基于金屬礦機械視域下機電一體化應用的思考

耿偉

摘 要 金屬礦機械正處在一個向機電一體化方向發(fā)展的時代，近來，隨著國家對金屬礦安全生產的重視，金屬礦設備投入的不斷增加，金屬礦機械也處在一個更新換代的時期。

關鍵詞 金屬炭機械 機電一體化 應用

中圖分類號：TD63文獻標識碼：A

隨著科學技術的不斷發(fā)展，對金屬礦機械的性能要求也在不斷提高，電子（微電腦）控制裝置在金屬礦機械上的應用將更加廣泛，結構將更加復雜，維護也將更加專業(yè)化。為幫助金屬礦機械使用人員、維修人員、管理人員對金屬礦機械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握，下面我就這些做一下介紹與淺述。

金屬礦生產中，金屬礦機械的性能自動化程度及其經濟性等可以說直接影響到生產，也直接影響到金屬礦供電、排水、通風、提升等的安全運行。而金屬礦機械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機械的動力性、經濟性、可靠性，從而影響施工質量、生產效率及使用壽命等。電子（微電腦）控制系統(tǒng)已成為金屬礦現代機械不可缺少的組成部分，同時也是評價金屬礦現代機械技術水平的一個重要依據。隨著科學技術的不斷發(fā)展，以及對金屬礦機電產品性能要求不斷提高，電子（微電腦）控制系統(tǒng)在金屬礦機械中所占的比重越來越大，其功能將會越來越強，應用范圍也將越來越廣，而其復雜程度也隨之提高，這樣就對使用與維修維護這些設備的金屬礦工作人員提出了更高的要求，對金屬礦職工的培訓工作和對金屬礦設備的管理工作也顯得尤為重要。

1在線監(jiān)控、自動報警及故障自診

即對金屬礦機械的電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控，出現故障能自動報警并準確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。如采金屬機上變頻器就采用PLC控制，可實現多種在線監(jiān)控和故障自診，還有金屬礦用各種電器設備也越來越智能化。

2節(jié)能降耗，提高生產效率

例如井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等，使用變頻起動、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時生產效率也大大提高了。

3自動化或半自動化程度的提高

金屬礦機械實現自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產效率，并減少因操作者的經驗不足，對作業(yè)精度的影響。例如，冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄金屬綜采設備，由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國MARCO公司合作生產的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，支架使會自動連續(xù)動作，也可實現遠程控制和工作面無人操作。

4其他應用

一些國外生產的輸送機、采金屬機、綜掘機等采用了電子（微電腦）控制的自動變速器，能夠根據外負荷的變化情況自動改變傳動系的傳動比，從而改變功率，這不僅充分利用了電動機功率，大大提高了能耗經濟性，而且也簡化了操作，降低了勞動強度，提高了設備的安全性能，提高作業(yè)人員操作的安全性。目前我國在綜合機械化采金屬機上采用電子（微電腦）控制，可實現無人操作，使機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業(yè)，也配備了無線遙控裝置，可遠程遙控也可微電腦編程控制。電子（微電腦）系統(tǒng)的可靠性是金屬礦機械非常重要的一項性能指標。由于金屬礦機械一般井下作業(yè)，其直接受到潮氣、金屬塵、通風、石塊、地質變化等的侵襲，此外還受到采金屬振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾，工作環(huán)境非常惡劣，因此電子（微電腦）控制系統(tǒng)必須滿足井下性能環(huán)境要求，能在井下環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作;抗壓強度高、抗老化，具有較長的使用壽命;密封性能好，能防止水分和污物的侵入;較好耐沖擊和抗振性能;較強的抗干擾能力，系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。

為適應金屬礦機械對性能的要求，僅僅依靠機械和液壓技術已顯得力不從心。電子（微電腦）控制技術的發(fā)展就成了金屬礦機械的必要選擇。機電一體化是一項新興的技術，將其引入到金屬礦機械中，必將會給金屬礦機械帶來了新的技術變革，使其各種性能有了質的飛躍。

機電一體化又稱機械電子工程學，是一門跨學科的綜合性高技術，是由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術以及其他技術相互融合而成的一門獨立的交叉學科。機電一體化技術從70年代中期開始在國外機械上得到應用。80年代以微電子技術為核心的高新技術的興起，推動了機械制造技術的迅速發(fā)展，特別是隨著微型計算機及微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術等的發(fā)展及其在機械上的應用，極大促進了金屬礦機電產品的性能，使金屬礦機械進入了一個飛躍的發(fā)展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國外機械上的應用已相當普及，在我國也是發(fā)展的方向，已成為機械高性能的體現。