礦山機械中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)和礦山開采設(shè)備的不斷發(fā)展和更新，礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也愈來愈快。現(xiàn)代設(shè)備已經(jīng)不再是單一的機械設(shè)備，而是實現(xiàn)了多個設(shè)備共用的機電一體化。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用是礦山機械設(shè)備改革發(fā)展過程中一個重要的轉(zhuǎn)折點。本文主要針對礦山機械中的機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行一定的分析，希望對相關(guān)工作人員有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：礦山機械；機電一體化；應(yīng)用

中圖分類號：TD67 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0303-02

1 引 言

21世紀以來，隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)取得了長足的進步，傳統(tǒng)的礦產(chǎn)機械設(shè)備也越來越難以滿足現(xiàn)代礦產(chǎn)技術(shù)的需求，在這種情況下，機電一體化技術(shù)應(yīng)運而生。機電一體化技術(shù)是一種將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行綜合運用的一種復(fù)合技術(shù)，它順應(yīng)了科學(xué)技術(shù)發(fā)展的潮流，在現(xiàn)代社會人們生產(chǎn)生活中展現(xiàn)出強大的生命力。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用也使礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了長足的進步，使礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展越來越趨向于自動化，智能化方向發(fā)展，提高了礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的效率和安全。

2 機電一體化技術(shù)概述與重要性

2.1 機電一體化技術(shù)概述

機電一體化技術(shù)是一門綜合技術(shù)，是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)，現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機電一體化的設(shè)備。機電一體化的出現(xiàn)是為了將機械技術(shù)與微電子技術(shù)和信息技術(shù)有機地結(jié)合為一體，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最優(yōu)化。目前，計算機技術(shù)和電氣控制技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生了一定程度上的結(jié)合，并且隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展兩者之間的結(jié)合程度會越來越高。相應(yīng)的，機電一體化技術(shù)也已經(jīng)隨著人工智能的發(fā)展擺脫了傳統(tǒng)的機電自動化模式，逐步走向智能化與電子自動化?，F(xiàn)代的機電一體化技術(shù)與以前的人工模式大不相同是基于智能控制化的技術(shù)，在此基礎(chǔ)上引入現(xiàn)代社會強大的計算機技術(shù)，通過集成化網(wǎng)絡(luò)電子終端和網(wǎng)絡(luò)信息化，實現(xiàn)了無人的動態(tài)控制，形成了新一代的機電一體化技術(shù)。

2.2 機電一體化技術(shù)在礦山機械中的重要性

礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開礦山機械設(shè)備的使用，因此礦山機械技術(shù)的發(fā)展與礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展息息相關(guān)，礦山機械技術(shù)的發(fā)展制約著礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。近些年來，機電一體化技術(shù)在礦山機械中的地位越來越突出，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用不但解決了長久以來礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)存在的安全性問題，也提高了礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)力水平。機電一體化技術(shù)在礦山機械中應(yīng)用的重要性在于：①保證了生產(chǎn)的安全性，過去我國的采礦技術(shù)比較落后，在實際的采礦過程中機械設(shè)備經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的故障，對采礦工人的生命安全造成嚴重的威脅。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用保證了設(shè)備運行的穩(wěn)定性，降低了采礦工人的危險性。②在競爭日益激烈的現(xiàn)代社會，機電一體化的出現(xiàn)，為礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的長久發(fā)展贏得了更好的空間和利潤，在保證安全的前提下，提高了礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，增加了勞動者的收入，減輕了采礦工人的工作負擔(dān)。

3 礦山機械中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在安全生產(chǎn)監(jiān)控上的應(yīng)用

安全是生產(chǎn)的第一要素，要想實現(xiàn)礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)長久有效的發(fā)展，就必須保證在礦產(chǎn)生產(chǎn)過程中的安全性。在過去的幾十年里，我國采礦技術(shù)比較落后，安全問題一直制約著我國礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)一舉解決了礦產(chǎn)生產(chǎn)中的安全隱患問題，實現(xiàn)了我國礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。20世紀90年代，我國礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)開始將機電一體化技術(shù)應(yīng)用到安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中，經(jīng)過長期的不懈努力，現(xiàn)如今礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了比較完備的礦產(chǎn)生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，為我國礦業(yè)生產(chǎn)的長久發(fā)展提供了源源不斷的動力。依據(jù)我國的基本國情，我們自主研發(fā)了新一代的礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中KJ95和KJ90這兩大安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，都是運用機電一體化技術(shù)根據(jù)具體采礦條件研發(fā)而成的適合當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)開發(fā)的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

