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摘 要：文章结合煤矿的实际一体化进程发展分析了国内机电一体化的发展所面临的主要问题,并对一些典型的机电一体化产品做简要的介绍,最终提出应对发展形势的应对对策,以期为从事机电一体化工作的人员提供一些帮助.
关 键 词：机电一体化；发展现状；典型产品
中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1006-8937（2013）08-0111-02
伴随着科学技术的不断发展,全国上下都掀起了煤矿企业转型的发展.工业新型化作为“四化”工程建设中的首位自然有着其不可取代的作用.而工业新型化的转型需要机电一体化的推动,因此对机电一体化的相关知识有所了解并且合理运用对于在社会主义市场经济中取得优势地位有着重要的意义.本文结合煤矿工作的实际情况,分析国内的机电一体化进程,并且介绍部分产品,提出煤矿生产实践与机电技术理论结合的具体方法.
1机电一体化技术的发展趋势
电子技术的兴起为机电一体化技术的问世起到了巨大的推动作用.与机械技术结合的电子技术从小规模集成电路开始,逐步发展为大规模集成电路,微处理器的处理表明了机电一体化技术的成熟.
在20世纪90年代初,机电一体化技术在通信中得到了广泛的应用,研制出的部分机电一体化机械能够实现性能上的多用途,功能上的易扩展.伴随着执行器技术的出现和位传感器制造技术的成熟,以半导体技术为基本方法的新型机电一体化技术开始与传统的方法融合,进而形成了系统功能强大,集成性高,紧密度高的机电一体化技术,这种技术逐渐演变成机电一体化的分支学科“微机电一体化”.虽然此分支的理论依然自称体系,但是加工方法却远远没有达到成熟.目前的机电一体化技术正朝向光机电一体化、自律分配系统化,并且逐步向智能化的方向在努力.
①光机电一体化.目前广泛流行使用的就是光机电一体化,它是有能源系统、新性处理系统、物理机械构建以及传感系统组成.可以看出将光学技术引进到机电一体化技术中,能够很便利地对机电一体化系统的信息处理系统、传感器系统以及能源系统进行改造,节约了升级成本、提高了生产效率,光机电一体化是主要的发展趋势.
②自律分配系统化.机电一体化产品在执行系统和控制系统上会留有加大的空间,因此具有很好的扩展性,能够面对突发事件,并且从中学习处理方法.这种柔性化的系统被称作“自律分配系统”,在此系统中,子系统是相对独立而有互相关联的,功能上互不影响,但是都为总的执行系统提供服务,因此自身具有“自律性”,能够在不同环境下做出不同的反应.这种特性在煤矿作业中有着广泛的应用,使得控制系统能够收集到传感器传来的信息并且将相关的信息显示在控制台上.如果故障比较严重则会自动使系统停机,保证了系统的可靠性.
③智能化系统.今后的机电一体化产品必然会努力想智能化发展.智能化系统能够实现的主要技术就是信息技术和模糊技术.同时,智能化系统有着明显的层次结构,能够将简单的系统结构编程复杂多变并且容易功能扩展的多向结构.智能化系统对于改变矿井工人的生产条件,让其从繁重的体力劳动中解脱有着重要的意义.而且智能化设备适合程序化的反复多次的工作,因此可以在监测上取得良好的效果.
2机电一体化在煤矿作业中的应用
①提升系统和运输系统是开采煤矿的主要设备.机电一体化技术能够对其进行必要的改造.使得提升系统的功能得到很大的提高,例如：使得提升机能够适应各种恶劣的工作条件,避免环境对电气元件和零件的影响,而且还能够保证系统有灵敏的反应速度和反应能力.对于运输系统的改造则使其适应长距离的运输,保证了运输的可靠程度,不再过分依赖于工人,使得工人能够摆脱繁重的体力劳动.
