机电一体化工作环境大全11篇

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前言

机电一体化是信息技术、机械技术以及电子技术等多方面的学科相互渗透、相互融合结果，由此来说，机电一体化是一门综合性很强的学科，随着机电一体化技术在石油化工机械的广泛应用，进一步使石油化工企业的生产效率和科技化水平得到了提高，大幅度的增加了企业综合竞争能力，但是由于中国在石油化工机械方面的机电一体化措施起步比较晚，与国际水平还具有着相当的差距。石油化工中机电一体化的研究探讨与应用，是阻挡现今国内石油化工工程发展的主要问题。

1.机电一体化概念和在石油化工机械中的应用价值分析

1.1对机电一体化概念的分析

机电一体化指的是机械设备、信息设备以及软件进行合理的有机结合，通过计算机软件和科学技术有效的实现机械设备的数字化和信息化，进一步的提高机械设备的智能性以及功能性水平[1]。在结构上来分析，机电一体化具有自动化、智能化以及功能化等特性。通过石油化工机械机电一体化的应用。有效地实现石油化工机械的故障检查、自动报警以及在线监控。对于石油化工机械的发电与传动系统进行动态监控，一旦石油化工机械工作时出现故障就会自动报警、自动检查定位，大幅度的提高了石油化工企业的工作效率和企业自动化水平。

1.2机电一体化在石油化工机械中的应用与价值分析

随着世界经济的飞速发展以及石油化工行业的深化改革，机电一体化在石油化工机械中的应用，也成为了时展的趋势。进一步促进中国石油化工行业整体发展的要求，提高生产的高效性与安全性、机械设备的信息化水平、工作环境的整洁度以及采矿结构的优化性。在其他一些发达国家，机电一体化技术已经相对成熟，广泛应用于石油化工企业之中，并且更加强了企业的管理水平和技术水平。

1.3机电一体化的应用能大幅度的提高石油化工企业的生产效率

对于中国国内石油化工企业的现状分析，虽然绝大部分企业都已经采用了机械生产这种生产模式，但从宏观上来看，工人的劳动强度大、危险性高、作业环境太差，并且机械化水平较低[2]。由于这些潜在的因素，严重的阻挡了中国石油化工健康而又快速的发展脚步，随着机电一体化应用水平以及应用程度的提高，能够在提高石油化工企业生产效率的同时，将生产成本降到最低，并且也使企业的综合竞争能力得到了极大的提高。

1.4在线监控、自动报警和故障诊断功能的应用

目前大部分的石油化工企业正在或者已经完成了石油化工机械监控系统的安装与使用，监控系统能够有效地监控石油开采系统、动力系统、制动系统、液压系统以及运输系统等重要工作系统。如果一旦这些系统发生异常现象，那么监控系统能够第一时间向有关负责人发出警报、电话或者短信进行提醒，在线监控的优点有很多，不仅可以自动诊段故障信息，还能及时的发出警报，既减少了维修时间和成本，也提高了设备的使用寿命，并且对相关安全事故责任人的管理水平进行了有效的提高[3]。

2.机电一体化在石油化工机械中应用的发展方向

2.1石油化工机械的智能化

随着生产实际的需求和科学技术的发展，对于产品智能化的要求也逐渐增多。这对于机电产品有了新的要求和标准，需要机电产品具有相当的智能性，能够进行逻辑判断和推理，并且自主进行决策。如今，人工智能化技术在不断发展，心理学，混沌动力学以及神经网络等方面的技术研究都有了新的进展与发现，这位提高机电一体化水平，提供了更好的发展前景。

2.2网络化趋势发展

具有机电一体化技术的石油化工机械产品一经研制出来，只要质量没有问题，并且功能有其独到之处，那么很快就会畅销全国。由于信息的全球化发展以及网络的普及，各种远程监视和控制技术将一定会得到飞速发展，对于机电一体化来说，这种远程控制的终端设备本身就是其在实际意义上的一种体现。并且伴随着家用电器网络化，家庭网络将不同的家用电器通过计算机为中心，将其连接成计算机集成家电系统，这也是机电一体化在向着网络化发展的一种体现，一旦机电一体化与网络相结合，那么，对于石油化工机械制造来说，也是一次重大的突破。

2.3对于石油化工机电一体化技术应用发展趋势的总分析

机电一体化技术应用于石油化工机械设备的发展趋势包括：其一，以信息技术和软件程序为前提的设备智能化应用；其二：实现全面国产化，摆脱对于外国产品高度依存的困境；其三：进一步提高石油化工机械设备的自动化水平；其四：进一步加大高度自动化石油化工机械设备的研究力度，实现石油化工机械从实验室到生产一线的转变；其五：通过机电一体化技术的应用实现石油化工机械设备的集成化和迷你化；其六：对于机电一体化在石油化工机械方面的应用，不仅要扩大企业的利润空间，提高企业的生产效率，还要相应地降低生产成本，减少员工的工作压力，实现更加全面的现代化改造。

3.结论

从上文的分析与讨论来看，随着科技的迅速发展和社会的不断进步，机电一体化技术与石油化工机械的紧密结合已经成为了发展的必然趋势，虽然二者结合的设备在实际的工作中还存在着一些问题，但是它的高性能和智能化等特点都要明显强于当今石油化工领域的其他技术，所以，它是现在以及未来石油化工机械制造的发展的一个新的方向，在我国石油化工生产领域中扮演着不可缺少的重要角色。

参考文献：

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中图分类号：TE65；TU712文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）47-0207-01

引言

由于信息技术的飞速发展，网络化、信息化概念向自动化领域的渗透，使得自动化系统的体系结构面临一场深刻的变革，这种变革也必将对机电一体化发展产生重大影响。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。

一、机电一体化在煤化工生产企业中作用

1、提高劳动效率；机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变，大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤化工企业的作业模式，明显降低了工人的劳动强度，大幅提升了劳动生产率，极大地提高了劳动效率。

2、提高了劳动安全保障；传统的焦化工作环境非常恶劣，高负荷地工作会严重影响到操作工的身体健康和生产安全。采用机电一体化设备进行、运输、阀门的开启等，不仅可以使操作工从繁重的体力劳动中解脱出来，而且减少去有毒有害场所的次数故能降低发生事故和危险的几率，提高安全生产效率。

