李銳鋒LI Rui-feng

（神華寧夏煤業(yè)集團有限責(zé)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(shù)等多種技術(shù)有機結(jié)合的一門復(fù)合性技術(shù)。這種復(fù)合化技術(shù)的“乘法效應(yīng)”使機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)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(shù)、將機械裝置和電子設(shè)備以及軟件等緊密結(jié)合起來，相互滲透，相互融合而形成的一門新興的綜合技術(shù)。它的本質(zhì)不僅是單純地利用電子技術(shù)來簡化或替代機械，更重要的是將機械系統(tǒng)、微電子和計算機技術(shù)、信息技術(shù)組成了最佳系統(tǒng)。

靈新煤礦于1990 年正式投產(chǎn)，已有二十多年的生產(chǎn)歷史，煤礦經(jīng)歷了從小井炮采工藝到現(xiàn)代化綜采設(shè)備及工藝，從依靠人工勞動到由機電一體化產(chǎn)品代替的過程。隨著我國煤礦機電一體化技術(shù)取得了較大的發(fā)展，機電一體化技術(shù)也應(yīng)用到了煤礦每個環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代的自動化技術(shù)離不開電與機械密切相連，機電一體化技術(shù)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(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)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(fā)揮作用。機電一體化技術(shù)在煤礦自動化領(lǐng)域中應(yīng)用甚廣。煤礦基本礦圖和各類專業(yè)礦圖是煤礦安全生產(chǎn)的技術(shù)保障，在引進整套工程繪圖設(shè)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(xiàn)代化煤礦安全生產(chǎn)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(fā)展為由計算機繪圖技術(shù)、繪圖軟件及工程打印機、工程復(fù)印機、工程掃描儀等網(wǎng)絡(luò)化的機電一體化設(shè)備。

1 機電一體化技術(shù)的優(yōu)越性

機電一體化技術(shù)能夠提高機械產(chǎn)品使用的安全性和穩(wěn)定性，并且進一步優(yōu)化設(shè)備性能。機電一體化設(shè)備可以全程跟蹤監(jiān)控生產(chǎn)狀況，并具備故障自診斷和自動預(yù)警等功能，不僅簡化了操作流程，而且能夠協(xié)助生產(chǎn)調(diào)度人員全面掌握生產(chǎn)狀況。該技術(shù)可應(yīng)用在多個生產(chǎn)領(lǐng)域，且能夠長期穩(wěn)定運行。自動化操作功能是機電一體化產(chǎn)品的一大特點，這使其具備了良好的應(yīng)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(shè)備本身強大的復(fù)合功能使設(shè)備調(diào)試和運行維護更加便捷。

2 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中的重要意義

我國自造的煤礦機電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設(shè)備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優(yōu)點。這些設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)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(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

3 機電一體化技術(shù)在靈新煤礦生產(chǎn)繪圖中的應(yīng)用

靈新煤礦已有20 多年的生產(chǎn)歷史，煤礦周邊小窯較多，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，煤礦礦圖種類繁多，傳統(tǒng)的手工繪圖由于耗費大量的人力和時間，已不能適應(yīng)企業(yè)發(fā)展。因此，靈新煤礦于2005 年引進了工程打印機、工程復(fù)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(chǎn)品及技術(shù)。工程打印機、工程復(fù)印機是典型的機電一體化產(chǎn)品，材料、電子、光學(xué)、機械等領(lǐng)域的新技術(shù)都會很快地反映在打印機產(chǎn)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(fā)展。工程復(fù)印機的平推式走紙通道技術(shù)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(fù)印處理速度；而利用傳感器判斷紙張邊界的紙張定位技術(shù)使打印內(nèi)容的定位更加準確，使用戶只需將紙張放入打印機、復(fù)印機即可，不必再調(diào)整紙張進紙位置這些技術(shù)促進了煤礦生產(chǎn)繪圖向高新技術(shù)的發(fā)展。引入LCD 顯示技術(shù)使打印機面板不再單調(diào)，液晶屏可以顯示打印機狀態(tài)、打印機墨量信息、打印機紙張信息及版本信息等內(nèi)容，便于進行參數(shù)設(shè)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(lián)的功能；靈新煤礦利用企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)，將工程打印機、工程復(fù)印機、掃描儀、計算機、傳真機等聯(lián)在一起，并將局域網(wǎng)內(nèi)所有機電一體化設(shè)備共享，遠程管理、遠程診斷功能實現(xiàn)了通過某一臺計算機對所有的打印機等機電一體化設(shè)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(chǎn)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(shù)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(shù)字化工程。實現(xiàn)了靈新煤礦礦山數(shù)字化，為我礦的繪圖技術(shù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。在制圖工藝及繪圖設(shè)備發(fā)展的過程中，機電一體化技術(shù)原理和使機電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)中檢測傳感技術(shù)、信息傳感技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動控制技術(shù)。機械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)是工程打印機、工程復(fù)印機等機電技術(shù)產(chǎn)品的機械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)及信息處理單元有機結(jié)合而賦予了新功能和新技術(shù)的高科技產(chǎn)品。高科技機電一體化產(chǎn)品在煤礦生產(chǎn)繪圖中的應(yīng)用提高了。

4 機電一體化技術(shù)未來的思考

目前，靈新煤礦井下及工程繪圖設(shè)備中使用的機電一體化產(chǎn)品大多為引進的國外產(chǎn)品，但與國際水平相比尚有諸多部分亟待改善。國內(nèi)的煤電一體化技術(shù)要與國際接軌，首先要掌握煤電一體化技術(shù)的特點，時刻關(guān)注其發(fā)展動態(tài)，政府與企業(yè)通力協(xié)作，規(guī)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(shè)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(jié)省設(shè)備空間的同時提升了設(shè)備性能。目前，嵌入式計算機在煤電一體化產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用，產(chǎn)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(chǎn)品的主打設(shè)計理念之一。通信模塊應(yīng)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(dāng)前煤礦機電一體化產(chǎn)品的一個主流趨勢。智能化的應(yīng)用標準是機電一體化設(shè)備可以對機電設(shè)備及周圍環(huán)境進行判別，使設(shè)備自動適應(yīng)環(huán)境并且自動調(diào)整到最佳運行狀態(tài)。除此之外，還要分析所采集的參數(shù)信息，進行故障自診斷，并基于診斷結(jié)果預(yù)測以后工作過程中可能出現(xiàn)故障；實現(xiàn)遠程操作控制功能將會有效防止事故發(fā)生，大大加強煤礦機械工程的安全性能。

5 結(jié)語

機電一體化技術(shù)在靈新煤礦生產(chǎn)繪圖中的應(yīng)用極大的提高了勞動生產(chǎn)率，提高了煤礦繪圖的技術(shù)水平，提升了煤礦的綜合實力。開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置將是我礦未來機電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向。

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