煤炭生产中煤矿机电一体化产品的运用
煤炭生产中煤矿机电一体化产品的运用
随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，加速了机电一体化技
术的发展和进步。进入 21 世纪，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用均有重大突破，尤其
在煤矿安全生产监控、大型设备综合后备保护及矿井生产过程自动控制方面取得可喜成绩。采
用机电一体化产品的煤矿，能够获得可观的技术、经济和社会效益。机电一体化是现代科学技
术发展的必然结果。现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领
域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械
工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式
“ ” “ ”及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由 机械电气化 迈入以 机电一体化 为特征的发展阶
段。
1 国内机电一体化的现状和发展
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机
械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将
被赋予新的更高的内容。如机电液一体化，与网络技术结合远程控制和监测，与机器人相结合
的高度智能化等。其机电一体化基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运
用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子
技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、
低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能
“系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此 , ” “ ” “机电一体化 涵盖 技术 和 产
”品 两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技
术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械
电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主
要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某
些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记
录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的
延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区
别。
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：
1）20 世纪 60 年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。
2）20 世纪 70-80 年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技
术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微
型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。大约到20 世纪 80 年代末期在
世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展。
3）20 世纪 90 年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入
深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中
崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。
我国是从 20 世纪 80 年代初才开始进行这方面的研究和应用。
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进
步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的进一步主要发展方向大致有以下几个方面：
1.1 智能化。智能化是 21 世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的
“ ”研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的 智能化 是
对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数
学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决
策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是
不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能
或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。
1.2 模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研
制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项
十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视
觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了
这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要
制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。
1.3 网络化。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的
终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大
势，利用家庭网络（home net ）将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统
（computer integrated appliance system,CIAS），能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的
便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
1.4 微型化。微型化兴起于 20 世纪 80 年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展
的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS ），泛指几何尺寸不超过1cm3 的机电一体化产
品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军
事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体
化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
1.5 环保化。工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方
面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品
概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的
生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用
率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是
指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
1.6 系统化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：
一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等，显得越来越重要，特别是对家用
机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。
2 煤矿机电一体化产品在煤炭生产中的应用
机电一体化的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。它的发展对煤炭系统产生了很
大的冲击，采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数，同时
在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。它可不必更换设备，而对产品结构和生
产过程进行必要的调整、改革，对传统的机械工业注入新鲜的血液，实现安全、高效、文明生
产。
2.1 煤矿机电一体化产品。煤矿机电一体化产品已在许多煤矿得到广泛应用。国产的以计算机
为核心的电牵引采煤机、全数字交、直流提升机已占领国内市场，我国已能生产用计算机监控
的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。
另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动、远程控制和信息化管
理、图像监视井下关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统
在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍应用。煤矿机电一体化
产品实现了设备的自动化、智能化、信息化等等，为煤矿生产实现高安全、高可靠、高效率和
高效益提供了保障。
2.2 煤矿机电一体化产品在枣矿集团柴里煤矿的应用。现以改造的枣矿集团柴里煤矿为例进行
叙述，柴里煤矿现有在册职工1.2 万人，是我国第一对厚含水冲击层下开采特厚煤层的试验型
矿井，是枣矿集团的骨干生产矿井之一，于 1964 年10 月建成投产，历经三次改扩建，年产量
从30 万吨提高到 300 万吨。目前已经成为集原煤生产、矸石发电、煤焦化工、机械修造、电
摘要：
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煤炭生产中煤矿机电一体化产品的运用随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，加速了机电一体化技术的发展和进步。进入21世纪，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用均有重大突破，尤其在煤矿安全生产监控、大型设备综合后备保护及矿井生产过程自动控制方面取得可喜成绩。采用机电一体化产品的煤矿，能够获得可观的技术、经济和社会效益。机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
价格：2光币
属性：4 页
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格式：DOCX
时间：2023-03-04
