時(shí)間：2023-06-12 16:09:30
序論：在您撰寫(xiě)機(jī)電一體化綜述時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
在機(jī)電一體化教學(xué)中，教師和學(xué)生面臨著一系列的制約因素，影響著教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，要想提高機(jī)電一體化的教學(xué)水平首先要清楚的了解機(jī)電一體化教學(xué)的制約因素，只有清楚原因才能夠?qū)ΠY下藥，完美的解決問(wèn)題。
1、教學(xué)方式的不成熟。現(xiàn)階段機(jī)電一體化的教學(xué)方式的主體是教師，主要的模式是教師先對(duì)教學(xué)的教材進(jìn)行充分的了解和研究，按照規(guī)定的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行備課，這樣就造成了教師為了教學(xué)而進(jìn)行教學(xué)，而學(xué)生是微課學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，教師與學(xué)生都不能夠真正的了解到機(jī)電一體化教學(xué)的內(nèi)涵，他們主要是為了上級(jí)的各種檢查做好工作，失去了教育的真諦，要讓學(xué)生為了興趣而學(xué)習(xí)，而不是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，這樣的學(xué)習(xí)才會(huì)更加有效果。所以教師要在教育學(xué)生進(jìn)行理論學(xué)習(xí)的同時(shí)也要做好實(shí)施研究工作，結(jié)合市場(chǎng)的需求對(duì)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充，增加實(shí)訓(xùn)的項(xiàng)目，逐步改善教學(xué)方式。
2、應(yīng)用教學(xué)的不普遍。在教學(xué)方法上說(shuō)過(guò)教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)市場(chǎng)的需求進(jìn)行擴(kuò)充，所以在教學(xué)的過(guò)程中要逐步建立健全與市場(chǎng)需求相適應(yīng)的教學(xué)體系，教師要按照市場(chǎng)的需求來(lái)培養(yǎng)社會(huì)所需要的工業(yè)技能型人才。教學(xué)中要根據(jù)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合實(shí)際情況展開(kāi)教學(xué)任務(wù)。在機(jī)電一體化的教學(xué)中要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的教育，在現(xiàn)在社會(huì)中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)非常的普遍，人類(lèi)社會(huì)也將復(fù)雜的工程都轉(zhuǎn)化成了人機(jī)對(duì)話(huà)的形式，只有熟練地掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)，才能在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，以此讓學(xué)生自身的專(zhuān)業(yè)化水平得到提高。
3、教學(xué)質(zhì)量不高。機(jī)電一體化教育主要是為了培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)的工業(yè)技能型人才，然而在現(xiàn)在的教學(xué)模式下，教師的教學(xué)質(zhì)量并有達(dá)到預(yù)期的效果，在這種環(huán)境下學(xué)生只是一味的對(duì)課本的固定知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，無(wú)法與實(shí)際社會(huì)生活相聯(lián)系，理論知識(shí)只有真正的應(yīng)用到社會(huì)實(shí)踐中，才會(huì)充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)導(dǎo)致了教師教學(xué)質(zhì)量的下降，這時(shí)候教師可以向國(guó)外的一些教師學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)他們先進(jìn)的教學(xué)方法，提升自身的教學(xué)質(zhì)量。機(jī)電一體化教學(xué)要注重理論與實(shí)際的相結(jié)合，將書(shū)面考試逐漸向理論實(shí)踐進(jìn)行轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中加強(qiáng)自身的參與感，和教師一起進(jìn)行知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)。
二、機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)施的改革
教學(xué)環(huán)境的好壞也影響著教師與學(xué)生的教學(xué)與學(xué)習(xí)，為了加強(qiáng)教師的教育和學(xué)生的學(xué)習(xí)，要對(duì)教學(xué)的設(shè)施進(jìn)行不同程度上的改革，幫助學(xué)生更好的進(jìn)行技能技術(shù)的學(xué)習(xí)，使他們能夠更好的立足于將來(lái)的工作崗位。
1、對(duì)教學(xué)場(chǎng)所和學(xué)習(xí)基地的改革。教師的教學(xué)工具和學(xué)生的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，都能夠?qū)虒W(xué)效果產(chǎn)生很大的影響，為了保證學(xué)生更好的進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)校要建立一個(gè)機(jī)電一體化進(jìn)程的教學(xué)基地。機(jī)電一體化教學(xué)就要求學(xué)校本身應(yīng)該具有先進(jìn)的硬件條件，這樣才能夠讓學(xué)生更好的進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)校要加強(qiáng)多媒體教學(xué)設(shè)備的建設(shè)，多建立一些校內(nèi)實(shí)習(xí)的基地，配備與專(zhuān)業(yè)課程相匹配的教學(xué)設(shè)備，可以根據(jù)用人單位的具體需求來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的學(xué)習(xí)，給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)類(lèi)似于日后工作環(huán)境的教學(xué)環(huán)境，讓他們將來(lái)能夠更好的食用工作環(huán)境和工作崗位。
2、教學(xué)課程的改革。機(jī)電一體化的教學(xué)課程要與各階段的目標(biāo)任務(wù)相結(jié)合，可以通過(guò)在社會(huì)上進(jìn)行工作的學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)整理和分析，在教學(xué)中可以根據(jù)工作內(nèi)容的不同，將工作中的任務(wù)作為教學(xué)中的任務(wù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的培養(yǎng)，當(dāng)學(xué)生知道他們所學(xué)習(xí)的在將來(lái)的工作中可能會(huì)用到，這樣就更能激發(fā)他們學(xué)習(xí)的欲望。教師要清楚地意識(shí)到，機(jī)電一體化是面向未來(lái)、面向世界的，要將教學(xué)的思路拓寬，明確教學(xué)的內(nèi)容和方法，積極地對(duì)教學(xué)體系進(jìn)行改革，促使學(xué)校的培養(yǎng)計(jì)劃與社會(huì)發(fā)展的需求相適應(yīng)。
關(guān)鍵字：機(jī)電一體化；技術(shù)；發(fā)展
1 機(jī)電一體化的基本概念
