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　　【摘 要】煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代，近来，随着国家对煤矿安全生产的重视，煤矿设备投入的不断增加，煤矿机械也处在一个更新换代的时期。

　　【关键词】煤炭机械;机电一体化;应用

　　随着科学技术的不断发展，对煤矿机械的性能要求也在不断提高，电子(微电脑)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛，结构将更加复杂，维护也将更加专业化。

　　为帮助煤矿机械使用人员、维修人员、管理人员对煤矿机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握，下面我就这些做一下介绍与浅述。

　　煤矿生产中，煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产，也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。

　　而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性，从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。

　　电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分，同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。

　　随着科学技术的不断发展，以及对煤矿机电产品性能要求不断提高，电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大，其功能将会越来越强，应用范围也将越来越广，而其复杂程度也随之提高，这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求，对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。

　　为适应煤矿机械对性能的要求，仅仅依靠机械和液压技术已显得力不从心。

　　电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。

　　机电一体化是一项新兴的技术，将其引入到煤矿机械中，必将会给煤矿机械带来了新的技术变革，使其各种性能有了质的飞跃。

　　机电一体化又称机械电子工程学，是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。

　　机电一体化技术从70年代中期开始在国外机械上得到应用。

　　80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起，推动了机械制造技术的迅速发展，特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用，极大促进了煤矿机电产品的性能，使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。

　　以微电脑或微处理器为核心的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及，在我国也是发展的方向，已成为机械高性能的体现。

　　目前机械的电子(微电脑)控制系统主要用以实现如下功能：

　　一、在线监控、自动报警及故障自诊

　　即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控，出现故障能自动报警并准确地指出故障的部位，从而改善操作员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作，降低使用维修费用，缩短停机维修时间，延长设备的使用寿命。

　　如采煤机上变频器就采用PLC控制，可实现多种在线监控和故障自诊，还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。

　　二、节能降耗，提高生产效率

　　例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等，使用变频起动、PLC控制系统，节电量就为30%左右，同时生产效率也大大提高了。

　　三、自动化或半自动化程度的提高

　　煤矿机械实现自动化或半自动化控制，可以减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，并减少因操作者的经验不足，对作业精度的影响。

　　例如，冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备，由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统，就是微电脑控制，只要在支架操作控制器上输入程序，支架使会自动连续动作，也可实现远程控制和工作面无人操作。

　　四、其他应用

　　一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器，能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比，从而改变功率，这不仅充分利用了电动机功率，大大提高了能耗经济性，而且也简化了操作，降低了劳动强度，提高了设备的安全性能，提高作业人员操作的安全性。

　　目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制，可实现无人操作，使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业，也配备了无线遥控装置，可远程遥控也可微电脑编程控制。

　　电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。

　　由于煤矿机械一般井下作业，其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭，此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰，工作环境非常恶劣，因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求，能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化，具有较长的使用寿命;密封性能好，能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力，系统能在各种干扰下可靠地工作。

　　参考文献 ：

　　[1] 王建兴 机电一体化技术在煤矿机械中的运用[M].北京：科学出版社，2010。

　　[2] 高秀毓 机电控制工程[M].北京：人民大学出版社，2011。

　　[3] 刘京 现代机械机床设备[M].北京：化学工业出版社，2011。

　　机电一体化设计在实践中的应用,随着社会的发展，机电一体化这一专业越来越受到我们的重视，下面小编就为大家推荐一篇机电一体化应用的论文，欢迎大家阅读哦!

　　【摘 要】机电一体化的设计是一个自上而下的过程，为了实现机电系统的合理集成，就必须保证系统功能和性能指标在子系统中是合理分配的。本文以机电一体化的技术发展为背景，对其在实践中的设计进行了分析，首先分析了机电一体化产品的特点，重点研究了设计中的关键技术，最后给出了实际的设计方法，以期给相关人员参考。

　　【关键词】机电一体化;产品;设计方法

　　引言

　　机电一体化的概念起始于上世纪70年代，发展到今天已经有40多年的历史了，其技术也在不断的发展和丰富。尤其是近年来，科学技术日新月异，人们对于机电一体化的设计有了更高的要求，要求柔性设计，工作可靠， 性能好等。传感技术、网络技术、控制技术等为机电一体化的发展提供了技术支出，各种技术交叉运用于机电一体化中，使其成为了一门新型的学科技术，涉及到：机械设计、机械制造、信息处理、伺服和接口技术等等。

