機電一體化工作環境大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇機電一體化工作環境范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

前言

機電一體化是信息技術、機械技術以及電子技術等多方面的學科相互滲透、相互融合結果，由此來說，機電一體化是一門綜合性很強的學科，隨著機電一體化技術在石油化工機械的廣泛應用，進一步使石油化工企業的生產效率和科技化水平得到了提高，大幅度的增加了企業綜合競爭能力，但是由于中國在石油化工機械方面的機電一體化措施起步比較晚，與國際水平還具有著相當的差距。石油化工中機電一體化的研究探討與應用，是阻擋現今國內石油化工工程發展的主要問題。

1.機電一體化概念和在石油化工機械中的應用價值分析

1.1對機電一體化概念的分析

機電一體化指的是機械設備、信息設備以及軟件進行合理的有機結合，通過計算機軟件和科學技術有效的實現機械設備的數字化和信息化，進一步的提高機械設備的智能性以及功能性水平[1]。在結構上來分析，機電一體化具有自動化、智能化以及功能化等特性。通過石油化工機械機電一體化的應用。有效地實現石油化工機械的故障檢查、自動報警以及在線監控。對于石油化工機械的發電與傳動系統進行動態監控，一旦石油化工機械工作時出現故障就會自動報警、自動檢查定位，大幅度的提高了石油化工企業的工作效率和企業自動化水平。

1.2機電一體化在石油化工機械中的應用與價值分析

隨著世界經濟的飛速發展以及石油化工行業的深化改革，機電一體化在石油化工機械中的應用，也成為了時展的趨勢。進一步促進中國石油化工行業整體發展的要求，提高生產的高效性與安全性、機械設備的信息化水平、工作環境的整潔度以及采礦結構的優化性。在其他一些發達國家，機電一體化技術已經相對成熟，廣泛應用于石油化工企業之中，并且更加強了企業的管理水平和技術水平。

1.3機電一體化的應用能大幅度的提高石油化工企業的生產效率

對于中國國內石油化工企業的現狀分析，雖然絕大部分企業都已經采用了機械生產這種生產模式，但從宏觀上來看，工人的勞動強度大、危險性高、作業環境太差，并且機械化水平較低[2]。由于這些潛在的因素，嚴重的阻擋了中國石油化工健康而又快速的發展腳步，隨著機電一體化應用水平以及應用程度的提高，能夠在提高石油化工企業生產效率的同時，將生產成本降到最低，并且也使企業的綜合競爭能力得到了極大的提高。

1.4在線監控、自動報警和故障診斷功能的應用

目前大部分的石油化工企業正在或者已經完成了石油化工機械監控系統的安裝與使用，監控系統能夠有效地監控石油開采系統、動力系統、制動系統、液壓系統以及運輸系統等重要工作系統。如果一旦這些系統發生異?，F象，那么監控系統能夠第一時間向有關負責人發出警報、電話或者短信進行提醒，在線監控的優點有很多，不僅可以自動診段故障信息，還能及時的發出警報，既減少了維修時間和成本，也提高了設備的使用壽命，并且對相關安全事故責任人的管理水平進行了有效的提高[3]。

2.機電一體化在石油化工機械中應用的發展方向

2.1石油化工機械的智能化

隨著生產實際的需求和科學技術的發展，對于產品智能化的要求也逐漸增多。這對于機電產品有了新的要求和標準，需要機電產品具有相當的智能性，能夠進行邏輯判斷和推理，并且自主進行決策。如今，人工智能化技術在不斷發展，心理學，混沌動力學以及神經網絡等方面的技術研究都有了新的進展與發現，這位提高機電一體化水平，提供了更好的發展前景。

2.2網絡化趨勢發展

具有機電一體化技術的石油化工機械產品一經研制出來，只要質量沒有問題，并且功能有其獨到之處，那么很快就會暢銷全國。由于信息的全球化發展以及網絡的普及，各種遠程監視和控制技術將一定會得到飛速發展，對于機電一體化來說，這種遠程控制的終端設備本身就是其在實際意義上的一種體現。并且伴隨著家用電器網絡化，家庭網絡將不同的家用電器通過計算機為中心，將其連接成計算機集成家電系統，這也是機電一體化在向著網絡化發展的一種體現，一旦機電一體化與網絡相結合，那么，對于石油化工機械制造來說，也是一次重大的突破。