機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門(mén)技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程中相互交叉、相互滲透而形成的一門(mén)新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。這里面包含了三重含義：首先，機(jī)電一體化是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科；其次，機(jī)電一體化是一個(gè)發(fā)展中的概念，早期的機(jī)電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強(qiáng)調(diào)機(jī)械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機(jī)械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為特征的信息技術(shù)（即所謂的“3C”技術(shù)：Computer、Communication和 Control Technology）“滲透”到機(jī)械技術(shù)中，豐富了機(jī)電一體化的含義，現(xiàn)代的機(jī)電一體化不僅僅指機(jī)械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光（光學(xué)）機(jī)電一體化、機(jī)電氣（氣壓）一體化、機(jī)電液（液壓）一體化、機(jī)電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機(jī)電一體化表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話(huà)說(shuō)，機(jī)電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡(jiǎn)單疊加。
2 機(jī)電一體化的核心內(nèi)容
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，要了解機(jī)電一體化，必須從以下幾方面著手：
（一） 機(jī)械技術(shù)
機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)，來(lái)提高其各項(xiàng)性能，滿(mǎn)足更廣的需求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時(shí)采用人工智能與專(zhuān)家系統(tǒng)等，形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。
（二） 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)
凡是能擴(kuò)展人的信息功能的技術(shù)，都是信息技術(shù)?？梢哉f(shuō)，這就是信息技術(shù)的基本定義。它主要是指利用電子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信手段實(shí)現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲(chǔ)信息、處理信息、顯示信息、分配信息等的相關(guān)技術(shù)。
（三） 系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
（四） 自動(dòng)控制技術(shù)
自動(dòng)控制技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是21世紀(jì)最重要的高技術(shù)之一。今天，技術(shù)、生產(chǎn)、軍事、管理、生活等各個(gè)領(lǐng)域，都離不開(kāi)自動(dòng)控制技術(shù)。就定義而言，自動(dòng)控制技術(shù)是控制論的技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，是通過(guò)具有一定控制功能的自動(dòng)控制系統(tǒng)，來(lái)完成某種控制任務(wù)，保證某個(gè)過(guò)程按照預(yù)想進(jìn)行，或者實(shí)現(xiàn)某個(gè)預(yù)設(shè)的目標(biāo)。
（五） 傳感檢測(cè)技術(shù)
傳感技術(shù)是把各種量轉(zhuǎn)變成可物理識(shí)別的信號(hào)進(jìn)行輸出，檢測(cè)就是指人員對(duì)可是別的信號(hào)進(jìn)行處理的過(guò)程。傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受?chē)?yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
（一）綠色化
在人們?cè)絹?lái)越追求生活質(zhì)量和生活品質(zhì)的今天，綠色環(huán)保成為了人們生活關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著社會(huì)進(jìn)步和近年來(lái)人們對(duì)生態(tài)保護(hù)意識(shí)的重視和加強(qiáng)，綠色產(chǎn)品概念也將成為時(shí)展的必然！綠色理念倡導(dǎo)消費(fèi)者在與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上,從事科學(xué)合理的生活消費(fèi),提倡健康適度的消費(fèi)心理,弘揚(yáng)高尚的消費(fèi)道德及行為規(guī)范,并通過(guò)改變消費(fèi)方式來(lái)引導(dǎo)生產(chǎn)模式發(fā)生重大變革,進(jìn)而調(diào)整產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),促進(jìn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的消費(fèi)理念。機(jī)電一體化技術(shù)也順應(yīng)了綠色理念，機(jī)電一體化產(chǎn)品在人們的生活使用時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染或者污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的產(chǎn)品，而且在產(chǎn)品報(bào)廢后，其零件還能被再利用和再加工，資源利用率得到了大幅度的提高，達(dá)到節(jié)約資源的目的。
（二）智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)，它由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對(duì)某一個(gè)方面的應(yīng)用的智能集合,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)含量及復(fù)雜程度也越來(lái)越高，智能化的感念開(kāi)始逐漸滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面，同樣，機(jī)電一體化的智能化研究也在各個(gè)國(guó)家普遍開(kāi)展。這里所提到的 “智能化”是指機(jī)器本身所具有的特性，它是在運(yùn)用控制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、精細(xì)化制造、運(yùn)籌學(xué)等新學(xué)科、新技術(shù)和新方法，通過(guò)使機(jī)器模仿人類(lèi)所具有的一些能力，如思維、推理、決策等，可以在一個(gè)比較復(fù)雜的工作和困難的環(huán)境中代替人類(lèi)去工作。
（三）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的里程碑，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不僅推動(dòng)了人類(lèi)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)給人們的學(xué)習(xí),工作和生活帶來(lái)重大的改變，同時(shí)，也深刻的影響著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。其中最重要的影響就是對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)控制，控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（四）微型化
微型化也是機(jī)電一體化未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一，尤其是近10年來(lái)，由于包括納米級(jí)的精密機(jī)械研究成果、分子層次的現(xiàn)代化學(xué)研究成果、基因?qū)哟蔚纳飳W(xué)研究成果，以及高精密超性能特種功能材料研究成果和全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推廣應(yīng)用成果等在內(nèi)的一大批當(dāng)代最新技術(shù)成果的競(jìng)相問(wèn)世，使得機(jī)電一體化領(lǐng)域朝著微型化有了質(zhì)的發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間，并易于進(jìn)行精細(xì)操作，因此在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。
