智能控制技术在煤矿机电设备中的运用

现阶段，煤矿企业建设规模不断扩大，生产期间需要使用更多种类的设备，切实提升了煤矿机电设备管理难度。为使设备管理水平与预期目标相符，还需要管理部门充分结合煤矿行业生产经营建设要求，加强智能控制技术在煤矿机电设备中的运用，落实煤矿机电设备管理职责，确保煤矿机电设备能够始终处于高效安全的运行状态，在提高生产质量水平中发挥出重要的作用，并及时更新管理人员的管理理念，防止故障的发生，充分发挥煤矿机电设备的应用价值，促进煤矿企业的长期稳定发展。

一、智能控制技术概述

智能控制技术是控制理论与人工智能、计算机科学、运筹学等学科交叉融合的产物，它通过模拟人类智能实现对复杂系统的控制。智能控制技术突破了传统控制理论对精确数学模型的依赖，能够处理非线性、时变、不确定性强的系统，在工业自动化、机器人、智能交通等领域具有广泛应用价值。

智能控制技术的核心思想是利用人工智能方法实现系统的自主决策与优化控制。与传统控制方法相比，智能控制具有以下特征：首先，它不依赖于精确的数学模型，而是通过知识表示和推理实现控制；其次，具备学习能力和自适应能力，可以随着环境变化调整控制策略；最后，能够处理多目标优化问题，实现综合性能最优。

典型的智能控制方法主要包括模糊控制、神经网络控制、专家系统控制和遗传算法控制等。模糊控制基于模糊集合理论，通过语言变量和模糊规则描述控制策略，特别适合处理具有模糊性的系统。神经网络控制利用神经网络强大的非线性映射能力，通过训练学习系统的动态特性，实现自适应控制。专家系统控制将领域专家的经验知识转化为规则库，通过推理机制实现智能决策。遗传算法等进化计算方法则通过模拟自然进化过程，实现控制参数的优化。

智能控制技术在工业过程控制中展现出显著优势。例如在化工生产中，智能控制可以处理多变量耦合、非线性等复杂特性，提高产品质量和收率。在电力系统领域，智能控制用于电网调度、故障诊断等方面，提高了系统运行的可靠性和经济性。智能制造中的智能控制系统能够实现生产线的自主优化和故障自愈。

机器人控制是智能控制技术的重要应用领域。智能控制使机器人具备环境感知、路径规划、运动控制等能力，在工业机器人、服务机器人等领域发挥关键作用。例如，基于视觉反馈的智能控制使机器人能够完成精密装配任务，模糊控制在机器人避障中表现出良好的鲁棒性。

智能交通系统也广泛采用智能控制技术。交通信号灯的智能控制可根据实时车流调整配时方案，缓解交通拥堵。自动驾驶汽车依靠智能控制系统实现环境感知、决策规划和车辆控制，是多种智能控制方法的综合应用。

尽管智能控制技术取得了显著进展，但仍面临一些挑战。知识获取瓶颈限制了专家系统的发展，如何从大数据中自动提取有效控制知识仍需研究。复杂系统的实时控制对计算能力提出更高要求。此外，智能控制系统的稳定性和可靠性分析需要建立更完善的理论框架。

二、智能控制技术在煤矿机电设备中的运用

随着科技的不断进步，智能控制技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛。智能控制技术以其高效、安全、可靠的特点，为煤矿生产带来了革命性的变革。重点探讨智能控制技术在采煤机、矿井通风系统以及自动化监控系统中的应用。

（一）智能控制技术在采煤机中的应用

采煤机是煤矿生产中的重要设备，其工作效率和安全性直接影响到整个煤矿的生产效益和员工的安全。智能控制技术在采煤机中的应用，主要体现在以下几个方面：

自动化控制：通过引入先进的传感器和控制系统，实现采煤机的自动化控制。例如，一些采煤机利用规划截割技术，可对采煤机支架精准控制，进行整刀调整、多刀调整、超前调整，从而使采煤机截割更精准。操作人员还可通过手持终端完成对工作面设备的控制，远程控制采煤机截割作业。部分采煤机能够根据预设的参数和实时反馈的信息，自动调整工作状态，提高生产效率。如神东煤炭集团锦界煤矿 31302 工作面，通过智能控制，煤机速度最大可达到 14m/min ，开机率提升 7.7% 。