3、增加了经济效益和工人的劳动收入；焦化机电一体化技术的运用使得焦炭的产量大幅提高，增加了企业的经济效益，同样使工人的劳动收入有所提高，改善工人的生活质量。煤化工企业的快速发展带动了我市其它相关行业的快速发展，对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。

二、机电一体化技术在我国经济发展中的作用

1.机电一体化技术在传统国民经济中的作用。机电一体化技术在传统产业中的应用将大大提高企业产品的竞争力，促进产品的更新换代，对国家经济产生巨大的推动作用。一方面传统制造业直接拉动着自动化制造装备的整体需求。另一方面，新兴技术发展刺激了新的技术装备的发展，如信息、材料、生物等。还有战略性可持续发展所迫切要求的特种高精尖自动化装备的研究发展，如海洋、空间、地下资源开发，国防工业精密加工，微机电器件制造，等领域。所以，机电一体化技术对传统国民经济的影响是长期的、持久的，甚至是决定性的。

2.机电一体化技术与产品的应用。机电一体化在机械和电子行业的应用已相当普遍，如数控机床（ONC系统）工业机器人等，此外，机电一体化技术与产品应用于化工部门，能预先报警，减少停车事故造成的损失。减少电能和化工原料消耗，并提高产品质量：应用于电力部门，能提高发电输电稳定性，优化电力分配并避免重大事故；应用于生活方面，电子化家用器械减少了人们的家务劳动量；应用于现代管理部门，自动化办公机械大大提高了管理效率和辅助人们决策实施各种战略方案。

3.机电一体化与企业的技术进步。企业的技术进步表现在生产、管理等各个方面的现代化，由于机电一体化的出现，使得生产方式向“柔性”转化，并向综合（集成）自动化发展，使信息在生产经营管理中的地位显著增大。机电一体化产品的出现，使得工厂自动化、办公自动化和社会服务自动化成为现实。

在企业管理中，机电一体化就是将市场信息供需变化有机的结合起来，成为指导生产的依据，所以把信息的收集、分析、技术经济预测和经营决策结合起来，用于指导生产、强化销售和技术服务是保证企业常胜不衰的重要工作。

在未来的企业里，一流的机电一体化设备、机电一体化产品和机电一体化在管理中的应用，将是企业进步和发展的标志。

三、机电一体化的发展趋势

1.智能化

智能化是机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。

2.系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

3.网络化

早在20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、军事、教育以及人们日常生活都带来了巨大的變革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

4.模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

5.绿色化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

结语

机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。其产品具有自动化、智能化和多功能的特性。其发展趋势是朝智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、系统化方面发展。

作者：许文裴

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关键词：机电一体化；技术；应用领域

Key words: mechatroics; technology; applied fields

中图分类号：TM92 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0160-01

0引言

现代科学技术的不断发展．极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。机电一体化技术目前越来越广泛被采用于钢铁、电力、石油化工、采矿冶金、汽车、造船、航空工程等行业中。本文就机电一体化技术的应用谈几点粗浅认识。

1机电一体化技术的优点

1.1 安全性高机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

1.2 生产能力高机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。

1.3 使用性能高机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

1.4 适用面广机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。

1.5 维护方便机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入若干不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。

2机电一体化技术的应用领域

2.1 数控机床数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

2.2 计算机集成制造系统（CIMS）CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制"物流"和"信息流"，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

2.3 柔性制造系统（FMS）柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

2.4 工业机器人第一代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第二代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第三代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第五代计算机关系密切。

2.5 分布式控制系统（DCS）分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

3结束语

机电一体化的出现是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景将更为广阔。

篇（4）

机电一体化技术在机械领域的应用，不仅能有效整合物质资源、能源资源，还能有效整合机械资源，进而全面提升机械自动化水平。

1机电一体化技术简介

机电一体化是机械装置与电子自动化技术的有机结合，主要是在机械装置运用、信息处理、功能等方面引入电子技术，该技术具有综合性、跨学科等性质。机电一体化技术包括产品与技术两个方面，该技术并不是对电子技术、机械技术的简单拼凑，而是将电子技术、机械技术进行完美组合，以全面提高技术先进性，其与自动化结合技术有本质区别。机电一体化技术的应用，不只是简单的劳动力替代技术，而是有机统一机械设备各个方面，从而全面提高机器设备的自动化、智能化水平。

2机电一体化技术发展趋势

在全球经济技术迅猛发展的今天，机电一体化技术发展趋势如下：2.1智能化机械设备向着智能化方向发展，智能化是生产力进步的重要体现，也是不同学科技术互为融合的结果，即结合计算机科学、控制理论以及心理学思想等，使机器本身具有自主决策能力、逻辑判断能力，从而更好地实现目标。2.2微型化机电一体化产品体积向着微型化方向发展，体积小，耗能较小。目前，微型化机电一体化产品在军事、医疗等精细化行业部门广泛应用。2.3绿色化机电一体化产品的设计、制作以及使用会向着绿色化方向迈进，在顺应时展需求的基础上，更好地保护自然生态环境。2.4模块化开发与研究标准化接口的机电一体化模块单元，对机电一体化技术的广泛应用，具有重要作用。

3机电一体化技术在机械领域的应用

3.1大型挖钻机上的运用

目前，大型挖钻机是各个重点大型工程的关键机械设备，并在大型打桩基础施工中得到广泛应用。与西方国家相比，我国旋挖钻机使用技术不到位，培训机制、配套设施均不完善，西方旋挖钻机的使用效果更好，并产生了大量衍生产品，该技术的应用比较成熟。旋挖钻机的使用方法、使用过程比较复杂，对于精细度要求极高。目前，很多企业为了全面提升操作便捷度与精细化程度，均选择了微处理器控制方式，直接将机电一体化技术运用到大型挖钻机上，进一步优化了大型挖钻机技术，全面提升了工作效率与技术成熟度。

3.2在监控系统中的具体应用

鉴于机电一体化的安全控制功能、修复功能以及自动化功能，可直接将其应用到监控系统中去，合理利用工程机械的制动系统、发动机系统、液压系统等多种装置，对机械运行情况进行全面、动态、持续监控，以有效促进各项机器的健康运行。充分利用机电一体化技术，能自动查找机械工程存在故障问题，如果发现机器运行故障，则会自动报警。在监控系统中应用机电一体化技术，能在全面提升工作效率的基础上，改善工作环境。与此同时，还能更好地帮助工作人员发现问题故障、排解障碍，最大限度保障机器健康运行，全面提升机械运作效率。