模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(1)常規(guī)的三板模結(jié)構(gòu),1模2腔,側(cè)澆口進(jìn)料。(2)無(wú)拉料桿和推桿裝置,在彈簧力的作用下通過(guò)澆口推板將主流道凝料從定模板上推出,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。(3)模具工作可靠,操作方便,自動(dòng)化程度高。(4)脫螺紋機(jī)構(gòu)的主要零件有:電機(jī)、鏈輪、鏈條、推力軸承、深溝球軸承、接近開(kāi)關(guān)、中間繼電器、時(shí)間繼電器等。模具的工作過(guò)程為:模具合模、注射、保壓、冷卻過(guò)程結(jié)束后,模具開(kāi)模,動(dòng)模開(kāi)始向后運(yùn)動(dòng),澆口推板18在彈簧17的作用下,將主流道凝料和塑件從動(dòng)模上推出。動(dòng)、定模開(kāi)模到一定距離,注塑機(jī)頂桿通過(guò)動(dòng)模座板16的頂出孔進(jìn)入模具,使接近開(kāi)關(guān)22受到感應(yīng),并發(fā)信號(hào)給中間繼電器19,啟動(dòng)電機(jī)26。
電機(jī)通過(guò)主動(dòng)鏈輪24、鏈條14帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪8旋轉(zhuǎn),螺紋型芯7在推力軸承5和深溝球軸承6的配合下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。塑件與型芯在相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫模。當(dāng)時(shí)間繼電器20到時(shí)后自動(dòng)斷電,電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),型芯同時(shí)停止旋轉(zhuǎn),模具的一個(gè)工作循環(huán)過(guò)程結(jié)束。
模具中采用的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)包括電器控制、機(jī)械傳動(dòng)和動(dòng)力元件三大部分。電器控制部分功能上包括:信號(hào)采集、信號(hào)傳遞和信號(hào)控制;機(jī)械傳動(dòng)的類(lèi)型有:齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)以及常用機(jī)構(gòu)等。動(dòng)力元件有:電機(jī)、液壓泵和氣壓泵。下面主要對(duì)電器控制元件的功能和作用進(jìn)行介紹。
信號(hào)采集元件信號(hào)采集元件可分為:接近開(kāi)關(guān)(見(jiàn)圖5)、光電開(kāi)關(guān)(見(jiàn)圖6)、信號(hào)傳感器等。圖4模具中使用接近開(kāi)關(guān)作為信號(hào)采集元件。接近開(kāi)關(guān)是一種無(wú)需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械接觸而可以操作的位置開(kāi)關(guān),當(dāng)物體接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí),不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開(kāi)關(guān)動(dòng)作,從而觸發(fā)交流或直流電器工作或給計(jì)算機(jī)裝置提供控制指令。光電開(kāi)關(guān)是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋、吸收或反射,檢測(cè)物體有或無(wú)。物體不限于金屬,所有能反射光線(xiàn)的物體均可被檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)發(fā)出,接收器再根據(jù)接收到的光線(xiàn)的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。
信號(hào)傳遞元件圖模具中采用中間繼電器(見(jiàn)圖7)作為信號(hào)傳遞元件。中間繼電器是用來(lái)傳遞信號(hào)或同時(shí)控制多個(gè)電路,也可直接用它來(lái)控制小容量電機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。繼電器的工作原理是:當(dāng)某一輸入信號(hào)(如電壓、電流、溫度、速度、壓力等)達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí),使它動(dòng)作,以改變控制電路的工作狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)既定的控制或保護(hù)的目的。在此過(guò)程中,繼電器主要起傳遞信號(hào)的作用。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；煤礦生產(chǎn)；監(jiān)測(cè)監(jiān)控；礦井運(yùn)輸；采煤機(jī)
1 機(jī)電一體化技術(shù)的概述
“機(jī)電一體化”（Mechatronics）是集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一門(mén)交叉綜合技術(shù)。機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能和控制功能上引進(jìn)計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)，將機(jī)械裝置和電子設(shè)備以及軟件等緊密結(jié)合起來(lái)，相互滲透，相互融合而形成的一門(mén)新興的綜合技術(shù)。它的本質(zhì)不僅是單純地利用電子技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化或替代機(jī)械，更重要的是將機(jī)械系統(tǒng)、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)組成了最佳系統(tǒng)。
機(jī)電一體化技術(shù)具有下述優(yōu)勢(shì)：提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。機(jī)電一體化產(chǎn)品均具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、診斷等功能，大大簡(jiǎn)化了操作步驟并且簡(jiǎn)單、方便；適用面廣、生產(chǎn)能力強(qiáng)、工作質(zhì)量高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的各種自動(dòng)功能適用于不同的場(chǎng)合和領(lǐng)域，應(yīng)變能力強(qiáng)，很大程度提高了控制和檢測(cè)的靈敏度和精度；具有復(fù)合功能、調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，它的它的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。
2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢(shì)
總體說(shuō)來(lái)，機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：準(zhǔn)備階段，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)著機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生。上個(gè)世紀(jì)六十年代，日本首先提出這個(gè)名詞，但是限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，該技術(shù)無(wú)法得到廣泛的推廣和應(yīng)用；起步階段，信息技術(shù)，微電子技術(shù)的發(fā)展成熟和第四代電子產(chǎn)品的商品化是機(jī)電一體化這一設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí)，在這一時(shí)期，機(jī)電一體化的影響不斷擴(kuò)大，并取得了較大發(fā)展；發(fā)展時(shí)期，進(jìn)入八十年代，機(jī)電一體化技術(shù)已為全世界學(xué)者所囑目，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品已像雨后春筍般出現(xiàn)；蓬勃發(fā)展時(shí)期，九十年代至今，各種新技術(shù)出現(xiàn)并取得突破性的發(fā)展，日新月異的變化使機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品擴(kuò)展到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。