2.3對于石油化工機電一體化技術應用發展趨勢的總分析

機電一體化技術應用于石油化工機械設備的發展趨勢包括：其一，以信息技術和軟件程序為前提的設備智能化應用；其二：實現全面國產化，擺脫對于外國產品高度依存的困境；其三：進一步提高石油化工機械設備的自動化水平；其四：進一步加大高度自動化石油化工機械設備的研究力度，實現石油化工機械從實驗室到生產一線的轉變；其五：通過機電一體化技術的應用實現石油化工機械設備的集成化和迷你化；其六：對于機電一體化在石油化工機械方面的應用，不僅要擴大企業的利潤空間，提高企業的生產效率，還要相應地降低生產成本，減少員工的工作壓力，實現更加全面的現代化改造。

3.結論

從上文的分析與討論來看，隨著科技的迅速發展和社會的不斷進步，機電一體化技術與石油化工機械的緊密結合已經成為了發展的必然趨勢，雖然二者結合的設備在實際的工作中還存在著一些問題，但是它的高性能和智能化等特點都要明顯強于當今石油化工領域的其他技術，所以，它是現在以及未來石油化工機械制造的發展的一個新的方向，在我國石油化工生產領域中扮演著不可缺少的重要角色。

參考文獻：

篇（2）

中圖分類號：TE65；TU712文獻標識碼：A文章編號：1009-914X（2017）47-0207-01

引言

由于信息技術的飛速發展，網絡化、信息化概念向自動化領域的滲透，使得自動化系統的體系結構面臨一場深刻的變革，這種變革也必將對機電一體化發展產生重大影響。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。

一、機電一體化在煤化工生產企業中作用

1、提高勞動效率；機電一體化產品的應用使過去落后的生產方式得到極大的改變，大量新型自動化電子設備的使用徹底轉變了煤化工企業的作業模式，明顯降低了工人的勞動強度，大幅提升了勞動生產率，極大地提高了勞動效率。

2、提高了勞動安全保障；傳統的焦化工作環境非常惡劣，高負荷地工作會嚴重影響到操作工的身體健康和生產安全。采用機電一體化設備進行、運輸、閥門的開啟等，不僅可以使操作工從繁重的體力勞動中解脫出來，而且減少去有毒有害場所的次數故能降低發生事故和危險的幾率，提高安全生產效率。

3、增加了經濟效益和工人的勞動收入；焦化機電一體化技術的運用使得焦炭的產量大幅提高，增加了企業的經濟效益，同樣使工人的勞動收入有所提高，改善工人的生活質量。煤化工企業的快速發展帶動了我市其它相關行業的快速發展，對地方經濟的快速發展起到積極的推動作用。

二、機電一體化技術在我國經濟發展中的作用

1.機電一體化技術在傳統國民經濟中的作用。機電一體化技術在傳統產業中的應用將大大提高企業產品的競爭力，促進產品的更新換代，對國家經濟產生巨大的推動作用。一方面傳統制造業直接拉動著自動化制造裝備的整體需求。另一方面，新興技術發展刺激了新的技術裝備的發展，如信息、材料、生物等。還有戰略性可持續發展所迫切要求的特種高精尖自動化裝備的研究發展，如海洋、空間、地下資源開發，國防工業精密加工，微機電器件制造，等領域。所以，機電一體化技術對傳統國民經濟的影響是長期的、持久的，甚至是決定性的。

2.機電一體化技術與產品的應用。機電一體化在機械和電子行業的應用已相當普遍，如數控機床（ONC系統）工業機器人等，此外，機電一體化技術與產品應用于化工部門，能預先報警，減少停車事故造成的損失。減少電能和化工原料消耗，并提高產品質量：應用于電力部門，能提高發電輸電穩定性，優化電力分配并避免重大事故；應用于生活方面，電子化家用器械減少了人們的家務勞動量；應用于現代管理部門，自動化辦公機械大大提高了管理效率和輔助人們決策實施各種戰略方案。

