。(1)膠帶機(jī)運輸系統(tǒng)

原煤主井皮帶采用德國西門子公司生產(chǎn)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，配置如下：

·膠帶機(jī)基本參數(shù)(見表1)

表1 膠帶機(jī)基本參數(shù)

·變頻器基本參數(shù)(見表2)

表2 變頻器基本參數(shù)

·PLC控制設(shè)備組成

主井皮帶監(jiān)控系統(tǒng)選用AB ControlLogix系列可編程序控制器及ControlLogix I/O系統(tǒng)，通過SST-PFB-CLX模塊與變頻器建立Profibus通訊，完成變頻器數(shù)據(jù)采集和控制功能。

(2)主井皮帶變頻器控制系統(tǒng)原理圖

主井皮帶變頻器控制系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

圖1 變頻器控制系統(tǒng)原理圖

主斜井皮帶機(jī)保護(hù)，選用ZBK-Ⅱ型皮帶保護(hù)系統(tǒng)，配有打滑、拉繩、跑偏、縱撕、堆煤等傳感器，并配有擴(kuò)音電話，實現(xiàn)予警與通話功能，該系統(tǒng)以RS-485通訊口與主井口PLC鏈接，完成ZBK-Ⅱ與工控網(wǎng)的通訊。

上原煤倉皮帶保護(hù)也設(shè)有拉繩、跑偏、縱撕、堆煤、速度等保護(hù)，因該皮帶較短，為節(jié)省投資各種傳感器均接入PLC輸入模塊，實現(xiàn)皮帶機(jī)的保護(hù)功能。

原煤上倉皮帶變頻系統(tǒng)選用ABB變頻器系統(tǒng)，通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，與設(shè)在井口配電室的PLC主控機(jī)進(jìn)行通訊，3.2大巷膠帶機(jī)變頻控制系統(tǒng)

大巷膠帶機(jī)變頻控制系統(tǒng)主要部件組成如下：

(1)745kW 水冷變頻器，包括12脈沖整流單元和各自獨立的逆變單元;

(2)兩臺500kW防爆驅(qū)動電機(jī)通過減速箱和高、低速聯(lián)軸節(jié)與主驅(qū)動滾筒相連;

(3)膠帶機(jī)變頻啟動柜內(nèi)安裝有膠帶機(jī)調(diào)速用的變頻器和PLC控制系統(tǒng);

(4)膠帶機(jī)變頻控制系統(tǒng)是通過一套水和空氣的交換系統(tǒng)實現(xiàn)冷卻降溫。

大巷變頻控制系統(tǒng)的PLC采用Rockwell公司生產(chǎn)的SLC，通過DH+線與附件的中央變電所的ControlLogix系統(tǒng)相連，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。

順槽膠帶機(jī)系統(tǒng)也通過標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議接入中央變電所的ControlLogix系統(tǒng)。

膠帶機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)過Control Net工控網(wǎng)，完成在礦調(diào)度室對幾條皮帶的自動控制。3.3井下排水泵房及中央變電所三遙系統(tǒng)

由于井下中央水泵房與中央變電所是聯(lián)合建筑，其配電設(shè)備也是一個整體，因此按一套三遙系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。

為了實現(xiàn)三遙功能，在礦調(diào)度室對排水泵進(jìn)行遙控、遙測、遙信，由一套以ControlLogix PLC組成自控系統(tǒng)，外設(shè)負(fù)壓、壓力、液位等傳感器監(jiān)測水量參數(shù)，通過4-20mA模擬量信號接入PLC(1)高壓配電系統(tǒng)

