摘要：机电一体化技术对于煤矿企业来说是非常重要的，将电子技术与生产结合，对于煤炭企业中机械性能的提高有着很大的影响。随着煤炭企业各部分的完善，机电一体化也实现了很大程度的进展和完善，相关的机械在煤炭企业中的使用范围越来越广，但是存在的问题也是很多的。基于此，文章探讨分析了机电一体化技术在煤矿机械中的应用，以供参考。
关键词：机电一体化；煤矿；机械
引言
伴随现代科技水平的不断增长，机电一体化技术在各行各业中的应用不断增加，其中在煤矿机械中的使用极大地推动了煤炭产业的发展。国家经济发展对煤炭需求日益增多，其对现代化高科技煤炭生产设备需求也日益增多，通过机电一体化技术的有效应用，煤炭生产设备的性能获得显著提升，极大提升生产效率的同时也进一步增强了生产安全性，获得了显著的社会与经济效益。
1煤矿机械中机电一体化的优势
1.1在线监控、故障诊断与自动报警
在线监控是指借助机电一体化技术对井下作业机械的电动机、液压系统、传动装置、制动装置等运行状况进行在线监测与远程控制；故障诊断与自动报警是指在对井下作业机械运行状态进行监测时，通过实时数据与设定合理数据的比对，发现异常状况后能够自主对故障位置及故障原因进行诊断，并及时向设备维护人员发出故障警报，促使其立即解决问题。这种方法不仅能够大幅削减设备维护人员作业量，降低作业难度，提升井下作业效率，同时还能够优化故障排除用时，提升设备使用寿命，实现矿井经济效益的提升。
1.2提升煤矿机械设备自动化水平
对于煤矿井下生产而言，提升其作业的自动化水平不仅有助于改善作业环境，降低井下作业人员劳动强度，提升井下生产效率，同时还能够充分避免设备操作人员经验不足导致的误操作对生产的不利影响。以东峰矿2011年引进的厚煤层综采设备为例，设备采用先进的电液控制系统，借助微型中央电脑对设备作业时的各个动作进行实时的精细化操控，能够有效保障操作的连续性与准确性，同时还能够降低回采面作业人员数量，降低安全风险。
1.3降低能耗，提升作业效率
机电一体化技术在煤矿机械中的使用有助于降低矿井生产能耗，实现井下作业效率的显著提升。以井下生产中常见的通风设备、运输设备为例，借助可编程逻辑控制装置与变频技术，不仅能够实现对设备的远程操控，还能自行依据实际进行功率调配，大幅削减能耗。根据相关资料统计，通过在煤矿机械设备中推广普及变频技术与使用可编程逻辑控制装置后，井下生产作业设备能耗普遍减少达30％，同时生产效率提升20％以上。
2机电一体化技术在煤矿机械中的应用
2.1机电一体化技术在提升机中的应用
提升机是煤矿机电一体化、自动化设备应用的最高水平。全数字交流直流提升机，尤其是把鼓结构和驱动相结合的内装式提升机，在很大程度上使得机械的结构得到简化，充分反应了机械-电力电子计算机-自动控制的完美组合。全数字提升机拥有很高的可靠性，由于使用总线的方式，电气安装也得到了很大的简化，此外，硬件配置也很简单，可以互相兼容。国内数字直流提升机已成为煤矿提升机的首选模型。我国成功开发了具有自主知识产权的全数字化提升机，asc是其核心部分，它由双CPU的计算机系统组成，性能先进、操作简便、准确可靠。我国还使用SIMADYND和S7成功开发了第一个逆变器供电的交流提升机，目前最大装机容量达到5000kW，在主、副井提升机方面可以完全自动化，不需要特殊起重机司机。
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2.2机电一体化技术在采煤机中的应用
电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机中应用的一项具有代表性的设备之一，与液压牵引相比，它具有良好的牵引特点，提供在采煤机前进时的牵引力，使其克服阻力，也可以发电制动，能够反馈电力；可以用在大倾角煤层，牵引电动机轴端装有可视停止设备，以防止机器刹车，因为设计制动转矩1.6～2.0倍是额定转矩，所以可用电力牵引在40°～50°角的煤层，而不需要其他防滑装置；运行可靠，使用寿命长，电力除了电机的电刷和换向器磨损，所有其他元素都没有损坏，具有很强的可靠性，所以故障发生率较低，机械的使用寿命也得到延长，设备的维修量也大大减少；反应灵活，良好的动态特征，电子控制系统可以调整各种参数，防止超负荷运行。
2.3机电一体化技术在带式输送机中的应用
带式输送机的特点是能够长距离连续运输，效率高，运行可靠，吞吐量大，易实现自动化，是我国煤矿煤炭输送系统的主要运输设备，已成为机电一体化技术研究的重中之重。现在主要用机、电、液一体化CST可控软启动设备，它的运输方式较为特别，专门为平滑启动运输大惯性负载，如煤或金属矿石的长距离带式输送机而设计的驱动装置。带式输送机可以由一个或多个CST控制，由于动态分析、在线监测技术以及启动延迟技术还未得到解决，所以我国在带式输送机驱动点不能太多，一般驱动点为3点，限制了输送机单位长度和容量。此外，输送机监测设备功能较少，缺乏可靠程度，灵活性能也不高，同国外技术相比差距较大。
2.4机电一体化技术在掘进机中的应用
掘进机是目前大多数煤矿生产单位使用的机械设备，其电气部分包含了矿本质安全操作箱、矿用隔爆型电铃、防爆灯、矿用防爆开关箱等，同时结合液压系统实现机械生产功能，从而达到对煤矿自动化开采的目的。其控制系统的任务是保护和控制机械设备的主控制器，而且需要对故障进行检测和信息记忆。并且，具有良好的人机交互界面，能够同时实现显示操作相液晶屏和防爆安全开关箱显示仪表的功能。其中，开关箱与操作箱之间的信息传输应用的是动力载波技术，这种技术只需要利用普通的两芯通讯电缆就可以实现，而且操作简单安全。
对于整个电气系统而言，主要体现的特点是设计理念比较先进，显示功能强大，能够实现较好的人机交互功能，而且安装简便，易于操作，安全性能高。主要利用可编程控制器作为关键部分，实现短路故障、三相不平衡故障以及过电压故障的监控，而且也能够实现油泵的检测和保护。同时，它还可以将电机运行状况、电气参数以及故障信息显示出来，以便工作维修人员参考。电气部分的控制由PLC来实现，将PLC和电流互感器、漏电检测装置、电机温度保护装置以及输出信号连接，通过程序的编辑和运行来实现整个电气部分的自动化、智能化控制，同时实现故障的智能性检测、切断以及存储。
结束语
在煤矿机械生产中，加强机电一体化的应用，需要将各种先进的技术进行结合，实现生产和经济的协调发展。但是，在煤矿机械生产的过程中还存在一系列的问题，要不断改善这些问题，找到煤矿机械发展的方向，不断完善煤矿生产技术，减少安全事故的发生，实现经济收益的不断增长。
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论文作者:于福田,郭心江
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/16
标签：煤矿论文; 机电一体化论文; 作业论文; 技术论文; 机械论文; 井下论文; 设备论文; 《基层建设》2017年第11期论文;