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淺談煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用:淺析機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的作用

摘 要：機(jī)電一體化已經(jīng)成為了煤礦機(jī)械發(fā)展的主要趨勢(shì)，作為新時(shí)代的煤礦業(yè)，其正處于一個(gè)更新?lián)Q代的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，現(xiàn)在的煤礦機(jī)械正處在一個(gè)向機(jī)電一體化方向發(fā)展的時(shí)代，隨著國家對(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。煤礦業(yè)在投入設(shè)備的基礎(chǔ)上重視安全生產(chǎn)，文章著重對(duì)煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化情況進(jìn)行了探討，并闡釋了其在煤礦生產(chǎn)中的主要作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；煤礦機(jī)械；作用；應(yīng)用

科技的進(jìn)步為新時(shí)代的各行各業(yè)都帶來了新型的先進(jìn)技術(shù)，煤礦業(yè)也不例外，在煤礦生產(chǎn)中對(duì)于機(jī)械性能的要求也不斷的在提高，煤礦機(jī)械中微電腦的應(yīng)用會(huì)更加的廣泛，且機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)更加復(fù)雜，其對(duì)于維護(hù)的要求也向著更加專業(yè)的方向發(fā)展。以下就通過文章對(duì)煤礦機(jī)械中電子裝置的控制功能、特性和類別以及電氣的功能、特性和類別進(jìn)行初步的介紹。用以幫助工作人員以及管理人員更加了解煤礦機(jī)械。

1 機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用

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(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獨(dú)立的交叉學(xué)科。目前各國均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。

在現(xiàn)代的煤礦生產(chǎn)中，機(jī)械性能會(huì)直接影響到煤礦的產(chǎn)出，機(jī)械的自動(dòng)化程度以及經(jīng)濟(jì)性都會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成一定的影響，也會(huì)對(duì)煤礦的供電、通風(fēng)以及排水、提升造成安全性影響。煤礦機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及動(dòng)力性會(huì)直接受到機(jī)械電氣以及電子系統(tǒng)中控制部分的性能以及質(zhì)量好壞的影響，在此影響下會(huì)直接對(duì)機(jī)械的壽命施工質(zhì)量以及生產(chǎn)效率造成影響。微電子系統(tǒng)在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中越來越不可或缺，已經(jīng)成為了現(xiàn)代煤礦機(jī)械的核心組成部分，同時(shí)，也成為了評(píng)判煤礦機(jī)械水平的標(biāo)準(zhǔn)之一。隨著科技的進(jìn)步和機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)電在性能上不斷提高，微電子開始在煤礦機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用、推廣，成為了煤礦機(jī)械的重要組成部分。換言之，煤礦機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜程度會(huì)越來越高，功能也會(huì)越來越強(qiáng)大，應(yīng)用范圍相對(duì)也會(huì)隨之變廣，但是隨之而來的問題便是其維護(hù)和維修要求也相對(duì)開始變得越來越專業(yè)，這就使得煤礦的工作人員所面臨的專業(yè)機(jī)械問題更加復(fù)雜。為了更好的適應(yīng)更加復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備以及控制系統(tǒng)，對(duì)煤礦員工的技術(shù)培訓(xùn)就顯得尤為重要，同樣對(duì)設(shè)備的管理也成為了煤礦管理工作的中心內(nèi)容。

隨著開采技術(shù)的提高，以及新時(shí)期對(duì)于煤礦生產(chǎn)的要求，煤礦機(jī)械的使用中僅僅依靠液壓技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代機(jī)械性能要求。對(duì)于煤礦機(jī)械應(yīng)用，現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求煤礦機(jī)械具有更好的可控性，更加智能化。因此微電子的技術(shù)引入成為了煤礦機(jī)械的必然發(fā)展趨勢(shì)，在對(duì)煤礦機(jī)械的控制上微電子控制成為了必然的選擇。機(jī)電一體化作為新興的技術(shù)，以其獨(dú)特的適應(yīng)性開始受到煤礦業(yè)的關(guān)注，將機(jī)電一體化技術(shù)引入煤礦生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備中，不僅僅是對(duì)于煤礦機(jī)械的技術(shù)革新，同時(shí)也使得煤礦機(jī)械設(shè)備從性能上有了本質(zhì)的改變。

機(jī)電一體化又被稱作電子機(jī)械工程學(xué)，是一門綜合性技術(shù)，同時(shí)也是一門跨學(xué)科技術(shù)，由多種學(xué)科技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)以及液壓技術(shù)）相互融合形成的交叉學(xué)科，卻又獨(dú)立于上述任何一門學(xué)科。機(jī)電一體化的技術(shù)最先得到應(yīng)用是在上世紀(jì)七十年代，得以應(yīng)用于國外機(jī)械中。而隨著微電子技術(shù)在八十年代末期逐步的發(fā)展，并成為了核心技術(shù)開始，機(jī)械制造的發(fā)展速度日新月異，并且隨著微處理、計(jì)算機(jī)、檢測、傳感以及信息處理等技術(shù)在煤礦機(jī)械中得到引用并逐步發(fā)展，對(duì)煤礦機(jī)電產(chǎn)品性能產(chǎn)生了極大的促進(jìn)，使得煤礦機(jī)械發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)快速轉(zhuǎn)變階段。目前以微處理器或者是微電腦為核心的電控系統(tǒng)已成為了我國煤礦機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)，雖然同發(fā)達(dá)的西方國家相比，我國的微控系統(tǒng)還存在一定的差距，但是隨著技術(shù)的引入和研究發(fā)展，煤礦機(jī)械技術(shù)的提升也會(huì)十分迅速。