3.3在机床中的应用

在中国，大部分数控机床都是按照坐标轴进行运动的，通过补刀功能全面提高工作效率，完成任务目标。在机床中，合理应用机电一体化技术，能全面提升工作效率。例如，滚珠丝杠的具体应用，能有效降低机器摩擦，提高转动效率，尽可能避免低速运行状态。机电一体化技术的应用，还能有效降低生产成本，促进各项设备良好运行。

3.4炼钢、煤矿生产中的应用

现阶段，我国炼钢行业所选用的系统是：以计算机为中心，将显示设备、操作设备、加热设备、仪器仪表、电脑等设备有机融合的系统，该系统充分运用技术手段，全面提升设备的使用年限与效率。随着微型处理技术、现代通信技术的发展，我国炼钢技术得到了突飞猛进的提升。鉴于交流传动的优越性，电气传动技术得到进一步发展，交流传动势必会取代直流传动，交流调速系统的优势将会逐渐显露。在轧钢环节中，交流传动系统的应用范围、应用规模逐渐扩大，上述技术均为炼钢行业的发展提供了强大技术支持。目前，机电一体化技术在煤矿机械中也得到了广泛应用。例如，升降机与挖煤机均普遍利用PLC技术，通过该技术的应用，能有效提高煤矿机械安全监控水平，并在安全排查、故障报警等方面取得了质的飞跃。随着我国煤矿机数量的增加，管理部门面临的挑战与任务日益艰巨，如何高效利用机电一体化技术促进煤矿企业的安全生产，成为迫切需要解决的重要问题。

3.5机械智能机器人中的具体应用

随着科学技术的不断发展，智能机器人必须充分组合、协调多种技术，从而更好地完成任务目标。目前来说，智能机器人在自适应信息控制处理方面的不足与困难逐渐显露，为了更好地解决这一问题，必须充分运用机电一体化技术。要想进一步优化工程机械内燃机的具体运行过程，传感器必须有效接收、发出多种信号，并在传感器信号支持与反馈下促进激光平地机的有效运转。地下穿孔机、掘进机应按照一定的要求进行地下穿越，与空中导弹技术相类似，一般需要内部导向的陀螺仪、加速度计以及外部导向激光技术等。机电一体化技术应用于智能机器人中，应能感知作业对象的形态、位置、方向，充分利用图像处理技术、视觉处理原理，更好地开展各项作业。目前来说，遥控型机器人、无人驾驶机械均采用机电一体化技术，通过无线电控制技术以及电液控制技术的应用，全面提高机械自动化程度。

4结语

本文结合机电一体化技术概念及发展技术入手分析，在大型挖钻机、监控系统、机床设备、智能机器人等方面，详细论述了机电一体化技术在机械领域的应用，以期为一线工作提供理论指导。

参考文献

[1]邱富永.浅谈机电一体化技术在工程机械中的应用[J].科技致富向导,2014(36):109-109.

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1、概述

机电一体化是机械、电子、计算机和信息技术有机结合的一门复合技术。机电一体化是以机械的主功能,动力功能上引进计算机和电子技术,将机械装置和电子设备以及软件等有机结合所构成系统的总称。它标志着机械和电子两个系统的相互渗透,相互融合。煤矿机电一体化技术是矿山综合自动化的基础,是煤矿企业信息化的重要支撑技术,在煤矿采掘、运装备的应用和推广,大力地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了坚实的基础。

2、我国煤矿机电一体化技术的发展现状

从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。

3、煤炭机电一体化技术研究的意义

3.1 提高了劳动效率

机电一体化改变了过去手工作业落后的生产方式,大量新型机电设备的产生彻底转变了煤矿的作业模式,工人的劳动强度明显降低,劳动生产率大幅提升,极大地提高了劳动生产率。

3.2 提高了劳动安全保障

煤矿传统的工作环境使得矿工在潮湿、充满煤尘的环境中长时间、高负荷地工作,这严重影响到矿工的身体健康和生活质量,在异常清况下,会危及到他们的生命。机电一体化采用机电设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,能够使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,并把在危险有害和困难条件下工作的工人解放出来,防止工伤和职业病的危害,确保了矿工的生产安全。

3.3 增加了劳动收入

煤电一体化技术的运用极大地提高煤矿的劳动效率,大幅度地提高了煤炭的产量,提升了企业的经济效益,矿工的经济收入有所提高,生活水平有所改善。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对促进地方经济的快速发展起到积极的作用。

4、机电一体化在煤矿生产中的应用

4.1 矿井综合采煤方面的应用

电牵引采煤矿机是机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用。与液压牵引相比,它具有良好的牵引特性,可用于大倾角煤层、运行可靠、使用寿命长,反映灵敏、动态特性好,结构简单、效率高等特点。

4.2 矿井运输提升设备

(1)带式输送机:带式输送机具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤矿输送系统的主要运输设备。

(2)矿井提升机:矿井提升机实现全数字化交直流提升,特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合营企业一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备。

4.3 其它煤矿机电一体化装置

其它机电一体化设备主要指煤矿矿供电设备。煤矿供电的特点是要可靠、质量高,能满足大功率设备的要求,因此采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数,减少供电系统无功电流,减少无功功率损耗。目前高低开关普遍采用“微机保护”,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。

4.4 在煤矿安全生产方面的应用

矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一,也是保证煤矿安全生产的有效措施,为煤矿安全生产和管理起到了积极的作用。其主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高,具有网络连接功能,系统软件采用了W indows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。

5、煤矿机电一体化技术应用的发展趋势

我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力,创造了巨大的经济效益和社会效益。但是,我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比,还有一定的差距,因此还有很多的工作需要继续研究,其未来的发展趋势是:(1)开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置;(2)增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;(3)开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;(4)煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。

6、结语

先进的煤矿机电一体化设备的高智能化、程序化、信息化的特点及体积小、操作维护方便、保护齐全、性能可靠等,使得这些机电设备在煤矿生产中得到广泛应用。它不但可以提高工作效率、减轻了操作人员的劳动负担,提高了劳动安全保障,同时也增加了矿山企业的市场竟争力,增加了矿工的经济收入,带动了相关企业的经济发展。总之,随着科学技术的快速发展,以及煤矿机电一体化的产品大量使用,其所创造的价值及效益将是以往不可想象的。同时各种新型机电一体化产品的大量使用也促进了机电一体化产品的技术、性能的不断提高及完善。

参考文献

[1]机电一体化实用手册[M].北京:科学出版社,2007.

