第一篇：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)械正處在一個向機(jī)電一體化方向發(fā)展的時代，近來，隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)的重視，煤礦設(shè)備投入的不斷增加，煤礦機(jī)械也處在一個更新?lián)Q代的時期。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)械的性能自動化程度及其性等可以說直接影響到生產(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，同時也是評價煤礦現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)水平的一個重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及對煤礦機(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越大，其功能將會越來越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也將越來越廣，而其復(fù)雜程度也隨之提高，這樣就對使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求，對煤礦職工的培訓(xùn)工作和對煤礦設(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)電一體化是一項新興的技術(shù)，將其引入到煤礦機(jī)械中，必將會給煤礦機(jī)械帶來了新的技術(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)，是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(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獨立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)從70年代中期開始在國外機(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，推動了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著微型計算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(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)入了一個飛躍的發(fā)展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國外機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及，在我國也是發(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)主要用以實現(xiàn)如下功能:

一、在線監(jiān)控、自動報警及故障自診

即對煤礦機(jī)械的電動機(jī)、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能自動報警并準(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，簡化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機(jī)維修時間，延長設(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)備也越來越智能化。

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)械正處在一個向機(jī)電一體化方向發(fā)展的時代,近來,隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)的重視,煤礦設(shè)備投入的不斷增加,煤礦機(jī)械也處在一個更新?lián)Q代的時期。

【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、故障報警等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對煤礦機(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,隨著我國進(jìn)口及國產(chǎn)煤礦機(jī)械數(shù)量的逐年增加,如何用好,管好這些價格昂貴的煤礦機(jī)械,使其發(fā)揮最大的效率,是煤礦機(jī)電部門所面臨的一個重要的問題。為幫助煤礦機(jī)械使用人員、維修人員、管理人員對煤礦機(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)械的性能自動化程度及其經(jīng)濟(jì)性等可以說直接影響到生產(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,同時也是評價煤礦現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)水平的一個重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及對煤礦機(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越大,其功能將會越來越強(qiáng),應(yīng)用范圍也將越來越廣,而其復(fù)雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對煤礦職工的培訓(xùn)工作和對煤礦設(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:皮實耐用且維修簡單、生產(chǎn)效率高且節(jié)能降耗,自動化程度高且操作簡單,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;具有較好的經(jīng)濟(jì)性,即高的技術(shù)價格比和低的制造與使用成本;工人勞動強(qiáng)度低,操作員的工作條件好;具有在線運行狀態(tài)監(jiān)視,故障自診及自動故障報警功能,能及時準(zhǔn)確地指出故障部位,減少停機(jī)維修時間。

為適應(yīng)煤礦機(jī)械對性能的要求,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)電一體化是一項新興的技術(shù),將其引入到煤礦機(jī)械中,必將會給煤礦機(jī)械帶來了新的技術(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),是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù),是由微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(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獨立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)從70年代中期開始在國外機(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,推動了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(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)入了一個飛躍的發(fā)展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國外機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,在我國也是發(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)主要用以實現(xiàn)如下功能:

1、在線監(jiān)控、自動報警及故障自診,即對煤礦機(jī)械的電動機(jī)、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控,出現(xiàn)故障能動報警并準(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,簡化設(shè)備維護(hù)檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機(jī)維修時間,延長設(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、PLC

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

3、自動化或半自動化程度的提高

煤礦機(jī)械實現(xiàn)自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率,并減少因操作者的經(jīng)驗不足,對作業(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,由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國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,支架使會自動連續(xù)動作,也可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無人操作。

4、其他應(yīng)用

一些國外生產(chǎn)的輸送機(jī)、采煤機(jī)、綜掘機(jī)等采用了電子(微電腦)控制的自動變速器,能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動改變傳動系的傳動比,從而改變功率,這不僅充分利用了電動機(jī)功率,大大提高了能耗經(jīng)濟(jì)性,而且也簡化了操作,降低了勞動強(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,目前我國在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上采用電子(微電腦)控制。可實現(xiàn)無人操作,使機(jī)械能在危險地帶或人無法接近的地點進(jìn)行作業(yè),也配備了無線遙控裝置,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：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 ···················· 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 提高勞動效率 ······························ 5 3.2 提高了勞動安全保障 ··························· 5 3.3 增加了經(jīng)濟(jì)效益和礦工的勞動收入 ····················· 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 ························· 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