所內(nèi)共有KYGC-Z型高壓柜29臺，其中，進(jìn)線兩回、PT兩回、聯(lián)絡(luò)一回、負(fù)荷24回。

為實現(xiàn)變電所三遙控制，在每臺高壓柜加裝一套FLEX遠(yuǎn)程I/O模塊，通過DeviceNet網(wǎng)與設(shè)在所內(nèi)的PLC聯(lián)網(wǎng)，經(jīng)ControlNet工控網(wǎng)與設(shè)在調(diào)度室主控機(jī)鏈接，實現(xiàn)在調(diào)度室對高壓柜的分合閘及檢測分合閘與儲能狀態(tài)；微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)通訊機(jī)Modbus口與PLC聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)在調(diào)度室監(jiān)測各高壓柜電氣參數(shù)（如電壓、電流、有功功率、電度、cos φ等）及其狀態(tài)參數(shù)（如短路、過流、漏電、失壓等）。

(2)自動控制原理

·被控設(shè)備：3個高壓柜、3個低壓柜、1臺射流泵、6個電磁閥、3個排水泵、3個電動閥及水泵和電磁閥的就地按鈕。

·閉鎖關(guān)系：射流泵閉鎖排水泵（真空度達(dá)到后才能起排水泵），排水泵閉鎖電動閥（但是電動閥若有故障也得停泵），停止排水時要先關(guān)電動閥再關(guān)排水泵。

·工藝流程及控制邏輯。

(3)主流程

自動啟動水泵的流程：開啟電磁閥→開起射流泵→檢測真空度→真空度到位，關(guān)電磁閥，關(guān)射流泵同時開啟主排水泵→檢測正壓力→開電動閥

輔流程及停泵流程：關(guān)閉電動閥門→關(guān)閉水泵

·判斷水位→達(dá)到高水位起泵排水（起動過程同主流程）。

·遇到故障或要停止排水都要先關(guān)閥門再關(guān)泵（如果遇到閥門故障則直接停泵）。

·水泵操作先分為就地和程控（就地就是現(xiàn)場按鈕控制），程控又分Panelview和遠(yuǎn)控（Panelview是指plc上面的Panelview按鈕控制），遠(yuǎn)控為調(diào)度室上位操作。

·P.V操作和上位操作是一樣的。3.4 通風(fēng)機(jī)三遙系統(tǒng)

(1)被控設(shè)備

·兩臺對旋式通風(fēng)機(jī)；

·兩臺風(fēng)門絞車。

(2)礦井通風(fēng)機(jī)三遙系統(tǒng)要完成以下自動控制功能

·主扇正常狀態(tài)下的開、停控制；

·主扇定期輪換控制；

·礦井發(fā)生事故需返風(fēng)時的倒轉(zhuǎn)返風(fēng)控制；

·風(fēng)門絞車控制。

以上控制內(nèi)容均具有遙控與就地控制兩種方式。

(3)主扇監(jiān)控系統(tǒng)需檢測的參數(shù)

·主電機(jī)電器參數(shù)：電壓、電流、有功、電量、功率因數(shù)；

·主扇溫度參數(shù)：主電機(jī)定子及軸承溫度、通風(fēng)機(jī)軸溫；

·通風(fēng)機(jī)及風(fēng)門運行狀態(tài)參數(shù)；

·通風(fēng)機(jī)的負(fù)壓、風(fēng)量及進(jìn)口風(fēng)速。

(4)主扇監(jiān)控系統(tǒng)與工控網(wǎng)聯(lián)，實現(xiàn)在礦調(diào)度監(jiān)控

(5)礦井通風(fēng)機(jī)三遙系統(tǒng)配置

通風(fēng)機(jī)房共有15臺高壓柜，按照智能柜的要求加裝PM3000和FLEXI/O模塊。

為了實現(xiàn)通風(fēng)機(jī)三遙，在礦調(diào)度室對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行遙控、遙測、遙信，由一套以ControlLogix PLC組成自控系統(tǒng)，外設(shè)整套負(fù)壓、風(fēng)量及進(jìn)口風(fēng)速監(jiān)測裝置，通過4-20mA模擬量信號接入PLC。