我國煤礦業(yè)引入微電子控制系統(tǒng)主要用于對(duì)煤礦機(jī)械功能進(jìn)行提升，其主要實(shí)現(xiàn)了以下幾方面功能。

2 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，簡化設(shè)備

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)備也越來越智能化。

3 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)效率也大大提高了。

4 有效提高生產(chǎn)的自動(dòng)化、半自動(dòng)化

自動(dòng)化煤礦機(jī)械設(shè)備是今后的發(fā)展趨勢(shì)，而半自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛，不但從勞動(dòng)強(qiáng)度上減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也是對(duì)生產(chǎn)效率的有效提升。另外可以最大程度避免由于操作人員經(jīng)驗(yàn)不足而對(duì)作業(yè)精度造成的影響。微電子在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用也是其自動(dòng)化智能化發(fā)展的重要保障，去推廣以及應(yīng)用，使得機(jī)械系統(tǒng)的構(gòu)造越來越復(fù)雜，但是功能以及適用范圍也會(huì)隨之而擴(kuò)大。

5 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(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)無人操作，使機(jī)械能在危險(xiǎn)地帶或人無法接近的地點(diǎn)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(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。

6 結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步所帶來的便是煤礦機(jī)械的發(fā)展，而機(jī)械技術(shù)的發(fā)展使得煤礦機(jī)械在性能上的適應(yīng)性越來越高。隨著機(jī)電一體化程度的加深，以及先進(jìn)技術(shù)的引入，我國的煤礦機(jī)械技術(shù)發(fā)展開始向著微電子控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，在應(yīng)用上更加的廣泛，同時(shí)對(duì)于相關(guān)維修以及管理工作人員的專業(yè)素養(yǎng)要求也越來越高。即便如此，機(jī)電一體化也越來越得到廣大煤礦業(yè)生產(chǎn)者以及管理者的推崇，在應(yīng)用中不斷的吸取經(jīng)驗(yàn)，從而得以發(fā)展提高。雖然世界機(jī)電一體化的微電子控制技術(shù)發(fā)展較早，但是我國的技術(shù)應(yīng)用起步較晚，因此在煤礦的生產(chǎn)上還存在很多的差距。但是社會(huì)對(duì)于煤礦生產(chǎn)的要求不會(huì)因此而降低，因此機(jī)電一體化變革刻不容緩，需要煤礦生產(chǎn)工作中每一個(gè)環(huán)節(jié)的相互配合，以及每一個(gè)環(huán)節(jié)的工作人員的共同努力。

淺談煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用:試談基于機(jī)電一體化的煤礦企業(yè)科技管理研究

摘 要：本文對(duì)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(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：煤礦企業(yè) 機(jī)電一體化 科技管理

1.機(jī)電一體化技術(shù)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,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(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)具有增強(qiáng)生產(chǎn)的安全性和可靠性、具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)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)、應(yīng)變能力強(qiáng)、工作質(zhì)量高；它的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施,使工作恢復(fù)正常。

2.我國的機(jī)電一體化技術(shù)

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(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),它的廣泛應(yīng)用減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)力水平。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,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)不多,今后應(yīng)加強(qiáng)研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝置，同時(shí)增加產(chǎn)品的通信功能,以適應(yīng)綜合自動(dòng)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(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。

3.機(jī)電一體化技術(shù)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,高負(fù)荷地工作會(huì)嚴(yán)重影響到礦工的身體健康和生產(chǎn)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,而且還能降低發(fā)生事故和危險(xiǎn)的幾率,提高安全生產(chǎn)效率。

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。

4.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。與液壓牽引不同的是電牽引采煤機(jī)除電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨損外,其它元件沒有磨損,因此運(yùn)行可靠,使用壽命長,維修量小;反應(yīng)靈敏,動(dòng)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(dòng)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(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(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。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(diǎn)。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的cst可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專門為煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運(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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。

5.結(jié)語

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)。

淺談煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用:機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)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,隨著國家對(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。數(shù)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化的關(guān)鍵，以數(shù)控技術(shù)為核心的機(jī)械設(shè)備廣泛采用數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)。

【關(guān)鍵詞】 煤炭機(jī)械 機(jī)械制造 機(jī)電一體化 數(shù)控技術(shù)

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。中國論文聯(lián)盟

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越大,其功能將會(huì)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(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)耐用且維修簡單、生產(chǎn)效率高且節(jié)能降耗,自動(dòng)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(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。

一、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(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獨(dú)立的交叉學(xué)科。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(huì)自動(dòng)連續(xù)動(dòng)作,也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無人操作。