本文對機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了概述, 簡要介紹了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢, 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，簡單的機(jī)械已無法繼續(xù)滿足工業(yè)的生產(chǎn)，在這種需求下，極大地推動了不同學(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、計算機(jī)和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一門交叉綜合技術(shù)。機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動力功能和控制功能上引進(jìn)計算機(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,相互滲透,相互融合而形成的一門新興的綜合技術(shù)。它的本質(zhì)不僅是單純地利用電子技術(shù)來簡化或替代機(jī)械,更重要的是將機(jī)械系統(tǒng)、微電子和計算機(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: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)品均具有自動監(jiān)視、報警、診斷等功能,大大簡化了操作步驟并且簡單、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)品的各種自動功能適用于不同的場合和領(lǐng)域,應(yīng)變能力強(qiáng),很大程度提高了控制和檢測的靈敏度和精度;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,它的它的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施,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

機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)歷了四個發(fā)展階段:準(zhǔn)備階段,計算機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)著機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生。上個世紀(jì)六十年代,日本首先提出這個名詞,但是限于當(dāng)時的技術(shù)水平,該技術(shù)無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,在這一時期,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領(lǐng)域。

我國制造的機(jī)電一體化產(chǎn)品都具有智能化、程序化、信息化的特點,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,機(jī)電一體化產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用減輕了勞動強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)力水平,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。然而,我國的機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比差距還很大,其未來的發(fā)展趨勢是:

開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置;增加產(chǎn)品的通信功能,以適應(yīng)綜合自動化的需要;開發(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)測以及微處理器、計算機(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 提高勞動效率

機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用使過去落后的生產(chǎn)方式得到極大的改變,大量新型自動化電子設(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強(qiáng)度,大幅提升了勞動生產(chǎn)率,極大地提高了勞動效率。

3.2 提高了勞動安全保障

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)境中長時間、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、運輸、提升等,不僅可以使礦工從繁重的體力勞動中解脫出來,而且還能降低發(fā)生事故和危險的幾率,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)效益和礦工的勞動收入

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的運用使得煤炭的產(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)展帶動了其它相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展,對地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到積極的推動作用。

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)勢和特點:良好的牽引特性。在采煤機(jī)前進(jìn)時它可以提供牽引力,在采煤機(jī)下滑時它還可以進(jìn)行發(fā)電制動;可用于大傾角煤層。牽引電動機(jī)軸端裝有停機(jī)時防止機(jī)器下滑的制動器,可用在40°～50°傾角的煤層,而不需要其它防滑裝置;運行可靠,使用壽命長。與液壓牽引不同是電牽引采煤機(jī)除電動機(jī)的電刷和整流子有磨損外,其它元件沒有磨損,因此運行可靠,使用壽命長,維修量小;反應(yīng)靈敏,動態(tài)特性好;結(jié)構(gòu)簡單、效率高。電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)輕便簡單,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)動合二為一,大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu),充分體現(xiàn)了機(jī)械～電力電子～計算機(jī)～自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠,采用總線方式,使電器安裝大大簡化,此外,硬件配置簡單,互相兼容。我國研制成功的具有自主知識產(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)成的計算機(jī)系統(tǒng),其性能先進(jìn)、操作簡便、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)是我國煤礦井下輸送系統(tǒng)的主要運輸設(shè)備,具有長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等特點。因此,近幾年來帶式輸送機(jī)已成為機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機(jī)而設(shè)計的軟驅(qū)動裝置。一條皮帶運輸機(jī)可以由一臺或幾臺CST驅(qū)動。由于尚未解決動態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動延遲技術(shù),我國帶式輸送機(jī)一般為3點驅(qū)動,對輸送機(jī)的單機(jī)長度和運量存在一定的限制。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,將計算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合,實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架,避免對頂板和支架產(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。高壓開關(guān)柜采用維護(hù)量小,使用壽命長的真空開關(guān)。目前高、低開關(guān)柜普遍采用了“微機(jī)保護(hù)”,具備網(wǎng)絡(luò)功能,可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測、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)成為礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運裝備的應(yīng)用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實力,為實現(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，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計歸根結(jié)底就是接口設(shè)計概念設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)程中最富創(chuàng)新性的階段之一，原理方案設(shè)計則是概念設(shè)計的核心，對提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本有決定性的影響[2]．近年來，國內(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)計知識目錄或知識庫，探索了單一功能原理解的計算機(jī)表達(dá)及智能搜索策略，研制了能對單一功能求解的試驗系統(tǒng)口。5]．但對多學(xué)科領(lǐng)域集成的機(jī)電一體化系統(tǒng)概念設(shè)計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到報道．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現(xiàn)方法． 第五章 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

