第一篇：論機(jī)電一體化在煤礦行業(yè)的應(yīng)用

論機(jī)電一體化在煤礦行業(yè)的應(yīng)用

【摘要】：

近年來(lái)，我國(guó)各行各業(yè)競(jìng)相發(fā)展，依靠機(jī)電一體化技術(shù)，大幅度地提高產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，提高制造水平，增加產(chǎn)品的應(yīng)變能力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約大量能源和材料消耗。煤炭系統(tǒng)也在利用機(jī)電一體化技術(shù)改造舊設(shè)備和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品方面做了大量的工作，取得一定的成效。它已使人們清楚地認(rèn)識(shí)到，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。煤礦機(jī)械正處在一個(gè)向機(jī)電一體化方向發(fā)展的時(shí)代,近來(lái),隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的重視,煤礦設(shè)備投入的不斷增加,煤礦機(jī)械也處在一個(gè)更新?lián)Q代的時(shí)期。

【關(guān)鍵詞】：機(jī)電一體化技術(shù) 煤礦 應(yīng)用

第一章：機(jī)電一體化在煤礦的應(yīng)用總述

1.概述

機(jī)電一體化技術(shù)就是機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息處理和自動(dòng)控制技術(shù)綜合運(yùn)用的復(fù)合技術(shù)，是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)在這一時(shí)期顯得尤為重要,它使機(jī)械、電子技術(shù)和液壓控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合,極大地提高了煤礦機(jī)械的各種性能,如安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護(hù)等。機(jī)電一體化技術(shù)順應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，顯示了強(qiáng)大的生命力。由于煤炭生產(chǎn)是將數(shù)百、數(shù)千萬(wàn)噸煤炭從地層深處采掘、運(yùn)送到地面，因此需采用大量的機(jī)電設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，而機(jī)電一體化煤礦產(chǎn)品則是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的最好選擇。機(jī)電一體化將機(jī)械與電子技術(shù)融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。2.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的主要應(yīng)用

2.1 機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用 礦井提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動(dòng)化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機(jī)。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動(dòng)控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，大大簡(jiǎn)化了電器安裝，此外，硬件配置簡(jiǎn)單，互相兼容。“九五”期間，國(guó)產(chǎn)數(shù)字化直流提升機(jī)已成為煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型。我國(guó)研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī)，其核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其性能先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確可靠。此外，我國(guó)還應(yīng)用SIMADYND和S7研制成功了第一臺(tái)交-交變頻器供電的交流提升機(jī)。目前，最大裝機(jī)容量已達(dá)到5000kW，主、副井提升機(jī)可做到全自動(dòng)化，不需要專門(mén)的絞車司機(jī)。2.2.機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用 電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，它具有一下特點(diǎn):①良好的牽引特性:可以在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動(dòng)，也可以在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。②可用于大傾角煤層:牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)制動(dòng)力矩為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機(jī)可用在40°~50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③運(yùn)行可靠，使用壽命長(zhǎng)，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨a損外，其它元件均無(wú)磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長(zhǎng)，維修工作量小。④反應(yīng)靈敏，動(dòng)態(tài)特性好:電控系統(tǒng)能及時(shí)調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運(yùn)行。⑤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高:電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)99%，而液壓采煤機(jī)的效率只有65%-70%左右。1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國(guó)第一臺(tái)采用交流變頻調(diào)速M(fèi)G344-PWD型薄煤層強(qiáng)力爬底板電牽引采煤機(jī)以來(lái)，我國(guó)的電牽引采煤機(jī)有了較快的發(fā)展。國(guó)內(nèi)上海天地公司、太原礦山機(jī)械廠、西安煤機(jī)廠、雞西煤機(jī)廠等都生產(chǎn)交流變頻和直流電牽引采煤機(jī)，而且得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)近20年的研制開(kāi)發(fā)，我國(guó)的電牽引采煤機(jī)一逐步走向成熟，為煤礦生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的推動(dòng)作用。2.3.機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用 帶式輸送機(jī)由于長(zhǎng)距離連續(xù)輸送、輸送量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，已成為我國(guó)煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。因此，成為近幾年來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專門(mén)為平滑起動(dòng)運(yùn)送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動(dòng)裝置。一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺(tái)或幾臺(tái)CST驅(qū)動(dòng)。由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我國(guó)帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)不能不知過(guò)多，一般為3點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，這樣就限制了輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度和運(yùn)量。而且，輸送機(jī)的監(jiān)控設(shè)備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在顯著的差距。

2.4.其他煤礦機(jī)電一體化裝置 液壓支架則向電液控制方向發(fā)展，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架，避免對(duì)頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國(guó)神華集團(tuán)大柳塔礦采用從德國(guó)和美國(guó)引進(jìn)的電液控制的支架，移架速度為6～8s/架，最快的移架速度達(dá)3s/架。電液控制裝置還可檢測(cè)支架的工作狀態(tài).煤礦供電的特點(diǎn)是供電要可靠，質(zhì)量要高，能滿足大功率設(shè)備的要求。因此應(yīng)該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開(kāi)關(guān)柜采用維護(hù)量小，使用壽命長(zhǎng)的真空開(kāi)關(guān)。采用集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償相結(jié)合的辦法提高功率因數(shù)，減少供電系統(tǒng)無(wú)功電流，減少無(wú)功功率損耗。目前高、低開(kāi)關(guān)柜普遍采用了“微機(jī)保護(hù)”，具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測(cè)、遙信和遙調(diào)。3.煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)自造的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn)，以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。這些設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，我國(guó)的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續(xù)研究，其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是:①開(kāi)發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以煤礦開(kāi)采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝置；②增加產(chǎn)品的通信功能，以適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要；③開(kāi)發(fā)以微處理器和微機(jī)為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測(cè)以及微處理器、計(jì)算機(jī)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等；④煤礦機(jī)器人仍然是煤礦機(jī)電一體化技術(shù)今后研究的重點(diǎn)之一。

第二章：機(jī)電一體化在煤礦的具體應(yīng)用

1.帶式傳送機(jī)

