- 相關推薦
淺析機電一體化技術在煤礦的應用論文
“機電一體化”(Mechatronics)這個名詞起源于日本。日本《機械設計》雜志1984年增刊文章中指出：“機電一體化就是利用微電子技術，最大限度地發(fā)揮機械能力的一種技術”。日本機械振興協(xié)會經(jīng)濟研究所1981年3月的解釋是：“機電一體化乃是機械的主要功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術，并將機械裝置與電子裝置相關軟件有機結合而構成系統(tǒng)的總稱”。概括地講：機電一體化是機械工程學與電子學在機械產品設計開發(fā)中的有機結合，是微電子技術和信息處理技術最大限度地融入機械本體的結果。由于微電子技術的迅速發(fā)展和應用，產生了第三次技術革命，出現(xiàn)了一系列具有各種優(yōu)異功能的技術和產品，使機電設備的面貌一新。國內外大量實踐證明：發(fā)展機電一體化，是開發(fā)新產品、改造老設備行之有效的技術措施。
機電一體化技術就是機械、計算機、信息處理和自動控制技術綜合運用的復合技術。機電一體化技術順應了當今科學技術發(fā)展的規(guī)律，顯示了強大的生命力。由于煤炭生產是將數(shù)百、數(shù)千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此需采用大量的機電設備才能實現(xiàn)這一目標，而采用機電一體化產品則是實現(xiàn)高產高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。近年來，隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、傳感器技術和自動化技術的飛快發(fā)展，信息流成為機電一體化的主要特色。其產品實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實現(xiàn)了質的飛躍。例如，英國、日本、美國和我國煤機廠生產的電牽引采煤機，都裝備了以計算機為核心的控制和工況檢測與故障診斷系統(tǒng)。它是由安裝在采煤機上的計算機，配合多種傳感器，對采煤機的運行工況及參數(shù)進行采集、處理、顯示、存貯和運輸，提供操作指導或控制采煤機作出相應的處理，并對電機、軸承等部件進行故障自動診斷。這不僅大大提高了采煤機的開機率，而且可以保證設備在最佳狀態(tài)下工作。液壓支架則向電液控制方向發(fā)展，將計算機技術與液壓控制有機結合，實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架，移架速度為6-8s/架，最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態(tài)。此外，引進的工作面供電設備采用了微機控制技術，實現(xiàn)故障查尋、閉鎖、先導保護和控制功能，也是一種典型的機電一體化產品。
煤礦運輸設備的機電一體化進程也十分迅速。由于帶式輸送機已成為我國煤流運輸?shù)闹饕O備，因此，近幾年來帶式輸送機的機電一體化成為重點研究對象，并取得可喜的成績。引進的電液控制軟啟動(CST技術)，在機電一體化技術的應用方面達到很高水平。它利用計算機與液壓技術相結合，不僅具有良好的啟動、停車、調速和功率平衡等功能，而且能檢測設備各部分的工況，對不正常狀態(tài)進行保護，顯示故障類型，該設備在大柳塔礦應用效果良好。
我國研制成功的鋼絲繩帶式輸送機全數(shù)字控制系統(tǒng)，具有完善的保護和自診功能，已有十余套在全國高產高效礦井中應用，良好的性能受到用戶的歡迎。帶式輸送機配合傳感器形成完整的帶式輸送機自動化裝置，其中KJ42-1型帶式輸送機控制裝置還具有顯示和通信功能，在兗州興隆莊礦實現(xiàn)了地面遠程集中控制井下膠帶機運輸。該系統(tǒng)投入使用后，減少了33名崗位工，帶式輸送機運力從1000t/h提高到1200t/h，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。礦井提升機是實現(xiàn)機電一體化較好的礦山大型設備，全數(shù)字化，交、直流提升機。尤其是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一個整體，機械結夠大大簡化，是典型的機電一體化設備，充分體現(xiàn)了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。全數(shù)字提升機高度可靠，具有可重復性故障尋址、完整的診斷設施和自診斷功能，以及簡單而快速的通信功能;采用總線方式，大大簡化電氣安裝;硬件配置簡單，互相兼容，零備件少;可以方便地實現(xiàn)軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。“九五”期間，國產全數(shù)字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數(shù)字化直流提升機，其核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統(tǒng)。
此外，我國還應用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。該系統(tǒng)2000年11月在焦作古漢山礦投入運行，情況良好。由于采用了計算機技術，提升機的安全保護系統(tǒng)更為完善。其特點是：采用兩臺計算機裝置，每臺都有自己獨立的測量、傳感裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。它們同步工作，互相檢測，互為備用，對提升行程實現(xiàn)直接測量和間接測量容器位置相結合的方式，對兩者進行比較、校正，實現(xiàn)行程自動控制。由于采用了計算機對安全回路、制動回路、電源和驅動回路進行實時檢測，實現(xiàn)故障記憶，因此提升機安全性能大大提高。
此外，機器人也是一種典型的機電一體化產品。世界各國都十分重視煤礦機器人的研究，例如美國、英國研究的無人工作面，其設備操控均實現(xiàn)機器人化;日本研究的帶式輸送機巡檢機器人，我國研究的噴漿機器人和機器人化自動鉆機等等，都是先進的研究成果。由于煤礦工作環(huán)境惡劣、自然條件復雜，上述煤礦機器人達到實用階段，還需要做許多工作。盡管如此，煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今后研究的重點之一。
機電一體化產品是綜合各項高新技術于一體的復雜產品，而其主要支撐技術：微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產品可靠性等等，都是當今迅速發(fā)展的學科。
【淺析機電一體化技術在煤礦的應用論文】相關文章：
煤礦機械中機電一體化數(shù)控技術的應用的論文10-08
淺析煤礦機電設備的安全管理10-26
工程機械機電一體化應用及發(fā)展論文10-08
信息技術在煤礦開采安全管理中的應用論文10-08