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，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)計成“自律分配系統(tǒng)”。在這種系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“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”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”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。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)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時，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，但還有一段漫長的道路要走。

5.5 微型化方向

目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。當(dāng)這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要再區(qū)分機(jī)械部分和控制器部分了。那時，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，對控制水平和規(guī)模的要求越來越高，從而會進(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)，會獲得更加顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會效益，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]．冶金自動化，1994（5）2 唐立新.鋼鐵工業(yè)CIMS特點和體系結(jié)構(gòu)的研究[Ｊ]．冶金自動化，1996（4）3 唐懷斌． 工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢 [Ｊ]．自動化與儀器儀表，1996（4）4 王俊普． 智能控制[M]． 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996 5 林行辛． 鋼鐵工業(yè)自動化的進(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[Ｍ]． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004．

第四篇：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】機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用，使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào)，而且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化安全性可靠性操作性經(jīng)濟(jì)效益

一、機(jī)電一體化技術(shù)的概述

“機(jī)電一體化”是集機(jī)械、電子、計算機(jī)和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一門交叉綜合技。機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能，動力功能和控制功能上引進(jìn)計算機(jī)和電子技術(shù)，將機(jī)械裝置和電子設(shè)備以及軟件等緊密的結(jié)合起來，相互滲透，相互融合而形成的一門新興的綜合技術(shù)。它的本質(zhì)不僅是單純的利用電子技術(shù)來簡化或代替機(jī)械，更重要的是將機(jī)械系統(tǒng)，微電子和計算機(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：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)品均具有自動監(jiān)視、報警、診斷等功能，大大簡化了操作步驟，并且簡單、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)品的各種自動功能適用于各種不同的場合和領(lǐng)域，應(yīng)變能力強(qiáng)，很大程度提高了控制和檢測的靈敏度和精度；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，它的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施，使工作恢復(fù)正常。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢

機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：準(zhǔn)備階段，計算機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)示著機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生。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，在這一時期，機(jī)電一體化的影響不斷擴(kuò)大并取得了較大的發(fā)展，發(fā)展時期，進(jìn)入八十年代，機(jī)電一體化技術(shù)已成為全世界學(xué)者所矚目，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)展時期，九十年代至今，各種新技術(shù)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領(lǐng)域。

我國制造的機(jī)電一體化產(chǎn)品都是具有智能化、程序化、信息化的特點，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，機(jī)電一體化產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用減輕了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)力水平，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。然而，我國的機(jī)電一體化技術(shù)和發(fā)達(dá)國家相比差距還是很大，其未來的發(fā)展趨勢是：

開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心設(shè)備；增加產(chǎn)品的通信功能，以適應(yīng)綜合自動化的需要；開發(fā)以微處理器和微機(jī)為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健朗監(jiān)測以及微處理器、計算機(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)今后研究的重點之一。

第五篇：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，我國各行各業(yè)競相發(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)識到，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，是實現(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)械正處在一個向機(jī)電一體化方向發(fā)展的時代,近來,隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)的重視,煤礦設(shè)備投入的不斷增加,煤礦機(jī)械也處在一個更新?lián)Q代的時期。