目前以微機(jī)或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統(tǒng))在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用已很普及,電子控制技術(shù)已深入到煤礦機(jī)械的許多領(lǐng)域,如提升機(jī)和采煤機(jī),提升機(jī)的PLC系統(tǒng),采煤機(jī)的變頻控制系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)操作等,煤礦機(jī)械的在線狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報(bào)警等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)煤礦機(jī)械的性能要求也在不斷提高,電子(微機(jī))控制裝置在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛,結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜、維護(hù)也將更加專業(yè)化。特別是,隨著我國(guó)進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)煤礦機(jī)械數(shù)量的逐年增加,如何用好,管好這些價(jià)格昂貴的煤礦機(jī)械,使其發(fā)揮最大的效率,是煤礦機(jī)電部門(mén)所面臨的一個(gè)重要的問(wèn)題。為幫助煤礦機(jī)械使用人員、維修人員、管理人員對(duì)煤礦機(jī)械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就這些做一下介紹與淺述。

煤礦生產(chǎn)中,煤礦機(jī)械的性能自動(dòng)化程度及其經(jīng)濟(jì)性等可以說(shuō)直接影響到生產(chǎn);也直接影響到煤礦供電、排水、通風(fēng)、提升等的安全運(yùn)行。而煤礦機(jī)械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性,從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統(tǒng)已成為煤礦現(xiàn)代機(jī)械不可缺少的組成部分,同時(shí)也是評(píng)價(jià)煤礦現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)水平的一個(gè)重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及對(duì)煤礦機(jī)電產(chǎn)品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機(jī)械中所占的比重越來(lái)越大,其功能將會(huì)越來(lái)越強(qiáng),應(yīng)用范圍也將越來(lái)越廣,而其復(fù)雜程度也隨之提高,這樣就對(duì)使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對(duì)煤礦職工的培訓(xùn)工作和對(duì)煤礦設(shè)備的管理工作也顯得尤為重要。

煤礦生產(chǎn)施工要求煤礦機(jī)械具有以下性能:皮實(shí)耐用且維修簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高且節(jié)能降耗,自動(dòng)化程度高且操作簡(jiǎn)單,施工質(zhì)量好,精度高;性能穩(wěn)定,工作可靠,安全性高,使用壽命長(zhǎng);具有較好的經(jīng)濟(jì)性,即高的技術(shù)價(jià)格比和低的制造與使用成本;工人勞動(dòng)強(qiáng)度低,操作員的工作條件好;具有在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視,故障自診及自動(dòng)故障報(bào)警功能,能及時(shí)準(zhǔn)確地指出故障部位,減少停機(jī)維修時(shí)間。

為適應(yīng)煤礦機(jī)械對(duì)性能的要求,僅僅依靠機(jī)械和液壓技術(shù)的已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術(shù)的發(fā)展就成了煤礦機(jī)械的必要選擇。機(jī)電一體化是一項(xiàng)新興的技術(shù),將其引入到煤礦機(jī)械中,必將會(huì)給煤礦機(jī)械帶來(lái)了新的技術(shù)變革,使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程學(xué),是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性高技術(shù),是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門(mén)獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)從70年代中期開(kāi)始在國(guó)外機(jī)械上得到應(yīng)用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起,推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計(jì)算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機(jī)械上的應(yīng)用,極大促進(jìn)了煤礦機(jī)電產(chǎn)品的性能,使煤礦機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)飛躍的發(fā)展時(shí)期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國(guó)外機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,在我國(guó)也是發(fā)展的方向,已成為機(jī)械高性能的體現(xiàn)。目前機(jī)械的電子(微機(jī))控制系統(tǒng)主要用以實(shí)現(xiàn)如下功能:

1、在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診,即對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控,出現(xiàn)故障能動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位,從而改善操作員的工作條件,提高機(jī)器的工作效率,簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作,降低使用維修費(fèi)用,縮短停機(jī)維修時(shí)間,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。如采煤機(jī)上變頻器就采用PLC控制,可實(shí)現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診,還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來(lái)越智能化。

2、節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)效率。例如井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等,使用變頻起動(dòng)、PLC控制系統(tǒng),節(jié)電量就為30%左右,同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高。

3、自動(dòng)化或半自動(dòng)化程度的提高

煤礦機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制,可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率,并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)作業(yè)精度的影響。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設(shè)備,由我國(guó)北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國(guó)MARCO公司合作生產(chǎn)的PM31型液壓支架電液控制系統(tǒng),就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會(huì)自動(dòng)連續(xù)動(dòng)作,也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無(wú)人操作。

4、其他應(yīng)用

一些國(guó)外生產(chǎn)的輸送機(jī)、采煤機(jī)、綜掘機(jī)等采用了電子(微電腦)控制的自動(dòng)變速器,能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比,從而改變功率,這不僅充分利用了電動(dòng)機(jī)功率,大大提高了能耗經(jīng)濟(jì)性,而且也簡(jiǎn)化了操作,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了設(shè)備的安全性能,提高作業(yè)人員操作的安全性,目前我國(guó)在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上采用電子(微電腦)控制。可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作,使機(jī)械能在危險(xiǎn)地帶或人無(wú)法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè),也配備了無(wú)線遙控裝置,可遠(yuǎn)程遙控也可微電腦編程控制。

電子(微電腦)系統(tǒng)的可靠性是煤礦機(jī)械非常重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)。由于煤礦機(jī)械一般井下作業(yè),其直接受到潮氣、煤塵、通風(fēng)、石塊、地質(zhì)變化等的侵襲,此外還受到采煤振動(dòng)和沖擊以及各種電、磁等的干擾,工作環(huán)境非常惡劣,因此電子(微電腦)控制系統(tǒng)必須滿足井下性能環(huán)境要求,能在井下環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作;抗壓強(qiáng)度高、抗老化,具有較長(zhǎng)的使用壽命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;較好耐沖擊和抗振性能;較強(qiáng)的抗干擾能力,系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。4.結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛快發(fā)展，信息流成為機(jī)電一體化的主要特色。其產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。因此，機(jī)電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，是礦山綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運(yùn)裝備的應(yīng)用和推廣，極大地提升了我國(guó)煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力，為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