3.機電一體化與企業的技術進步。企業的技術進步表現在生產、管理等各個方面的現代化，由于機電一體化的出現，使得生產方式向“柔性”轉化，并向綜合（集成）自動化發展，使信息在生產經營管理中的地位顯著增大。機電一體化產品的出現，使得工廠自動化、辦公自動化和社會服務自動化成為現實。

在企業管理中，機電一體化就是將市場信息供需變化有機的結合起來，成為指導生產的依據，所以把信息的收集、分析、技術經濟預測和經營決策結合起來，用于指導生產、強化銷售和技術服務是保證企業常勝不衰的重要工作。

在未來的企業里，一流的機電一體化設備、機電一體化產品和機電一體化在管理中的應用，將是企業進步和發展的標志。

三、機電一體化的發展趨勢

1.智能化

智能化是機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而必要的。

2.系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

3.網絡化

早在20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、軍事、教育以及人們日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

4.模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

5.綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

結語

機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。其產品具有自動化、智能化和多功能的特性。其發展趨勢是朝智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化、系統化方面發展。

作者：許文裴

篇（3）

關鍵詞：機電一體化；技術；應用領域

Key words: mechatroics; technology; applied fields

中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）03-0160-01

0引言

現代科學技術的不斷發展．極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。機電一體化技術目前越來越廣泛被采用于鋼鐵、電力、石油化工、采礦冶金、汽車、造船、航空工程等行業中。本文就機電一體化技術的應用談幾點粗淺認識。

1機電一體化技術的優點

1.1 安全性高機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。

1.2 生產能力高機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，使得生產能力大大提高。

1.3 使用性能高機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，系統可重復實現全部動作。高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實現自動最優化操作。

1.4 適用面廣機電一體化產品跳出了機電產品的單技術和單功能限制，具有復合技術和復合功能，使產品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護和智能化等多種功能，能應用于不同的場合和不同領域，滿足用戶需求的應變能力較強。

1.5 維護方便機電一體化產品在安裝調試時，可通過改變控制程序來實現工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產品的控制系統中，而不需要改變產品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產品，可以事先存入若干不同的執行程序，然后根據不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預定程序進行自動工作。機電一體化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動采取措施，使工作恢復正常。

2機電一體化技術的應用領域

2.1 數控機床數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

2.2 計算機集成制造系統（CIMS）CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制"物流"和"信息流"，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

2.3 柔性制造系統（FMS）柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

2.4 工業機器人第一代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第二代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第三代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第五代計算機關系密切。

2.5 分布式控制系統（DCS）分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。

3結束語

機電一體化的出現是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景將更為廣闊。

篇（4）

機電一體化技術在機械領域的應用，不僅能有效整合物質資源、能源資源，還能有效整合機械資源，進而全面提升機械自動化水平。

1機電一體化技術簡介

機電一體化是機械裝置與電子自動化技術的有機結合，主要是在機械裝置運用、信息處理、功能等方面引入電子技術，該技術具有綜合性、跨學科等性質。機電一體化技術包括產品與技術兩個方面，該技術并不是對電子技術、機械技術的簡單拼湊，而是將電子技術、機械技術進行完美組合，以全面提高技術先進性，其與自動化結合技術有本質區別。機電一體化技術的應用，不只是簡單的勞動力替代技術，而是有機統一機械設備各個方面，從而全面提高機器設備的自動化、智能化水平。

2機電一體化技術發展趨勢

在全球經濟技術迅猛發展的今天，機電一體化技術發展趨勢如下：2.1智能化機械設備向著智能化方向發展，智能化是生產力進步的重要體現，也是不同學科技術互為融合的結果，即結合計算機科學、控制理論以及心理學思想等，使機器本身具有自主決策能力、邏輯判斷能力，從而更好地實現目標。2.2微型化機電一體化產品體積向著微型化方向發展，體積小，耗能較小。目前，微型化機電一體化產品在軍事、醫療等精細化行業部門廣泛應用。2.3綠色化機電一體化產品的設計、制作以及使用會向著綠色化方向邁進，在順應時展需求的基礎上，更好地保護自然生態環境。2.4模塊化開發與研究標準化接口的機電一體化模塊單元，對機電一體化技術的廣泛應用，具有重要作用。