故障诊断与预警：智能控制系统可以实时监测采煤机的运行状态，通过数据分析，及时发现潜在的故障隐患，并发出预警，以便及时进行维修，避免设备故障对生产造成的影响。例如 MG900/2215 - GWD 型交流电牵引采煤机的电气控制系统能够实现采煤机远程监测和故障诊断功能。

节能环保：智能控制技术可以通过优化采煤机的运行模式，降低能耗，减少对环境的污染。同时，智能控制系统还可以实现对煤尘、噪声等污染物的有效控制。例如，部分采煤机通过智能调速，减少了不必要的能耗。

（二）智能控制技术在矿井通风系统中的应用

矿井通风系统是保障矿井安全生产的重要设施之一。智能控制技术在矿井通风系统中的应用，主要体现在以下几个方面：

实时监测：通过引入传感器和监控系统，实现对矿井通风系统的实时监测。系统可以实时监测通风量、风速、风压等参数，确保矿井内的空气质量符合安全标准。例如，付村煤业公司利用 AI 摄像头、红外传感器、振动传感器、角度传感器等先进感知技术，实现井下风门人车识别以及对井下主要地点智能化通风设备运行状态和工况参数的在线智能监测。

自动调节：智能控制系统可以根据矿井内的空气质量和生产需求，自动调节通风系统的运行状态。当空气质量下降时，系统可以自动增加通风量；当生产需求减少时，系统可以自动降低通风量，以实现节能降耗的目的。如付村煤业公司通过对设备部件的智能化改造，实现远程调节风窗角度，达到精准调风控风。

故障预警与处理：智能控制系统具有故障预警和处理功能。当通风系统出现故障时，系统可以及时发出预警并采取相应的处理措施，避免事故的发生。例如，该系统能对通风机的异常升温、压力突变等安全隐患第一时间发出预警，并自动触发应急措施。

（三）智能控制技术在自动化监控系统中的应用

自动化监控系统是煤矿生产中的重要组成部分。智能控制技术在自动化监控系统中的应用主要体现在以下几个方面：

数据集成与处理：智能控制系统可以实现对煤矿生产过程中各种数据的集成与处理。通过引入大数据技术和云计算技术实现对数据的存储、分析和应用为煤矿生产提供决策支持。例如，临涣选煤厂的智能辅助决策系统，能对生产过程质量、原煤调入量、精煤产率、仓存量等关键生产数据进行精准统计分析，还能排查影响产品质量和分选效率因素，提出优化建议。

远程监控与控制：通过引入远程监控技术实现对煤矿生产过程的实时远程监控和控制。管理人员可以通过计算机或手机等设备随时了解生产情况并进行远程控制确保生产的安全和高效进行。如在一些煤矿中，工作人员可以在经过授权的手机、区域屏等移动终端，对相关生产及质量信息进行交互处理。

预警与应急处理：智能控制系统可以根据实时监测的数据进行分析和判断当出现异常情况时及时发出预警并启动应急处理程序以减少事故的发生和损失。例如，在发现设备运行参数异常时，系统能迅速发出警报，提醒工作人员及时处理 。

结论：智能控制技术在煤矿机电设备中的应用为煤矿生产带来了革命性的变革。通过自动化控制、故障诊断与预警、节能环保等技术手段提高了采煤机、矿井通风系统等设备的效率和安全性为煤矿生产提供了有力保障。同时智能化监控系统也为煤矿生产提供了决策支持和远程管理手段为煤矿的可持续发展奠定了基础。未来随着科技的不断发展智能控制技术将在煤矿生产中发挥更加重要的作用为煤矿的安全、高效、绿色生产提供更加坚实的保障。

参考文献

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