第二篇：淺談機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

淺談機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

【摘要】 煤礦機(jī)械正處在一個(gè)向機(jī)電一體化方向發(fā)展的時(shí)代,近來(lái),隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的重視,煤礦設(shè)備投入的不斷增加,煤礦機(jī)械也處在一個(gè)更新?lián)Q代的時(shí)期。

【關(guān)鍵詞】 煤炭機(jī)械 機(jī)電一體化

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在這一時(shí)期顯得尤為重要,它使機(jī)械、電子技術(shù)和液壓控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合,極大地提高了煤礦機(jī)械的各種性能,如安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護(hù)等。目前以微機(jī)或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統(tǒng))在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用已很普及,電子控制技術(shù)已深入到煤礦機(jī)械的許多領(lǐng)域,如提升機(jī)和采煤機(jī),提升機(jī)的PLC系統(tǒng),采煤機(jī)的變頻控制系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)操作等,煤礦機(jī)械的在線狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報(bào)警等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)煤礦機(jī)械的性能要求也在不斷提高,電子(微機(jī))控制裝置在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛,結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜、維護(hù)也將更加專業(yè)化。特別是,隨著我國(guó)進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)煤礦機(jī)械數(shù)量的逐年增加,如何用好,管好這些價(jià)格昂貴的煤礦機(jī)械,使其發(fā)揮最大的效率,是煤礦機(jī)電部門(mén)所面臨的一個(gè)重要的問(wèn)題。為幫助煤礦機(jī)械使用人員、維修人員、管理人員對(duì)煤礦機(jī)械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就這些做一下介紹與淺述。煤礦生產(chǎn)中,煤礦機(jī)械的性能自動(dòng)化程度及其經(jīng)濟(jì)性等可以說(shuō)直接影響到生產(chǎn);也直接影響到煤礦供電、排水、通風(fēng)、提升等的安全運(yùn)行。而煤礦機(jī)械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性,從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統(tǒng)已成為煤礦現(xiàn)代機(jī)械不可缺少的組成部分,同時(shí)也是評(píng)價(jià)煤礦現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)水平的一個(gè)重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及對(duì)煤礦機(jī)電產(chǎn)品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機(jī)械中所占的比重越來(lái)越大,其功能將會(huì)越來(lái)越強(qiáng),應(yīng)用范圍也將越來(lái)越廣,而其復(fù)雜程度也隨之提高,這樣就對(duì)使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對(duì)煤礦職工的培訓(xùn)工作和對(duì)煤礦設(shè)備的管理工作也顯得尤為重要。

煤礦生產(chǎn)施工要求煤礦機(jī)械具有以下性能:皮實(shí)耐用且維修簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高且節(jié)能降耗,自動(dòng)化程度高且操作簡(jiǎn)單,施工質(zhì)量好,精度高;性能穩(wěn)定,工作可靠,安全性高,使用壽命長(zhǎng);具有較好的經(jīng)濟(jì)性,即高的技術(shù)價(jià)格比和低的制造與使用成本;工人勞動(dòng)強(qiáng)度低,操作員的工作條件好;具有在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視,故障自診及自動(dòng)故障報(bào)警功能,能及時(shí)準(zhǔn)確地指出故障部位,減少停機(jī)維修時(shí)間。

為適應(yīng)煤礦機(jī)械對(duì)性能的要求,僅僅依靠機(jī)械和液壓技術(shù)的已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術(shù)的發(fā)展就成了煤礦機(jī)械的必要選擇。機(jī)電一體化是一項(xiàng)新興的技術(shù),將其引入到煤礦機(jī)械中,必將會(huì)給煤礦機(jī)械帶來(lái)了新的技術(shù)變革,使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程學(xué),是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性高技術(shù),是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門(mén)獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)從70年代中期開(kāi)始在國(guó)外機(jī)械上得到應(yīng)用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起,推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計(jì)算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機(jī)械上的應(yīng)用,極大促進(jìn)了煤礦機(jī)電產(chǎn)品的性能,使煤礦機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)飛躍的發(fā)展時(shí)期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國(guó)外機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,在我國(guó)也是發(fā)展的方向,已成為機(jī)械高性能的體現(xiàn)。目前機(jī)械的電子(微機(jī))控制系統(tǒng)主要用以實(shí)現(xiàn)如下功能:

1、在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診,即對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控,出現(xiàn)故障能動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位,從而改善操作員的工作條件,提高機(jī)器的工作效率,簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作,降低使用維修費(fèi)用,縮短停機(jī)維修時(shí)間,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。如采煤機(jī)上變頻器就采用PLC控制,可實(shí)現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診,還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來(lái)越智能化。

2、節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)效率。例如井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等,使用變頻起動(dòng)、PLC

控制系統(tǒng),節(jié)電量就為30%左右,同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高。

3、自動(dòng)化或半自動(dòng)化程度的提高

煤礦機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制,可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率,并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)作業(yè)精度的影響。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設(shè)備,由我國(guó)北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國(guó)MARCO公司合作生產(chǎn)的PM31型液壓支架電液控制系統(tǒng),就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會(huì)自動(dòng)連續(xù)動(dòng)作,也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無(wú)人操作。

4、其他應(yīng)用

一些國(guó)外生產(chǎn)的輸送機(jī)、采煤機(jī)、綜掘機(jī)等采用了電子(微電腦)控制的自動(dòng)變速器,能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比,從而改變功率,這不僅充分利用了電動(dòng)機(jī)功率,大大提高了能耗經(jīng)濟(jì)性,而且也簡(jiǎn)化了操作,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了設(shè)備的安全性能,提高作業(yè)人員操作的安全性,目前我國(guó)在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上采用電子(微電腦)控制?？蓪?shí)現(xiàn)無(wú)人操作,使機(jī)械能在危險(xiǎn)地帶或人無(wú)法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè),也配備了無(wú)線遙控裝置,可遠(yuǎn)程遙控也可微電腦編程控制。