3機電一體化技術在機械領域的應用

3.1大型挖鉆機上的運用

目前，大型挖鉆機是各個重點大型工程的關鍵機械設備，并在大型打樁基礎施工中得到廣泛應用。與西方國家相比，我國旋挖鉆機使用技術不到位，培訓機制、配套設施均不完善，西方旋挖鉆機的使用效果更好，并產生了大量衍生產品，該技術的應用比較成熟。旋挖鉆機的使用方法、使用過程比較復雜，對于精細度要求極高。目前，很多企業為了全面提升操作便捷度與精細化程度，均選擇了微處理器控制方式，直接將機電一體化技術運用到大型挖鉆機上，進一步優化了大型挖鉆機技術，全面提升了工作效率與技術成熟度。

3.2在監控系統中的具體應用

鑒于機電一體化的安全控制功能、修復功能以及自動化功能，可直接將其應用到監控系統中去，合理利用工程機械的制動系統、發動機系統、液壓系統等多種裝置，對機械運行情況進行全面、動態、持續監控，以有效促進各項機器的健康運行。充分利用機電一體化技術，能自動查找機械工程存在故障問題，如果發現機器運行故障，則會自動報警。在監控系統中應用機電一體化技術，能在全面提升工作效率的基礎上，改善工作環境。與此同時，還能更好地幫助工作人員發現問題故障、排解障礙，最大限度保障機器健康運行，全面提升機械運作效率。

3.3在機床中的應用

在中國，大部分數控機床都是按照坐標軸進行運動的，通過補刀功能全面提高工作效率，完成任務目標。在機床中，合理應用機電一體化技術，能全面提升工作效率。例如，滾珠絲杠的具體應用，能有效降低機器摩擦，提高轉動效率，盡可能避免低速運行狀態。機電一體化技術的應用，還能有效降低生產成本，促進各項設備良好運行。

3.4煉鋼、煤礦生產中的應用

現階段，我國煉鋼行業所選用的系統是：以計算機為中心，將顯示設備、操作設備、加熱設備、儀器儀表、電腦等設備有機融合的系統，該系統充分運用技術手段，全面提升設備的使用年限與效率。隨著微型處理技術、現代通信技術的發展，我國煉鋼技術得到了突飛猛進的提升。鑒于交流傳動的優越性，電氣傳動技術得到進一步發展，交流傳動勢必會取代直流傳動，交流調速系統的優勢將會逐漸顯露。在軋鋼環節中，交流傳動系統的應用范圍、應用規模逐漸擴大，上述技術均為煉鋼行業的發展提供了強大技術支持。目前，機電一體化技術在煤礦機械中也得到了廣泛應用。例如，升降機與挖煤機均普遍利用PLC技術，通過該技術的應用，能有效提高煤礦機械安全監控水平，并在安全排查、故障報警等方面取得了質的飛躍。隨著我國煤礦機數量的增加，管理部門面臨的挑戰與任務日益艱巨，如何高效利用機電一體化技術促進煤礦企業的安全生產，成為迫切需要解決的重要問題。

3.5機械智能機器人中的具體應用

隨著科學技術的不斷發展，智能機器人必須充分組合、協調多種技術，從而更好地完成任務目標。目前來說，智能機器人在自適應信息控制處理方面的不足與困難逐漸顯露，為了更好地解決這一問題，必須充分運用機電一體化技術。要想進一步優化工程機械內燃機的具體運行過程，傳感器必須有效接收、發出多種信號，并在傳感器信號支持與反饋下促進激光平地機的有效運轉。地下穿孔機、掘進機應按照一定的要求進行地下穿越，與空中導彈技術相類似，一般需要內部導向的陀螺儀、加速度計以及外部導向激光技術等。機電一體化技術應用于智能機器人中，應能感知作業對象的形態、位置、方向，充分利用圖像處理技術、視覺處理原理，更好地開展各項作業。目前來說，遙控型機器人、無人駕駛機械均采用機電一體化技術，通過無線電控制技術以及電液控制技術的應用，全面提高機械自動化程度。

