機電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用分析

張堅祥

摘 要：機電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，以其自身高效、便利等優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦生產(chǎn)全過程的監(jiān)督和控制。文章從機電一體化數(shù)控技術(shù)優(yōu)勢入手，探討其在煤礦機械中的應(yīng)用，深入了解和掌握技術(shù)實用價值。

關(guān)鍵詞：機電一體化；數(shù)控技術(shù)；煤礦機械；應(yīng)用

中圖分類號：TH-39 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）29-0156-02

前言

我國國土面積遼闊，煤炭資源分布較為廣泛，為國家經(jīng)濟發(fā)展、人們生活提供了極大的支持。但隨著時代的變遷和發(fā)展，煤炭資源開采難度增加，以往開采方式存在明顯的滯后性，開采精度較低。而機電一體化數(shù)控技術(shù)作為一種現(xiàn)代化技術(shù)，能夠為煤礦機械提供加工服務(wù)，應(yīng)對復(fù)雜的工作環(huán)境，且能夠緩解工人工作強度和壓力，提高煤礦生產(chǎn)專業(yè)化水平。

1 機電一體化數(shù)控技術(shù)概述

機電一體化屬于電子機械工程學(xué)范疇之內(nèi)，涉及自動控制、機械技術(shù)等多個學(xué)科。機電一體化技術(shù)是多個學(xué)科交叉和交融的產(chǎn)物。隨著計算機、信息技術(shù)不斷發(fā)展，將現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用到煤礦機械當(dāng)中，能夠加快機械生產(chǎn)進程。如微電子技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦實時監(jiān)督和控制，故障診斷等。

煤礦生產(chǎn)是一個復(fù)雜的生產(chǎn)流程，需要通風(fēng)、提升及供電等多個環(huán)節(jié)相互配合和影響。當(dāng)前，電子控制系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中占據(jù)重要位置，且在技術(shù)的支持下，自動化水平顯著提升，為煤礦生產(chǎn)提供強大的技術(shù)支撐[1]。煤礦現(xiàn)代化發(fā)展趨勢下，不能夠單純的借助簡單的機械和液壓技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)目標，需要積極引入機電一體化數(shù)控技術(shù)，提高煤礦生產(chǎn)效率，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

2 煤礦機械發(fā)展現(xiàn)狀

回顧我國煤礦開采機械化進程來看，機械化操作起步較晚，但發(fā)展快，已經(jīng)基本實現(xiàn)了全覆蓋。但由于過程中過于求快，存在很多不足之處，如缺乏對設(shè)備的維護和管理，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命降低，在很大程度上增加了企業(yè)成本。同時，當(dāng)前煤礦機械自動化、智能化水平較低，究其根本是我國缺乏對技術(shù)的深入研究，機械水平處于較低的水平，尚未實現(xiàn)精細化和標準化生產(chǎn)和運行?？傮w來看，煤礦機械對于新技術(shù)的需求更為迫切，只有不斷引入新技術(shù)和新工藝，才能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦機械化生產(chǎn)的調(diào)整和優(yōu)化，使其保持先進性和科學(xué)性，從而促進煤礦生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。

3 機電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用

現(xiàn)如今，針對煤礦機械生產(chǎn)來看，機電一體化數(shù)控技術(shù)在實踐中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，且滲透至各個環(huán)節(jié)。

3.1 優(yōu)化運輸系統(tǒng)，提高運輸效率

運輸系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，隨著煤礦生產(chǎn)效率的提升對運輸系統(tǒng)也提出了更高的要求。將機電一體化數(shù)控技術(shù)與現(xiàn)有運輸系統(tǒng)有機結(jié)合到一起，能夠顯著提升系統(tǒng)運行效率，特別是磁通的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)電機性能的優(yōu)化和處理，最大限度上降低電機的損耗。現(xiàn)階段，隨著矢量、標量控制理論體系的完善，為磁通實踐應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)，實現(xiàn)對煤礦運輸速度的有效控制。但采取這種方式存在一定局限性，如果處理不當(dāng)，會影響傳送有效性，且電機模型參數(shù)在井下環(huán)境中對于溫度較為敏感。為了解決上述問題，可以引入變頻技術(shù)以非正弦波電壓供電方式予以驅(qū)動，使其產(chǎn)生很多因諧波勵磁電流，不利于轉(zhuǎn)子和定子有效運行，對能源構(gòu)成巨大的消耗。

針對上述問題，針對電機參數(shù)的設(shè)置要考慮其可能對機電一體化控制的影響。如在煤礦生產(chǎn)中，對于其中較為常見的可控軟啟動，能夠確保傳輸機運動保持平穩(wěn)狀態(tài)，在長距離井道內(nèi)實現(xiàn)運輸目標，將各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)有效聯(lián)系到一起。另外，計算機控制技術(shù)的滲透賦予了運輸系統(tǒng)自我修復(fù)功能，能夠針對系統(tǒng)內(nèi)部存在的問題予以修復(fù)，以此來保障機械設(shè)備保持較高的穩(wěn)定性和安全性。圖1是皮帶運輸。

圖1 皮帶運輸機

3.2 強調(diào)針對性，提高設(shè)備精細化水平

現(xiàn)如今，面臨激烈的市場競爭，煤礦企業(yè)之間競爭制勝的關(guān)鍵在于管理。精細化管理作為全新的管理理念，是煤礦企業(yè)未來發(fā)展的必然選擇。實施精細化管理在提升資金使用效率、設(shè)備質(zhì)量等方面發(fā)揮著積極作用，且能夠?qū)T工思想產(chǎn)生一定程度的影響。機械設(shè)備是煤礦生產(chǎn)的一部分，其自動化、智能化水平直接決定企業(yè)未來發(fā)展及經(jīng)濟效益的提升[2]。就機電設(shè)備選擇角度來看，企業(yè)多根據(jù)礦井類型、作業(yè)情況進行針對性原則，使其能夠為礦工工作提供輔助作用。當(dāng)前，企業(yè)存在很多老舊設(shè)備，故企業(yè)要積極引入機電一體化數(shù)控技術(shù)，加強對設(shè)備性能的檢查，及時更新老舊設(shè)備的同時，淘汰存在安全隱患的設(shè)備，實現(xiàn)對現(xiàn)有機電設(shè)備精細化管理，以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建設(shè)備管理系統(tǒng)，從而促進煤礦機械生產(chǎn)進一步發(fā)展。