電子(微電腦)系統(tǒng)的可靠性是煤礦機(jī)械非常重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)。由于煤礦機(jī)械一般井下作業(yè),其直接受到潮氣、煤塵、通風(fēng)、石塊、地質(zhì)變化等的侵襲,此外還受到采煤振動(dòng)和沖擊以及各種電、磁等的干擾,工作環(huán)境非常惡劣,因此電子(微電腦)控制系統(tǒng)必須滿足井下性能環(huán)境要求,能在井下環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作;抗壓強(qiáng)度高、抗老化,具有較長(zhǎng)的使用壽命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;較好耐沖擊和抗振性能;較強(qiáng)的抗干擾能力,系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。

第三篇：淺談機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

淺談機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

摘要： 煤礦機(jī)械正處在一個(gè)向機(jī)電一體化方向發(fā)展的時(shí)代，近來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的重視，煤礦設(shè)備投入的不斷增加，煤礦機(jī)械也處在一個(gè)更新?lián)Q代的時(shí)期。關(guān)鍵詞：煤炭機(jī)械 機(jī)電一體化 應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)煤礦機(jī)械的性能要求也在不斷提高，電子（微電腦）控制裝置在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜，維護(hù)也將更加專業(yè)化。為幫助煤礦機(jī)械使用人員、維修人員、管理人員對(duì)煤礦機(jī)械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握，下面我就這些做一下介紹與淺述。

煤礦生產(chǎn)中，煤礦機(jī)械的性能自動(dòng)化程度及其性等可以說(shuō)直接影響到生產(chǎn)，也直接影響到煤礦供電、排水、通風(fēng)、提升等的安全運(yùn)行。而煤礦機(jī)械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性，從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子（微電腦）控制系統(tǒng)已成為煤礦現(xiàn)代機(jī)械不可缺少的組成部分，同時(shí)也是評(píng)價(jià)煤礦現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)水平的一個(gè)重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及對(duì)煤礦機(jī)電產(chǎn)品性能要求不斷提高，電子（微電腦）控制系統(tǒng)在煤礦機(jī)械中所占的比重越來(lái)越大，其功能將會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也將越來(lái)越廣，而其復(fù)雜程度也隨之提高，這樣就對(duì)使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求，對(duì)煤礦職工的培訓(xùn)工作和對(duì)煤礦設(shè)備的管理工作也顯得尤為重要。

為適應(yīng)煤礦機(jī)械對(duì)性能的要求，僅僅依靠機(jī)械和液壓技術(shù)已顯得力不從心。電子（微電腦）控制技術(shù)的發(fā)展就成了煤礦機(jī)械的必要選擇。機(jī)電一體化是一項(xiàng)新興的技術(shù)，將其引入到煤礦機(jī)械中，必將會(huì)給煤礦機(jī)械帶來(lái)了新的技術(shù)變革，使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程學(xué)，是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門(mén)獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)從70年代中期開(kāi)始在國(guó)外機(jī)械上得到應(yīng)用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起，推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著微型計(jì)算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機(jī)械上的應(yīng)用，極大促進(jìn)了煤礦機(jī)電產(chǎn)品的性能，使煤礦機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)飛躍的發(fā)展時(shí)期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國(guó)外機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及，在我國(guó)也是發(fā)展的方向，已成為機(jī)械高性能的體現(xiàn)。

目前機(jī)械的電子（微電腦）控制系統(tǒng)主要用以實(shí)現(xiàn)如下功能:

一、在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診

即對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能自動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機(jī)器的工作效率，簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低使用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。如采煤機(jī)上變頻器就采用PLC控制，可實(shí)現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診，還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來(lái)越智能化。

第四篇：煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用、管理及發(fā)展趨勢(shì)

摘要：近年來(lái)，我國(guó)各行各業(yè)競(jìng)相發(fā)展，依靠機(jī)電一體化技術(shù)，大幅度地提高產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，提高制造水平，增加產(chǎn)品的應(yīng)變能力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約大量能源和材料消耗。煤炭系統(tǒng)也在利用機(jī)電一體化技術(shù)改造舊設(shè)備和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品方面做了大量的工作，取得一定的成效。它已使人們清楚地認(rèn)識(shí)到，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。摘要：近年來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和推廣極大地提升了我國(guó)煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力，為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。文章對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用以及機(jī)電管理進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；煤礦；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)；煤礦機(jī)電；自動(dòng)化；設(shè)備應(yīng)用與管理

引 言

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越快，機(jī)電一體化技術(shù)正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)雖然發(fā)展較快，但與國(guó)際先進(jìn)水平還存在較大的差距，我們需要堅(jiān)持應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的方向，不斷創(chuàng)新，培養(yǎng)大批能從事機(jī)電一體化企業(yè)及相關(guān)的生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線的高等工程技術(shù)應(yīng)用性人才。機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人員主要從事機(jī)電一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、檢修和營(yíng)銷等技術(shù)與管理工作。由于機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，因此具有較大的就業(yè)崗位群。

一、概述

機(jī)電一體化技術(shù)就是機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息處理和自動(dòng)控制技術(shù)綜合運(yùn)用的復(fù)合技術(shù)，是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)順應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，示了強(qiáng)大的生命力。由于煤炭生產(chǎn)是將數(shù)百、數(shù)千萬(wàn)噸煤炭從地層深處采掘、運(yùn)送到地面，因此需采用大量的機(jī)電設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，而機(jī)電一體化煤礦產(chǎn)品則是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的最好選擇。機(jī)電一體化將機(jī)械與電子技術(shù)融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。

二、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的主要應(yīng)用

1機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用礦井提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動(dòng)化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機(jī)。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，充分體現(xiàn)了機(jī)械一電力電子一計(jì)算機(jī)一自動(dòng)控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，大大簡(jiǎn)化了電器安裝，此外，硬件配置簡(jiǎn)單，互相兼容。..九五期問(wèn)，國(guó) 產(chǎn)數(shù)字化直流提升機(jī)已成為煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型。我國(guó)研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī)，其核心部分..ASCS是由雙..CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其性能先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確可靠。此外，我國(guó)還應(yīng)用..sIMADYND和..s7研制成功了第一臺(tái)交一交變頻器供電的交流提升機(jī)。目前，最大裝機(jī)容量已達(dá)到..5000kW，主、副井提升機(jī)可做到全自動(dòng)化，不需要專門(mén)的絞車司機(jī)。