我國(guó)制造的機(jī)電一體化產(chǎn)品都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn)，以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，機(jī)電一體化產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)力水平，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。然而，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還很大，其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是：開(kāi)發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝置；增加產(chǎn)品的通信功能，以適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要；開(kāi)發(fā)以微處理器和微機(jī)為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測(cè)以及微處理器、計(jì)算機(jī)和專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用等；機(jī)器人仍然是機(jī)電一體化技術(shù)今后研究的重點(diǎn)之一。
3 機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用狀況
3.1 在煤礦帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用
帶式輸送機(jī)是我國(guó)煤礦井下輸送系統(tǒng)主要運(yùn)輸設(shè)備，具有長(zhǎng)距離連續(xù)輸送、輸送量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)。因此，近幾年來(lái)帶式輸送機(jī)已成為機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。由于煤炭產(chǎn)量的不斷提高，長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速的帶式輸送機(jī)成為井下煤炭運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備，且多為大功率、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通常需要中壓供電，因此對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制提出更高要求，主要有以下幾點(diǎn)：
（1）啟動(dòng)電流要小，減少對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功沖擊，減少對(duì)機(jī)械設(shè)備的強(qiáng)烈沖擊；
（2）電機(jī)的啟動(dòng)力矩要大，可重載啟動(dòng)；
（3）多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡及各電機(jī)的速度同步精度要高；
（4）起、制動(dòng)過(guò)程要平穩(wěn)，避免膠帶和滾筒之間的打滑；
（5）驅(qū)動(dòng)控制方式有利于節(jié)能降耗；
（6）使用方便、維護(hù)成本低，系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效益高。
采用調(diào)壓式軟啟動(dòng)器、液力禍合器、CST可控軟啟動(dòng)器中的任意一種啟動(dòng)皮帶機(jī)，雖能解決或部分解決膠帶機(jī)軟啟、軟停問(wèn)題，但實(shí)際使用中存在諸多問(wèn)題，如調(diào)壓式軟啟動(dòng)器受其控制原理的限制，重載時(shí)往往不能啟動(dòng)、不具備調(diào)速功能；采用液力禍合器，電動(dòng)機(jī)必須空載啟動(dòng)，啟動(dòng)電流大，對(duì)機(jī)械設(shè)備有沖擊、多驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率平衡不好解決、傳動(dòng)效率較低，調(diào)速范圍窄，低速時(shí)能量損耗大；CST通過(guò)調(diào)節(jié)油膜間距實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，但沒(méi)有調(diào)速功能，不能實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制，且油價(jià)昂貴，維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
可見(jiàn)，帶式輸送機(jī)運(yùn)輸中還存在諸多問(wèn)題，有關(guān)機(jī)電一體化在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用問(wèn)題，尚需進(jìn)一步研究。
3.2 在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機(jī)電一體化的技術(shù)之一。我國(guó)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，，20世紀(jì)80年代初，原國(guó)家煤炭部組織了對(duì)國(guó)外煤礦監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的考察和引進(jìn)工作，此舉大大促進(jìn)了國(guó)內(nèi)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。先后從波蘭、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和美國(guó)等引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200），在部分煤礦中應(yīng)用；在引進(jìn)的同時(shí)，通過(guò)消化、吸收并結(jié)合我國(guó)煤礦的實(shí)際情況，研制出KJ2，KJ4等系統(tǒng)并通過(guò)了鑒定。20世紀(jì)90年代以來(lái)，緊跟世界監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)出了一批具有世界先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動(dòng)化研究所的KJ95系統(tǒng)等，它們的主要特點(diǎn)是：測(cè)控分站的智能化水平進(jìn)一步提高；具有網(wǎng)絡(luò)連接功能；系統(tǒng)軟件采用了Windows操作系統(tǒng)。同時(shí)，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測(cè)監(jiān)控”12字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下，規(guī)定了我國(guó)各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。自此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機(jī)會(huì)，且促進(jìn)了各廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐表明，安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用。
對(duì)我國(guó)現(xiàn)有煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動(dòng)化分公司的KJ95、煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷旱腒JF2000 和北京瑞賽公司的KJ4， KJ2000 等系統(tǒng)無(wú)論在軟硬件功能、穩(wěn)定性和可靠性、專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)能力、企業(yè)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模等方面基本代表了我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。