3.2 在具體的礦產(chǎn)開采中的應(yīng)用

我國目前的機電一體化在礦產(chǎn)開采中主要應(yīng)用到以下五個方面：采礦機、挖掘機、支護設(shè)備、礦井提升機以及帶式傳輸機。我們選擇以下四個方面進行著重說明，研究機電一體化技術(shù)在這些方面的應(yīng)用。①機電一體化技術(shù)，在支護設(shè)備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在液壓支架和計算機有機結(jié)合的過程中，此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動配液，并且自動控制高低液位，能夠?qū)θ榛旱臐舛葘嵤┰诰€監(jiān)測。②在當(dāng)前機電一體化技術(shù)的應(yīng)用中，大多數(shù)礦產(chǎn)企業(yè)采用的采礦技術(shù)都是掘進機，在掘進機中，掘進機的電氣系統(tǒng)通常采用機電一體化技術(shù)：a.其數(shù)字化的顯示板讓人們對機器的狀態(tài)有比較清楚的了解，另外其內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，能夠在比較狹小的環(huán)境中工作。b.它安裝比較簡單，整個系統(tǒng)的安裝過程只需要30min左右。c.它的保護功能比較齊全，可以最大程度的保護工作人員的生命安全。③全數(shù)字提升機是機電一體化在礦井提升機中應(yīng)用的具體體現(xiàn)，其具有高度的可靠性、自診斷和可重復(fù)性尋址、能夠能方便的改變瞬間加速度、實現(xiàn)軟件的軟啟動以及軟件的自動控制等特點。并且由于設(shè)備的零配件少，兼容性高等特點使得其安裝過程也變得特別簡單，容易操作。通過采用相應(yīng)的計算機技術(shù)，讓保護系統(tǒng)更加完善，我國自主研發(fā)了第一臺交流變頻器供電交流直升機S7和SLMADYND，這兩個保護系統(tǒng)可以運用兩臺計算機裝置，因此擁有相對獨立的檢測，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及傳感裝置。在機電一體化礦山機械的應(yīng)用中，計算機對采礦的各個環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控，確保了采礦環(huán)境的安全，提高采礦效率。④輸送機的出現(xiàn)近乎完美的體現(xiàn)了機電一體化技術(shù)應(yīng)用在礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)中的優(yōu)點。運用機電一體化技術(shù)研發(fā)的CST可控軟啟動裝置，可以使一臺帶式運輸機可以同時受到一臺或幾臺CST設(shè)備的驅(qū)動，解決了帶式運輸機大運量，遠距離運輸?shù)碾y題。綜上所述機電一體化技術(shù)在礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用在保障工作人員的生命安全的同時還能大幅度提高了礦產(chǎn)生產(chǎn)的效率。

4 礦山機械中機電一體化應(yīng)用的前景

4.1 系統(tǒng)的智能化程度會有大幅度的提高

智能化管理是機電一體化應(yīng)用的最終目標(biāo)，通過結(jié)合電子技術(shù)和機械控制技術(shù)，實現(xiàn)機械工作的智能化是礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)乃至其他產(chǎn)業(yè)的終極目標(biāo)。智能化是指事物在網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的支持下，所具有的能動地滿足人的各種需求的屬性，并且在進行工況分析系統(tǒng)的預(yù)先設(shè)計的情況下，能夠運用到不同的工況中。當(dāng)今時代智能化已經(jīng)在人們的生產(chǎn)生活中得到了較為普遍的應(yīng)用，其中智能住宅化系統(tǒng)，家居智能化系統(tǒng)，醫(yī)院智能化系統(tǒng)都接近于應(yīng)用階段。下一個階段，由于模擬智能，模糊數(shù)學(xué)，計算機技術(shù)的發(fā)展這些都驅(qū)動著工業(yè)系統(tǒng)的智能化的發(fā)展。

4.2 環(huán)?；?/p>

當(dāng)今時代，綠色發(fā)展成為了工業(yè)發(fā)展的主題。機電一體化技術(shù)的發(fā)展也勢必通往這個方向。在本文前半段我們已經(jīng)提到，機電一體化可以將電能的損耗降到很低。隨著智能化的不斷發(fā)展，我們相信機電一體化將能夠?qū)崿F(xiàn)更小程度的電能損耗，這樣可以減少能量的損耗，為保護環(huán)境，節(jié)約能源提供一定的支持。

4.3 模塊化

當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)和人工智能的不斷發(fā)展，機電一體化正朝著“傻瓜操作模式”（操作模式簡單化）、自動化控制的方向迅速發(fā)展，換句話說就是實現(xiàn)智能模塊化控制。智能模塊化控制能對固定的程序化模塊進行控制和利用加之與特定機械的配合使用，來處理特定工況下的作業(yè)。

5 結(jié) 語

綜上所述，機電一體化技術(shù)是一個復(fù)合技術(shù)，是對機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)的綜合運用。礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開機電一體化技術(shù)，機電一體化在礦產(chǎn)開采中廣泛應(yīng)用到采礦機、挖掘機、支護設(shè)備、礦井提升機以及帶式傳輸機中，大大的提高了工作人員的工作效率，為礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的長久發(fā)展贏得了更好的空間和利潤，在保證安全的前提下，提高了礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的效率，增加了勞動者的收入，減輕了采礦工人的工作負擔(dān)。

參考文獻

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收稿日期：2018-7-18

作者簡介：侯春明（1986-），男，壯族，廣西柳城人，助理工程師，本科，主要從事稀土礦山機械生產(chǎn)技術(shù)管理工作。