机电一体化系统在煤矿机电的应用

发布时间：2022-10-05 10:03 热度：

　　机电一体化技术应用到煤矿开采领域中，提升了开采、运输的效率。对机电一体化技术进行论述，分析煤矿机电设备机电一体化的应用，并阐述未来发展趋势。

　　关键词：煤矿机电设备；机电一体化；自动化技术。

　　1引言

　　机电一体化作为一种复合型技术，其是电子元器件的多维度技术（信息处理技术、模块控制技术等）研究的一种总称。从技术综合角度来看，具体可细分为下列几点。（1）系统型技术，主要是从系统为出发点，起到全局协调的作用，通过将总体目标进行分化，然后制定相应的模块以与设备终端操控环节形成精准对接，其中指令操控形式需通过接口来实现数据信息的传输，以保证系统与设备可进行信息间的沟通。（2）计算机信息技术，主要是将设备运行中产生的各类信息进行采集与整合，并依据内部信息处理技术对每一项数据进行精准识别，然后再由系统对信息进行分类与传送，达到最终的控制目标。例如，专家系统、神经网络等都属于计算机信息技术的一种。（3）传感技术，此技术是自动化运行的核心，其技术控制精度越高，则代表设备操控质量越高，传感技术对信息处理受外界环境因素影响较小，且可对终端设备的空间位置进行正确定位，以实现关键性操作。（4）伺服技术，其主要是对动力传输环节进行控制，通过信号形式的转变，将指令正确传达到每一项工作环节中，以此来正确执行操控指令，满足实际加工需求。模块层面主要以模型架构、系统检测、原型阶段等为主。在模型架构方面，可对系统内部的各项组件进行优化，依托于网络优化算法对每一项数字信号存在的功能进行分析，然后对各组件之间的协同特性进行检测，以保证系统运行的持续性。在对模型进行建构时，系统内部将同步生出拓扑模型，将内部各组件的工作机理映射到相应模型节点中，进而完成模型架构。在系统检测方面，主要是对系统运行产生的信息参数与预期参数进行比对，并对与参数所对应的鲁棒性能进行核对，确保支持设备运行的各项参数信息满足常态化工作需求，然后在将设备内系统组件的物理属性进行回路检测，以建立系统化的检测仿真架构，令系统检测信息不再局限于信息反馈体系中。在原型阶段，是一种模型传递，通过对数据信息进行传递，来对仿真信息进行精准确定，以满足系统的基础信息服务功能。

　　2煤矿机电设备机电一体化的应用

　　（1）提升机。在煤矿开采过程中，一般以矿井为主，在设备、技术的支持下，煤矿机械工艺已经逐渐成为煤矿开采的重心，而且随着当前社会市场的激烈竞争，煤矿企业需对自身的技术工艺进行不断优化改进，以提升设备的工作效率，为企业创造更多的经济价值。目前，大部分企业采用的提升机设备，是以数字信号传输为主，依托于机电一体化技术将系统内部的各组件进行契合，例如控制系统、设备滚筒之间的契合，不仅可有效提升系统之间的容错性，还可降低设备结构的复杂性。同时，大部分提升机多属于总线型结构，此种结构的操作形式较为灵敏，且操作安全系数较高，在恶劣的环境中应用时，可极大提升设备的兼容性。近年来，我国煤矿资源的开采已经上升到一个新的领域，在自主技术的研发下，交流式提升成功商用；在信息模型的建构下，设备本身不再局限于人工控制中。工作人员只需通过设备就可实现远程操控，在智能化运行下可有效提升操控精度。（2）挖掘机.挖掘设备作为采矿体系中的重要环节，在地点确认以后，利用挖掘设备对地层进行挖掘，其挖掘效率与质量等也直接决定着企业建筑项目的发展进程。作为设备的终端操控系统，依托于系统的信号指令传输，再经由转换装置对信号进行转化，然后对液压模块、电气模块等进行操控，以此来提升施工效率。同是，在集成信息管理系统（CIMS）的应用下，可将系统信息实时传输到主操控中心，而管理人员依据传感器的信息传递对挖掘机的作业环节进行监控，然后依据指令下达，对各操控终端进行有效控制，以此来形成科学性、规范性的操控体系。（3）采煤机。牵引采煤设备的研发，是以电信号为基础的，依据电能的传输，来控制整个设备系统，其在开采过程中，具有较大的牵引力，以保证采煤机具备动力输出的特性，而当采煤机的运动路径与预期设备目标不符时，则发电设备将自动产生制动状态，而且将余出的电能传输回电能系统中。同时，电牵引机电设备具有较高的安全特性，与传统的液压设备相比，依托于电力组件之间的衔接形式，可有效减少设备各部件之间的磨损，进而降低设备故障产生的概率。在电力组件的控制下，管理人员可通过对数据参数进行修改，来改变设备当前的工作状态，以防止设备产生负荷作业的情况。此外，电力、机械力在互相转换过程中，能量转换率高达90%，且内部机械架构形式较为简便，各工作环节之间一般以线路对接为主，易于维修。（4）运输环节。煤矿企业在对煤炭资源进行运输时，一般由矿车、传送带为主，从设备本身角度来看，在设备持续性的工作条件下，可令煤矿资源在开采之后便可直接运输到定向化的区域内，进而形成一个完整的操作系统。在分布式控制模式（DCS）的应用下，系统的模块化操作形式，可将技术与信息模块进行精准契合，令计算机可同时控制多种基本单元。分布控制系统还具备可拓展功能，依托于二级、三级等形式的控制，可令运输环节实现异步同相操控，以此来提升整体运输效率。（5）监管环节。监管环节主要是煤矿开采体系中的内控体系，依托于传感环境的设定，可将设备作为载体，建构一个立体化监管环境，而管理人员则可依据信息监控系统对各个开采环节进行精准监测，以提升整体运行效率。在机电一体化设备的应用下，可有效将各个设备环节进行衔接，以增强设备自身的稳定性。同时在基准参数的设定下，系统内部的监管环节，可对各项工作环节产生的数据信息进行检测，并回传到主控制系统内，与基准参数进行比对，如数据信息参数与设定参数存在较大差距时，则设备将自动发生报警，并将信息异常部位传递到操控界面中，为技术人员提供决策信息。