4結語

本文結合機電一體化技術概念及發展技術入手分析，在大型挖鉆機、監控系統、機床設備、智能機器人等方面，詳細論述了機電一體化技術在機械領域的應用，以期為一線工作提供理論指導。

參考文獻

[1]邱富永.淺談機電一體化技術在工程機械中的應用[J].科技致富向導,2014(36):109-109.

篇（5）

1、概述

機電一體化是機械、電子、計算機和信息技術有機結合的一門復合技術。機電一體化是以機械的主功能,動力功能上引進計算機和電子技術,將機械裝置和電子設備以及軟件等有機結合所構成系統的總稱。它標志著機械和電子兩個系統的相互滲透,相互融合。煤礦機電一體化技術是礦山綜合自動化的基礎,是煤礦企業信息化的重要支撐技術,在煤礦采掘、運裝備的應用和推廣,大力地提升了我國煤礦生產的綜合實力,為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了堅實的基礎。

2、我國煤礦機電一體化技術的發展現狀

從1970年我國自行設計制造和裝備的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務局試驗起,我國的機電一體化技術開始萌芽。到上世紀80年代后期,我國綜合機械化采煤取得了空前的發展,大大推動了我國的煤礦機電一體化技術的進程,采煤機已由液壓牽引向電牽引發展。到了上個世紀90年代中期,在原有的研究成果上,又開展了采運支機械微機監控、故障診斷的研究和支架電液微機技術應用的研究,并研發了大功率電牽引采煤機。而進入21世紀后,我國煤礦機電一體化技術的研究和應用領域均有重大突破,在煤礦安全生產監控、大型固定設備的后備保護等方面已取得了喜人的成績。然而,與國外的先進采煤國家相比,我國的煤礦機電一體化技術發展尚有一定差距,并且煤炭工業相對機械、電子、航天、輕紡、化工、鐵道、冶金等行業起步晚基礎薄弱,在開發水平、應用范圍、投資規模、技術人才和管理水平方面均有較大差距。

3、煤炭機電一體化技術研究的意義

3.1 提高了勞動效率

機電一體化改變了過去手工作業落后的生產方式,大量新型機電設備的產生徹底轉變了煤礦的作業模式,工人的勞動強度明顯降低,勞動生產率大幅提升,極大地提高了勞動生產率。

3.2 提高了勞動安全保障

煤礦傳統的工作環境使得礦工在潮濕、充滿煤塵的環境中長時間、高負荷地工作,這嚴重影響到礦工的身體健康和生活質量,在異常清況下,會危及到他們的生命。機電一體化采用機電設備進行煤炭的采掘、運輸、提升等,能夠使礦工從繁重的體力勞動中解脫出來,并把在危險有害和困難條件下工作的工人解放出來,防止工傷和職業病的危害,確保了礦工的生產安全。

3.3 增加了勞動收入

煤電一體化技術的運用極大地提高煤礦的勞動效率,大幅度地提高了煤炭的產量,提升了企業的經濟效益,礦工的經濟收入有所提高,生活水平有所改善。煤礦企業的快速發展帶動了其它相關行業的快速發展,對促進地方經濟的快速發展起到積極的作用。

4、機電一體化在煤礦生產中的應用

4.1 礦井綜合采煤方面的應用

電牽引采煤礦機是機電一體化技術在煤礦生產中的一個典型應用。與液壓牽引相比,它具有良好的牽引特性,可用于大傾角煤層、運行可靠、使用壽命長,反映靈敏、動態特性好,結構簡單、效率高等特點。

4.2 礦井運輸提升設備

(1)帶式輸送機:帶式輸送機具有長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點,已成為我國煤礦井下原煤礦輸送系統的主要運輸設備。