　　1 机电一体化产品特点

　　分析机电一体化产品的特点，主要有以下几点：

　　(1)机械系统。在机电一体化中，机械系统的组成包括：机身、框架、机械传动以及联接等。它是产品功能实现的基础，因此对机械结构具有较高的要求;其结构、材料以及工艺加工等都必须满足产品高效、可靠、节能等的要求。

　　(2)动力系统。该系统的主要功能是提供能量和功能给机电一体化产品，驱动相应的执行机构工作，从而完成主功能。动力系统的动力源包括：电动力源、液动力源以及气动力源等。

　　(3)传感与检测系统。在该系统中，传感器的主要作用是将外部或自身的参数转换为能够进行测定的物理量，通过相应的检测系统，实现对这些物理量的测定，从而提供各类信息给机电一体化产品。通常情况下，传感器和检测系统的主要功能是由测量仪器来实现的，要求其具有体积小、安装方便、具有较高检测精度等特点。

　　(4)信息处理及控制系统。该系统主要用于接收传感和检测系统所反馈的信息;同时对这些信息进行处理、运算以及决策等，最终实现控制功能。信息处理和控制系统的组成主要包括：计算机软件、计算机硬件以及接口等。

　　(5)执行机构。在控制信息的作用下，执行机构可以完成相应的动作，从而实现主功能。执行机构中的运动部件通常采用的是机械、电液以及气动等机构。在实现产品饿目的功能中，执行机构是最直接的执行者，它是最为重要的组成部分。

　　2 机电一体化设计概述

　　从现代设计方法的角度入手分析机电一体化设计，所谓“设计”，它是指一个信息系统，将需求设计为输入，设计结果则为输出;在工程设计中，根据相关的科学技术原理，内存能够创造性的将人们的需求转为具有相应功能的具体产品;并且，还提出了具体的实现方案。从系统工程的角度来看，设计属于一个三位系统，由：时间、逻辑以及方法组成，图1给出了三维系统图示。其中，时间维描述的是设计目标流程，它是按照时间进行排列的;逻辑维是指相应的逻辑步骤，它主用于解决问题;在设计工作流程中，逻辑维需要在每一个阶段之内完成工作内容以及思维程序;最后是方法维，它主要是指在设计过程中，思维方法、工作方法及其相关的领域知识。

　　3 机电一体化设计方法

　　3.1 设计可行性研究

　　在机电一体化产品的可行性研究中，是通过实际的调查与研究，对市场需求进行分析，掌握最新信息，进行可行性论证，初步规划产品设计的基本方案，主要内容包括：投资总额的预测、各组成部件的价格预测、产品性能的价格预测以及经济评价等等。

　　3.2 基本设计

　　在基本设计阶段，首先需要提出相应的技术，其内容包括：硬件技术、软件技术等;前者又包括：产品的结构元件、产品的控制元件等;后者又包括：操作系统、控制系统等。在设计整个系统的过程中，尽可能的多给出几种方案，从中找到一种最优的方案。

　　3.3 详细设计

　　完成基本设计之后，需要进行详细的设计，在此过程中包括以下主要内容：业务分工、程序设计、工艺设计、操作系统设计、总体设计、外围设备设计、控制系统设计以及安全保护设计等。在设计开发性的产品过程中，要对产品的性能指标参数进行拟定，进行必要的计算，找到所用的设备，实现对机构设计和运行性能等的设计。

　　3.4 实际运行试验

　　最后是实际运行试验阶段，在此阶段中，主要的工作包括：检验产品的工作性能，进行产品性能的评价以及改进。进行产品工作性能检验的主要目的是测定生产周期以及生产率，分析故障，对故障的时间、原因等进行考察;改进的主要目的是进行产品问题的改进，提高产品的性能。对产品性能进行评价主要是从两个方面进行的：技术评价、经济评价。

　　总之，在进行机电一体化产品的设计中，要注意质量、成本、市场与可行性之间的关系，要把握好长期与短期发展之间的关系。

　　4 结语

　　作为一种复合技术，机电一体化的设计需要多个部门的相互配合和支持，共同设计才能得到较好的结果。在具体设计过程中，不仅需要深入了解机电一体化中各项技术，还应该重视系统工程的概念。本文以机电一体化的技术发展为背景，对其在实践中的设计进行了分析。在未来，应该注重技术融合和结合，共同实现机电一体化系统的发展。

　　参考文献：

　　[1]丁子华.新时期多功能通信网络的设计与应用[J].工业科技研究，2009(12).

　　[2]林仁宝.机电一体化控制系统的设计与应用[J].中国科技信息，2011(11).

　　[3]陈周峰.基于微型计算机控制系统的机电作业模式[J].机电一体化，2011(12).

　　[4]赵松年.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2004.