3.3 加強供電控制，減少能源消耗

煤礦生產(chǎn)中對于電力能源消耗不容小覷。隨著機械設(shè)備的廣泛普及和應(yīng)用，電氣設(shè)備功率增加，對電能需求量也顯著提升，一旦電氣設(shè)備停止運行，會對整個生產(chǎn)線產(chǎn)生一定程度的影響，企業(yè)經(jīng)濟效益大打折扣。因此為了滿足煤礦生產(chǎn)有序、持續(xù)運行，積極引入機電一體化數(shù)控技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對供電系統(tǒng)的調(diào)度和管理，為井下電氣設(shè)備提供充足的電力供應(yīng)。

3.4 重視安全生產(chǎn)，營造安全環(huán)境

安全是煤礦生產(chǎn)的終極目標，為了提高煤礦生產(chǎn)安全性，需要引入監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)全過程的監(jiān)督和控制，盡早發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并采取切實可行的措施加以規(guī)避。一般來說，日常生產(chǎn)中所需要的監(jiān)控系統(tǒng)要求較高，務(wù)必要保持系統(tǒng)運行通常，保持與人員之間的聯(lián)絡(luò)，才能夠確保人員人身安全。對此，以數(shù)控技術(shù)為技術(shù)，將其與數(shù)據(jù)庫有機整合到一起，并通過局域網(wǎng)實施同步模式，并以專用的通信結(jié)構(gòu)，開展監(jiān)督和控制工作，采集煤礦生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的信息。利用專業(yè)計算機軟件對數(shù)據(jù)信息予以整理和分析，形成分析圖表，直觀、具體呈現(xiàn)出設(shè)備運行狀態(tài)，加強對薄弱環(huán)節(jié)的修復(fù)，為礦工營造安全、和諧的工作環(huán)境。還能夠幫助管理人員制定科學(xué)的決策，推進煤礦生產(chǎn)規(guī)范化、標準化發(fā)展。

3.5 其他方面

隨著社會不斷發(fā)展，人們安全需求日益突出。煤礦安全生產(chǎn)中井下支架設(shè)備與數(shù)控技術(shù)的融合，能夠在計算機、液壓技術(shù)的支持下，實現(xiàn)自動移架、定壓雙向臨架，以此來避免支架與模板、頂板之間發(fā)生碰撞，提高系統(tǒng)運行有效性。不僅如此，數(shù)控技術(shù)在掘進機中的應(yīng)用也更加普遍，其中電氣部分融合了更多先進的技術(shù)，能夠降低設(shè)備故障率。

4 未來發(fā)展趨勢

機電一體化設(shè)備在體積、性能等方面具備較為突出的優(yōu)勢，且設(shè)備內(nèi)部已經(jīng)形成了完善的程序，對于工人專業(yè)要求并不高，在很大程度上提高了系統(tǒng)運行自動化水平。現(xiàn)如今，我國煤礦事業(yè)發(fā)展前景廣闊，為技術(shù)發(fā)展提供了更多發(fā)展空間，為人員提供便利的同時，還能夠為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。但凡事具有兩面性，我們在肯定其優(yōu)勢的同時，還要加強對技術(shù)自身缺陷的完善。雖然我國數(shù)控技術(shù)起步較晚，但是發(fā)展速度較快，其中忽視了很多細節(jié)。因此隨著未來發(fā)展，針對數(shù)控技術(shù)的調(diào)整，應(yīng)強調(diào)以下幾個方面：

一是在現(xiàn)有功能和性能基礎(chǔ)之上挖掘新功能，使得產(chǎn)品能夠滿足生產(chǎn)需求的同時，給用戶帶來更高的附加值，促進社會經(jīng)濟快速發(fā)展。

二是加強技術(shù)投入，研發(fā)新技術(shù)，并引入新型機電設(shè)備，提高生產(chǎn)效率。

三是加強人員隊伍建設(shè)，根據(jù)實際工作需求組織人員參與培訓(xùn)工作，提高人員操作能力，能夠靈活運用數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)對煤礦資源的開采。

5 結(jié)束語

根據(jù)上文所述，機電一體化數(shù)控技術(shù)是多項技術(shù)綜合的產(chǎn)物，在實踐應(yīng)用中能夠發(fā)揮高效的控制效果，為煤礦生產(chǎn)注入更多活力。正因其具備現(xiàn)有技術(shù)無可取代的優(yōu)勢，使其擁有非常廣闊的市場前景。因此在實踐中，煤礦企業(yè)要積極引入機電一體化數(shù)控技術(shù)，立足于當(dāng)前煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀，將其滲透至生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，提高綜采效果，并確保煤礦安全生產(chǎn)，同時還要將其與運輸系統(tǒng)結(jié)合到一起，優(yōu)化運輸系統(tǒng)，使得煤礦生產(chǎn)各環(huán)節(jié)良好銜接，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益，從而促進煤礦生產(chǎn)在國民經(jīng)濟發(fā)展中的綜合效益得到充分發(fā)揮。

參考文獻：

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[3]胡劍輝，唐建忠.煤礦機械中機電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（31）：103.