【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、計算機(jī)、信息處理和自動控制技術(shù)綜合運用的復(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)千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此需采用大量的機(jī)電設(shè)備才能實現(xiàn)這一目標(biāo)，而機(jī)電一體化煤礦產(chǎn)品則是實現(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)動合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計算機(jī)-自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。“九五”期間，國產(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。我國研制成功的具有自主知識產(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)成的計算機(jī)系統(tǒng)，其性能先進(jìn)、操作簡便、準(zhǔn)確可靠。此外，我國還應(yīng)用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-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)可做到全自動化，不需要專門的絞車司機(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)的一個典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，它具有一下特點:①良好的牽引特性:可以在采煤機(jī)前進(jìn)時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機(jī)下滑時進(jìn)行發(fā)電制動，向電網(wǎng)反饋電能。②可用于大傾角煤層:牽引電動機(jī)軸端裝有停機(jī)時防止機(jī)器下滑的制動器，因為它的設(shè)計制動力矩為電動機(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運行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機(jī)的電刷和整流子有磨a損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。④反應(yīng)靈敏，動態(tài)特性好:電控系統(tǒng)能及時調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運行。⑤結(jié)構(gòu)簡單、效率高:電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)簡單、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，研制成功我國第一臺采用交流變頻調(diào)速MG344-PWD型薄煤層強(qiáng)力爬底板電牽引采煤機(jī)以來，我國的電牽引采煤機(jī)有了較快的發(fā)展。國內(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)過近20年的研制開發(fā)，我國的電牽引采煤機(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)由于長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運輸設(shè)備。因此，成為近幾年來機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機(jī)而設(shè)計的軟驅(qū)動裝置。一條皮帶運輸機(jī)可以由一臺或幾臺CST驅(qū)動。由于尚未解決動態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動延遲技術(shù)，我國帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動點不能不知過多，一般為3點驅(qū)動，這樣就限制了輸送機(jī)的單機(jī)長度和運量。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，將計算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國神華集團(tuán)大柳塔礦采用從德國和美國引進(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支架的工作狀態(tài).煤礦供電的特點是供電要可靠，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。高壓開關(guān)柜采用維護(hù)量小，使用壽命長的真空開關(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)無功電流，減少無功功率損耗。目前高、低開關(guān)柜普遍采用了“微機(jī)保護(hù)”，具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測、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

我國自造的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點，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。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)效益和社會效益。但是，我國的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續(xù)研究，其未來的發(fā)展趨勢是:①開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(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)綜合自動化的需要；③開發(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)測以及微處理器、計算機(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、故障報警等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對煤礦機(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,隨著我國進(jìn)口及國產(chǎn)煤礦機(jī)械數(shù)量的逐年增加,如何用好,管好這些價格昂貴的煤礦機(jī)械,使其發(fā)揮最大的效率,是煤礦機(jī)電部門所面臨的一個重要的問題。為幫助煤礦機(jī)械使用人員、維修人員、管理人員對煤礦機(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)械的性能自動化程度及其經(jīng)濟(jì)性等可以說直接影響到生產(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,同時也是評價煤礦現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)水平的一個重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及對煤礦機(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越大,其功能將會越來越強(qiáng),應(yīng)用范圍也將越來越廣,而其復(fù)雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對煤礦職工的培訓(xùn)工作和對煤礦設(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:皮實耐用且維修簡單、生產(chǎn)效率高且節(jié)能降耗,自動化程度高且操作簡單,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;具有較好的經(jīng)濟(jì)性,即高的技術(shù)價格比和低的制造與使用成本;工人勞動強(qiáng)度低,操作員的工作條件好;具有在線運行狀態(tài)監(jiān)視,故障自診及自動故障報警功能,能及時準(zhǔn)確地指出故障部位,減少停機(jī)維修時間。

為適應(yīng)煤礦機(jī)械對性能的要求,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)電一體化是一項新興的技術(shù),將其引入到煤礦機(jī)械中,必將會給煤礦機(jī)械帶來了新的技術(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),是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù),是由微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(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獨立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)從70年代中期開始在國外機(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,推動了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(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)入了一個飛躍的發(fā)展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國外機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,在我國也是發(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)主要用以實現(xiàn)如下功能:

1、在線監(jiān)控、自動報警及故障自診,即對煤礦機(jī)械的電動機(jī)、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控,出現(xiàn)故障能動報警并準(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,簡化設(shè)備維護(hù)檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機(jī)維修時間,延長設(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、PLC控制系統(tǒng),節(jié)電量就為30%左右,同時生產(chǎn)效率也大大提高。

3、自動化或半自動化程度的提高

煤礦機(jī)械實現(xiàn)自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率,并減少因操作者的經(jīng)驗不足,對作業(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,由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國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,支架使會自動連續(xù)動作,也可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無人操作。

4、其他應(yīng)用

一些國外生產(chǎn)的輸送機(jī)、采煤機(jī)、綜掘機(jī)等采用了電子(微電腦)控制的自動變速器,能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動改變傳動系的傳動比,從而改變功率,這不僅充分利用了電動機(jī)功率,大大提高了能耗經(jīng)濟(jì)性,而且也簡化了操作,降低了勞動強(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,目前我國在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上采用電子(微電腦)控制?？蓪崿F(xiàn)無人操作,使機(jī)械能在危險地帶或人無法接近的地點進(jìn)行作業(yè),也配備了無線遙控裝置,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

近年來，隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動化技術(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)品實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實現(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)，是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運裝備的應(yīng)用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實力，為實現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實的基礎(chǔ)。