摘 要：現(xiàn)代煤炭機械設備種類日趨繁多，強化機械設備日常控制與管理是必不可少的。分析了計算機系統(tǒng)控制現(xiàn)代煤炭機械的應用功能，從數(shù)據(jù)處理、圖形顯示、信號傳輸?shù)确矫?，闡述計算機系統(tǒng)的使用特點。

關鍵詞：計算機；控制系統(tǒng)；煤炭機械；功能；數(shù)據(jù)處理

中圖分類號：TP311.13

我國正處于能源緊缺時代，市場經(jīng)濟發(fā)展受到了資源供應鏈的強烈沖擊，開辟新能源戰(zhàn)略模式關系著社會的可持續(xù)發(fā)展。煤炭開采工程是利用自然資源的有效途徑，經(jīng)過人工操作機械設備顯著提升了采煤區(qū)作業(yè)的效率。計算機控制系統(tǒng)與現(xiàn)代煤炭機械設備相互融合，這取決于當代煤炭生產(chǎn)科技的創(chuàng)新與進步。煤炭企業(yè)應認識到行業(yè)科技創(chuàng)新的主流趨勢，充分利用計算機控制系統(tǒng)輔助煤炭機械設備的綜合調(diào)控。

1 計算機控制煤炭機械的必要性

經(jīng)過很長時間的變革調(diào)整，煤炭生產(chǎn)活動基本從露天開采轉(zhuǎn)變?yōu)榫畠?nèi)生產(chǎn)，這樣才能深度地采掘出豐富的自然資源。面對日趨增多的采煤機械設備，應當建立切實可行的設備調(diào)度方案，進而維持整個采煤區(qū)穩(wěn)定的作業(yè)流程。煤炭機械自動化是行業(yè)發(fā)展的先進趨勢，并且在現(xiàn)實生產(chǎn)中取得了優(yōu)異的作業(yè)效率。目前，國內(nèi)自動化采煤以計算機控制中心為主要模式，通過設計采煤調(diào)度網(wǎng)絡對生產(chǎn)區(qū)實施全面控制，保障了采煤作業(yè)效率的持續(xù)上升。

1.1 加快生產(chǎn)調(diào)控。科學技術改革背景下，煤炭機械堅持自動化改造趨勢，滿足工業(yè)生產(chǎn)模式創(chuàng)新的要求，加快了采煤區(qū)生產(chǎn)流程的自動化進程，建立了高科技的設備調(diào)控方式，解決了傳統(tǒng)煤炭工藝流程的缺陷；多功能控制系統(tǒng)輔助了一批新采掘工藝的使用，全面提升了煤炭設備的功能，大力滿足生產(chǎn)需要。

1.2 推動科技創(chuàng)新。從煤炭產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢分析，機械設備是采煤生產(chǎn)必須使用的工具，采掘機、采煤機、運輸機、液壓支架等是機械系統(tǒng)的重要組成部分。面對復雜多樣的機械設備，單一憑借人工操作是不可取的，選用自動控制系統(tǒng)輔助煤炭機械作業(yè)，降低了人工采煤的操作難度，也推動了煤炭開采技術的創(chuàng)新發(fā)展。

2 計算機控制系統(tǒng)的核心組成

早前多數(shù)采用了人工執(zhí)行指令的方式進行調(diào)度，這種控制不僅降低了采煤設施的作業(yè)效率，也不利于新控制系統(tǒng)的推廣使用。計算機控制系統(tǒng)在煤炭生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的應用更加廣泛，并且以計算機為核心控制來建設了多功能的調(diào)度網(wǎng)。計算機控制系統(tǒng)通常有精度高、速度快、存儲容量大和有邏輯判斷功能等特點，所以能夠完成高級復雜的控制工作，獲得理想的控制效果，進而擴大了煤炭機械設備在常規(guī)運行中的控制范圍。從結構來劃分，計算機控制系統(tǒng)的核心組成包括軟件、硬件等兩部分。

2.1 硬件。信息科技改良之后，對于機械設備的操作控制也出現(xiàn)了調(diào)整，計算機設備為企業(yè)生產(chǎn)提供了有利的操作條件，硬件則是控制系統(tǒng)的關鍵構成?，F(xiàn)代煤炭機械在型號、功能、結構等方面都呈現(xiàn)了比較復雜的特點，每一種機械設備在功能上都顯得比較特殊。計算機控制系統(tǒng)的硬件包括：主機、輸入/輸出接口、人機接口、外部存儲器等部件，各個組成部分在實際控制中具有不同的功能。例如，計算機主機是用于控制整個設備運行的指揮中心，根據(jù)用戶提供的操作要求對煤炭機械實施全面性的調(diào)控；輸入/出接口負責將采煤機械信息傳遞給計算機，為CPU等硬件裝置工作給予了科學的指導。

2.2 軟件系統(tǒng)。硬件是計算機控制系統(tǒng)最直接的組成部分，而軟件則是安裝于計算機網(wǎng)絡內(nèi)部的功能構成，這也是決定系統(tǒng)能否高效執(zhí)行任務的主要因素。煤炭機械控制的軟件功能強大，能完成多種類功能計算機程序的總和。計算機把通過測量元件、變送單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送來的數(shù)字信號，直接輸出到輸入端與開始預定好數(shù)值進行比較分析，然后根據(jù)要求按偏差進行運算，所得到數(shù)字量輸出信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到執(zhí)行機構，對被控對象進行控制限定，使被控變量穩(wěn)定在設定值上。一般情況下，軟件多數(shù)用于采煤區(qū)指揮中心的調(diào)度部分，可借助通信網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)信息的自動化調(diào)控。