機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，它具有一下特點(diǎn)：

良好的牽引特性：可以在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動(dòng)，也可以在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。

可用于大傾角煤層：牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)制動(dòng)力矩為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1．6～2．0倍，所以電牽引采煤機(jī)可用在..4O?！?0。傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。

運(yùn)行可靠，使用壽命長(zhǎng)，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨損外，其它元件均無(wú)磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長(zhǎng)，維修工作量小。

反應(yīng)靈敏，動(dòng)態(tài)特性好：電控系統(tǒng)能及時(shí)調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運(yùn)行。

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高：電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)99％，而液壓采煤機(jī)的效率只有65％一70％左右。

煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國(guó)第一臺(tái)采用交流變頻調(diào)速 MG344一PWD型薄煤層強(qiáng)力爬底板電牽引采煤機(jī)以來(lái)，我國(guó)的電牽引采煤機(jī)有了較快的發(fā)展。國(guó)內(nèi)上海天地公司、太原礦山機(jī)械廠、西安煤機(jī)廠、雞西煤機(jī)廠等都生產(chǎn)交流變頻和直流電牽引采煤機(jī)，而且得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)近2O年的研制開(kāi)發(fā)，我國(guó)的電牽引采煤機(jī)逐步走向成熟，為煤礦生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的推動(dòng)作用。

機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用帶式輸送機(jī)由于長(zhǎng)距離連續(xù)輸送、輸送量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，已成為我國(guó)煤礦井下原煤輸送 系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。因此，成為近幾年來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的..CST可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專門(mén)為平滑起動(dòng)運(yùn)送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)汁的軟驕動(dòng)裝置．一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺(tái)或幾臺(tái)CST驅(qū)動(dòng)。由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我國(guó)帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)不能不知過(guò)多，～般為三點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，這樣就限制了輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度和運(yùn)量。而且，輸送機(jī)的監(jiān)控設(shè)備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在顯著的差距。

煤礦機(jī)電一體化裝置液壓支架則向電液控制方向發(fā)展將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架，避免對(duì)頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國(guó)神華集團(tuán)大柳塔礦采用從德國(guó)和美國(guó)引進(jìn)的電液控制的支架，移架速度為6~8秒／架，最快的移架速度達(dá)3秒／架。龜液控制裝置還可檢測(cè)支架的工作狀態(tài)。

煤礦供電的特點(diǎn)是供電要可靠，質(zhì)量要高，能滿足大功率設(shè)備的要求。因此應(yīng)該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開(kāi)關(guān)柜采用維護(hù)量小，使用壽命長(zhǎng)的真空開(kāi)關(guān)。采用集中 補(bǔ)償和就地補(bǔ)償相結(jié)合的辦法提高功率因數(shù)，減少供電系統(tǒng)無(wú)功電流，減少無(wú)功功率損耗。目前高、低開(kāi)關(guān)柜普遍采用..微機(jī)保護(hù)，具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測(cè)、遙信和遙調(diào)。

三、煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)自造的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn)，以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。這些設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，我國(guó)的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續(xù)研究，其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是：

開(kāi)發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以煤礦開(kāi)采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝置：

增加產(chǎn)品的通信功能，以適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要；開(kāi)發(fā)以微處理器和微機(jī)為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測(cè)以及微處理器、計(jì)算機(jī)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等；煤礦機(jī)器人仍然是煤礦機(jī)電一體化技術(shù)今后研究的重點(diǎn)之一。機(jī)電一體化技術(shù)煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)包括基礎(chǔ)的機(jī)械技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)動(dòng)技術(shù)。而在在礦井的生產(chǎn)過(guò)程中，采煤工藝的先進(jìn)與否直接影響整個(gè)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(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)電自動(dòng)化在礦上的應(yīng)用目益增多。

因?yàn)槊旱V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(dòng)化程度，最大減少用人，是實(shí)現(xiàn)礦井長(zhǎng)治久安的關(guān)鍵所在，因此煤礦機(jī)電的自動(dòng)化有力推動(dòng)了企業(yè)安全高效、又好又快發(fā)展。

電氣自動(dòng)化在采礦機(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(wú)鏈液壓牽引方式，逐漸發(fā)展到了電磁滑差無(wú)鏈電牽引和變頻調(diào)速無(wú)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)式低位放項(xiàng)煤液壓支架等多種架型。液壓支架電液控制系統(tǒng)在美國(guó)、澳大利亞、德國(guó)等煤炭生產(chǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家得到了普遍的應(yīng)用，液壓支架電液控制系統(tǒng)是實(shí)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(kāi)采中的作用。目前從國(guó)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(wàn)t以上的一次采全高長(zhǎng)壁工作面，600萬(wàn)t以上各項(xiàng)煤工作面及薄煤層高效開(kāi)采工作面。將在近年內(nèi)結(jié)合各礦特點(diǎn)嘗試液壓支架的電液控制系統(tǒng)。

我國(guó)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用使采煤的過(guò)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(guó)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)割煤、煤層的軟硬自動(dòng)調(diào)節(jié)采煤速度，檢驗(yàn)并完善動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)綜采支架液壓系統(tǒng)壓力和各受力點(diǎn)的狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)支架推移輸送機(jī)的拉移等，使綜合機(jī)械化水平上一個(gè)新的臺(tái)階。

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對(duì)煤礦機(jī)械化采煤提出更高的要求，因此隨之對(duì)井下、井上的運(yùn)輸和 提升系統(tǒng)的要求也就越來(lái)越高。如今，對(duì)于國(guó)外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國(guó)家，煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī)，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動(dòng)方式，主要以電力電子器件為核心。