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关键词：

煤矿机械；机电一体化；应用

0引言

机电一体化是一门综合性较强的学科，包含电子技术、信息技术、机械技术等，各种技术互相渗透和融合，随着中国机械化工业进程的发展，中国煤炭企业生产中的机械化水平也在不断提升，企业的生产效率和竞争实力均得到了很大提升，但是由于中国机电一体化的发展时间较短，关于如何在煤矿机械中应用机电一体化，还需要不断进行思考和实践。

1机电一体化概述

机电一体化是将生产中的机械设备、软件、信息通道等联系在一起，通过计算机技术和科学技术等实现机械设备智能化、数字化和信息化，增加机械的功能，让机械更加智能，因此机电一体化具有自动、智能、多功能的特点[1]。在煤矿机械中应用机电一体化能够实现设备故障检查、系统控制和事故报警等，对于煤矿机械的生产流程进行动态监督，一旦出现了故障可以自动报警和定位，提升了企业生产的自动化水平，同时提升企业的生产效率和效益。机电一体化的应用是科技发展的必然趋势，企业领导者需要重视机电一体化的应用，从而让企业得到更好地发展。

2机电一体化在煤矿机械中应用的价值

煤炭行业快速发展和改革，使得科学技术在煤炭企业生产中的应用增多，可以说机电一体化的应用是煤矿机械发展的必然，其推动着中国煤矿行业整体的发展，比如保证了生产效率和安全性，优化采煤体系，让采煤环境更加信息化，对于提升企业的技术水平有着重要的应用价值。

2.1明显提升企业生产效率

从中国目前煤矿企业的生产情况上看，大部分已然实现了机械化生产，但是仍存在很多问题，比如机械化水平不够、煤矿开采的工作环境差、不安全、煤矿工作者的劳动量大等，这些问题严重制约着煤矿企业的发展。机电一体化的应用可以提升企业的机械化水平，降低煤矿工人的劳动负担，节约企业生产成本。机电一体化的应用能够改善煤矿开采的安全性，间接提升企业的市场竞争力。

2.2有效节约生产能源

在传统煤矿的开采生产中需要耗费大量能源，比如电能、水能等，并且能源的利用效率并不高，不仅造成了能源的浪费现象，同时也导致企业成本增加。当煤矿机械中应用了机电一体化，可以很好地控制能源消耗，同时提升生产效率，比如在开采中应用通风机、传送带等井下开采辅助设备，在机电一体化的应用中可以使用计算机的逻辑控制功能，从而降低电量，减少用电消耗。有数据统计显示，应用了逻辑控制功能后，电量消耗会明显降低，电量的应用仅占据原来用电的65%，说明机电一体化的应用明显节约了能源[2]。图1为机电一体化应用后的矿井通风系统控制图。

2.3提升企业的综合发展效益

机电一体化的应用使得很多工作不需要人力进行，提升了开采工作的安全性，为煤矿企业营造了一个安全的生产环境。传统的矿井环境较差、粉尘多、井下阴冷又潮湿，既对煤矿工作安全构成了威胁，还影响其身体健康，而机电一体化的应用改变了这样的开采局面，改善了矿井的作业环境，并且降低了煤矿工作的劳动量，提升企业的安全生产系数。生产效率高、开采环境安全、开采工作劳动强度降低，这些均使得企业的综合发展效益得到了提升。

3在煤矿机械中机电一体化的具体应用途径

3.1带式输送机

带式传输机具有以下优点：机械效率高、半自动化水平高、输送量较大、传输距离长等，被广泛应用在煤矿机械生产中，主要负责原煤的运输。目前，中国煤矿企业大部分已经实现了皮带化、系统化的生产，计算机技术的应用增加了机械的功能，拨入故障定位、机械自我保护等[3]。带式传输机中应用的提升机直接大约为2m，多采用交流电，电阻调速均匀，采用控制型编程系统进行控制。随着机电一体化进程的发展，还可以采用PLC控制器进行传送带控制。PLC控制器具有操作简单、无接口、无输入输出的特点，抗外界干扰能力强，在艰苦的环境中也可以发挥较好的工作能力，并且工作时间较长。

3.2采煤机

煤矿企业的重要生产目标是依照采煤量进行评价的，随着采煤机的投入使用，煤矿企业的生产效率得到明显提升，当前采煤机应用最多的是电牵引采煤机，其与传统的液压牵引机有着较大差别，可以在任何环境下完成牵引工作，并且电能消耗较少。除此之外，电牵引采煤机还具有开采效率高、设备性能稳定、易操作、设备损耗小等优点，因此电牵引采煤机已经成为当前煤矿开采中适应性高的主流机电设备。电牵引采煤机需要选择专业的人员进行操作，从而保证采煤的安全。

3.3支护设备

传统煤矿开采中的支护设备为液压支架，在应用了机电一体化后也转向电液支架，将液压支架和电子技术结合在一起，形成自动移架，避免了顶板和支架之间产生的电荷冲击，让支护更加安全可靠。采用电液控制的支护设备可以准确检测出设备的工作情况，选择乳化液泵站来提供电液，具有高液、大流量的特点，能够结合支护设备的运行情况自动调节电液的供应量。目前中国应用较多的是乳化液智能泵站，可以自动检测油位，及时校正浓度，自动分配电液供应，其带有远距离的传输功能，配有液晶显示器，可以根据油位、浓度等自动调节[4]。在电子技术的控制下，支护设备能够更好地为煤矿开采提供安全的环境，并且控制智能，降低传统支护设备的危险系数。

