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機電一體化技術科學技術是現代工作不斷發展的一種新興產物,它是計算機技術、電子技術、信息技術、機械技術、自動化技術以及傳感技術等數種不同科學技術的有效融合,是保證現代工業持續發展的重要推動力。當前,在基于機電一體化技術之上而研發構建而成的機電一體化系統,就是在機電一體化原理的指導下,將不同的機械和電子設備有效的組合在一起,形成一個由電子控制機械,實現自動化和智能化運行的電子機械系統。而且,這種系統目前已經被廣泛的應用在煤礦企業的機械中,實現了煤礦企業采煤、轉載以及運輸作業工作效率的綜合提高,為提升煤礦企業生產效率,推動煤礦企業更好更快發展做出了極大貢獻。
二、煤礦機械中機電一體化的特點
1、實現機械生產的自動化和智能化在煤礦機械中應用機電一體化可以實現煤礦機械生產的自動化和智能化,全面提高煤礦機械的運行效率,提高煤礦企業的生產效率。首先,應用機電一體化技術可以實現煤礦機械運行狀態監控的智能化。比如,在機械運行過程中,系統可以對電動機和傳動系統等的運行狀態進行智能監控,一旦發生運行故障,系統能夠在第一時間發現并快速確定故障發生位置,發出警示提示工作人員。其次,應用機電一體化技術可以實現機械運行自動化,提升煤礦企業生產效率。比如,應用機電一體化對采煤機進行控制,就可以實現采煤機的自動運行,提升采煤機的采煤速度,提升企業生產效率。
2、降低管理成本,減輕工作人員的工作負擔在煤礦機械中應用機電一體化可以實現機械運行的自動化和智能化,如此一來,煤礦企業就可以大大縮減機械運行管理工作人員,降低煤礦企業機械管理成本。除此之外,可以大大降低工作人員的工作負擔,在機械運行管理工作中,管理人員不必再親力親為,每樣工作都需要親自進行管理方能夠解決問題,保證工作效率,工作人員可以直接通過計算機控制程序實現機械管理的遠程控制,甚至是無人智能化控制。并且,應用機電一體化技術實現機械運行的自動化和智能化,還能夠減少工作人員操作失誤的出現,在傳統的機械管理工作中,一旦管理人員經驗不足或者是專業技術水平有限,在管理工作中就經常會出現工作失誤甚至是工作錯誤問題,保證不了煤礦企業機械的正常運行,影響煤礦企業生產效率。而應用機電一體化技術,則可以有效避免該問題的出現。
三、煤礦機械中的機電一體化分析
1、提高安全生產監控系統的工作效率安全生產監控系統是煤礦企業生產工作體系組成中最重要的一個王淑文通化礦業(集團)有限責任公司134300環節。在煤礦企業的生產過程中,安全生產監控系統能否穩定、高效運行不僅關系到企業生效效率的高低,還直接關系到包括企業機械運行安全以及工人施工安全等在內的企業生產的安全性。因此,在煤礦企業生產過程中,一定要對安全監控系統的運行狀態引起足夠重視,提升安全生產監控系統的工作效率,保證煤礦企業生產的安全性。我國在煤礦企業安全生產監控系統中應用機電一體化技術的發展時間比較短,所以技術上還存在一定缺陷。目前,機電一體化在安全生產監控系統中的主要應用表現在與X190系統的運用,該系統能夠有效提升安全生產監控系統的智能水平,保證安全生產監控系統能夠長期穩定、高效運行,進而提升煤礦企業的生產效率。
2、提高采煤機的工作效率煤礦企業的生產主要靠采煤機來實現,因此,提高采煤機的工作效率對提升煤礦企業的生產效率具有極為重要的推動作用。當在煤礦機械中應用機電一體化的理論被提出來之后,首先研究的對象就是在采煤機中應用,所以相對于其他煤礦機械中機電一體化技術的應用而言,采煤機中機電一體化應用技術發展的是最為完善的。機電一體化技術在采煤機中應用的最大體現就在于電牽引采煤機的研制。相對于傳統采煤機而言,電牽引采煤機不僅能夠實現采煤機的自動化和半智能化,還能夠提供更加強大的牽引力,保證采煤機能夠在各種復雜煤層中進行采煤工作。并且,電牽引采煤機運行的穩定性也比傳統采煤機穩定性強,耐磨損度高,還具有自動檢測功能,可以通過定期自動檢測對采煤機的狀態進行檢測,一旦發現故障,可以發出警報并準確指出故障位置,提示工作人員及時進行維修。
3、提高煤礦企業煤炭裝載運輸工作效率想要綜合提高煤礦企業生產效率,除了要提升煤礦企業采煤作業的工作效率,還需要提升煤礦企業采煤工作完成后,煤礦裝載運輸作業的工作效率,可以說,生產、裝載運輸作業,就是整個煤礦企業生產工作中最重要的組成部分。而在裝載工作中應用機電一體化技術,就可以實現裝載運輸工作的自動化和智能化,解放人類勞動力,提升科學發展力,進而提高裝載運輸工作效率。
四、結束語
【關鍵詞】煤炭機械機電一體化