(2)礦井提升機:礦井提升機實現全數字化交直流提升,特別是內裝式提升機,從結構上將滾筒和驅動合營企業一個整體,大大簡化了機械結構,是典型的機電一體化設備。

4.3 其它煤礦機電一體化裝置

其它機電一體化設備主要指煤礦礦供電設備。煤礦供電的特點是要可靠、質量高,能滿足大功率設備的要求,因此采用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數,減少供電系統無功電流,減少無功功率損耗。目前高低開關普遍采用“微機保護”,具備網絡功能,可以實現遠程遙控、遙測、遙信和遙調。

4.4 在煤礦安全生產方面的應用

礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一,也是保證煤礦安全生產的有效措施,為煤礦安全生產和管理起到了積極的作用。其主要特點是:測控分站的智能化水平進一步提高,具有網絡連接功能,系統軟件采用了W indows操作系統。同時,在“以風定產,先抽后采,監測監控”12字方針和煤礦安全規程有關條款指導下,規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。

5、煤礦機電一體化技術應用的發展趨勢

我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點,以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點。這些設備在煤炭生產中的廣泛應用,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水平和能力,創造了巨大的經濟效益和社會效益。但是,我國的煤礦機電一體化技術與發達國家相比,還有一定的差距,因此還有很多的工作需要繼續研究,其未來的發展趨勢是:(1)開發有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術,研究具有自主知識產權的核心裝置;(2)增加產品的通信功能,以適應綜合自動化的需要;(3)開發以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監測以及微處理器、計算機和專家系統的應用等;(4)煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今后研究的重點之一。

6、結語

先進的煤礦機電一體化設備的高智能化、程序化、信息化的特點及體積小、操作維護方便、保護齊全、性能可靠等,使得這些機電設備在煤礦生產中得到廣泛應用。它不但可以提高工作效率、減輕了操作人員的勞動負擔,提高了勞動安全保障,同時也增加了礦山企業的市場竟爭力,增加了礦工的經濟收入,帶動了相關企業的經濟發展?？傊?隨著科學技術的快速發展,以及煤礦機電一體化的產品大量使用,其所創造的價值及效益將是以往不可想象的。同時各種新型機電一體化產品的大量使用也促進了機電一體化產品的技術、性能的不斷提高及完善。

參考文獻

[1]機電一體化實用手冊[M].北京:科學出版社,2007.

篇（6）

關鍵詞：

煤礦機械；機電一體化；應用

0引言

機電一體化是一門綜合性較強的學科，包含電子技術、信息技術、機械技術等，各種技術互相滲透和融合，隨著中國機械化工業進程的發展，中國煤炭企業生產中的機械化水平也在不斷提升，企業的生產效率和競爭實力均得到了很大提升，但是由于中國機電一體化的發展時間較短，關于如何在煤礦機械中應用機電一體化，還需要不斷進行思考和實踐。

1機電一體化概述

機電一體化是將生產中的機械設備、軟件、信息通道等聯系在一起，通過計算機技術和科學技術等實現機械設備智能化、數字化和信息化，增加機械的功能，讓機械更加智能，因此機電一體化具有自動、智能、多功能的特點[1]。在煤礦機械中應用機電一體化能夠實現設備故障檢查、系統控制和事故報警等，對于煤礦機械的生產流程進行動態監督，一旦出現了故障可以自動報警和定位，提升了企業生產的自動化水平，同時提升企業的生產效率和效益。機電一體化的應用是科技發展的必然趨勢，企業領導者需要重視機電一體化的應用，從而讓企業得到更好地發展。

2機電一體化在煤礦機械中應用的價值

煤炭行業快速發展和改革，使得科學技術在煤炭企業生產中的應用增多，可以說機電一體化的應用是煤礦機械發展的必然，其推動著中國煤礦行業整體的發展，比如保證了生產效率和安全性，優化采煤體系，讓采煤環境更加信息化，對于提升企業的技術水平有著重要的應用價值。