在我國(guó)，大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了皮帶化，采用大巷強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡椤Ａ硗?，?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速，它們具有很多種及時(shí)故障診斷和自我保護(hù)等功能，如應(yīng)用過(guò)程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒(méi)有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發(fā)展的角度看問(wèn)題，這的確是一個(gè)很好的開(kāi)始。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，使電器安裝大大簡(jiǎn)化，此外，硬件配置簡(jiǎn)單，互相兼容。我國(guó)研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī)，其核心部分ASCS是由雙 CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其性能先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確可靠。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用，使設(shè)備動(dòng)作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來(lái)了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用礦井安全生產(chǎn) 監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機(jī)電一體化的技術(shù)之一。20世紀(jì) 90年代以來(lái)，緊跟世界監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)出了一批具有世界先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動(dòng)化研究所的KJ95系統(tǒng)等。自此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機(jī)會(huì)，且促進(jìn)了各廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐表明，安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，基本代表了我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。

四、煤礦機(jī)電管理存在的主要問(wèn)題

1機(jī)電管理職能部門(mén)作用沒(méi)有充分發(fā)揮盡管各地方煤礦一般都設(shè)置了機(jī)電管理部門(mén)，但大多數(shù)礦井機(jī)電科都承擔(dān) 2種職能：一是機(jī)電管理，二是機(jī)電生產(chǎn)。

機(jī)電科管理人員的主要精力放在應(yīng)付生產(chǎn)上，管理作用沒(méi)能充分發(fā)揮。一些地方煤礦的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)機(jī)電管理重視不夠，大量壓縮機(jī)電人員，造成機(jī)電管理人員不足，機(jī)電專業(yè)組織未能健全，機(jī)電管理網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常中斷，機(jī)電 職能管理作用淡化，技術(shù)手段落后。

機(jī)電隊(duì)伍整體素質(zhì)較低及機(jī)電技術(shù)力量薄弱一些地方煤礦機(jī)電管理人員文化較低，專業(yè)技術(shù)水平不高，未系統(tǒng)學(xué)習(xí)設(shè)備管理理論和企業(yè)管理理論，機(jī)電管理憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。機(jī)電職工一般未接受機(jī)電專門(mén)技術(shù)培訓(xùn)，理論知識(shí)不足，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，違章作業(yè)經(jīng)常發(fā)生。設(shè)備故障較高，因電氣失爆而引起的瓦斯、煤塵爆炸事故幾乎年年發(fā)生。用電管理 兩票三制堅(jiān)持不嚴(yán)，帶電作業(yè)，約時(shí)停送電時(shí)有發(fā)生。

設(shè)備存在隱患較多設(shè)備老、舊、雜、帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，安全設(shè)施、保護(hù)裝置不全，距《煤礦安全規(guī)程》要求差距較大。提升系統(tǒng)缺少緩沖裝置和托罐裝置，電控系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)保護(hù)不全。井筒裝備銹蝕嚴(yán)重，末能定期防腐。有的礦井為了趕產(chǎn)，不能保證主副井2h的停產(chǎn)檢修時(shí)間，絞車的實(shí)際提升負(fù)荷超過(guò)設(shè)計(jì)提升能力。一些固定設(shè)備的電壓表、電流表、壓力表、真空表、安全閥未按規(guī)定定期校驗(yàn)。井下電氣設(shè)備沒(méi)有按規(guī)定做電氣試驗(yàn)，過(guò)流保護(hù)整定過(guò)大，漏電保護(hù)、煤電鉆綜保、照明信號(hào)綜合保護(hù)、輸送機(jī)保護(hù)、風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖甩掉不用或 試驗(yàn)及記錄不規(guī)范。井下局部接地極及連線的材質(zhì)、工藝不符合要求，安裝不合格。非阻燃的電纜、輸送帶仍在井下使用。電氣設(shè)備失爆現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。

改進(jìn)地方煤礦機(jī)電管理的辦法重視機(jī)電管理，首先是礦井領(lǐng)導(dǎo)人重視機(jī)電管理，這是加強(qiáng)機(jī)電管理的關(guān)鍵。機(jī)電管理人員要經(jīng)常向礦領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)機(jī)電工作，多提工作建議，以獲得領(lǐng)導(dǎo)的支持。

因礦制宜建立機(jī)電管理機(jī)構(gòu)，授予職權(quán)，統(tǒng)一管理礦井機(jī)電管理機(jī)構(gòu)體系不論采取哪種形式，都必須授予機(jī)電部門(mén)職權(quán)，實(shí)行統(tǒng)一管理。一般機(jī)電部門(mén)要具有以下職權(quán)，即：制定機(jī)電管理規(guī)章制度杈；編制部署機(jī)電工作計(jì)劃?rùn)?quán)；設(shè)備配件分配權(quán)：制止違章作業(yè)權(quán)：追查機(jī)電事故權(quán)；檢查評(píng)比考核獎(jiǎng)罰權(quán)：機(jī)電業(yè)務(wù)骨干調(diào)整調(diào)動(dòng)工作監(jiān)督權(quán)。

認(rèn)真落實(shí)規(guī)章制度，扎實(shí)地做好設(shè)備綜合管理。加大機(jī)電培訓(xùn)。達(dá)到培訓(xùn)的目的各礦應(yīng)建立設(shè)備綜合管理體系，完善設(shè)備綜合管理制度，配齊設(shè)備管理人員，實(shí)行流程化管理，扎實(shí)地做好設(shè)備綜合管理工作，確保設(shè)備管理制度化、正?；⒁?guī)范化。培訓(xùn)上提高職工學(xué)習(xí)積極性，嚴(yán)謹(jǐn)機(jī)電培訓(xùn)走過(guò)場(chǎng)。能實(shí)現(xiàn)要我學(xué)到我要學(xué)的轉(zhuǎn)變，培訓(xùn)達(dá)到目的。

對(duì)我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考在20世紀(jì)，我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個(gè)環(huán)節(jié)，但相對(duì)國(guó)外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平，必須掌握信息時(shí)代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)。

應(yīng)提高我國(guó)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度：以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng)，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)，從而保證工作性能更可靠：對(duì)于新開(kāi)發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時(shí)，要選用很好的開(kāi)放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制；煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時(shí)能快 速地對(duì)所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，從而對(duì)故障進(jìn)行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對(duì)以后工作過(guò)程中的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)；要對(duì)礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開(kāi)發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時(shí)考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)的測(cè)量，并保證其測(cè)量；準(zhǔn)確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識(shí)別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達(dá)到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