二、機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

1、煤礦機(jī)械

現(xiàn)代采煤機(jī)開發(fā)速度快、品種多，都是小批量的生產(chǎn)，各種機(jī)殼的毛坯制造越來越多地采用焊件，傳統(tǒng)機(jī)械加工難以實(shí)現(xiàn)單件的下料問題，而使用數(shù)控氣割，代替了過去流行的仿型法，使用龍骨板程序?qū)Σ擅簷C(jī)葉片、滾筒等下料，從而優(yōu)化套料的選用方案。使其發(fā)揮了切割速度快、質(zhì)量可靠的優(yōu)勢(shì)，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，數(shù)控氣割機(jī)裝有自動(dòng)可調(diào)的切縫補(bǔ)償裝置。它允許對(duì)構(gòu)件的實(shí)際輪廓進(jìn)行程序控制，好比數(shù)控機(jī)床上對(duì)銑刀的半徑補(bǔ)償一樣。這樣可以通過調(diào)節(jié)切縫的補(bǔ)償值來精確的控制毛坯件的加工余量。中國論文聯(lián)盟

2、機(jī)床設(shè)備

機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的重中之重，面對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的需求，具備了控制能力的機(jī)床設(shè)備是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了良好的機(jī)床控制能力，即把計(jì)算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，也就是用數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工實(shí)施控制，這樣的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床。它是以代碼實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對(duì)位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動(dòng)作數(shù)字碼記錄在控制介質(zhì)上，從而發(fā)出控制指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需零件。

在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來越受到重視。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場產(chǎn)品競爭的加劇，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。面對(duì)多品種小批量生產(chǎn)比重的加大，產(chǎn)品交貨質(zhì)量和成本要求的提高，要求現(xiàn)代的制造技術(shù)具有很高的柔性。如何能增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度的應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。

淺談煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用:煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用探究

摘要：煤炭是我國重要的能源，煤炭 工業(yè) 的大力 發(fā)展 ，在我國的國民 經(jīng)濟(jì) 建設(shè)發(fā)展中占居重要的地位。因而，近年來各級(jí)煤礦 企業(yè) 領(lǐng)導(dǎo)都十分重視機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用與推廣。本文對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：煤礦 機(jī)電一體化 應(yīng)用

1 概述

煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品是把各項(xiàng)高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品，其主要技術(shù)包括：微 電子 、 計(jì)算 機(jī)、自動(dòng)控制、人工智能、傳感產(chǎn)品可靠性等等，這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中，開始利用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)煤炭系統(tǒng)進(jìn)行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品，并取得了巨大的成功，這讓人們清楚地意識(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。

2 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用

2.1 礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用 在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)?現(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，那么隨之對(duì)井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對(duì)于國外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國家，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。在英國和意大利等國家，高性能、高可靠性的磁阻電機(jī)在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機(jī)，它采用機(jī)電一體化技術(shù)把電機(jī)和滾筒做成一體，這樣的融合技術(shù)不論在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領(lǐng)先地位。

在我國，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?。另外，?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)展的角度看問題，這的確是一個(gè)很好的開始。目前，我國直徑在兩米以上的提升機(jī)有1700多臺(tái)，其中90%為交流提升機(jī)，并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng)，只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機(jī)多數(shù)為發(fā)電機(jī)拖動(dòng)，雖有部分可控硅供電系統(tǒng)，也均為模擬量控制。而plc可編程控制器使用比較簡單，程序設(shè)計(jì)起來也比較容易，不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置，抵抗外界的干擾能力也很強(qiáng)，因此，它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進(jìn)行長時(shí)間工作。

2.2 綜合機(jī)械化采煤 1970年，我國自主設(shè)計(jì)制造裝配了第一套綜合機(jī)械化采煤工作面，并在大同礦務(wù)局進(jìn)行試驗(yàn)使用，一直試驗(yàn)使用到80年代后期，這項(xiàng)技術(shù)的使用標(biāo)志著我國的煤礦綜合機(jī)械化采煤有了重大的突破性發(fā)展，推動(dòng)了煤礦自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程，同樣，采煤機(jī)也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計(jì)算機(jī)化發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為核心，采用電液控制，移架自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)。另外，對(duì)工作面刮板運(yùn)輸機(jī)也進(jìn)行了微機(jī)監(jiān)控裝置的配置，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制。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)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) 從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對(duì)較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究，對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，但仍然沒有得到預(yù)期的效果，因此這些在實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外，由于 計(jì)算 機(jī) 網(wǎng)絡(luò) 軟硬件技術(shù) 發(fā)展 很快，運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機(jī)電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品，一些高校、科研所和 企業(yè) 正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

3 對(duì)我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考

在20世紀(jì)，我國煤礦機(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)國外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機(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)以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測；要對(duì)礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(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)的測量，并保證其測量準(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)。

4 結(jié)束語

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動(dòng)化的發(fā)展基礎(chǔ)，更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù)，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在采、掘、運(yùn)、裝備等方面的應(yīng)用和推廣，大力地推動(dòng)我國煤礦綜合生產(chǎn)力，同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭 工業(yè) 生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。