4煤矿机械中机电一体化的发展趋势

a)机械智能化。随着科技发展，对于机电产品的智能化要求增加，机电设备需要有逻辑推理判断能力，能够根据故障情况进行自我修复，这需要不断研究人工智能技术；

b)数字网络化。微型控制器的发展使得机电一体化逐渐趋向数字化，加强网络信息技术的普及，使得数字机电产品成为可能。将机电一体化进行数字化地改进，提升设备的通用性、可靠性，方便远程控制和诊断；

c)人性化。机电一体化的应用要不断提升其服务性能，符合人的操作、应用习惯，从外型、色彩上进行调节和改进；

d)绿色化。工业发展使得人类生存的环境受到破坏，因此在机电一体化的应用中需要研究出绿色设备，节约能源，减少对环境的破坏，并且可以循环利用。

5结语

煤矿行业的发展和科技水平的提升加速了机电一体化在煤矿机械中的应用进程，煤矿机械中应用机电一体化能够提升生产效率，营造出安全的开采环境，为企业的综合发展打下良好的基础，各种机电一体化的设备比如带式传输机、采煤机的应用节约了能源的消耗，提升了企业发展的综合实力。在未来机电一体化的发展中，煤矿企业的生产会趋向人性化、智能化、绿色化。

参考文献：

［1］李道敏.机电一体化技术在煤矿机械中的应用研究［J］.科技创新与应用，2015(29)：116-117.

［2］罗春辉.浅谈机电一体化在煤矿机械中的应用［J］.煤炭技术，2013(1)：46-47.

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引言

机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，同时，将机械装置和电子设备以及软件有机结合起来。机电一体化是将机械和微电子技术紧密集合，并融计算机技术、信息技术为一体的新兴综合技术。

煤矿机电一体化技术是矿山综合自动化的基础，为煤矿企业信息化提供了重要的科技支撑。为了提升我国煤矿生产的综合实力，全面提高煤矿企业效率，达到煤矿生产的安全、高效、绿色的目的，必须加大煤矿机电一体化技术在煤矿采、掘、运当中的应用和推广。

1 煤矿机电一体化技术的发展现状

从 1970 年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪 80 年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90 年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21 世纪后，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而，与国外的先进采煤国家相比，我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距，并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、

化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱，在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。

2 机电一体化技术在煤矿生产中的应用状况

2.1 机电一体化技术在煤矿掘进中的应用

煤炭生产过程主要包括“掘进、采煤、装、运输、提升”等几大系统。掘进作为煤矿开采的基础工作影响着后期煤炭开采及运输的效率，对于高效矿井有必要将机电一体化技术引入到掘进机械中，实现煤矿巷道的高效率掘进。目前掘进机的电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全性开关箱、操作箱、压扣控制按钮、照明灯、三相异步电动机等组成的掘进机电气系统，与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。

2.2 在矿井运输提升产品中的应用

煤炭的输送方式有矿车式、皮带式。带式输送机相对于矿车运输具有长距离连续运输、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等优点，已经在我国煤矿井下运输中大量使用。目前煤矿主要推广使用的CST可控软启动装置，是专门为煤矿长距离皮带运输机设计的集机、电、液为一体化的启动装置，不仅解决了带式输送机的大运量、长距离的驱动难题，而且兼具平滑启动运送大惯性载荷的特点。

矿井提升是将煤炭运送至地面的过程，提升效率及其安全性与煤矿效益密切相关。为了使煤炭效益最大化，矿井采用的专用提升机整合了煤矿电机一体化和自动化技术，其中全数字化交直流提升机在结构上进行了简化，将滚筒和驱动合为一体，同时具有硬件配置简单、互相兼容的特点，在各个技术环节均体现了机电一体化技术的应用。

2.3 在采煤机上的应用

我国的电牵引采煤机在消化吸收国外引进采煤机技术的基础上，进行了相关的科技创新，拥有了许多具有自主只是产权的产品，取得了长足的进步。在我国煤矿综合机械化采煤工作面，国产采煤机已经占据了主导地位，完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现。

机电一体化技术与采煤机的相关技能相结合能使采煤机的牵引、控制性能得到提升，同时能达到更好地发挥采煤机控制阻力的目的。具体表现在一下几点：第一，在结合机电一体化技术的基础上，在采煤机运行下滑的过程中，采煤机的制动性能能得到更好的发挥，在煤层是大倾角的情况下，这一优势更为明显；第二，在机电一体化技术的控制体系下，通过对各类参数进行优化与调整，能实现对采场的综合控制，实行有效的实时监测，提高采煤机采煤过程中的安全性；第三，机电一体化技术的应用能提高采煤机作业可靠性，能有效地减少故障的发生，尤其是提高采煤机在煤层赋存条件恶劣条件下的采煤效率；第四，通过对工作面刮板输送机装配监控装置，能够实现对采煤机整体的监控监测，完全实现自动化控制，大大提高了采煤作业的安全性、可靠性，大幅地提高了采煤效率，给企业的经济效益带来了实质性的提高。

2.4 在矿井安全生产监测中的应用

通过矿井的生产监测系统，如在线监控、自动报警及故障自诊等，可完成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的监控任务，能及时准确地找出故障部位并自动报警。我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，我国引进了一批安全监控系统，如：DAN6400等在部分煤矿中应用，并在引进的同时自行研制出KJ2、KJ4等系统并通过了鉴定。同时在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。煤矿监测监控系统的应用大大改善了矿井的工作环境和安全状况，比如，提高了机器的工作效率简化了设备的维护检查工作，降低了使用维修费用，延长了设备的使用年限等。实践证明，安全监测系统为煤矿安全生产和管理起到了重要作用。

3 煤矿机械中机电一体化技术应用的意义

3.1 提高劳动效率

机电一体化在煤矿各个生产环节的应用，不仅改善了设备的使用性能，延长了其使用寿命，更是在很大程度上提高了工人的劳动效率，降低了劳动强度，减少了同一时间段的作业人数，这对于高产高效矿井的实现具有重大意义。

3.2 提高了矿山开采的经济效益

机电一体化的出现及完善为煤矿带来了新一轮的改革，一方面取代了以前较为陈旧的设备，大大提高了煤炭开采的效率；其次，机电一体化技术在煤矿中的广泛应用，在很大程度上减少了人力、物力、财力的投入，使煤矿的总体经济效益得到大幅度提升，最后，机电一体化技术在煤矿上的逐渐应用推动了煤炭相关产业的进步，进一步的提高了矿山开采的经济效益。

3.3 保证了煤矿开采较为安全的工作环境

随着机电一体化技术在煤矿中的广泛应用，极大地改善了井下的安全状况，监测监控技术的应用能及时准确地将各个设备、巷道硐室的动态信息完整地呈现出来，如有设备故障或灾害事故能做出及时的报警，从而能为相关工作人员提供充足的时间做出准备工作，减少灾害的发生或降低事故的波及范围，为煤矿开采提供一个较为安全的环境。

参考文献：

[1]孙长春.煤矿机电一体化技术研究进展[J].现代矿业，2009（4）.

