简煤矿机电一体化技术的现状趋势

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摘 要:机电一体化从系统的观点出发,综合运用机械、微电子、自动控制、计算机技术、信息、传感测控、电力电子、接口、信息变换以及软件编程等群体技术,依据系统功能和优化组织目标,对各功能单元进行合理配置与布局,由此形成功能系统,并演化成为机电一体化系统或机电一体化产品.本文着重分析了机电一体化在煤矿生产中的应用及其发展趋势.

关 键 词:机电一体化煤矿生产趋势

1机电一体化在煤矿生产中的应用

当前矿山开采中,机电一体化技术占据着相当重要的位置.它是液压控制技术、电子技术、机械技术的有机结合,能够极大的提高煤矿机械的操作舒适性、可靠性、经济性、安全性以及维护方便性、安装拆除速度、使用寿命、作业效率、作业精度等性能.目前,以微处理器和微机为核心的控制装置和电子技术,已经广泛应用到煤矿机械中,尤其是电子控制技术,应用更为普遍,如煤矿机械的故障报警、故障自诊、在线监控、提升机的PLC系统、采煤机的变频控制系统等诸多领域,伴随着对煤矿机械性能要求的进一步提高和科学技术的进一步发展,在煤矿机械中,电子控制装置的应用会更加普遍,维护会更专业,结构也会更复杂.

首先是在矿井综合采煤方面的应用.作为机电一体化技术典型应用的电牵引采煤机,在牵引特性上,要远远的优于液压牵引,可以应用在大倾角煤层上,具有效率高、结构简单、动态特性好、反映灵敏、使用寿命长、运行可靠的等特点.第二是矿井运输提升设备的应用.比如带式输送机,它是煤矿输送系统的重要运输设备,具有易于实现自动化、效率高、运行可靠、输送量大、可实现长距离连续运输的特点.另外还有矿井提升机,它能够完成全数字化交直流提升工作,尤其是对内装式提升机,驱动和滚筒连接成为一个整体,作为典型的机电一体化设备,实现了机械结构的简化.煤矿供电设备是属于其他机电一体化设备的范畴,煤矿供电的特点是必须满足大功率设备要求,质量高、运行可靠.所以需要采取就地补偿和集中补偿两种方式相结合的方法来减少无功功率损耗,减少供电系统无功电流,提高功率因数,目前广泛采用的是“微机保护”开关,网络功能齐备.此外,煤矿机电一体化技术还包括矿井安全生产监控系统,作为一项高效合理的措施,能够对煤矿管理和安全生产,起到积极的支撑和保证作用,它采取的是Windows操作系统软件,具有连接网络的功能,能够提升测控分站的智能化水平.

2机电一体化的发展趋势

2.1智能化和模块化

“智能化”是描述机器行为,是基于控制理论的,对人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学等新思想与新方法的全面吸收,通过提高判断推理、逻辑思维和自主决策等能力,从而实现更高的控制目标.研发制造具有高性能、高速的微处理机电一体化产品,并赋有其低级智能或者人的部分智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力.例如在数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便.模块化也是一项重要而艰巨的工程.由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作.如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等.这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品,从而避免利益的冲突,并能使之标准化、系列化.推动电气产品的标准化、系列化能够产生很多好处,无论是对于生产标准机电一体化单元的企业,还是对于生产机电一体化产品的企业,模块化都将给他们带来美好的未来.


2.2网络化和微型化

随着网络的普及,在网络基础上的各种远程控制和监视技术得以迅速发展和普及,而机电一体化产品就是远程控制的终端设备,应用现场总线和局域网技术,使家电网络化已形成优势,从而以计算机为中心,利用其把各种家用电器连接成的计算机集成家电系统,能够使待在家里的人们充分感受到各种高技术带来的便利与快乐.

微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展.在国外称为微电子机械系统,可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统.一般指不超过1立方厘米的几何尺寸的机电一体化产品,进而向微米、纳米级方向发展.由于微机电一体化产品具有体积小、耗能低、运动灵活的特点,尤其运用在生物医疗、军事、信息等方面,可以产生无可比拟的优势,对于煤矿生产企业中的应用也能带来前所未有的改观.

2.3环保化和自源化

绿色环保是时展的必然趋势.绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品.在特定的环境下,对绿色产品进行设计、制造、使用和销毁的过程,符合保护环境和人类健康的要求,不仅有效减少了对生态环境的危害,而且极大地提高了资源的利用率.机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用.所以说,顺应绿色化的发展趋势,积极进行绿色机电一体化产品的设计和制造,具有广阔的发展前景.自源化是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池.由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处.

3结束语

机电一体化的出现不是偶然的,这些发展方向是达到一定阶段的必然要求,更是满足需求的必然结果.随着社会生产和科学技术的进步与发展,机电一体化技术正在不断地深入到各个领域并迅猛地向前推进.矿山机电中,采用先进的一体化设备,具有性能可靠、保护安全、维护方便、操作简单、体积小、信息化、程序化和高智能化的特点,所以能够广泛的应用到煤矿生产中.机电一体化设备不仅能够提供劳动安全保障、减轻操作人员的劳动负担、提高上作效率,还能增加矿工的经济收入,增加矿山企业的市场竞争力,带动相关企业的经济发展.在经济全球化的前提下,在矿山机电中,大量投入机电一体化设备,将会创造巨大的效益和经济价值,同时大量使用各种新型的机电一体化产品,必然会不断的完善和提高其性能和技术,提升我国煤矿生产的综合国力,为煤矿生产夯实基础.在不久的未来,机电一体化技术的成熟和广泛应用,将在国民经济建设、企业的技术改造和电子产品的更新换代方面发挥举足轻重的作用,而其自身的发展与应用也将具有跨时代的里程碑意义.

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