機電一體化技術在靈新煤礦生產繪圖中的應用

李銳鋒LI Rui-feng

（神華寧夏煤業集團有限責任公司靈新煤礦，靈武 751400）

（Lingxin Coal Mine of Shenhua Ningxia Coal Industry Group，Lingwu 751400，China）

0 引言

機電一體化是集機械、電子、計算機和信息技術等多種技術有機結合的一門復合性技術。這種復合化技術的“乘法效應”使機電一體化產品的應用十分廣泛。機電一體化是在機械的主功能、動力功能和控制功能上引進計算機及電子技術、將機械裝置和電子設備以及軟件等緊密結合起來，相互滲透，相互融合而形成的一門新興的綜合技術。它的本質不僅是單純地利用電子技術來簡化或替代機械，更重要的是將機械系統、微電子和計算機技術、信息技術組成了最佳系統。

靈新煤礦于1990 年正式投產，已有二十多年的生產歷史，煤礦經歷了從小井炮采工藝到現代化綜采設備及工藝，從依靠人工勞動到由機電一體化產品代替的過程。隨著我國煤礦機電一體化技術取得了較大的發展，機電一體化技術也應用到了煤礦每個環節。現代的自動化技術離不開電與機械密切相連，機電一體化技術主要從硬件和軟件兩個方面加以分析，硬件包括主機（機械主體）、傳感系統、控制系統、執行機構和接口等，軟件是按人的意志編制成的機算機程序，通過信息使硬件更好地發揮作用。機電一體化技術在煤礦自動化領域中應用甚廣。煤礦基本礦圖和各類專業礦圖是煤礦安全生產的技術保障，在引進整套工程繪圖設備、繪圖軟件及計算機之前，在聚酯薄膜上繪制完成一張長3000mm，寬914mm 的礦圖，需要一個熟練工歷時一年的時間，繪制完成的圖紙因材料特殊性也不便于保存和使用。為了現代化煤礦安全生產的需要，靈新礦的圖紙繪制工程也由手工繪圖的清繪、描圖、鴨嘴筆上墨等工藝及簡易曬圖機發展為由計算機繪圖技術、繪圖軟件及工程打印機、工程復印機、工程掃描儀等網絡化的機電一體化設備。

1 機電一體化技術的優越性

機電一體化技術能夠提高機械產品使用的安全性和穩定性，并且進一步優化設備性能。機電一體化設備可以全程跟蹤監控生產狀況，并具備故障自診斷和自動預警等功能，不僅簡化了操作流程，而且能夠協助生產調度人員全面掌握生產狀況。該技術可應用在多個生產領域，且能夠長期穩定運行。自動化操作功能是機電一體化產品的一大特點，這使其具備了良好的應變能力,控制及檢測運行靈活，精度高。除此之外，機電一體化設備本身強大的復合功能使設備調試和運行維護更加便捷。

2 機電一體化技術的應用在煤礦生產中的重要意義

我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點。這些設備在煤炭生產中的廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高了煤礦的生產水平和能力，創造了巨大的經濟效益和社會效益。

3 機電一體化技術在靈新煤礦生產繪圖中的應用

靈新煤礦已有20 多年的生產歷史，煤礦周邊小窯較多，水文地質條件復雜，煤礦礦圖種類繁多，傳統的手工繪圖由于耗費大量的人力和時間，已不能適應企業發展。因此，靈新煤礦于2005 年引進了工程打印機、工程復印機、工程掃描儀、記錄機、計算機及煤礦繪圖軟件等一系列機電一體化產品及技術。工程打印機、工程復印機是典型的機電一體化產品，材料、電子、光學、機械等領域的新技術都會很快地反映在打印機產品中，并推動打印機向自動化、人性化、多樣化及更好地滿足用戶多種需求的方向發展。工程復印機的平推式走紙通道技術減少了由于紙張彎曲、卡紙造成的打印偏差，平推式走紙還使紙張的進退紙速度加快，提高了圖紙打印、復印處理速度；而利用傳感器判斷紙張邊界的紙張定位技術使打印內容的定位更加準確，使用戶只需將紙張放入打印機、復印機即可，不必再調整紙張進紙位置這些技術促進了煤礦生產繪圖向高新技術的發展。引入LCD 顯示技術使打印機面板不再單調，液晶屏可以顯示打印機狀態、打印機墨量信息、打印機紙張信息及版本信息等內容，便于進行參數設置，使人機交流更加輕松，操作更加簡單；目前我礦使用的工程打印機具有雙用戶模式，使打印機可以同時使用串口和并口進行打印，達到一機多用、一機多聯的功能；靈新煤礦利用企業內部局域網絡，將工程打印機、工程復印機、掃描儀、計算機、傳真機等聯在一起，并將局域網內所有機電一體化設備共享，遠程管理、遠程診斷功能實現了通過某一臺計算機對所有的打印機等機電一體化設備進行遠程控制、遠程輸出，大大提高了勞動效率。靈新煤礦通過使用掃描儀將紙版圖紙進行掃描后生產圖片格式的文件，運用計算機及圖形處理軟件將紙制圖紙數字化后，利用機算機硬盤進行存儲，再通過工程打印機輸出的工藝完成了220 余張圖紙的數字化工程。實現了靈新煤礦礦山數字化，為我礦的繪圖技術發展奠定了良好的基礎。在制圖工藝及繪圖設備發展的過程中，機電一體化技術原理和使機電一體化產品得以實現、使用和發展的技術中檢測傳感技術、信息傳感技術、伺服驅動技術、自動控制技術。機械技術及系統總體技術是工程打印機、工程復印機等機電技術產品的機械系統與電子系統及信息處理單元有機結合而賦予了新功能和新技術的高科技產品。高科技機電一體化產品在煤礦生產繪圖中的應用提高了。

4 機電一體化技術未來的思考

目前，靈新煤礦井下及工程繪圖設備中使用的機電一體化產品大多為引進的國外產品，但與國際水平相比尚有諸多部分亟待改善。國內的煤電一體化技術要與國際接軌，首先要掌握煤電一體化技術的特點，時刻關注其發展動態，政府與企業通力協作，規范煤礦機電一體化操作流程，并使標準化、系列化和通用化。機電一體化設備的核心部分是體積小、功耗小、具備強大儲存能力、高速運行的計算機，節省設備空間的同時提升了設備性能。目前，嵌入式計算機在煤電一體化產品中被廣泛應用，產品性能比較可靠。此外，通信功能也是目前煤礦機電一體化產品的主打設計理念之一。通信模塊應該具有良好的開放性，并且可提供實時通信功能。智能化也是當前煤礦機電一體化產品的一個主流趨勢。智能化的應用標準是機電一體化設備可以對機電設備及周圍環境進行判別，使設備自動適應環境并且自動調整到最佳運行狀態。除此之外，還要分析所采集的參數信息，進行故障自診斷，并基于診斷結果預測以后工作過程中可能出現故障；實現遠程操作控制功能將會有效防止事故發生，大大加強煤礦機械工程的安全性能。

5 結語

機電一體化技術在靈新煤礦生產繪圖中的應用極大的提高了勞動生產率，提高了煤礦繪圖的技術水平，提升了煤礦的綜合實力。開發有自主知識產權的核心技術,研究具有自主知識產權的核心裝置將是我礦未來機電一體化技術發展的主要方向。

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