3.3 在采煤機(jī)上的應(yīng)用
1970 年，我國(guó)自主設(shè)計(jì)制造裝配了第一套綜合機(jī)械化采煤工作面，并在大同礦務(wù)局進(jìn)行試驗(yàn)使用，一直試驗(yàn)使用到80 年代后期，這項(xiàng)技術(shù)的使用標(biāo)志著我國(guó)的煤礦綜合機(jī)械化采煤有了重大的突破性發(fā)展，推動(dòng)了煤礦自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程，同樣，采煤機(jī)也由液壓牽引開(kāi)始轉(zhuǎn)向電牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計(jì)算機(jī)化發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為核心，采用電液控制，移架自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)。另外，對(duì)工作面刮板運(yùn)輸機(jī)也進(jìn)行了微機(jī)監(jiān)控裝置的配置， 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用，使設(shè)備動(dòng)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(lái)了更高的經(jīng)濟(jì)效益。
4 煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的意義
4.1 提高勞動(dòng)效率
機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用使過(guò)去落后的生產(chǎn)方式得到極大的改變，大量新型自動(dòng)化電子設(shè)備的使用徹底轉(zhuǎn)變了煤礦的作業(yè)模式，明顯降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅提升了勞動(dòng)生產(chǎn)率，極大地提高了勞動(dòng)效率。
4.2 提高了礦山開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益
機(jī)電一體化不僅是機(jī)械設(shè)備上的一次全新的進(jìn)步，同時(shí)也給煤礦帶來(lái)了前所未有的進(jìn)步，一方面采煤量有了很大程度的提高，其次，煤礦工人的勞動(dòng)強(qiáng)度適當(dāng)?shù)玫搅藴p輕；再次，機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用，降低了礦山的開(kāi)采費(fèi)用，使煤礦的經(jīng)濟(jì)效益得到了增加，同時(shí)還帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在很大程度上推進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。
4.3 提高了安全的煤礦開(kāi)采工作環(huán)境
煤礦工作本身就是一個(gè)高危險(xiǎn)性的工種，每年煤礦的事故都會(huì)有所發(fā)生，煤礦的工作安全性時(shí)刻危及著人們的生命財(cái)產(chǎn)的安全，機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用，在很大程度上降低了事故的發(fā)生率，不僅在一定程度上提高了工作效率，還在安全方面有了很大的保障。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) 發(fā)展一體化 人工智能化
1 繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
建國(guó)后，我國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無(wú)到有，在大約l0年的時(shí)間里走過(guò)了先進(jìn)國(guó)家半個(gè)世紀(jì)走過(guò)的道路。50年代，我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。到9O年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時(shí)代。在這方面某電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用。
2繼電保護(hù)的未來(lái)發(fā)展
2．1計(jì)算機(jī)化
隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。某電力學(xué)院研制的微機(jī)線(xiàn)路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段：從8位單CPU 結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問(wèn)世，不到5年時(shí)間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線(xiàn)不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高，得到了廣泛應(yīng)用。
某電力自動(dòng)化研究院一開(kāi)始就研制了l6化CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線(xiàn)路保護(hù)，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。某大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過(guò)了多次改進(jìn)和提高。某大學(xué)一開(kāi)始即研制以l6位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線(xiàn)路保護(hù)，1988年即開(kāi)始研究以32位數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置，目前已與某電自動(dòng)化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個(gè)模塊就是一個(gè)小型汁算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼干精度，因?yàn)榫仁蹵／D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制，趟過(guò)1 6位時(shí)在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計(jì)算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口.CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)足32位的，具有存儲(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。
電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)大的通信能力，與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級(jí)語(yǔ)言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能?，F(xiàn)在，同微機(jī)保護(hù)裝大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過(guò)了當(dāng)年的小型機(jī)，因此，用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。某大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)有：(1)具有486PC機(jī)的全部功能，能滿(mǎn)足對(duì)當(dāng)前和未來(lái)微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似，工藝精良、防震、防過(guò)熱、防電磁干擾能力強(qiáng)，可運(yùn)行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。(3)采用sTD總線(xiàn)或PC總線(xiàn)，硬件模塊化，對(duì)于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴(kuò)展。