煤礦機電一體化技術在這一時期顯得尤為重要,它使機械、電子技術和液壓控制技術有機的結合,極大地提高了煤礦機械的各種性能,如安全性、經濟性、可靠性、操作舒適性以及作業精度、作業效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護等。目前以微機或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統)在煤礦機械中的應用已很普及,電子控制技術已深入到煤礦機械的許多領域,如提升機和采煤機,提升機的PLC系統,采煤機的變頻控制系統和PLC系統操作等,煤礦機械的在線狀態監控與故障自診、故障報警等。隨著科學技術的不斷發展,對煤礦機械的性能要求也在不斷提高,電子(微機)控制裝置在煤礦機械上的應用將更加廣泛,結構將更加復雜、維護也將更加專業化。特別是,隨著我國進口及國產煤礦機械數量的逐年增加,如何用好,管好這些價格昂貴的煤礦機械,使其發揮最大的效率,是煤礦機電部門所面臨的一個重要的問題。為幫助煤礦機械使用人員、維修人員、管理人員對煤礦機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。
煤礦生產中,煤礦機械的性能自動化程度及其經濟性等可以說直接影響到生產;也直接影響到煤礦供電、排水、通風、提升等的安全運行。而煤礦機械電氣與電子控制系統部分質量的好壞與性能的優劣又直接影響到機械的動力性、經濟性、可靠性,從而影響施工質量、生產效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統已成為煤礦現代機械不可缺少的組成部分,同時也是評價煤礦現代機械技術水平的一個重要依據。隨著科學技術的不斷發展,以及對煤礦機電產品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統在煤礦機械中所占的比重越來越大,其功能將會越來越強,應用范圍也將越來越廣,而其復雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修維護這些設備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對煤礦職工的培訓工作和對煤礦設備的管理工作也顯得尤為重要。
煤礦生產施工要求煤礦機械具有以下性能:皮實耐用且維修簡單、生產效率高且節能降耗,自動化程度高且操作簡單,施工質量好,精度高;性能穩定,工作可靠,安全性高,使用壽命長;具有較好的經濟性,即高的技術價格比和低的制造與使用成本;工人勞動強度低,操作員的工作條件好;具有在線運行狀態監視,故障自診及自動故障報警功能,能及時準確地指出故障部位,減少停機維修時間。為適應煤礦機械對性能的要求,僅僅依靠機械和液壓技術的已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術的發展就成了煤礦機械的必要選擇。機電一體化是一項新興的技術,將其引入到煤礦機械中,必將會給煤礦機械帶來了新的技術變革,使其各種性能有了質的飛躍。
機電一體化又稱機械電子工程學,是一門跨學科的綜合性高技術,是由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術以及其他技術相互融合而成的一門獨立的交叉學科。機電一體化技術從70年代中期開始在國外機械上得到應用。80年代以微電子技術為核心的高新技術的興起,推動了機械制造技術的迅速發展,特別是隨著微型計算機及微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術等的發展及其在機械上的應用,極大促進了煤礦機電產品的性能,使煤礦機械進入了一個飛躍的發展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統在國外機械上的應用已相當普及,在我國也是發展的方向,已成為機械高性能的體現。目前機械的電子(微機)控制系統主要用以實現如下功能:
1、在線監控、自動報警及故障自診,即對煤礦機械的電動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的在線運行狀態監控,出現故障能動報警并準確地指出故障的部位,從而改善操作員的工作條件,提高機器的工作效率,簡化設備維護檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設備的使用壽命。如采煤機上變頻器就采用PLC控制,可實現多種在線監控和故障自診,還有煤礦用各種電器設備也越來越智能化。
2、節能降耗,提高生產效率
例如井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等,使用變頻起動、PLC控制系統,節電量就為30%左右,同時生產效率也大大提高。
3、自動化或半自動化程度的提高