[2]米军学.浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用[J].实用科技，2008（5）.

[3]姚桂玲.机电一体化技术在煤矿生产中的应用研究[J].煤炭技术，2011（8）.

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0 引言

机电一体化（机械电子工程学科）是以微电子技术为核心的高新技术的兴起而得到快速发展，是从系统论的角度出发，机电一体化将机械装置与电子化设计及软件结合，各方合理配置，达到系统最优运作状态，提高煤矿机电产品的性能。

随着矿开采深度及难度的加大，井下机电设备一体化、机电技术一体化、机电设备技术管理与经济一体化成为打造现代高效、安全、绿色矿井的必备要素，是提升煤炭企业核心竞争力的关键。

1 煤矿企业实现机电一体化的意义

煤炭企业的机电一体化，包括机电技术的一体化进程、机电技术管理的一体化与机电技术与企业管理的一体化对提高的综合实力意义重大。主要体现在以下四个方面：

1.1 机电技术一体化。先进的机电技术煤炭企业实现信息化、数字化、智能化的重要支撑技术，是矿山综合自动化的基础。技术的引进及创新可以增强企业的创新能力，先进机电一体化产品的研发，在增强企业核心竞争力的同时，也能促进整个我国煤炭行业的机电一体化进程。

1.2 机电设备的一体化。机电设备的一体化能够提高机械的自动化半自动化程度，减少人为因素造成的误差，提高生产效率，降低煤炭事故。机电设备自动控制系统的应用，可以实现在线检测，故障报警，大幅度减轻工人劳动强度，精简工作流程，改善井下工作环境，减少安全隐患，提高工作效率。

1.3 机电设备技术管理与经济一体化可以提高企业的管理水平，促进煤炭企业技术创新。加强机电设备管理，及时对设备检查、维修、保养与更新，提高机电队伍的素质，在为井下生产提供安全可靠地生产设备的同时促进煤炭企业高新技术的发展。

1.4 机电技术与企业管理的一体化能够提高企业的管理水平，合理支出。建立高素质的机电员工，提高设备的使用效率，实现企业的规模化发展。

2 煤炭企业机电一体化技术的应用

2.1 机电一体化在矿井安全生产监测监控系统的应用。煤矿安全生产监控系统是煤矿机电一体化核心技术之一。它通过对煤矿机械中的电动机、传动系统等的在线运行状进行实时监控，实现设备的数字化、智能化运作，一旦井下设备出现故障能够及时进行故障排查，减少因设备故障或认为疏忽而造成事故的概率，简化工作人员设备维护检查工作程序。同时，为促进煤矿企业的安全生产，煤矿安全相关法规要求，在瓦斯事故高发的矿井或者高瓦斯矿井必须安装井下监测监控系统。

煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。实践表明，安全监测监控系统对煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

2.2 机电一体化技术在矿井综合采煤设备中的应用。电牵引采煤机运用微电子技术及电子电力技术，通过使采煤结构简单化，在我国新型矿井中得到广泛应用。与旧式采煤机液压系统相比，其具有工况检测和故障判断功能，使机器更加可靠。

2.3 机电一体化技术在矿井运输提升设备中的应用。矿井提升机的使用也是煤炭企业实现机电一体化重要设备，它集机械、电子、自动化、计算机、信息于一体，不仅提高了提升机工作的可靠性，还可以在工作中传递信息。采用交—交变频器供电的交流提升机使用两台计算机同时工作，相互检查，安全保护系统较为完善。由于其可实现故障记忆，安全性较高。

2.4 机电设备技术管理和机电一体化。设备的维修、更新、技术改造也是机电一体化不可或缺的重要步骤。煤炭企业不仅要积极引进先进技术，还要对设备进行定期检查、维修，使设备在寿命周期内正常运行。

对设备进行维修必然会涉及到相关的费用支出，因此煤炭企业要培训或外聘专业的维修工人，对于有维修价值的设备及时维修，加强管理，杜绝浪费，节约相关方面的费用支出，提高经济效益。

3 当代煤炭企业机电一体化的发展建议

3.1 存在的问题。煤炭行业在我国仍面临着高能耗、高污染、低产出、粗放式生产等一系列问题，针对以上问题，国家“十二五”规划明确提出，我国应着力调整产业技术结构，推动技术升级，加强自主创新，推进节能降耗。煤炭企业的一体化发展不仅符合国家“十二五”规划的要求，也是企业自身获得持续发展的需要。

随着科学技术的飞速发展，我国煤炭企业机电一体化建设也取得很大的进步，机电设备逐渐实现了数字化、智能化管理，但是在机电一体化建设中人存在诸多问题，需要煤炭企业进一步完善。

首先，机电一体化应用范围不够广泛。能够完全实现机电一体化的企业在我国仅限于大型煤炭企业，很多中小型矿井还是落后的生产设备，企业的信息化程度较低。其次，没有实现机电一体化系统化管理。虽然我国的大中型煤矿企业积极引进先进的机电设备，但是很零散，不够系统，所以很难完全实现真正的机电一体化。在系统的应用上也不够程序化。因为机电一体化主要是实现计算技术与机械装置有机结合，实现矿井机电设备的数字化、机械化操作，因此对于设备的程序要及时更新、开发新技术，而我国大部分煤矿企业仅限于引进技术阶段，对于设备的程序化应用于国外相比，差距很大。最后，机电一体化员工素质亟待提高。很多煤炭企业对花巨资引进过来的先进装备使用程度很低，其原因就是技术人员专业素养不够高，只有引进过来的设备得到有效利用，才能从根本上提高企业的机电一体化建设，促进企业的高效持续发展。

