山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿 山东莱州 261442
摘要：智能控制技术，因其可以实现无人控制操作，利用自身的智能化系统对相应的设备进行控制与操作，使其完成相应动作的一种智能化控制技术。智能控制理论早在多年前就被提出，但是由于技术水平限制，一直无法实现。在科学技术快速发展的形势下，智能控制技术得以有效推行，并且在多个领域中得以有效应用。尤其是在矿山企业中的应用更加突出，利用智能控制技术可以对多种机械设备实行一体化管理，有效提升矿产生产的质量与效率。同时，还能保证作业人员的生命安全。
关键词：智能控制；矿山机电；一体化系统；应用
近年来科学技术呈现出快速发展的态势，这也使机电一体化技术取得了较大的进步，由于机电一体化技术将多种先进技术集于一身，其应用范围不断扩大，产品也加快了向自动化、数字化和智能化的发展。机电一体化技术在矿山机械中的应用，为矿山综合自动化的发展奠定了良好的基础，而且随着机电一体化技术在煤矿工程中的广泛应用，矿山机械的科技含量得以提升，其性能和功能得以增强，这不仅有效地提升了煤矿企业的生产能力，而且也对我国煤炭行业的健康、持续发展起到了积极的促进作用。
1智能控制技术在矿山机电控制系统中的应用基本概况
1.1矿山机电系统概况
矿山是一种具有光泽，富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。在自然界中，绝大多数以化合态存在，少数例如金、银、铂、铋以游离态存在。而矿山多数是氧化物及硫化物，其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。因此矿山的开发需要在机电控制系统实现，而机电控制系统的工作效率必须在智能控制技术下提高。
1.2智能控制技术的发展现状
在我国的工程机械领域，智能控制技术的运用的发展是极为普遍的，尤其是这一技术可以帮助我国的工程机械产业提高自身在各种故障中的诊断能力，这样也就可以使得机械工作效率得到提高，最终使得我国的机械工程质量拥有可靠的技术保障和支撑。与此同时，我们还可以发现，智能控制技术还可以实现对于传统的控制力问题的改善，使得企业内部的工作人员在面对特殊环境下的操作时，也能够利用机械智能化实现对于高质量的工程施工工作。智能控制技术在矿山机电控制系统中，智能技术是进行矿山开发的主要技术保障，并在矿山机电控制系统中，起到提高控制效率的作用。
1.3智能控制技术在矿山机电控制系统中的应用发展趋势
矿山的开发都要应用到机电控制系统，并且经过调查和研究我们发现，我国的矿山机电控制系统与智能控制技术工程机械集成化具有极为紧密的联系，因为我国的智能控制技术涉及到多个方面的内容[2]，尤其是在机电液一体化控制技术、负荷传感全功率控制技术和可编程控制与无人操作技术等各个方面都具有长足的发展，由此可见，智能控制技术应用于机电控制系统的发展趋势是极为光明的。
2智能控制系统分类
智能控制系统属于一项系统性工程，其自身涉及多个学科。根据智能控制系统需求的不同，对智能系统的相应组件进行选择，使其通过相互的协作作用来实现对相应设备的智能化控制，这便是智能控制系统的运行原理。从当前的发展形势来看智能控制系统可以分为下面几个种类。
2.1分级控制
分级控制指的是针对不同阶梯实行的智能控制操作。在分级控制系统中，主要组成部分为，自动适应控制和自组织控制，各个分级之间存在不同的功能作用。一般在进行分级智能控制系统构建时，是将等级分成组织级、协调级和执行级。在实际控制的过程中，各个等级会根据自身的作用效果作出相应的响应，实现对具体操作的有效控制。
2.2学习控制
学习控制系统指的是在没有人为输入控制程序的基础上，系统根据自身的运行性能，对系统数据进行分析和处理之后，做出相应的控制操作，通过自主调节和控制实现相应动作的有效开展。实际上指的就是智能系统的自控功能。
2.3专家控制
专家系统控制的实现是将人的智慧和相关技能经过处理之后，输入到计算机的相应系统中，利用系统框架的有效构建，实现对专家控制系统的相应操作。当计算机出现某种指令之后，专家系统会发挥出自身的作用，利用系统中存在的多种理论和经验，对于相应操作内容作出辨别，实现对相应操作的最佳处理和控制。
3矿山机械中机电一体化技术
3.1安全生产监控
安全是生产的第一要素，要想实现矿产产业长久有效的发展，就必须保证在矿产生产过程中的安全性。在过去的几十年里，我国采矿技术比较落后，安全问题一直制约着我国矿产产业的发展，机电一体化技术的出现一举解决了矿产生产中的安全隐患问题，实现了我国矿产产业的高速发展。20世纪90年代，我国矿产产业开始将机电一体化技术应用到安全生产监控系统中，经过长期的不懈努力，现如今矿产产业已经形成了比较完备的矿产生产安全监控系统，为我国矿业生产的长久发展提供了源源不断的动力。依据我国的基本国情，我们自主研发了新一代的矿产产业生产安全监控系统，其中KJ95和KJ90这两大安全生产监控系统，都是运用机电一体化技术根据具体采矿条件研发而成的适合当地矿产开发的安全生产监控系统。