　　3发展趋势

　　（1）智能化。煤矿资源是重要的战略能源，而与之以相对应的设备、技术等也是重要基础。作为机电一体化设备来讲，可为人工与机械建立对接平台，将工作人员的指令精准传输到机械设备中。而对于智能化本身来讲，其不仅是对煤矿机械设备提供智能化平台，还是依托于一切信息化技术、电子化技术等来实现多功能操控。在多项综合技术的应用下，设备本身的人工智能控制形式，可为煤矿采集环节提供有效载体，依据神经网络算法、决策功能等，可有效增强设备本身的精度性，而设备在运行过程中，在各项操控环节的嵌套形式下，有效增强设备系统的鲁棒性，进而增强设备的工作性能，为企业创造更多的经济效益。（2）模块化。煤矿机电一体化设备在工作中不是一个独立的系统，需要不同模块设备之间的配合来建构一个操控框架，令开采体系实现规范化运行。而模块化的发展则为各项设备之间建立一个上位操控系统，将各个设备作为一个模块节点，将各设备产生的信息整合到一个系统中，然后管理人员将信息进行分析，然后做出合理调配，以保障整体体系的正常运行。在模块化机电设备的建设下，可将系统的数据信息采集到主操控系统中，然后依据各分部模块反馈的数据信息进行参数设定，进而提升设备运行的精准性。（3）环保化。对于煤矿开采行业是必要的，主要是由于煤矿在开采过程中将对周边环境造成大量的污染，为此，应采用合理、规范、科学的方法来制定技术蓝图。而在实际建设过程中，可对每一项施工环节进行分析，并依据环境危害程度来建立合理的举措，以消减资源开采对周边环境造成的影响，令开采本身不再单一的为经济链为服务，而通过将生态环境的比例进行增加，可为企业及员工树立相应的文化理念，进而为技术及设备等提供新的研发方向。

　　4结语

　　机电一体化技术与机械设备的融合，为煤矿开采行业提出新的发展方向，同时智能化、自动化的操控优势，令设备系统具有更加强大的功能，以满足煤矿行业的发展需求[1]。本文则是对煤矿设备中机电一体化应用及发展进行研究，从当前社会发展趋势来讲，节能化、绿色化理念的逐步渗透，可知，模块化、智能化、绿色化等将是煤矿机电设备未来发展的主体趋势。

　　参考文献

　　[1]王文亮.综合机械化和机电一体化在煤矿开采中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(13):108.

　　作者：张俊萍 单位：山西高平科兴云泉煤业有限公司