3.2 提出的建议。首先，扩大机电一体化的应用范围，鼓励中小型煤炭企业加强技术升级，积极引进先进的机电装置，加快煤炭行业的机电一体化进程。其次，培训专业的机电一体化员工队伍，提高设备使用率。煤炭企业应加大在对技术工人的培训，或者高薪聘请机电相关专业的技术人员参与设备运作与检修，最大限度的发挥机电设备的使用价值。再者，实现机电设备的绿色化、环保化发展。高效节能，先进环保的机电设备是机电一化发展的趋势。煤矿企业也在朝着绿色环保的方向发展，最低限度的降低生产给环境带来的污染。因此，煤炭企业在机电一体化建设中要大力开发节能环保、低粉尘、优质可靠地机电装备，为节约资源、保护环境作贡献。最后，实现机电技术与企业管理的一体化发展。机电技术的一体化发展要求机电技术一体化与企业管理协调一致，双方符合企业战略发展的要求。企业在加强技术管理的同时也要全面发展，共同致力于企业战略目标的实现。因此，企业应合理分配员工，合理安排企业支出，加强对设备的管理，及时维护、检修、保养，更新，在保证生产计划不收影响的条件下，充分发挥技术创新潜质，提高企业效益。

4 结语

随着微电子技术的发展，机电一体化技术在煤矿业得到应用和推广，是我国煤炭企业的综合竞争力得到提升，尤其在大型煤矿设备和矿机自动化方面成效显著。未来的煤炭机电一体化技术将在设备操作性能、数字化设计与传感技术、液压系统以及煤矿机器人等方面进行取得突破，共同推进我国煤炭企业的高效、清洁、快速、可持续发展。

参考文献：

[1]项光耀.浅谈机电一体化在煤矿机械中的应用.科技专论，2012.1.

[2]杨访明.机电一体化产品在煤炭生产中的应用.现代矿业，2012.

3.

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一、机电一体化的发展历程

20世纪60年代以来，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后，刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持，20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。

二、机电一体化技术的主要应用领域

（一） 数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：

1、 总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、 开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

3、 WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。

5、 能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、 系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、 以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

（二） 计算机集成制造系统（CIMS）

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

（三） 柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

（四） 工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。

三、"机电一体化"的发展趋势

1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬 件（肌体）——软件（大脑）一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

四、优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。

参考文献

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中图分类号 TU85 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）06-0072-01

传感器技术的应用很广，其在机电技术中具有不可或缺的作用，是实现机电设备的自动化的关键。传感器的技术水平越高，所能实现的机电设备的自动化水平也就越高。随着我国社会对科学技术的大力倡导和支持，我国的各行各业都在开始朝着自动化方向发展，大大提高了社会生产效率和人民的生活质量水平，同时在现阶段，以传感器为关键技术核心的现代化自动化技术已经渗透到和应用到社会的各个行业，从机械制造领域、医疗卫生领域、化工等到环境监测系统以及航空航天领域等，到处都离不开传感器技术，传感器技术的快速发展是未来的人工智能技术的福音，为其发展提供了有利的条件。如果在社会各行业中没有传感器技术的存在，那么机电系统的许多必要功能将无法快速准确的实现。本文就传感器技术在机电一体化技术中的应用展开简单的分析和介绍。

1 国内传感器技术的不足

我国的研究院所是我国研究先进技术的集中场所，因此也是我国传感器技术研究集中的场所，我国的传感器技术与国外先进的技术在模拟和设计方法上有一定的差距，另外，在高端的制造设备以及微细精微加工技术上同样也存在差距。这两方面不足严重阻碍了我国高端传感器的研究和生产，因此，我们需要认清楚我们与外国存在的差距，了解到我们存在的不足，坚持不懈攻克难题，突破高精尖技术，促进我国的传感器技术更进一步的发展，为将来的人工智能技术打下深厚的基础。

2 机电设备中传感器技术的应用

传感器技术的出现和发展并且运用到机电技术中，使得机电技术的发展迈进一个新的台阶，促进了机电自动化和一体化的快速发展。一方面提高了机电技术的可靠性，还很大程度上提升了机电技术的灵敏度和精确度，从而使得光学技术、通信技术能够渗入到机电技术中去，促进机电一体化和自动化的实现。在精细加工技术中，由于传感器技术具有很高的可靠性，使得加工^程中的抗干扰能力得到了较大的提升；另一方面，传感器技术应用在机电技术中能让非接触型检测在一定程度上得以实现，由于传感器技术能够将人工智能、神经网络技术以及光学技术这3种先进的技术融合到传感器原件中，直接促进了微电子技术的进步和信息化设备的快速出现。传感器技术为现代化的机电技术注入了新的活力，为机电技术的发展开拓了视野，因此，为实现人工智能化和机械设备的使用自动化，我们需要坚持提升传感器技术的可靠性和准确真实性，从而在最大程度上保证信息的接收和输出稳定可靠，并通过相关科研单位深入研究解决在实际运用过程中出现的干扰等问题。

3 传感器技术在机电技术中的应用

3.1 传感器技术在机器人中的应用

机器人之所以能够实现准确无误的操作，就是因为机器人的内部充满了各种系统的传感器原件，这些传感器原件保证了机器人能够感知自身动作、感知操作对象以及感知工作环境等，这些都需要有机器人内部的传感器来获取相应的位置、移动、速度等，从而实现对自身动作、操作对象以及工作环境的感知从而反馈出来，指导机器人做出正确、准确无误的动作。

3.2 传感器技术在机械加工过程中的应用

1）在机械加工的切削过程和机床运行过程中传感器技术占据着非常重要的地位，在机械加工的切削过程中因为加入传感器技术使得其能够实现加工生产效率和工业制造成本的最大优化，从而帮助我们来选择最为合适的材料去除率，同时，传感器技术还能够帮助机械加工的切削力度、状态以及厚度等，从而方便我们进行机器控制。在机械加工的机床运行过程中，传感器技术为轴承回转体系、动力系统、工作环境以及安全的运行过程提供信息监测，从而保障机床运行的停留时间、被加工材料的表面光洁程度、加工精密度在合理科学的标准范围之内。

2）在机械加工的工件过程中传感器依然发挥着不可或缺的作用。在机械加工的实际操作工作当中，工件所需要做的传感器监测工作是最多的，因为机械加工的切削和机床运行中传感器监测相比，机械加工过程的工件传感器监测的主要是要通过传感器监测来保证工件加工过程的质量可靠，确保加工出来的工件符合使用标准。传感器技术在工件监测中的运用使得加工工序和零件加工标准更加配套，监测和分辨工件是否是将要加工的工件。同时传感器技术在机械加工的工件监测过程中还能够是被处工件的安装和加工完成之后的工件的表面是否和规定以及是否还有加工余地。这些传感器技术发挥出来的作用是在机械加工的工件加工过程中不可或缺的，能够帮助我们实现更为准确、科学合理的加工程序。