礦井生產(chǎn)系統(tǒng)，設(shè)三套PLC控制主機(jī)，完成井下順槽、大巷膠帶機(jī)、主井膠帶機(jī)、上倉膠帶機(jī)、配倉刮板，電動閘板等自動控制，PLC選用統(tǒng)一ControlLogix機(jī)型，根據(jù)功能與自動控制要求，配有各種功能模塊。4 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用羅克韋爾自動化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

信息層(Ethernet/IP工業(yè)以太網(wǎng))、控制層(ControINet)和設(shè)備層(DeviceNet)。ControlNet是一種高速的自動化網(wǎng)絡(luò)，可以提供5Mbps的數(shù)據(jù)傳輸能力，實時性強(qiáng)，它也因其高度的確定性和可重復(fù)性聞名，適用于對控制要求高的復(fù)雜環(huán)境。它采用并行時間域多路存取(CTDMA)加隱性令牌技術(shù)來控制節(jié)點對總線的訪問，采用通用工業(yè)協(xié)議CIP保證它的上層協(xié)議通信。ControINet技術(shù)采取了一種新的生產(chǎn)者/客戶通信模式，不僅支持傳統(tǒng)的點對點通訊，而且允許同時向多個設(shè)備傳遞信息，從而提高了帶寬利用率。ControlNet使用同軸電纜時距離可達(dá)5km，節(jié)點數(shù)99個，兩個節(jié)點間距離最長達(dá)1000m，采用光纖和中繼器后通訊距離可達(dá)幾十公里。4.1洗煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)

洗煤廠自動化控制系統(tǒng)的任務(wù)是完成各生產(chǎn)設(shè)備的控制及閉鎖、洗選工藝自動調(diào)節(jié)以及信息上傳和共享，是礦井生產(chǎn)自動化和信息化的重要部分。柴溝洗煤廠自動化控制系統(tǒng)按照安全、實用、可靠、先進(jìn)、開放指導(dǎo)思想進(jìn)行設(shè)計，吸收以往洗煤廠成功的經(jīng)驗，選用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來保證整個系統(tǒng)安全可靠正常地運行。

洗煤廠參加集中控制的設(shè)備為：從原煤倉下給煤機(jī)開始至主廠房以及矸石倉、產(chǎn)品倉為止的全部生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程設(shè)備。

柴溝洗煤廠設(shè)置兩個監(jiān)控分站，分別位于主廠房和產(chǎn)品倉低壓配電室，控制網(wǎng)絡(luò)主干采用光纖傳導(dǎo)模式，將各監(jiān)控點通過多鏈路連接為一個統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)，并接入洗煤廠集控室，形成一套生產(chǎn)自動化系統(tǒng)。皮帶監(jiān)控系統(tǒng)用軟件編程實現(xiàn)第三方通訊就近接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。4.2系統(tǒng)主要功能

(1)控制方式分為兩種：有閉鎖的集中程序控制方式和無閉鎖的就地控制。其中集中程序控制方式用于正常生產(chǎn)，就地控制用于維修和調(diào)試運行。

(2)按逆煤流分時序逐臺程序起車，按順煤流每臺卸料完畢程序停車。

(3)設(shè)置起車預(yù)告信號，警示現(xiàn)場工作人員以免發(fā)生事故。

(4)設(shè)置禁止起動信號，一旦有緊急情況發(fā)生，現(xiàn)場和控制室人員均可解除設(shè)備的起動。

(5)在設(shè)備起車和運行過程中，如果某臺設(shè)備因故障停車造成某臺設(shè)備及其受閉鎖的設(shè)備停車時，在事故解除后，經(jīng)起車預(yù)告后，則由故障設(shè)備開始，按逆煤流方向依原程序繼續(xù)起車，如故障較大，可轉(zhuǎn)入停車或急停。