2．2 網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱，使人類(lèi)生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。到目前為止，除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外，所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。國(guó)外早已提出過(guò)系統(tǒng)保護(hù)的概念，這在當(dāng)時(shí)主要指安全自動(dòng)裝置。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù))，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來(lái)，亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。
對(duì)于一般的非系統(tǒng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對(duì)故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測(cè)愈準(zhǔn)確。對(duì)自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間，也取得了一定的成果，但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息，只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點(diǎn)。
對(duì)于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也能提高保護(hù)的可靠性。一個(gè)保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而誤動(dòng)時(shí)，只能錯(cuò)誤地跳開(kāi)本回路，不會(huì)造成使母線(xiàn)整個(gè)被切除的惡性事故，這對(duì)于象某電站具有超高壓母線(xiàn)的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知，微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性，這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
2．3保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無(wú)故障正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)，控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。
目前，為了測(cè)量、保護(hù)和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如變壓器、線(xiàn)路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置，就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁，將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾。現(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)階段，將來(lái)必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用0TA和OTV的情況下，保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA 和OTV的光信號(hào)輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷；另一方面作為測(cè)量量，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可將對(duì)被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。
2．4智能化
近年來(lái)，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開(kāi)始。如在輸電線(xiàn)兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)角度擺開(kāi)情況下發(fā)生經(jīng)過(guò)渡電阻的短路就是一非線(xiàn)性問(wèn)題，距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng)；如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過(guò)大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問(wèn)題的能力。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；綜合采煤設(shè)備；現(xiàn)狀；應(yīng)用情況；相關(guān)技術(shù)
引言
從80年代開(kāi)始，西方發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)研究和推廣了機(jī)電一體化在綜合采煤設(shè)備中的使用，這些國(guó)家以微電子技術(shù)為前提，以計(jì)算機(jī)先進(jìn)技術(shù)為核心，大量運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤機(jī)械設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，大力發(fā)展了本國(guó)的煤炭工業(yè)。此外，這些發(fā)達(dá)國(guó)家在設(shè)備運(yùn)行方面，設(shè)備的全自動(dòng)化監(jiān)控水平也在逐漸完善。但是就我國(guó)目前形勢(shì)來(lái)看，我國(guó)煤炭企業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距。因此，加大對(duì)綜合采煤機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化的研究力度有著重要的意義。本文針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段機(jī)電一體化在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用情況進(jìn)行研究分析，探討改進(jìn)綜合采煤機(jī)械設(shè)備的相關(guān)技術(shù)，為我國(guó)煤炭企業(yè)加大機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用提供參考資料。
一、我國(guó)綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化的現(xiàn)狀
我國(guó)煤炭行業(yè)有一定程度的發(fā)展，尤其是近幾年煤炭的產(chǎn)量出現(xiàn)了大幅度的提高。隨著科技的飛速發(fā)展，國(guó)家綜合采煤設(shè)備的技術(shù)水平也得到了提升，國(guó)產(chǎn)采煤設(shè)備比重逐年呈高速上漲趨勢(shì)。為了進(jìn)一步滿(mǎn)足煤礦行業(yè)的高效高產(chǎn)要求，綜合采煤設(shè)備應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)能夠整體提升采煤設(shè)備的技術(shù)水平、工作效率與易維護(hù)性能。
雖然我國(guó)綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)有了一定程度的發(fā)展，但是和國(guó)際先進(jìn)煤炭企業(yè)還存在較大的差距。我國(guó)國(guó)家科研院和廠商合作研制出了交流型電牽引綜合采煤機(jī)，但是其中的電氣關(guān)鍵技術(shù)還是從國(guó)外引進(jìn)過(guò)來(lái)的。此外，重型工作面刮板的運(yùn)輸設(shè)備等還處于研究狀態(tài)，微機(jī)控制軟啟動(dòng)系統(tǒng)并不具有綜合采煤設(shè)備工況的故障檢測(cè)功能?？傊?，我國(guó)綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化還處于起步極端[1]。