2.1明顯提升企業生產效率

從中國目前煤礦企業的生產情況上看，大部分已然實現了機械化生產，但是仍存在很多問題，比如機械化水平不夠、煤礦開采的工作環境差、不安全、煤礦工作者的勞動量大等，這些問題嚴重制約著煤礦企業的發展。機電一體化的應用可以提升企業的機械化水平，降低煤礦工人的勞動負擔，節約企業生產成本。機電一體化的應用能夠改善煤礦開采的安全性，間接提升企業的市場競爭力。

2.2有效節約生產能源

在傳統煤礦的開采生產中需要耗費大量能源，比如電能、水能等，并且能源的利用效率并不高，不僅造成了能源的浪費現象，同時也導致企業成本增加。當煤礦機械中應用了機電一體化，可以很好地控制能源消耗，同時提升生產效率，比如在開采中應用通風機、傳送帶等井下開采輔助設備，在機電一體化的應用中可以使用計算機的邏輯控制功能，從而降低電量，減少用電消耗。有數據統計顯示，應用了邏輯控制功能后，電量消耗會明顯降低，電量的應用僅占據原來用電的65%，說明機電一體化的應用明顯節約了能源[2]。圖1為機電一體化應用后的礦井通風系統控制圖。

2.3提升企業的綜合發展效益

機電一體化的應用使得很多工作不需要人力進行，提升了開采工作的安全性，為煤礦企業營造了一個安全的生產環境。傳統的礦井環境較差、粉塵多、井下陰冷又潮濕，既對煤礦工作安全構成了威脅，還影響其身體健康，而機電一體化的應用改變了這樣的開采局面，改善了礦井的作業環境，并且降低了煤礦工作的勞動量，提升企業的安全生產系數。生產效率高、開采環境安全、開采工作勞動強度降低，這些均使得企業的綜合發展效益得到了提升。

3在煤礦機械中機電一體化的具體應用途徑

3.1帶式輸送機

帶式傳輸機具有以下優點：機械效率高、半自動化水平高、輸送量較大、傳輸距離長等，被廣泛應用在煤礦機械生產中，主要負責原煤的運輸。目前，中國煤礦企業大部分已經實現了皮帶化、系統化的生產，計算機技術的應用增加了機械的功能，撥入故障定位、機械自我保護等[3]。帶式傳輸機中應用的提升機直接大約為2m，多采用交流電，電阻調速均勻，采用控制型編程系統進行控制。隨著機電一體化進程的發展，還可以采用PLC控制器進行傳送帶控制。PLC控制器具有操作簡單、無接口、無輸入輸出的特點，抗外界干擾能力強，在艱苦的環境中也可以發揮較好的工作能力，并且工作時間較長。

3.2采煤機

煤礦企業的重要生產目標是依照采煤量進行評價的，隨著采煤機的投入使用，煤礦企業的生產效率得到明顯提升，當前采煤機應用最多的是電牽引采煤機，其與傳統的液壓牽引機有著較大差別，可以在任何環境下完成牽引工作，并且電能消耗較少。除此之外，電牽引采煤機還具有開采效率高、設備性能穩定、易操作、設備損耗小等優點，因此電牽引采煤機已經成為當前煤礦開采中適應性高的主流機電設備。電牽引采煤機需要選擇專業的人員進行操作，從而保證采煤的安全。

3.3支護設備

傳統煤礦開采中的支護設備為液壓支架，在應用了機電一體化后也轉向電液支架，將液壓支架和電子技術結合在一起，形成自動移架，避免了頂板和支架之間產生的電荷沖擊，讓支護更加安全可靠。采用電液控制的支護設備可以準確檢測出設備的工作情況，選擇乳化液泵站來提供電液，具有高液、大流量的特點，能夠結合支護設備的運行情況自動調節電液的供應量。目前中國應用較多的是乳化液智能泵站，可以自動檢測油位，及時校正濃度，自動分配電液供應，其帶有遠距離的傳輸功能，配有液晶顯示器，可以根據油位、濃度等自動調節[4]。在電子技術的控制下，支護設備能夠更好地為煤礦開采提供安全的環境，并且控制智能，降低傳統支護設備的危險系數。