②机电一体化在监控系统中的应用.机电一体化技术在监控系统中应用是整个矿井生产过程中最重要的一部分.矿井中的监控系统管理同银行的有所不同,对数据的保存不需要过于苛刻,规程对于数据保存的要求甚至提到了只要不超过5min,因死机导致的数据丢失是允许.在日常生活中,银行出现死机不会因为死机导致人们的存款数据丢失.但是安全监控系统不能随意体制,否则就会导致矿工的生命安全没有保障.使用机电一体化技术后,将机内数据库与局域网连接成同步模式,自行研制的专用通信接口作为主备机的心跳监控,在数据库和主机同步、软硬件结合的基础上,还能实现数据检索、图形显示、图表打印等任务.经过几年的努力,机电一体化技术在监控系统中已经得到了广泛的应用并且取得了较好的效果.
③机电一体化技术在采煤机中的应用.目前,我国大部分煤矿已经进行了更新换代,综合机械化采煤系统成功的取代了液压牵引技术,这对于推进煤矿自动化进程有着重要的意义.机电一体化牵引技术同液压装置相比有着众多明显的优势：首先,在牵引力的特性上,机电一体化牵引技术不仅能够为采煤机提供克服阻力的牵引力,还能在采煤机下滑时为电网提供制能动能；其次,制动装置的合理安置使得采煤机能够适用于大倾角的煤层,这在之前是不可详细的；机电一体化牵引技术也使得机器的磨损范围变少,这使得维护工作比较容易.伴随着计算机技术的不断发展,电牵引采煤机已经逐步实现了计算的完全控制,这就为支架自动化的实现提供了帮助.
④机电一体化技术在带式传输机中的应用.带式输送机具有输送量大、支持长距离输送、运行效率高、可靠性强等特点,广泛应用与我国煤矿井下原煤的输送工作中.同时带式输送机中应用机电一体化技术比较容易,这就使得带式输送机一体化技术成为当前研究的重点.目前流行的带式输送机是CST可控软启动装置,它能够为平滑启动提供较大的惯性载荷.在这种情况下,一条带式运输机能够由一台或者多台CST来进行驱动.但是目前,尚未解决在线监控、动态分析和启动延迟的问题,为了正常运行,对于中间驱动点的数目有很大的限制,一般设置为3点驱动.驱动点数目的限制对输送机的运量和长度.
3我国机电一体化面临的问题和发展目标
目前机电一体化工作有两个明显地层次：一个是使用微电子技术对传统的产业进行改造升级以达到节省材料、节约能源,提供工作效率的层次；另一种则是利用机电一体化技术,开发能够应用于实际的智能化、数字化的机电产品,从而提高生产的安全性和高效性.
①我国机电一体化工作面临的问题.国家已经出台了不少的相关帮扶措施和改革方案促使我国的工业结构和产品结构都有了多次调整,但是在各种因素的影响下,得到的成效不大.机电一体化产品的性能良好,功能强大,成本较低,对于调整工业结构和产品结构是一条新的改革途径.并且完备的功能系统能够保证其根据用户的需求和市场需要来改变生产方式和产品结构.从这个意义上说,机电一体化产品能够实现多类产品的生产,从而为传统的生产工业提供新的作业方式,将员工从繁重的劳动中解放出来,实现安全、健康、文明的发展.
②我国机电一体化的发展目标.在机电一体化方面,我国发展目标总体说来就是要对传统产业进行有效改造并且研制出一批符合中国国情的机电一体化产品,从而实现产业的更新升级.总的说来就是要让机电一体化对我国的工业产业和产品结构做到必要的贡献,达到振兴传统工业的目的.同时为我国的机电行业发展提供一条光明之路.
4结语
机电一体化在市场引导和实际作用影响下向着光机电一体化、自律分配系统化、智能化系统等方向发展,其中光机电一体化是目前发展的主要趋势,但是可以预见智能化将为产业结构提供更大的改革空间.目前我国研制机电一体化装置已经得到了广泛的应用并且取得了较好的成果.在发展过程中自然面临这各种不同的问题,这主要是发展方向不明确导致的,可以通过科学管理及标准化等方式来解决.