3 新型計算機系統(tǒng)功能在煤炭機械中的體現(xiàn)

我國煤炭生產(chǎn)行業(yè)基本上處于穩(wěn)定的規(guī)模狀態(tài)，各種機械設備在實際采掘生產(chǎn)中的功能價值得以體現(xiàn)，這也間接地推動采煤生產(chǎn)行業(yè)的信息化發(fā)展。計算機控制系統(tǒng)融入煤炭機械操控是科技創(chuàng)新的重要表現(xiàn)，更是帶動機械化采煤系統(tǒng)效率提高的關鍵因素。結合大型煤炭企業(yè)開辟的自動控制系統(tǒng)，計算機操控制作業(yè)主要表現(xiàn)集中于子系統(tǒng)功能的全面發(fā)揮，進而為采煤生產(chǎn)創(chuàng)造了優(yōu)越的控制平臺。

3.1 采集系統(tǒng)。從功能原理進行分析，控制系統(tǒng)之所以能對煤炭設備進行宏觀調(diào)控，關鍵取決于系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信息采集方面的功能優(yōu)勢，用其可以帶動信號傳遞的高效性。采集系統(tǒng)是計算機控制模塊的基礎結構，能夠及時且準確地收集與機械設備相關的信息指令，幫助操作人員對采煤機械給予宏觀性地控制。在這樣的使用過程中，計算機負責數(shù)據(jù)的采集和處理，而不進行控制處理，它將煤炭生產(chǎn)中的每個常用的工藝變量進行處理和變量的超限預報。同時對這些變量進行累計分析和實時分析，得出各種趨勢分析，為操作人員提供分析幫助。

3.2 數(shù)字系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)輔助煤炭機械化生產(chǎn)取得了顯著的成效，顧及到市場對煤炭物資需求量的持續(xù)增多，機械設備在礦區(qū)作業(yè)里承受的功能荷載更大。為了使煤炭機械持續(xù)地發(fā)揮應用功能，對已有自動控制系統(tǒng)應進行升級換代。計算機根據(jù)控制規(guī)律進行運算，然后將結果經(jīng)過過程輸出通道，作用到煤炭機械內(nèi)的各個被控對象，從而使被控變量符合要求的性能指標。對于煤炭機械數(shù)字化改造的調(diào)整，其數(shù)字系統(tǒng)必須先進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出控制信號也必須進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，再運行以恢復正常作業(yè)，以保證機械設備的功能。

3.3 診斷系統(tǒng)。市場對于煤炭物資使用需求量的持續(xù)增多，對煤炭企業(yè)生產(chǎn)提供了嚴格的要求；另一方面，采煤機械日常采掘生產(chǎn)承當?shù)暮奢d越來越大，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)對設備潛在故障失去了應有的判斷能力。為了從根本上解決故障對采煤生產(chǎn)造成的阻礙，計算機控制體模式設定了診斷系統(tǒng)，通過采煤機、運輸機、液壓支架等設備的自診斷、自分析，對故障信號給予智能化的分析控制，這對于煤炭機械系統(tǒng)而言是極為有效的保護方式。

3.4 監(jiān)督系統(tǒng)。煤炭生產(chǎn)事故是制約行業(yè)發(fā)展的一大因素，礦區(qū)生產(chǎn)發(fā)生意外事件降低了系統(tǒng)控制的安全系數(shù)，制約了采礦生產(chǎn)收益水平的提升。新型計算機控制模式配備了專用的監(jiān)督系統(tǒng)，用以對整個采煤區(qū)進行全面性的調(diào)控，使煤炭機械更好地應用于礦區(qū)生產(chǎn)勞動。計算機系統(tǒng)依據(jù)不同生產(chǎn)過程和工作狀況生成的數(shù)字模型，來進行優(yōu)化計算，生成最優(yōu)化的設定方法，輸出到數(shù)字控制系統(tǒng)中運行。監(jiān)控計算機系統(tǒng)負責高級控制和管理任務，因此必須擁有強大的數(shù)據(jù)處理能力，存儲容數(shù)據(jù)大，高性能微處理器輔助采煤機械運轉(zhuǎn)的調(diào)控符合監(jiān)督系統(tǒng)的需求。

4 結束語

總之，煤炭機械堅持自動化改造是行業(yè)改革的必然趨勢，各種先進的控制技術及控制裝置安裝于生產(chǎn)設備中，既能夠減小手工采煤操作的難度，也能在計算機系統(tǒng)控制引導下發(fā)揮出更加優(yōu)越的采煤操作功能。從煤炭機械科技發(fā)展趨勢分析，企業(yè)應當認識到計算機系統(tǒng)控制設備作業(yè)的應用價值，及時提出切實兒科學的設備調(diào)控方案，進而保障機械設備發(fā)揮出較高的生產(chǎn)性能。本次經(jīng)過采集信號系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)、數(shù)字系統(tǒng)、監(jiān)督系統(tǒng)等調(diào)控使用，為煤炭機械的使用創(chuàng)造了安全穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境。

參考文獻：

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作者簡介：李明（1979-），女，天津人，本科，碩士，研究方向：計算機。

作者單位：天津交通職業(yè)學院，天津 300112