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煤礦機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

所屬欄目:機電一體化論文 發(fā)布日期:2016-07-07 12:14 熱度:

   煤炭是我國重要的能源,煤炭工業(yè)的大力發(fā)展,在我國的國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展中占居重要的地位。因而,近年來各級煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都十分重視機電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用與推廣。本文對煤礦機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行研究。

機電一體化

  《機電一體化》雜志,是由上海科學(xué)技術(shù)文獻出版社主辦、中國電工技術(shù)協(xié)會和機電一體化專業(yè)委員會協(xié)辦,國內(nèi)外公開發(fā)行,國際標準刊號:ISSN1007-080X;國內(nèi)統(tǒng)一刊號:CN31-1714/TM,郵發(fā)代號:4—565。月刊,每月20號出版。其封面題字由著名的科學(xué)家錢偉長先生親自書寫。

  1 概述

  煤礦機電一體化產(chǎn)品是把各項高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品,其主要技術(shù)包括:微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產(chǎn)品可靠性等等,這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中,開始利用機電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品,并取得了巨大的成功,這讓人們清楚地意識到,機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。

  2 煤礦機電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用

  2.1 礦井運輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用 在煤礦生產(chǎn)中,因為現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要,對煤礦機械化采煤提出更高的要求,那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今,對于國外一些采煤技術(shù)比較先進的國家,煤礦井下大巷的運輸系統(tǒng)大多是采用帶式運輸機,他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動方式,主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家,高性能、高可靠性的磁阻電機在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機,它采用機電一體化技術(shù)把電機和滾筒做成一體,這樣的融合技術(shù)不論在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領(lǐng)先地位。

  在我國,大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)了皮帶化,采用大巷強力帶式運輸機運輸?shù)姆绞揭卜浅F毡。另外,計算機控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速,它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能,如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障,可能在某些方面沒有面面俱到,在使用上還不能滿足一些功能,但是從發(fā)展的角度看問題,這的確是一個很好的開始。目前,我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺,其中90%為交流提升機,并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速,電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng),只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數(shù)為發(fā)電機拖動,雖有部分可控硅供電系統(tǒng),也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單,程序設(shè)計起來也比較容易,不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置,抵抗外界的干擾能力也很強,因此,它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進行長時間工作。

  2.2 綜合機械化采煤 1970年,我國自主設(shè)計制造裝配了第一套綜合機械化采煤工作面,并在大同礦務(wù)局進行試驗使用,一直試驗使用到80年代后期,這項技術(shù)的使用標志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發(fā)展,推動了煤礦自動化的發(fā)展進程,同樣,采煤機也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引;液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計算機化發(fā)展,以計算機為核心,采用電液控制,移架自動化得以實現(xiàn)。另外,對工作面刮板運輸機也進行了微機監(jiān)控裝置的配置,實現(xiàn)計算機自動化控制。機電一體化技術(shù)在綜合機械化采煤中的應(yīng)用,使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào),且安全性、可靠性大為提高,操作性能更加完善,為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟效益。

  2.3 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) 從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看,還存在一些問題,但是主要問題是傳感器的不足,并且使用過程中,其穩(wěn)定性相對較差,使用壽命不足,一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究,對一些關(guān)鍵技術(shù)也實施多次再設(shè)計改進措施,但仍然沒有得到預(yù)期的效果,因此這些在實際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外,由于計算機網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快,運行速度和質(zhì)量也在不斷提高,傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜,信息媒體由字符發(fā)展到聲像,煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展,他們的機電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品,一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

  3 對我國煤礦機電一體化技術(shù)的思考

  在20世紀,我國煤礦機電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展,機電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個環(huán)節(jié),但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此,要讓我國煤礦機電一體化技術(shù)達到世界先進技術(shù)水平,必須掌握信息時代機電一體化技術(shù)的特點和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。

  應(yīng)提高我國煤礦機電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標準化、系列化和通用化的程度;以計算機為機電一體化的核心裝置,因為計算機運算和存貯能力非常強,且體積和功耗小,更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產(chǎn)品,在設(shè)計煤礦機電一體化產(chǎn)品時,應(yīng)盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機,從而保證工作性能更可靠;對于新開發(fā)的煤礦機電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能,同時,要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊,方便與控制網(wǎng)絡(luò)進行連接通信控制;煤礦機電一體化產(chǎn)品需要達到智能化發(fā)展水平,能判斷機電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài),使設(shè)備能自動適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作,同時能快速地對所采集的參數(shù)進行分析,從而對故障進行診斷,再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進行預(yù)測;要對礦用傳感器進行深入研究和開發(fā),提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命,同時考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化,使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進行信號的測量,并保證其測量準確度,并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能;要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展,將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機電一體化產(chǎn)品,從而提高煤礦現(xiàn)代化,達到煤礦自動化生產(chǎn)。

  4 結(jié)束語

  煤礦機電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動化的發(fā)展基礎(chǔ),更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù),煤礦機電一體化技術(shù)在采、掘、運、裝備等方面的應(yīng)用和推廣,大力地推動我國煤礦綜合生產(chǎn)力,同時,為實現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。

  參考文獻:

  [1]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社.2004.

  [2]高鐘毓.機電控制工程[M].北京:清華大學(xué)出版社.2002.

  [3]顧京.現(xiàn)代機床設(shè)備[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2001.

文章標題:煤礦機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

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