3）传感器技术在机电自动化中的应用。传感器技术的出现极大地促进了机电自动化的实现，是机电自动化进程中一项不可或缺的技术。众所周知，汽车已经步入我们千家万户，汽车的驾驶过程也越来越安全，这些都是传感器技术在发挥着重要作用。汽车内部的机电自动化和一体化需要智能控制系统来实现，而不是传统的机械控制，汽车性能的不断增强、汽车的人机工程和人性化的不断进步、汽车的燃油消耗控制系统、汽车的尾气排放控制系统、安全驾驶系统、汽车安全驾驶辅助系统等系统都需要传感器技术的支持。正是因为传感器技术的支持，才使得这些我们对汽车最为关注的几个方面不断的进步，不断的人性化、智能化、自动化。

4 结论

传感器技术在机电技术中的应用大大促进了机电的一体化和自动化，为我们的生产生活提供了巨大的便利。同时，传感器技术一定会成为一项火热的研究项目，其发展的方向和趋势会向着先进的计算方法、高端精微加工技术、先进封装技术以及可靠性研究等方面发展，传感器技术一定会成为机械、机电加工过程、人工智能过程以及社会各个生产过程的一项不可或缺的技术。我们的研究院所的不断研究和探索，一定会使其向着我们人民生活更加便利的方向发展。

参考文献

篇（11）

中图分类号：U664.9 文献标识码：A

1概述

城镇污水处理厂自动化系统大致由现场测量控制层、集中监视操作层、厂部生产管理层组成。现场测量控制层是污水厂自动化系统的基础，其过程输出信息是驱动执行机构运行或停止工作，从而自动控制进水泵房、配电中心、鼓风机房、出水泵房、脱水车间等工段。其控制过程为，控制器（调节器）将检测元件或变送器送来的信号进行比较、计算出控制信号，再传送给过程机械设备执行器改变操纵变量。而其过程机械设备本身的机电一体化技术现状相对滞后，甚至制约了城镇污水处理工艺的创新与新工艺的实施。因此，研究该过程机械设备产品本身自动控制存在的问题和解决途径，是机械设备设计制。

2 城镇污水处理过程机械设备的质量管理体系属性

城镇污水处理为实现工艺过程、目的配置的机械设备，均为过程设备。ISO9001：2008标准“6.3基础设施”规定“组织应确定、提供并维护为达到符合产品要求所需的基础设施。适用时，基础设施包括：过程设备（包括硬件和软件）”。城镇污水处理过程工艺机械设备一是被定性为生产基础设施；二是定性为自动化控制的基础设施；三是“包括硬件和软件”即强调了设备的自动化控制。

3 城镇污水处理过程机械设备自动控制的现状和问题

3.1 我国新建的污水处理厂大部分设置了自动化控制系统，但尚处在实践摸索阶段，与国外相比存在较大差距；老污水处理厂的自动控制技术改造升级，更是参差不齐。

3.2 城镇污水处理过程机械设备执行器的研发现状落后于控制系统的要求。执行器由执行机构和调节机构组成，执行机构将控制器输出的信号转换成相应的驱动动作，调节机构则在该驱动动作下直接改变操纵变量。因为自动过程控制的测量元件及变送器、调节器这两部分装置在其它很多工业领域应用广泛，独立安装工作环境好，所以技术研发先进，产品丰富；而自动过程控制的执行器装置必须安装在污水处理工艺过程现场的机械设备上，很多机械设备本身就是执行器，工作环境差，专业性强。有的自动化控制系统试运行后得不到正常使用维护，甚至瘫痪废弃，污水处理生产过程缓慢，仍有人工手动控制保证。由于以上原因，导致执行器研发动力和力量相对不足，技术现状相对滞后。突出体现在产品的互换性和配套中间产品的缺乏，比较先进的产品又不易配套。当污水处理工艺创新需要自动控制技术改造升级实现工艺过程、目标时，往往因此不易实现。

3.3 产品多样化带来的问题。国内污水处理机械设备生产家众多，鱼龙混杂，非标设备的不规范、标准设备的标准不完善、国内与国外标准的不接轨使同类产品规格不统一、配套产品不通用、技术性能差距大。

4 城镇污水处理过程机械设备自动控制问题的解决途径

4.1 跟踪城镇污水处理工艺的创新和新工艺新技术的应用，同步设计制造机械设备，满足污水处理工艺过程对过程机械设备自动控制的要求；并以此引领城镇污水处理过程机械设备研发方向。

4.2 制定产品专业自动化控制标准。应先制定行业专业推荐性标准，在此实施基础上，经过实践检验、修改为强制性标准。由于利益冲突和生产企业现状，近期很难制定这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。标准应包括：（1）与国际标准接轨；（2）污水处理机械设备设计、制造与产品的模块化；（3）污水处理机械设备调节机构与执行机构的配套及产品；（4）污水处理机械设备产品机电一体化的特殊要求。

4.3 设计制造污水处理机械设备模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程，这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要，如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。污水处理工艺对机械设备自动控制的选用更加宽泛，可以像积木一样组合符合工艺要求的机械设备及其自动控制系统。

4.4 执行器中间产品的研发执行器由执行机构和调节机构组成，执行机构实质是伺服传动技术，包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。执行机构设计标准与质量必须保证控制过程和目标的实现。执行器低端产品技术性能和可靠性低；高端产品则配套、互换性差，造价过高，研发中间产品凸显迫切和重要。

结语

城镇污水处理工艺自动化要求促进了其过程机械设备自动控制技术的提升；过程机械设备的自动化控制技术提升又为污水处理工艺的创新提供了设备技术支持。城镇污水处理机械设备机电一体化向着更加智能化、网络化方向发展，并非机械设备设计制造业可以独立完成的艰巨而又复杂的任务，还有很长的路要走。

参考文献

[1]夏畅斌，罗彬，尹奇德.污水处理机械化与自动化[M].北京：化工出版社，2001，（2）.