煤礦機械實現自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強度,提高生產效率,并減少因操作者的經驗不足,對作業精度的影響。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設備,由我國北京天地瑪坷電液控制系統有限公司與德國MARCO公司合作生產的PM31型液壓支架電液控制系統,就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會自動連續動作,也可實現遠程控制和工作面無人操作。超級秘書網
4、其他應用
機電一體化作為一門獨立的交叉學科,具有跨學科性、綜合性性的特點。現代信息時代的到來,尤其是現代計算機技術的不斷改進和完善,促使機電一體化飛速發展并且在現實生活中得到前所未有的廣泛應用。
2機電一體化發展趨勢
隨著各科技術的不斷發展、相互融合,以及社會經濟發展對機電一體化提出的必然發展需求,導致機電一體化在未來的發展過程中將呈現以下幾大趨勢:
(1)智能化。人工智作為科技進步的一種體現,代表著一種新的生產力,在問世之初就得到了社會各個方面的關注。“智能化”的主要描述對象是機器設備的行為,這是各科學技術相互融合的一個必然結果,即結合控制理論、計算機科學、心理學等新思想,使機器本身如同人類一樣具有邏輯、判斷以及自主決策等能力,從而更好的控制發展進程,實現目標。
(2)微型化。微型化主要指的是物體的體積方面,泛指機電一體化產品的體積之小,其尺單位一般用毫米,甚至是微米、納米。微型化的主要特點是主要體現在:體積小、耗能小、運動靈活。機電一體化技術的微型化將在社會的各個方面得到應用,尤其是精細化的行業和部門,如:醫療、軍事、信息等多個方面。
(3)綠色化。社會的持續發展給人們帶來巨大改變,在物質豐富、生活舒適的同時,資源減少,生態環境嚴重污染等問題要同時浮現。在保護環境成為社會發展的必然前提的社會環境下,綠色產品的概念應運而生。作為綠色產品必需滿足符合環境保護及人類健康這兩大硬性指標,這主要體現在其產品的設計、產品的制造過程、產品的使用以及使用后期的銷毀的幾大方面。而作為機電一體化這一特殊的對象,其綠色化主要體現在產品的使用以及使用后期的銷毀的兩大大方面,即在使用的過程中不污染生態自然環境,同時能夠回收利用。設計綠色的機電一體化產品,順應了時代的發展要求,將具有廣闊的發展前景。
(4)模塊化。在現實社會的生產過程中,生產具有標準的、統一接口的一體化產品需要具備兩大方面的因素:第一、一體化產品的各種類具有明確的技術標準,第二,生產機電一體化電子產品的廠家能夠嚴格按照各種類的技術標準進行生產,且所生產的產品各項技術指標過關。但是,現實社會中這兩方面的因素不能夠達到生產標準化、統一接口的機電一體化產品單元,成為一項十分復雜的事情。但研制和開發具有標準接口機電一體化產品單元本身對于機電一體化的發展是非常重要的事情。
(5)網絡化。隨著網絡技術的發展,科學技術、工業生產、人們生活等方面都發生了重大改變。在全球經濟發展過程中,各產品的生產、銷售等各個環節都隨著網絡的全球化納入到全球經濟發展過程中,各企業之間的競爭也隨著這種進程呈現出全球化的態勢。可以毫不夸張的說,只要研制出的機電一體化新產品滿足社會需求且質量保證,暢銷全球將不是問題。
3機電一體化技術在工程機械中的應用
機電一體化技術在被引進工程機械這一領域后,其應用領域及范圍非常廣泛,這主要源于機電一體化技術在工程機械領域所產生的以下幾大方面作用:
3.1監督與控制
機電一體化這一技術被引入到工程機械領域之后,在該領域所發揮的作用主要是利用電子一體化產品的各種功能如智能化,其所發揮的作用主要多種多樣,其中監督與控制作用是在該領域所發揮的關鍵作用之一。監督和控制主要是利用了機電一體化的半智能化特點,對工程機械的使用過程及故障的出現進行自動的監督和控制,從而減少相關事故的發生,提高安全性。這主要體現在以下三大方面:第一、電子監控,第二、自動報警、第三、故障自診。
3.2節能降耗
沒有將機電一體化引入至工程機械領域時傳統意義上的工程機械領域,存在一個非常突出的問題:功能與功能之間無一定的相關性、聯系性,呈現相互杜歷的態勢,這就致使各功能之間不能進行有機的協調統一,從而致使設備的利用效率偏低,生產資源浪費相對比較嚴重。
3.3提高作業精度
產品的作業精度直接影響著工程的質量,對于工程所具有的各種效益必將產生直接的影響。這不僅體現在施工過程中,在簡單的產品生產過程中同樣如此。一般情況下,機床加工的不良產品的成因主要是人的因素,即人的技術水平以及操作經驗。機電一體化技術在工程機械中的引用,很大一方面是借助電子系統的精密控制系統,從而,不僅實現了其自動化、智能化,而且同時減少人為因素引起的各種失誤和偏差,從而提高工程機械工作的精密程度,確保產品質量。
3.4降低勞動強度
目前,工程機械施工操作過程中呈現的自動化或者半自動化這一特點,是對機電一體化技術引入后的一個必然結果。這促使在施工過程中,勞動者的勞動強大得到大大降低,同時能夠在同時間段內完成各種不同工作,促使工作效率得到大大提高。
4結語