3.2在具体的矿产开采中的应用
我国目前的机电一体化在矿产开采中主要应用到以下五个方面：采矿机、挖掘机、支护设备、矿井提升机以及带式传输机。我们选择以下四个方面进行着重说明，研究机电一体化技术在这些方面的应用。①机电一体化技术，在支护设备中的应用主要体现在液压支架和计算机有机结合的过程中，此系统能够实现自动配液，并且自动控制高低液位，能够对乳化液的浓度实施在线监测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆②在当前机电一体化技术的应用中，大多数矿产企业采用的采矿技术都是掘进机，在掘进机中，掘进机的电气系统通常采用机电一体化技术：a.其数字化的显示板让人们对机器的状态有比较清楚的了解，另外其内部结构紧密，能够在比较狭小的环境中工作。b.它安装比较简单，整个系统的安装过程只需要30min左右。c.它的保护功能比较齐全，可以最大程度的保护工作人员的生命安全。③全数字提升机是机电一体化在矿井提升机中应用的具体体现，其具有高度的可靠性、自诊断和可重复性寻址、能够能方便的改变瞬间加速度、实现软件的软启动以及软件的自动控制等特点。并且由于设备的零配件少，兼容性高等特点使得其安装过程也变得特别简单，容易操作。通过采用相应的计算机技术，让保护系统更加完善，我国自主研发了第一台交流变频器供电交流直升机S7和SLMADYND，这两个保护系统可以运用两台计算机装置，因此拥有相对独立的检测，数据处理系统以及传感装置。在机电一体化矿山机械的应用中，计算机对采矿的各个环节进行实时监控，确保了采矿环境的安全，提高采矿效率。④输送机的出现近乎完美的体现了机电一体化技术应用在矿产产业中的优点。运用机电一体化技术研发的CST可控软启动装置，可以使一台带式运输机可以同时受到一台或几台CST设备的驱动，解决了带式运输机大运量，远距离运输的难题。综上所述机电一体化技术在矿产产业中的应用在保障工作人员的生命安全的同时还能大幅度提高了矿产生产的效率。
3.3机电一体化在矿山排水系统中的应用
当前机电一体化在矿山生产中的应用，主要以其排水系统中智能泵站的使用来体现。矿山生产建设中，其排水系统决定着整个产矿效率，因此保障其排水设备稳定运行便显得极为关键，机电一体化应用，通过对其排水控制系统进行智能化完善，使其能够经由远端监控、现场控制检测、数据检测受三方面完全得以展现，利用压力、温度等传感器特性，进行标准信号参数设定，结合计算机分析控制水泵质量；以此在泵运行期间，实现全程全自动监控水泵运行工况目的，确保泵站在无人值守时，能够正常有效的运行，保障其排水系统的实效性，提升矿山整体生产效率。机电一体化智能水泵工作原理，如下图所示：
3.4机电一体化在矿山通风井中的应用
在进行矿山生产过程中，机电一体化在矿山通风井中的使用，可以在主通风机进行自动变频系统设置，对其进行编程控制，通过编程控制实现节能开采目的，百丈主风机运行封顶性同时，使其能够形成全自动操作目的，与传统正常风机相比，其经济效益明显，一年可以节省上百万的电费，最大限度提升了对应矿山企业整体经济效益。
3.5机电一体化在矿山回采中的应用
机电一体化在矿山回采中的应用主要体现在对相关掘进机械设备改进完善上，结合掘进设备做好对地下掘进方向测控系统设定，保障先进掘进机械系统功能多元化以及操作便捷性能够完全得以体现，以此保障矿产掘进速度和效率，提升整体回采质量。
4智能控制系统在矿山机电一体化系统中的应用探讨
4.1智能系统的组成
智能系统的构建离不开计算机技术和网络技术的有力支持，为了保证智能系统对相应设备仪器的有效控制，系统内部需要应用温度传感器、点检仪、采集站、通讯设备和中心计算机等构件来实现对智能系统的有效构建。智能通讯设备的主要作用是，在采集站对设备运行的状态进行采集之后，利用通讯设备将相应的信息同步到中心计算机中，最终呈现给智能系统的管理人员。管理人员可以依据智能系统所反馈回的数据信息，对实际机电一体化系统的运行状态进行全面了解。以便于在发生设备故障问题时，能够及时采取措施进行有效处理，保证矿山机电一体化系统的有效运行，进而提升矿山机械的开采效率和质量。
4.2智能点检系统
智能点检系统在实际运行的过程中，又被细分为离线点检和在线点检两种工作模式。离线点检模式指的是相关工作人员利用点检仪，将相应的数据输入到检测仪中，再利用检测仪对数据进行上传。中心计算机系统会对这类数据信息进行全面分析，将设备运行的真实情况呈现给维修人员。检测仪设备在实际应用的过程中，可以实现无线工作。同时，对相应系统的运行状态和相应数据信息可以实现全面获取。