二、機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用情況
為進(jìn)一步提高煤礦生產(chǎn)的工作效率和安全性，我國(guó)一些煤礦企業(yè)不斷對(duì)綜合采煤設(shè)備的進(jìn)行技術(shù)的改進(jìn)。采煤機(jī)采用電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)從液壓牽引轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍碗姞恳岣吡藸恳乃俣?，也克服了液壓部件難以避免的技術(shù)缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，交流變頻型電牽引系統(tǒng)逐漸取代直流型電牽引系統(tǒng)，使得采煤機(jī)采煤速度得到了大大的提升，采煤機(jī)的可靠性和工作效率也得到了提升。此外，隨著微電子技術(shù)和信息科技的發(fā)展和應(yīng)用，采煤機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)得到了改善，提高了綜合采煤設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)水平。使得綜合采煤設(shè)備具備了：自動(dòng)管理、監(jiān)控工況、診斷故障、采集和整理數(shù)據(jù)、人機(jī)對(duì)話(huà)、故障報(bào)警等功能。
機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中也得到了廣泛的應(yīng)用，提高了設(shè)備的性能和功效。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用體現(xiàn)在：增強(qiáng)了一些自動(dòng)化操作的功能與自動(dòng)化調(diào)節(jié)的功能，使得采煤設(shè)備的可靠性能得到提高。利用自動(dòng)化診斷和停電措施等先進(jìn)技術(shù)后，改善了綜合采煤設(shè)備的操作性能，具備了不同程度的自動(dòng)化監(jiān)控功能、自適應(yīng)能力和智能化等；使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單化。因?yàn)榻涣餍蜋C(jī)電利用的是微機(jī)控制，使其具備了直流電機(jī)的調(diào)速功能，還具備了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、機(jī)械光量小、工作效率高等特征。生產(chǎn)綜合采煤設(shè)備方式朝著柔性化和自動(dòng)化的方向發(fā)展和改進(jìn)。電子技術(shù)的大量應(yīng)用，使得綜合采煤設(shè)備的檢測(cè)盒控制水平得到了提升，提高了自動(dòng)化的程度、診斷設(shè)備故障的能力和監(jiān)控檢測(cè)水平[2]。
三、綜合采煤設(shè)備的改進(jìn)和相關(guān)技術(shù)的探討
（一）綜合采煤設(shè)備的改進(jìn)
綜合采煤設(shè)備具備重型化、強(qiáng)功能化、大功率化、高性能化等特征。而高效高產(chǎn)的綜合采煤設(shè)備技術(shù)將會(huì)朝著大功率采煤機(jī)、交流型電牽引、智能化監(jiān)控檢測(cè)、強(qiáng)功能化和軟啟動(dòng)的運(yùn)輸機(jī)、高操作阻力和電液控制的液壓支架等方面改進(jìn)[3]。
（二）相關(guān)技術(shù)的探討
（1）檢測(cè)傳感器
對(duì)檢測(cè)傳感器的研究包括電流電壓、功率測(cè)定、電機(jī)溫度、油液壓力、油液溫度、液位高度、牽引速度、電液閥等主要方面，但是還是存在著不同程度的問(wèn)題。企業(yè)需要加大對(duì)核心部件的研制力度，例如：采煤機(jī)機(jī)身的傾角、擺臂角、牽引速度、牽引力、移動(dòng)方向、煤礦和巖石的分離等。此外，煤礦企業(yè)需要進(jìn)一步提高設(shè)備傳感器的結(jié)構(gòu)性能、測(cè)量的精度與測(cè)量可靠性。
（2）監(jiān)控裝置
在研究檢測(cè)傳感器的同時(shí)，企業(yè)也要加大對(duì)綜合采煤設(shè)備的控制性能和維護(hù)能力的研究力度、檢測(cè)各種工況參數(shù)的不同，在通過(guò)微電子計(jì)算機(jī)處理和運(yùn)算后，需要按照預(yù)設(shè)動(dòng)作值進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)動(dòng)作。此外，當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，結(jié)合井下工作的實(shí)際情況，依靠光和聲發(fā)出警示信號(hào)，顯示故障的具體部位和故障的性質(zhì)，對(duì)于這些過(guò)程的完成需要利用微機(jī)控制。
利用微機(jī)軟件系統(tǒng)具備運(yùn)算簡(jiǎn)便、靈活性強(qiáng)等特征，且對(duì)綜合采煤設(shè)備實(shí)行智能化和自動(dòng)化功率管理。企業(yè)需要進(jìn)一步研究對(duì)采煤機(jī)擺臂的自動(dòng)化調(diào)高控制技術(shù)。
（3）監(jiān)控工況與故障診斷
采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)診斷采煤設(shè)備是否存在故障，保障采煤設(shè)備能夠進(jìn)行自動(dòng)化診斷和自適應(yīng)。對(duì)監(jiān)控工況與故障診斷的研究主要包括：綜合采煤設(shè)備的故障診斷裝置、采煤機(jī)的綜合工況監(jiān)控裝置、采煤機(jī)故障診斷系統(tǒng)、刮板運(yùn)輸設(shè)備的故障診斷等內(nèi)容[4]。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著科技的進(jìn)步和機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)為核心，并具備多種傳感設(shè)備的監(jiān)控檢測(cè)與故障診斷設(shè)備成了先進(jìn)綜合采煤設(shè)備的特征。企業(yè)要加大機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤中的應(yīng)用力度。
參考文獻(xiàn)：
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（新疆焦煤（集團(tuán)）有限公司設(shè)備工程部新疆烏魯木齊830025）
摘要本文從機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的現(xiàn)狀出發(fā)，簡(jiǎn)要探討了機(jī)電一體化對(duì)于采煤的重要性，并分析采煤設(shè)備機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用和發(fā)展，以期能為所需者提供借鑒。
關(guān)鍵詞 綜合采煤設(shè)備 機(jī)電一體化 應(yīng)用
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的需求越來(lái)越旺盛，由此也帶動(dòng)了采煤設(shè)備技術(shù)的快速發(fā)展。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中有了更為廣泛的運(yùn)用，其在煤礦生產(chǎn)中的地位也越來(lái)越高。采煤設(shè)備作為一種較為專(zhuān)用的機(jī)械，其所使用的環(huán)境較為惡劣，產(chǎn)品自動(dòng)化技術(shù)要求較高。研究、運(yùn)用綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)，讓采煤機(jī)電產(chǎn)品具有機(jī)械與電子技術(shù)相結(jié)合的整體優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而更好地提升煤礦生產(chǎn)安全和生產(chǎn)的效益。
一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體技術(shù)及相應(yīng)的產(chǎn)品是從上世紀(jì)的70 年代末開(kāi)始在煤礦生產(chǎn)中有了應(yīng)用，80 年代之后，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于采煤設(shè)備的研制、開(kāi)發(fā)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，設(shè)備更加的趨向于自動(dòng)化和大型化，其可靠性和使用壽命都有了更好的提升，體現(xiàn)出機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)在全國(guó)“十二五”期間要實(shí)現(xiàn)大型煤礦采掘機(jī)械化程度達(dá)到95％以上，中型煤礦達(dá)到80％以上，小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化程度也達(dá)到40％。