1殷際英．機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù)[Ｍ]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 2芮延年．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[Ｍ]． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004．

結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)然，機(jī)電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

近年來(lái)，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛快發(fā)展，信息流成為機(jī)電一體化的主要特色。其產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

因此，機(jī)電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，是礦山綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運(yùn)裝備的應(yīng)用和推廣，極大地提升了我國(guó)煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力，為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

鳴

謝

本文是在老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識(shí)、開(kāi)闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時(shí)，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于瓦斯抽放方面的知識(shí)，實(shí)驗(yàn)技能有了很大的提高，在此深表謝意。其次，感謝所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的良師益友。最后，向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見(jiàn)的各位老師表示衷心地感謝。

第五篇：機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

摘要 ····································· 1 前言 ····································· 2 第一章、機(jī)電一體化技術(shù)的概述 ························· 3 第二章、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢(shì) ···················· 4 第三章、機(jī)電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義 ·············· 5 3.1 提高勞動(dòng)效率 ······························ 5 3.2 提高了勞動(dòng)安全保障 ··························· 5 3.3 增加了經(jīng)濟(jì)效益和礦工的勞動(dòng)收入 ····················· 5 第四章機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用 ······················ 6 4.1 機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用 ····················· 6 4.2 機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用 ····················· 6 4.3 機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用 ··················· 6 4.4 其他 ·································· 6 第五章 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) ························· 8 5.1 光機(jī)電一體化方向 ···························· 8 5.2 柔性化方向 ······························· 8 5.3 智能化方向 ······························· 8 5.4 仿生物系統(tǒng)化方向 ···························· 8 5.5 微型化方向 ······························· 8 結(jié)論 ····································· 10 致謝 ····································· 11 參考文獻(xiàn) ··································· 12

摘 要

本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了概述, 簡(jiǎn)要介紹了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢(shì), 論述了機(jī)電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義, 重點(diǎn)介紹了機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:煤礦 機(jī)電一體化 意義 應(yīng)用

引 言

由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，簡(jiǎn)單的機(jī)械已無(wú)法繼續(xù)滿足工業(yè)的生產(chǎn)，在這種需求下，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域朝著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等高科技領(lǐng)域迅速發(fā)展，逐漸演化為一新名詞——機(jī)電一體化。這項(xiàng)綜合技術(shù)使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

第一章、機(jī)電一體化技術(shù)的概述

“ 機(jī)電一體化”(Mechatronics)是集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一門(mén)交叉綜合技術(shù)。機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能和控制功能上引進(jìn)計(jì)算機(jī)和電子技術(shù),將機(jī)械裝置和電子設(shè)備以及軟件等緊密結(jié)合起來(lái),相互滲透,相互融合而形成的一門(mén)新興的綜合技術(shù)。它的本質(zhì)不僅是單純地利用電子技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化或替代機(jī)械,更重要的是將機(jī)械系統(tǒng)、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)組成了最佳系統(tǒng)。

機(jī)電一體化技術(shù)具有下述優(yōu)勢(shì):提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。機(jī)電一體化產(chǎn)品均具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、診斷等功能,大大簡(jiǎn)化了操作步驟并且簡(jiǎn)單、方便;適用面廣、生產(chǎn)能力強(qiáng)、工作質(zhì)量高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的各種自動(dòng)功能適用于不同的場(chǎng)合和領(lǐng)域,應(yīng)變能力強(qiáng),很大程度提高了控制和檢測(cè)的靈敏度和精度;具有復(fù)合功能、調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能,它的它的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施,使工作恢復(fù)正常。第二章、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:準(zhǔn)備階段,計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)著機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生。上個(gè)世紀(jì)六十年代,日本首先提出這個(gè)名詞,但是限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平,該技術(shù)無(wú)法得到廣泛的推廣和應(yīng)用;起步階段,信息技術(shù),微電子技術(shù)的發(fā)展成熟和第四代電子產(chǎn)品的商品化是機(jī)電一體化這一設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí),在這一時(shí)期,機(jī)電一體化的影響不斷擴(kuò)大,并取得了較大發(fā)展;發(fā)展時(shí)期,進(jìn)入八十年代,機(jī)電一體化技術(shù)已為全世界學(xué)者所囑目,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品已像雨后春筍般出現(xiàn);蓬勃發(fā)展時(shí)期,九十年代至今,各種新技術(shù)出現(xiàn)并取得突破性的發(fā)展,日新月異的變化使機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品擴(kuò)展到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。

我國(guó)制造的機(jī)電一體化產(chǎn)品都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn),以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn),機(jī)電一體化產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)力水平,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。然而,我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還很大,其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是:

開(kāi)發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝置;增加產(chǎn)品的通信功能,以適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要;開(kāi)發(fā)以微處理器和微機(jī)為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測(cè)以及微處理器、計(jì)算機(jī)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等;機(jī)器人仍然是機(jī)電一體化技術(shù)今后研究的重點(diǎn)之一。第三章、機(jī)電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義

3.1 提高勞動(dòng)效率

機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用使過(guò)去落后的生產(chǎn)方式得到極大的改變,大量新型自動(dòng)化電子設(shè)備的使用徹底轉(zhuǎn)變了煤礦的作業(yè)模式,明顯降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,大幅提升了勞動(dòng)生產(chǎn)率,極大地提高了勞動(dòng)效率。

3.2 提高了勞動(dòng)安全保障

傳統(tǒng)的煤礦工作環(huán)境非常惡劣,在潮濕、充滿煤塵的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷地工作嚴(yán)重影響到礦工的身體健康和生活質(zhì)量,某些情況下還會(huì)危及到他們的人身安全。采用機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行煤炭的采掘、運(yùn)輸、提升等,不僅可以使礦工從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái),而且還能降低發(fā)生事故和危險(xiǎn)的幾率,防止工傷和職業(yè)病的發(fā)生,保證了礦工的生命安全。

