机电一体化技术

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中图分类号:TD文献标识码:A文章编号:1007-0745(2013)11-0145-01

一、机电一体化

机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透产生了一种新的复合技术——机电一体化.机电一体化是机电工业发展的必然趋势,它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础.机电一体化技术在煤矿开采等装备的应用和推广,极大的提升了我国煤矿生产的综合实力,为优化煤炭工业生产打下坚实的基础,有助于实现该产业高效、安全、洁净、结构优化.本文以煤炭机电一体化为例,对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述.

当代不同学科的交叉与渗透是基于现代科学技术的极大发展,在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大的变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段.

机电一体化技术参考属性评定
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二、我国煤炭机电一体化概况

时至今日,智能化、程序化、信息化是我国自造的煤矿机电一体化设备所具有的特点,设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等则是其所持优点.我国的机电一体化技术自1970年,自行车设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局实验起萌芽.至上世纪80年代后期,采煤机由液压牵引向电牵引发展,我国综合机械化采煤取得了空前的发展.到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机.直至进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域取得了大规模的突破,在大型固定设备的后备保护、煤矿安全生产监控等方面已取得了喜人的成绩.然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,体现在煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱.开发水平、技术人才、投资规模、应用范围和管理水平方面仍有较大差距.


三、机电一体化技术的应用实践

(一)矿井安全生产监测监控系统中的应用

矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一.我国监测监控技术应用相对于其他发达国家较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术考察和引进的工作,从而促进了国内监控技术的发展.这次工作先后从波兰、德国、法国、英国和美国等引进了一批安全监控系统,在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出KJ2,KJ4等系统.20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等,它们的主要特点是:具有网络连接功能;测控分站的智能化水平进一步提高;系统软件采用了Windows操作系统.同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统.自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,这种大好的形式为各煤矿提供了更多的选择机会,在市场中也促进了各厂家的不断提高产品质量和怎么写作意识.经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用.

对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4,KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术怎么写作能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平.

(二)矿井提升机中的应用

实现机电一体化较好的矿山大型设备,矿井提升机是一种.全数字化,交、直流提升机.特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,因为其是充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体.全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通讯功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度.

在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型.提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善.我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统.除此之外,我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交变频器供电的交流提升机.2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好.该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统.这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制.由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时监测,实现故障记忆,因此极大的提高了提升安全性能.

四、结论

随着煤矿生产的不断纵深发展,现代生产对控制水平和规模的要求越来越高,为适应当代生产力的发展需要机电一体化技术的发展和进步时不我待.如前文提到的学科间的交叉与融合,这种大趋势使得网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,智能化程度越来越高.要使得煤矿获得更好地发展,显著地提高技术,获得更高的经济效益和社会效益,采用新的机电一体化技术是不二的选择.这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程.