在线点检系统。在对相应设备运行数据进行采集之后，可以根据数据功能性的不同，将其细分成设备状态数据、记录数据、测量数据和观察数据。在线监测方式可以实现对设备运行状态的全天监测，并将获取到的数据信息及时提交到中心计算机系统。
4.3系统的三个层次
智能点检系统主要具备点检日志、统计分析、任务管理、工作计划、点检标准以及基本信息等功能，其业务范围可以分为：系统维护、工作管理以及基础数据三大模块，构成点检系统的整个软件模型，针对每个模块的特点，进行维护操作、业务处理、报表打印、查询统计以及数据输入等工作，系统根据上述功能主要分为三个层次：第一，建立数据库；第二，建立设备维护、业务处理、报表打印、查询统计以及数据输入等操作模型；第三，数据库和操作充分结合，实现管理智能化。建立数据库后，一定要合理安排点检任务，并且进行跟踪和管理。运用点检日记功能，针对点检情况，对设备的异常情况和缺陷不足进行分析和检测，通过查询功能，各级领导和点检人员可以充分了解和掌握设备的运行情况，实现资源信息共享。
4.4智能控制在采矿操作中的作用分析
智能控制系统在矿山机电一体化系统中的有效应用，不仅能够实现对在线数据的实时传输，还能对机电一体化系统中，设备运行的状态进行及时掌握。再应用通讯技术将相应的数据传输到中心计算机控制系统之后，系统会根据矿山的实际运行特点，做出相应的指令操作，这对机电一体化系统运行的质量与效率具有积极作用。为此，需要对点检工作给予足够的重视，使其充分发挥出自身的检点作用，对机械设备的运行状态进行良好维护。智能控制系统中的点检操作可以有效代替人工点检操作，避免人工检点作业中存在的遗漏现象，对矿山机电一体化系统中，机电设备的运行质量造成影响。
另外，智能控制系统在矿山机电一体化系统控制中的应，还可以确保采矿流程的有效控制。相关人员可以在智能系统中输入相应的控制程序，智能控制系统就会根据程序内容对机电一体化中的相应设备做出良好的配合与控制，使机电一体化系统中的设备能够完成协同作用，保证采矿流程的顺利开展，对采矿的质量和效率具有积极影响。
同时，智能控制系统中的专家系统功能还可以根据采矿操作运行过程中遇到的突发情况做出辨别与分析，进而实现对相应设备的良好控制，降低采矿过程中的突发情况，对整体采矿质量的影响，对于矿山的健康稳定运行来说具有积极作用。
5矿山机械中机电一体化应用的前景
5.1系统的智能化程度会有大幅度的提高
智能化管理是机电一体化应用的最终目标，通过结合电子技术和机械控制技术，实现机械工作的智能化是矿产产业乃至其他产业的终极目标。智能化是指事物在网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下，所具有的能动地满足人的各种需求的属性，并且在进行工况分析系统的预先设计的情况下，能够运用到不同的工况中。当今时代智能化已经在人们的生产生活中得到了较为普遍的应用，其中智能住宅化系统，家居智能化系统，医院智能化系统都接近于应用阶段。下一个阶段，由于模拟智能，模糊数学，计算机技术的发展这些都驱动着工业系统的智能化的发展。
5.2环保化
当今时代，绿色发展成为了工业发展的主题。机电一体化技术的发展也势必通往这个方向。在本文前半段我们已经提到，机电一体化可以将电能的损耗降到很低。随着智能化的不断发展，我们相信机电一体化将能够实现更小程度的电能损耗，这样可以减少能量的损耗，为保护环境，节约能源提供一定的支持。
5.3模块化
当前，随着科学技术和人工智能的不断发展，机电一体化正朝着“傻瓜操作模式”（操作模式简单化）、自动化控制的方向迅速发展，换句话说就是实现智能模块化控制。智能模块化控制能对固定的程序化模块进行控制和利用加之与特定机械的配合使用，来处理特定工况下的作业。
6结论
对于矿山机电设备运行而言，确保其运行的精准度是衡量机电一体化水平的重要指标。过去传统机电设备控制中，由于均为人工手动操作，作业时难免存在人为失误的影响，作业精准度相对有限。而现代化的智能控制系统由于运用了高效CPU芯片、交流数字伺服机等手段，可以避免人为失误的发生，从而提高运行精准度。
参考文献：
[1]马彦平.矿山机械中应用机电一体化技术的作用分析[J].通讯世界，2015（20）：288～289.
[2]李艳杰.矿山机械中应用机电一体化技术的应用分析[J].工业c，2016（5）：95.
[3]饶水长.机电一体化技术在矿山机械中的应用分析[J].中国科技纵横，2013（12）：124.
论文作者:张欣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
标签：机电一体化论文; 系统论文; 矿山论文; 技术论文; 智能论文; 控制系统论文; 操作论文; 《防护工程》2018年第31期论文;