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我國煤礦機電一體化技術研究

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我國煤礦機電一體化技術研究

摘要近些年來,煤礦企業管理者都很看重機電一體化技術在企業中的應用與推廣[1]。該技術是一種將多種技術綜合應用的復合技術。在煤礦生產中,運用機電一體化技術,是實現煤礦生產安全、高效的重要途徑,為實現煤炭生產現代化和工業化打下牢固的基礎[2]。

關鍵詞機電一體化技術復合技術煤炭生產現代化工業化

1我國煤礦機電一體化技術的發展現狀

從1970年開始,我國設計并制造了第一套綜合采煤設備,并在大同礦務局進行了試驗,標志著機電一體化技術研究在我國開始起步[1]。我國正式將機電一體化技術放在無比重要的位置是20世紀80年代我國成立863項目,同時也成立了專門的研究機構來進行機電一體化技術的研究[2]。20世紀90年代初,我國在綜合采煤設備方面取得了巨大的成果,這也加大了我國的煤礦機電技術的發展步伐;20世紀90年代中期,在已取得的研究成果基礎上,又開展了煤礦支撐機械的無線監控、故障實時診斷的研究,并成功研發了大功率電牽引采煤機。到了21世紀后,我國無論是在煤礦機電一體化技術的研究方面,還是在該技術應用領域都取得了重大成就。目前,我國自行設計和制造的一些煤礦機電設備也具有一定的程序化和智能化水平,而且這些設備還具有操作非常簡單,可靠性比較高等特點[2]。然而,同世界上一些具有先進煤礦機電設備制造技術的國家相對比,該技術在我國的發展還是相對比較落后的,并且煤礦機電的研究相對于航天、鐵道、化工等行業起步晚,在研究水平、應用領域、投資投入、技術人才等方面都還存在著比較大差距。

2機電一體化產品在煤炭生產中的應用

機電設備的廣泛使用,使能源的損耗量大大降低,煤礦生產的安全系數大大增加,煤礦職工不需要再從事那些十分勞累的工作,極大地提高工人精神面貌,這些機電產品也改良了工人的勞動環境[3]。機電一體化產品被大量的裝備在煤礦設備上,能夠實現煤礦生產的信息化、智能化、自動化等等,極大地促進了煤礦生產的高可靠性、高安全性、高效益和高效率。

2.1機電一體化在礦井安全生產監測監控系統的應用

KJ90系統是煤炭科學研究總院重慶分院研發的一款監控系統產品,該產品在世界上具有領先的技術水平[4]。KJ90系統能夠與網絡進行方便的連接;操作系統為Windows操作系統;產品的智能化程度比之前的產品有了進一步提升。同時,在與煤礦生產安全規程有關的規章指導下,規定了我國各級煤礦都必須安裝煤礦安全生產監測監控系統。實際應用情況表明,該監測監控系統使煤礦的安全生產得到了極大的保障。

2.2機電一體化技術在礦井綜合采煤設備中的應用

2.2.1采煤機

采煤機是通過計算機來控制,具有故障自我診斷的作用,采煤機的核心是微型計算機,能夠進行故障診斷和工況監測,多種不同功能的傳感器被安裝在采煤車上來進行記錄和顯示采煤機的各種工作狀況,為操作者提供指導,及時發現并糾正采煤機的故障從而保證設備在最佳狀態下進行工作。

2.2.2掘進機械

煤礦掘進機械應用機電技術的速度相對其他行業比較緩慢,例如連采機技術被引進掘進機械中,目前,掘進機械大多由計算機進行控制,使的該機械裝備不僅具備了工況實時監測功能,還使該裝備具有如轉載機一般連續運動的能力,掘進機的挖掘速度也得到質的飛躍。另外,目前一些研究機構開始將PLC技術用于掘進機的控制并獲得了成功。

