淺議機電一體化在煤礦機械中的應用

摘 要： 煤礦機械正處在一個(gè)向機電一體化方向發(fā)展的時(shí)代，近來(lái)，隨著(zhù)國家對煤礦安全生產(chǎn)的重視，煤礦設備投入的不斷增加，煤礦機械也處在一個(gè)更新?lián)Q代的時(shí)期。

關(guān)鍵詞：煤炭機械機電一體化應用

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對煤礦機械的性能要求也在不斷提高，電子（微電腦）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(zhuān)業(yè)化。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(lèi)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(chǎn)中，煤礦機械的性能自動(dòng)化程度及其經(jīng)濟性等可以說(shuō)直接影響到生產(chǎn)，也直接影響到煤礦供電、排水、通風(fēng)、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(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機械的動(dòng)力性、經(jīng)濟性、可靠性，從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)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(shí)也是評價(jià)煤礦現代機械技術(shù)水平的一個(gè)重要依據。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及對煤礦機電產(chǎn)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(lái)越大，其功能將會(huì )越來(lái)越強，應用范圍也將越來(lái)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。

為適應煤礦機械對性能的要求，僅僅依靠機械和液壓技術(shù)已顯得力不從心。電子（微電腦）控制技術(shù)的發(fā)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(shù)，將其引入到煤礦機械中，必將會(huì )給煤礦機械帶來(lái)了新的技術(shù)變革，使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。

機電一體化又稱(chēng)機械電子工程學(xué)，是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門(mén)獨立的交叉學(xué)科。機電一體化技術(shù)從70年代中期開(kāi)始在國外機械上得到應用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起，推動(dòng)了機械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著(zhù)微型計算機及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機械上的應用，極大促進(jìn)了煤礦機電產(chǎn)品的性能，使煤礦機械進(jìn)入了一個(gè)飛躍的發(fā)展時(shí)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(fā)展的方向，已成為機械高性能的體現。

目前機械的電子（微電腦）控制系統主要用以實(shí)現如下功能:

一、在線(xiàn)監控、自動(dòng)報警及故障自診

即對煤礦機械的電動(dòng)機、傳動(dòng)系統、工作裝置、制動(dòng)系統和液壓系統等的在線(xiàn)運行狀態(tài)監控，出現故障能自動(dòng)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(jiǎn)化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時(shí)間，延長(cháng)設備的使用壽命。如采煤機上變頻器就采用PLC控制，可實(shí)現多種在線(xiàn)監控和故障自診，還有煤礦用各種電器設備也越來(lái)越智能化。 二、節能降耗，提高生產(chǎn)效率

例如井下使用的膠帶輸送機、通風(fēng)機、提升機等，使用變頻起動(dòng)、PLC控制系統，節電量就為30%左右，同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高了。

三、自動(dòng)化或半自動(dòng)化程度的提高

煤礦機械實(shí)現自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，可以減輕操作者的勞動(dòng)強度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗不足，對作業(yè)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(chǎn)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(huì )自動(dòng)連續動(dòng)作，也可實(shí)現遠程控制和工作面無(wú)人操作。

四、其他應用

一些國外生產(chǎn)的輸送機、采煤機、綜掘機等采用了電子（微電腦）控制的自動(dòng)變速器，能夠根據外負荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，從而改變功率，這不僅充分利用了電動(dòng)機功率，大大提高了能耗經(jīng)濟性，而且也簡(jiǎn)化了操作，降低了勞動(dòng)強度，提高了設備的安全性能，提高作業(yè)人員操作的安全性。目前我國在綜合機械化采煤機上采用電子（微電腦）控制，可實(shí)現無(wú)人操作，使機械能在危險地帶或人無(wú)法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，也配備了無(wú)線(xiàn)遙控裝置，可遠程遙控也可微電腦編程控制。電子（微電腦）系統的可靠性是煤礦機械非常重要的一項性能指標。由于煤礦機械一般井下作業(yè)，其直接受到潮氣、煤塵、通風(fēng)、石塊、地質(zhì)變化等的侵襲，此外還受到采煤振動(dòng)和沖擊以及各種電、磁等的干擾，工作環(huán)境非常惡劣，因此電子（微電腦）控制系統必須滿(mǎn)足井下性能環(huán)境要求，能在井下環(huán)境溫度下可靠、穩定地工作；抗壓強度高、抗老化，具有較長(cháng)的使用壽命；密封性能好，能防止水分和污物的侵入；較好耐沖擊和抗振性能；較強的抗干擾能力，系統能在各種干擾下可靠地工作。

[1]王建興 機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的運用[M].北京:科學(xué)出版社，2010。

[2]高秀毓 機電控制工程[M].北京:人民大學(xué)出版社，2011。

[3]劉京 現代機械機床設備[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2011。