(6)在停車過程中，如遇到某臺設(shè)備故障，則該設(shè)備和受其閉鎖的設(shè)備立即停車，不受該閉鎖控制的設(shè)備則仍按程序停車。

(7)在任何控制方式中，機(jī)旁停車控制按鈕均可做到緊急停車。

(8)操作方式：通過人機(jī)對話的方式進(jìn)行操作，控制室的操作人員通過上位機(jī)的鍵盤或鼠標(biāo)來表達(dá)生產(chǎn)調(diào)度的意圖和命令，去指揮PLC來完成系統(tǒng)的選擇和操作。如起、停車命令等。

(9)屏幕顯示功能：利用上位機(jī)的顯示器模擬系統(tǒng)的工藝流程。顯示系統(tǒng)中每臺設(shè)備的工作狀態(tài)及運行參數(shù)。通過對主要生產(chǎn)過程參數(shù)進(jìn)行實時的在線檢測，以趨勢圖的方式顯示出來，使調(diào)度指揮人員隨時掌握現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)及系統(tǒng)各類相關(guān)參數(shù)的變化情況。

(10)故障報警及打印功能：應(yīng)用上位機(jī)組態(tài)軟件開發(fā)本系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控、管理及故障報警功能軟件。該報警軟件可顯示現(xiàn)場設(shè)備的各種保護(hù)、料位、液位、設(shè)備故障等狀態(tài)。并可即時的打印出報警報表。對各工藝參數(shù)可進(jìn)行制表、打印，實現(xiàn)科學(xué)的生產(chǎn)管理。

(11)加壓過濾機(jī)自動控制應(yīng)用DH+網(wǎng)接入系統(tǒng)，其上位軟件使用Rsview32，便于遠(yuǎn)程維護(hù)及系統(tǒng)整合。

(12)絮凝系統(tǒng)通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)接入控制主機(jī)，實現(xiàn)絮凝劑制配添加功能。4.3柴溝洗煤廠PLC網(wǎng)絡(luò)配置圖

圖2為柴溝洗煤廠PLC網(wǎng)絡(luò)配置圖。

圖2 柴溝洗煤廠PLC網(wǎng)絡(luò)配置圖

4.4柴溝礦井綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖3為柴溝礦井綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖3 柴溝礦井綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 結(jié)束語

在建設(shè)礦井方案討論中，我們討論過兩種方案：一種是現(xiàn)在實際實施的工業(yè)控制網(wǎng)ControlNet+以太網(wǎng)方案；另一種是全以太網(wǎng)方案。兩種方案比較各有優(yōu)缺點：第一種方案：多年沿用的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，可靠性和實時性得到保證，缺點在于專用性和較低的速率；第二種方案缺點在于（1）病毒容易侵入網(wǎng)絡(luò)，造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓，可靠性不高；（2）添加中繼設(shè)備投資太高。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，可靠性的提高和價格的降低，第二種方案將成為今后的發(fā)展趨勢。

礦井的皮帶電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備是礦井及洗煤廠的關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)備的供電電壓從660V到10KV，耗電量達(dá)到企業(yè)電力消耗的1/3以上，一方面，這些設(shè)備在設(shè)計時，通常是留有一定余量；另一方面，由于工況的變化，泵類需要不同的流量，皮帶設(shè)備也會空轉(zhuǎn)運行，或者少量貨載運行，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量也是變化的，通過變頻控制電機(jī)，可以節(jié)省大量的能源，改善設(shè)備性能，使他們更符合生產(chǎn)工藝。

成功的應(yīng)用羅克韋爾自動化的集成架構(gòu)及其三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、羅克韋爾自動化產(chǎn)品，實現(xiàn)了柴溝煤礦綜合自動化系統(tǒng)，也是西安華光信息技術(shù)有限公司在神華集團(tuán)神東公司礦井自動化系統(tǒng)應(yīng)用后的又一個成功的應(yīng)用，一個個安全、高產(chǎn)、高效的自動化礦井也將推動我國煤炭行業(yè)更上一個臺階，必將堅定我們對先進(jìn)的羅克韋爾自動化產(chǎn)品的信任。