2.3機電一體化技術在礦井運輸提升設備中的應用

內裝式提升機是一個典型的機電一體化設備,該提升機將機械技術、控制技術、電子技術、信息技術融合到一起,而開發的一種機電產品。該內裝式提升機是具備典型機電設備的一些標志性優點,開創了機電技術在大型機電裝備上應用的先河。20世紀90年代末,全數字交流式提升機是我國引進的主要提升機類型,世界上最先進內裝式變頻技術被應用到該提升機上,這種提升機監測系統、安全系統及電氣控制模塊都以串聯方式進行連接,采用數字化方式進行控制。內裝式提升機的機械結構被簡化,因為該機型把馭動和滾筒整合一個整體,從而使設備結構緊湊,外形尺寸大幅度減小,產生了很明顯的經濟效益。具備很大的使用和推廣價值。

3現代煤礦機電一體化進程中存在的主要問題

(1)機電技術人員隊伍整體素質較低而且技術力量還十分薄弱。在我國一些地方煤礦中,一部分機電技術的管理人員專業技術水平十分有限,在平時的工作中主要憑借憑經驗進行管理工作,沒有進行全面的設備管理理論學習,也沒有進行系統的企業管理理論學習,違反規定的作業方式時常發生,各種電氣方面的危險事故屢見不鮮[7]。

(2)煤礦企業中有一些設備由于使用時間比較長,線路出現老化、陳舊現象,與規定的安全標準存在很大差距。另外,一些機電裝備出現了嚴重的生銹現象,而煤礦企業沒有進行定期的防護,機電設備損壞現象嚴重,損毀速度十分快。另有些煤礦企業,為了增加產量,沒法保證定期的檢查、維修、保養,一些電氣線路長期處于電流、電壓過載的狀態,這也加速了機電設備的損壞速度。因此,為了從根本上解決煤礦企業存在的問題,在企業中應對職工加大規章制度的培訓,要求員工嚴格執行相關的規章制度,嚴格按照規定進行工作。使煤礦的一切工作都向著規范化、和制度化放向發展。對職工加強培訓,使職工明白學習機電方面專業知識的重要性,使職工能發自內心想學習機電知識。

4對煤礦機電一體化技術發展方面的建議

將我國煤礦機電一體化技術與世界上其他一些國家對比,我國在機電一體化技術方面的落后現狀仍不容忽視。為此,我國研究人員應在以下方面加大研發力度。

(1)在設計一款電產品時,那些性能比較優越的PLC應被優先考慮。這樣不僅能使功率損耗大大減小,還能使設備體積變得更加小,產生明顯的經濟效益。

(2)開發智能性比較高的專家系統,在設計機電設備時應使這些設備具備通信的能力,并且這些通信模塊應具有比較方便的連接功能,能夠很快捷的連接網絡。

(3)機電一體化產品目前已經有不少應用,但這些產品標準不一致,類型很多,比較雜亂。面對如此現狀,設計人員應向規范化、標準化、系列化和通用化方向努力。

(4)設計機電產品時,多采用一些性能比較優越的傳感器,將提高機電設備的智能化水平作為一個重點考慮的問題,使機電產品能敏感地識別周圍的環境,對收集到的數據進行分析,自動調整設備,甄別故障并糾正故障。除此之外,為了使工人脫離繁重的體力勞動,并遠離危險工作,應加大力度進行煤礦機器人的研究。

(5)不僅要加強提高機電設備的可靠性,還應該選擇一些適應性比較好的傳感器,使機電產品能在各種惡劣環境下穩定的工作。增強機電產品的適應性,提高機電產品的可靠度。

(6)應積極將其他行業的新技術引入機電設備中,加大機電產品創新,使產品隨著科技進步不斷更新,優化其性能,使機電設備能更好地工作,實現煤礦生產的自動化和現代化。

【參考文獻】

[1]高小剛,方保明.論我國煤礦機電一體化技術的發展現狀[J].科技信息,2008(35):297-297.

[2]姚桂玲.機電一體化技術在煤礦生產中的應用研究[J].煤炭技術,2011,30(8):62-63.

[3]趙菊清.煤礦機電一體化產品在煤炭生產中的應用[J].現代商貿工業,2009,21(1):393-393.

[4]楊訪明.機電一體化產品在煤炭生產中的應用[J].科技風,2010,18:251.

[5]李鄭和.現代煤礦生產中的機電一體化技術[J].科技信息,2013(1):129-129.學出版社,2011.[2]冀謙.基于AMESim的

作者:亓麥來 谷林峰 單位:山東省萊蕪市萊城區煤炭工業局

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