机电一体化技术在灵新煤矿生产绘图中的应用

2014-12-15李锐锋LIRuifeng

价值工程 2014年35期

李锐锋LI Rui-feng

（神华宁夏煤业集团有限责任公司灵新煤矿，灵武 751400）

（Lingxin Coal Mine of Shenhua Ningxia Coal Industry Group，Lingwu 751400，China）

0 引言

机电一体化是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门复合性技术。这种复合化技术的“乘法效应”使机电一体化产品的应用十分广泛。机电一体化是在机械的主功能、动力功能和控制功能上引进计算机及电子技术、将机械装置和电子设备以及软件等紧密结合起来，相互渗透，相互融合而形成的一门新兴的综合技术。它的本质不仅是单纯地利用电子技术来简化或替代机械，更重要的是将机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。

灵新煤矿于1990 年正式投产，已有二十多年的生产历史，煤矿经历了从小井炮采工艺到现代化综采设备及工艺，从依靠人工劳动到由机电一体化产品代替的过程。随着我国煤矿机电一体化技术取得了较大的发展，机电一体化技术也应用到了煤矿每个环节。现代的自动化技术离不开电与机械密切相连，机电一体化技术主要从硬件和软件两个方面加以分析，硬件包括主机（机械主体）、传感系统、控制系统、执行机构和接口等，软件是按人的意志编制成的机算机程序，通过信息使硬件更好地发挥作用。机电一体化技术在煤矿自动化领域中应用甚广。煤矿基本矿图和各类专业矿图是煤矿安全生产的技术保障，在引进整套工程绘图设备、绘图软件及计算机之前，在聚酯薄膜上绘制完成一张长3000mm，宽914mm 的矿图，需要一个熟练工历时一年的时间，绘制完成的图纸因材料特殊性也不便于保存和使用。为了现代化煤矿安全生产的需要，灵新矿的图纸绘制工程也由手工绘图的清绘、描图、鸭嘴笔上墨等工艺及简易晒图机发展为由计算机绘图技术、绘图软件及工程打印机、工程复印机、工程扫描仪等网络化的机电一体化设备。

1 机电一体化技术的优越性

机电一体化技术能够提高机械产品使用的安全性和稳定性，并且进一步优化设备性能。机电一体化设备可以全程跟踪监控生产状况，并具备故障自诊断和自动预警等功能，不仅简化了操作流程，而且能够协助生产调度人员全面掌握生产状况。该技术可应用在多个生产领域，且能够长期稳定运行。自动化操作功能是机电一体化产品的一大特点，这使其具备了良好的应变能力,控制及检测运行灵活，精度高。除此之外，机电一体化设备本身强大的复合功能使设备调试和运行维护更加便捷。

2 机电一体化技术的应用在煤矿生产中的重要意义

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。

3 机电一体化技术在灵新煤矿生产绘图中的应用

灵新煤矿已有20 多年的生产历史，煤矿周边小窑较多，水文地质条件复杂，煤矿矿图种类繁多，传统的手工绘图由于耗费大量的人力和时间，已不能适应企业发展。因此，灵新煤矿于2005 年引进了工程打印机、工程复印机、工程扫描仪、记录机、计算机及煤矿绘图软件等一系列机电一体化产品及技术。工程打印机、工程复印机是典型的机电一体化产品，材料、电子、光学、机械等领域的新技术都会很快地反映在打印机产品中，并推动打印机向自动化、人性化、多样化及更好地满足用户多种需求的方向发展。工程复印机的平推式走纸通道技术减少了由于纸张弯曲、卡纸造成的打印偏差，平推式走纸还使纸张的进退纸速度加快，提高了图纸打印、复印处理速度；而利用传感器判断纸张边界的纸张定位技术使打印内容的定位更加准确，使用户只需将纸张放入打印机、复印机即可，不必再调整纸张进纸位置这些技术促进了煤矿生产绘图向高新技术的发展。引入LCD 显示技术使打印机面板不再单调，液晶屏可以显示打印机状态、打印机墨量信息、打印机纸张信息及版本信息等内容，便于进行参数设置，使人机交流更加轻松，操作更加简单；目前我矿使用的工程打印机具有双用户模式，使打印机可以同时使用串口和并口进行打印，达到一机多用、一机多联的功能；灵新煤矿利用企业内部局域网络，将工程打印机、工程复印机、扫描仪、计算机、传真机等联在一起，并将局域网内所有机电一体化设备共享，远程管理、远程诊断功能实现了通过某一台计算机对所有的打印机等机电一体化设备进行远程控制、远程输出，大大提高了劳动效率。灵新煤矿通过使用扫描仪将纸版图纸进行扫描后生产图片格式的文件，运用计算机及图形处理软件将纸制图纸数字化后，利用机算机硬盘进行存储，再通过工程打印机输出的工艺完成了220 余张图纸的数字化工程。实现了灵新煤矿矿山数字化，为我矿的绘图技术发展奠定了良好的基础。在制图工艺及绘图设备发展的过程中，机电一体化技术原理和使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术中检测传感技术、信息传感技术、伺服驱动技术、自动控制技术。机械技术及系统总体技术是工程打印机、工程复印机等机电技术产品的机械系统与电子系统及信息处理单元有机结合而赋予了新功能和新技术的高科技产品。高科技机电一体化产品在煤矿生产绘图中的应用提高了。

4 机电一体化技术未来的思考

目前，灵新煤矿井下及工程绘图设备中使用的机电一体化产品大多为引进的国外产品，但与国际水平相比尚有诸多部分亟待改善。国内的煤电一体化技术要与国际接轨，首先要掌握煤电一体化技术的特点，时刻关注其发展动态，政府与企业通力协作，规范煤矿机电一体化操作流程，并使标准化、系列化和通用化。机电一体化设备的核心部分是体积小、功耗小、具备强大储存能力、高速运行的计算机，节省设备空间的同时提升了设备性能。目前，嵌入式计算机在煤电一体化产品中被广泛应用，产品性能比较可靠。此外，通信功能也是目前煤矿机电一体化产品的主打设计理念之一。通信模块应该具有良好的开放性，并且可提供实时通信功能。智能化也是当前煤矿机电一体化产品的一个主流趋势。智能化的应用标准是机电一体化设备可以对机电设备及周围环境进行判别，使设备自动适应环境并且自动调整到最佳运行状态。除此之外，还要分析所采集的参数信息，进行故障自诊断，并基于诊断结果预测以后工作过程中可能出现故障；实现远程操作控制功能将会有效防止事故发生，大大加强煤矿机械工程的安全性能。