但是，相比較國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備，我國(guó)對(duì)于采煤設(shè)備的機(jī)電一體化技術(shù)還處在較為初級(jí)的階段。對(duì)于近年來(lái)的綜采設(shè)備機(jī)電一體化除了引進(jìn)，也進(jìn)行著國(guó)產(chǎn)化的嘗試。通過(guò)科研院所制造的交流電牽引采煤機(jī)，其中電氣關(guān)鍵部分變頻器由國(guó)外引進(jìn)，部分電控設(shè)備采用引進(jìn)技術(shù)。電液控制的液壓支架?chē)?guó)內(nèi)均處于試驗(yàn)階段。重型工作面刮板運(yùn)輸機(jī)微機(jī)控制的軟啟動(dòng)系統(tǒng)也處于研制和試驗(yàn)中，不具備綜采設(shè)備工況監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)。
二、機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)煤礦生產(chǎn)的重要性
綜合煤礦機(jī)電一體化技術(shù)，可以讓電子技術(shù)、機(jī)械以及液壓控制技術(shù)等進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，從而很好的提升煤礦機(jī)械的各種性能。目前，以微機(jī)或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統(tǒng))在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用已很普及，電子控制技術(shù)已深入到煤礦機(jī)械的許多領(lǐng)域，如提采煤機(jī)的變頻控制系統(tǒng)和提升機(jī)PLC系統(tǒng)操作，煤礦機(jī)械的在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報(bào)警等。
煤礦機(jī)械的性能隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展也有著更高的要求，電子(微機(jī))控制裝置在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜、維護(hù)也將更加專(zhuān)業(yè)化。采煤設(shè)備機(jī)電一體化不但涉及煤礦生產(chǎn)安全，而且對(duì)煤礦影響巨大。隨著我國(guó)進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)煤礦機(jī)械數(shù)量的逐年增加，應(yīng)用和管理好這些價(jià)格昂貴的煤礦機(jī)械，使其發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，將成為煤礦機(jī)電部門(mén)的重要使命。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
1.提高員工使用機(jī)電一體化的水平。隨著采煤設(shè)備機(jī)電一體化的不斷發(fā)展，電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機(jī)械中所占的比重越來(lái)越大，其功能將會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也將越來(lái)越廣，但其復(fù)雜程度也相應(yīng)提高。在煤礦生產(chǎn)中，采煤設(shè)備的自動(dòng)化程度，不但影響著生產(chǎn)安全，也影響到供電、排水、通風(fēng)、提升等設(shè)備的安全。煤礦機(jī)械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。為了合理有效利用好這些設(shè)備，使其發(fā)揮出較好的效益，必須對(duì)使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，提高他們的管理、使用和維護(hù)水平。
2.提高采煤設(shè)備的自動(dòng)化或半自動(dòng)化程度。煤礦機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足對(duì)作業(yè)精度的影響。如冀中能源黃沙礦2009 年投入使用的一整套薄煤綜采設(shè)備由我國(guó)北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國(guó)MARCO 公司合作生產(chǎn)的PM31 型液壓支架電液控制系統(tǒng)，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(xù)動(dòng)作也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無(wú)人操作。
3.節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率。在煤礦生產(chǎn)中使用機(jī)電一體化采煤設(shè)備，隨著自動(dòng)化程度的提高，降低了人工使用數(shù)量，提高了采煤產(chǎn)量，從而為煤礦生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能降耗，提高了生產(chǎn)效率。如井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，使用變頻起動(dòng)、PLC 控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30％左右，同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高。
4.在線(xiàn)監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診。煤礦生產(chǎn)中使用機(jī)電一體化采煤設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位從而改善操作員的工作條件，提高機(jī)器的工作效率，簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低使用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。如采煤機(jī)上變頻器就采用PLC 控制，可實(shí)現(xiàn)多種在線(xiàn)監(jiān)控和故障自診，還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來(lái)越智能化。
5.其他應(yīng)用。對(duì)于不少在國(guó)外生產(chǎn)的采煤機(jī)、輸送機(jī)、綜掘機(jī)等都使用了電子(微電腦)控制的自動(dòng)變速器，其可以很好的依照外負(fù)荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，進(jìn)而能更好地改變功率，其充分地利用了電動(dòng)機(jī)功率，更好地提高了能耗經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還簡(jiǎn)化了操作，讓勞動(dòng)強(qiáng)度得到降低，提高了設(shè)備的安全性能，提高作業(yè)人員操作的安全性。目前，我國(guó)在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上采用電子(微電腦)控制，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，使機(jī)械能在危險(xiǎn)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(yuǎn)程遙控也可微電腦編程控制。
四、結(jié)束語(yǔ)
機(jī)電一體化在煤礦采煤設(shè)備中越來(lái)越重要，煤礦企業(yè)應(yīng)提高相關(guān)員工的使用維護(hù)和應(yīng)用水平，加強(qiáng)采煤設(shè)備管理，結(jié)合煤礦生產(chǎn)情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的研究和改良，提升機(jī)電一體化采煤設(shè)備的各種功能，從而實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，提高煤礦綜合效益。
參考文獻(xiàn)
