浅析煤矿机电一体化技术的现状和发展趋势

摘要：本文阐述了煤矿机电—体化技术的技术特点及优点，并对其发展趋势做了有关分析。

关键词：机电一体化技术 优点 发展趋势

0 前言

煤炭是我国重要的能源，煤炭工业的大力发展，在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。因而，近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。

机电—体化是综合微电子技术、机械技术、软件编程技术、自动控制技术、信息技术等学科的一种新学科，依靠相关技术的发展和进步机电一体化取得了快速的发展。自从我国20世纪80年代成立机电一体化科技研究团队以来，并把该技术列为国家重要计划“863”项目中。机电—体化正朝着网络化、微型化、数字化、集成化、智能化等方向发展，由于它的发展给煤炭系统带来了巨大的冲击，采用机电—体化产品能很大地减少能耗、保障煤矿的安全生产，同时在降低煤矿工人的劳动强度、改善工人的工作环境等方面也实现了其特有的价值。

1 煤矿机电一体化技术研究意义

1.1 提高安全保障

由于煤矿井下工作的特殊原因，因此其安全工作必须要格外的重视，这不仅关系到煤炭职工的身体健康和生命安全，同时还会影响到职工家庭的幸福，同时也会给国家的财产和资源带来损失。因此对于煤矿机电系统，不仅要保证设备的防爆性能，还要严格的要求其在安全保护方面上所做的措施。

1.2 提高劳动效率

随着机电技术的进步，我国煤矿生产虽然已经基本实现了机械化水平，但工人仍需付出较大的劳动。但是随着煤矿机电产品一体化技术的进步，许多新型的机电设备的发展彻底改变了传统的作业模式。工人的劳动生产率大幅提升，劳动强度明显降低。

1.3 增加劳动收入，带动相关产业的发展

采用先进的煤矿机电一体化技术，就能够大幅度地提高了煤炭产量，在煤矿企业中，产量的增加就意味着企业的经济效益的提高，职工收入的增加和生活水平的改善。

2 煤矿机电一体化的发展阶段

煤矿机电一体化的发展历程大致可以分为以下三个阶段：

2.1 煤矿机电一体化发展的第一阶段为20世纪60年代以前，我们又称这一阶段为初级阶段。

在这一时期，人们开始有意识地利用电子技术的发展的初级成果来改善机械产品的相关功能。在第二次世界大战期间，战争加速了电子技术和机械产品地结合，这些机电由于运用了当时较为先进的军用技术，并且战后这些机电在经济建设中得到了运用，加速了战后经济的复兴。

2.2 煤矿机电一体化发展的第二阶段为20世纪70～80年代左右，我们也可把这一阶段称为蓬勃发展阶段。

在这一时期，由于通信技术、计算机技术和自动化控制技术的发展，给机电一体化的发展带来了更为先进的技术，加之大规模、较大规模的集成电路和微型计算机的发明，给机电一体化的进步提供了更为丰富的物质条件。

2.3 煤矿机电一体化发展的第三阶段为20世纪90年代后期，这时候机电一体化技术的发展方向进入了智能化的方向，机电一体化技术迈进了新的发展时期。不仅光学、通信技术等在机电一体化技术中得到运用，而且微细加工技术也慢慢的在机电一体化中得到实现，进而出现了许多新分支，如微机电一体化和光机电一体化。

3 煤矿机电一体化的核心技术

3.1 传感与检测技术

被看成系统的感受器官的是机电一体化技术的传感与检测装置，它与信息系统的输入端相连接，并将获取到的信息传递到信息处理部分。传感器作为传感与检测的关键部件，它是将被检测的元件（包括各种化学量、生物量和物理量等)变换成系统可识别出的一种有用的电信号。

3.2 计算机与信息处理技术

它不单单指计算机的硬件技术和软件技术，还含有数据技术网络与通信技术等。尤其是近年来快速发展的现场总线技术，不仅可以说是一种新技术，更可当作是一种重要的思想。它不但在单体装备上获得了巨大的成功，在过程控制系统上面也有重要意义。

3.3 自动控制技术

近年来在技术领域最活跃的一项技术是自动控制技术，自从经典控制理论应用以来和随后的人工智能控制技术的提出，这些理论都对机电一体化技术产生了很大的影响。随着微型机的普及，自动控制技术现已经与计算机控制技术密切的联系在一起，成为机电一体化中十分重要的核心技术。

3.4 机械制造技术

机电一体化技术的基础是机械制造技术，机械技术在机电一体化技术中具有重要作用。不论机械设计和制造，还是机械工艺，潜力都非常巨大。在机电一体化系统的制造过程中，经典的机械理论与工艺应采用人工智能与专家系统，并借助于计算机辅助技术，可获得新一代的机械制造技术。

4 先进机电一体化产品的技术特点

4.1 控制与监测系统

该系统是由计算机(包括单片机、嵌入式计算机或PLC)和多种传感器构成的，对各种形式下的工况条件及设备的工况参数具有监测、控制和保护作用，其中一些参数可在显示屏上直接得到显示。

4.2 通信联网功能

现今机电一体化产品都具有通信联网的这种基本功能，已不在被看成是一个“自动化孤岛”，一般把专用的通信模块或通信接口设置在该产品的计算机或PLC上，通过光纤或双芯屏蔽通信线与其它机电设备连接，便可以获得信息交互、联动和集中控制。

4.3 传感器技术

作为机电一体化产品的重要组成部分之一的传感器，可被看成是机电一体化产品与外部信息联系的窗口，其质量和性能的优劣直接关系到产品的性能和可靠度。

4.4 监控保护系统的智能化

随着机电一体化的发展，一体化产品的监控安全系统也得到了较快的的发展和进步，并且随着网络技术的发展和软硬件产品的不断的更新，监控系统的无论是从运行质量，还是速度上都有了很大程度的增强，这便大大提升了了产品的现场利用率。

5 先进机电一体化的优点

5.1 安全性能大为增强，因为先进机电产品具有了自动监视、诊断功能。

5.2 先进的产品具有运算、控制、记忆、信息处理等功能。进而达到产品的多功能化、智能化和高性能。

5.3 先进的产品还具有节能的功效，因为它可以根据运行情况和负荷进行自动的控制与调整。

5.4 结构简化。使产品向着薄、细、轻的方向快速发展，从而可以采用模块化和标准化的方法进行设计和制造。

6 先进机电一体化的发展趋势

6.1 多功能化

今后煤炭企业机电一体化产品要向着更多功能、更多用途的方面发展，同时依靠非煤炭机电产品发展的优势，不断加强这类机电产品向煤炭机电产品的转换。

6.2 更加系统化

现今，虽然我国煤矿的机械设备虽然采用了目前最为先进的机电一体化技术，但是远没有系统，发挥其强大的系统态势。相比传统的中小煤矿，我国国有新建大中型煤矿在系统化方面应用的效果较好。我国的煤炭机电企业在煤矿机械设计制造的过程中．也要加强系统化方面的意识，使其产品更加符合煤矿现代化对机电一体化的要求。

6.3 绿色化

在开发新型机电一体化产品的时候，要不断的开发那种环保、噪声低、低污染、优质、高效节能、低粉尘、可靠性强的设备。这是煤炭企业机电一体化的大势所趋．这也是我国煤矿采掘行业的发展趋势。

6.4 程序化

产品的程序化是现代煤矿企业机电一体化发展的必然趋势。但是我国机电一体化产品在程序化上面的应用，尤其是煤炭企业的机械设备上。与其他国家相比较差距还是很大的，我们要加快产品的程序化，不断缩小与发达国家在这方面的差距。

参考文献：

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