3.3 增加了經(jīng)濟(jì)效益和礦工的勞動(dòng)收入

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用使得煤炭的產(chǎn)量大幅提高,增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,同樣使礦工的勞動(dòng)收入有所提高,改善礦工的生活質(zhì)量。煤礦企業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了其它相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。

第四章機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

4.1 機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用就是電牽引采煤機(jī)。它具有許多液壓牽引采煤機(jī)不具備的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn):良好的牽引特性。在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)它可以提供牽引力,在采煤機(jī)下滑時(shí)它還可以進(jìn)行發(fā)電制動(dòng);可用于大傾角煤層。牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器,可用在40°～50°傾角的煤層,而不需要其它防滑裝置;運(yùn)行可靠,使用壽命長(zhǎng)。與液壓牽引不同是電牽引采煤機(jī)除電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨損外,其它元件沒(méi)有磨損,因此運(yùn)行可靠,使用壽命長(zhǎng),維修量小;反應(yīng)靈敏,動(dòng)態(tài)特性好;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高。電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)輕便簡(jiǎn)單,只做一次轉(zhuǎn)換電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)99%,而液壓采煤機(jī)的電能轉(zhuǎn)換機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率只有65%～70%左右。

4.2 機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

目前煤礦機(jī)電一體化、自動(dòng)化水平最高的設(shè)備是礦井提升機(jī),為全數(shù)字化交直流提升機(jī)。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī),在結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合二為一,大大簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu),充分體現(xiàn)了機(jī)械～電力電子～計(jì)算機(jī)～自動(dòng)控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠,采用總線方式,使電器安裝大大簡(jiǎn)化,此外,硬件配置簡(jiǎn)單,互相兼容。我國(guó)研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī),其核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其性能先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確可靠。

4.3 機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用

帶式輸送機(jī)是我國(guó)煤礦井下輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備,具有長(zhǎng)距離連續(xù)輸送、輸送量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)。因此,近幾年來(lái)帶式輸送機(jī)已成為機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專門(mén)為煤炭或金屬礦石的長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動(dòng)裝置。一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺(tái)或幾臺(tái)CST驅(qū)動(dòng)。由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù),我國(guó)帶式輸送機(jī)一般為3點(diǎn)驅(qū)動(dòng),對(duì)輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度和運(yùn)量存在一定的限制。而且,輸送機(jī)的監(jiān)控設(shè)備的功能、可靠性、靈敏度和壽命都與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在顯著的差距。

4.4 其他

煤礦機(jī)電一體化設(shè)備液壓支架則向電液控制方向發(fā)展,將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架,避免對(duì)頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。煤礦供電要求是供 電要可靠,質(zhì)量要高,能滿足大功率設(shè)備。因此應(yīng)該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開(kāi)關(guān)柜采用維護(hù)量小,使用壽命長(zhǎng)的真空開(kāi)關(guān)。目前高、低開(kāi)關(guān)柜普遍采用了“微機(jī)保護(hù)”,具備網(wǎng)絡(luò)功能,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測(cè)、遙信和遙調(diào)。

機(jī)電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù),目前已經(jīng)成為礦山綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運(yùn)裝備的應(yīng)用和推廣,極大地提升了我國(guó)煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力,為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等功能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng)，其構(gòu)成要素或子系統(tǒng)之間的接口極為重要，從某種意義上說(shuō)，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)歸根結(jié)底就是接口設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程中最富創(chuàng)新性的階段之一，原理方案設(shè)計(jì)則是概念設(shè)計(jì)的核心，對(duì)提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本有決定性的影響[2]．近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研制了一些能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的功能原理解的設(shè)計(jì)知識(shí)目錄或知識(shí)庫(kù)，探索了單一功能原理解的計(jì)算機(jī)表達(dá)及智能搜索策略，研制了能對(duì)單一功能求解的試驗(yàn)系統(tǒng)口。5]．但對(duì)多學(xué)科領(lǐng)域集成的機(jī)電一體化系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)階段的功能原理求解，尤其是基于接口特征匹配的機(jī)電一體化系統(tǒng)功能原理求解的研究卻很少見(jiàn)到報(bào)道．本文著重探討了基于接口特征匹配的機(jī)電一體化系統(tǒng)功能原理求解策略和實(shí)現(xiàn)方法． 第五章 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

5.1 光機(jī)電一體化方向

一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)、利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

5.2 柔性化方向

未來(lái)機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這種系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

5.3 智能化方向

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。

5.4 仿生物系統(tǒng)化方向

今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。就目前情況看，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢(shì)，但還有一段漫長(zhǎng)的道路要走。

5.5 微型化方向

目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要再區(qū)分機(jī)械部分和控制器部分了。那時(shí)，機(jī)械 8 和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器、CPH 等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

結(jié) 論

隨著煤礦生產(chǎn)不斷向深部水平發(fā)展，對(duì)控制水平和規(guī)模的要求越來(lái)越高，從而會(huì)進(jìn)一步加速機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。目前各種高科技術(shù)的發(fā)展，如網(wǎng)絡(luò)、光纖、人工智能及生物工程等高新技術(shù)，已經(jīng)滲入到機(jī)電一體化技術(shù)之中，使機(jī)電一體化產(chǎn)品功能更強(qiáng)大、性能更優(yōu)越，智能化程度也越來(lái)越高。因此，采用新的機(jī)電一體化技術(shù)裝備的煤礦企業(yè)，會(huì)獲得更加顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，循環(huán)促進(jìn)、不斷發(fā)展下去。

參考文獻(xiàn) 楊自厚． 人工智能技術(shù)及其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用[Ｊ]．冶金自動(dòng)化，1994（5）2 唐立新.鋼鐵工業(yè)CIMS特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)的研究[Ｊ]．冶金自動(dòng)化，1996（4）3 唐懷斌． 工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢(shì) [Ｊ]．自動(dòng)化與儀器儀表，1996（4）4 王俊普． 智能控制[M]． 合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996 5 林行辛． 鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)展與展望[Ｊ]．河北冶金，1998（1）6殷際英． 光機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù)[Ｍ]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 7 芮延年． 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[Ｍ]． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004．