4煤礦機械中機電一體化的發展趨勢

a)機械智能化。隨著科技發展，對于機電產品的智能化要求增加，機電設備需要有邏輯推理判斷能力，能夠根據故障情況進行自我修復，這需要不斷研究人工智能技術；

b)數字網絡化。微型控制器的發展使得機電一體化逐漸趨向數字化，加強網絡信息技術的普及，使得數字機電產品成為可能。將機電一體化進行數字化地改進，提升設備的通用性、可靠性，方便遠程控制和診斷；

c)人性化。機電一體化的應用要不斷提升其服務性能，符合人的操作、應用習慣，從外型、色彩上進行調節和改進；

d)綠色化。工業發展使得人類生存的環境受到破壞，因此在機電一體化的應用中需要研究出綠色設備，節約能源，減少對環境的破壞，并且可以循環利用。

5結語

煤礦行業的發展和科技水平的提升加速了機電一體化在煤礦機械中的應用進程，煤礦機械中應用機電一體化能夠提升生產效率，營造出安全的開采環境，為企業的綜合發展打下良好的基礎，各種機電一體化的設備比如帶式傳輸機、采煤機的應用節約了能源的消耗，提升了企業發展的綜合實力。在未來機電一體化的發展中，煤礦企業的生產會趨向人性化、智能化、綠色化。

參考文獻：

［1］李道敏.機電一體化技術在煤礦機械中的應用研究［J］.科技創新與應用，2015(29)：116-117.

［2］羅春輝.淺談機電一體化在煤礦機械中的應用［J］.煤炭技術，2013(1)：46-47.

篇（7）

引言

機電一體化技術是在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，同時，將機械裝置和電子設備以及軟件有機結合起來。機電一體化是將機械和微電子技術緊密集合，并融計算機技術、信息技術為一體的新興綜合技術。

煤礦機電一體化技術是礦山綜合自動化的基礎，為煤礦企業信息化提供了重要的科技支撐。為了提升我國煤礦生產的綜合實力，全面提高煤礦企業效率，達到煤礦生產的安全、高效、綠色的目的，必須加大煤礦機電一體化技術在煤礦采、掘、運當中的應用和推廣。

1 煤礦機電一體化技術的發展現狀

從 1970 年我國自行設計制造和裝備的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務局試驗起，我國的機電一體化技術開始萌芽。到上世紀 80 年代后期，我國綜合機械化采煤取得了空前的發展，大大推動了我國的煤礦機電一體化技術的進程，采煤機已由液壓牽引向電牽引發展。到了上個世紀90 年代中期，在原有的研究成果上，又開展了采運支機械微機監控、故障診斷的研究和支架電液微機技術應用的研究，并研發了大功率電牽引采煤機。而進入21 世紀后，我國煤礦機電一體化技術的研究和應用領域均有重大突破，在煤礦安全生產監控、大型固定設備的后備保護等方面已取得了喜人的成績。然而，與國外的先進采煤國家相比，我國的煤礦機電一體化技術發展尚有一定差距，并且煤炭工業相對機械、電子、航天、輕紡、

化工、鐵道、冶金等行業起步晚基礎薄弱，在開發水平、應用范圍、投資規模、技術人才和管理水平方面均有較大差距。

2 機電一體化技術在煤礦生產中的應用狀況

2.1 機電一體化技術在煤礦掘進中的應用

煤炭生產過程主要包括“掘進、采煤、裝、運輸、提升”等幾大系統。掘進作為煤礦開采的基礎工作影響著后期煤炭開采及運輸的效率，對于高效礦井有必要將機電一體化技術引入到掘進機械中，實現煤礦巷道的高效率掘進。目前掘進機的電氣部分普遍采用了由礦用隔爆兼本質安全性開關箱、操作箱、壓扣控制按鈕、照明燈、三相異步電動機等組成的掘進機電氣系統，與液壓系統配合操作可實現整機的各種生產作業。

2.2 在礦井運輸提升產品中的應用

煤炭的輸送方式有礦車式、皮帶式。帶式輸送機相對于礦車運輸具有長距離連續運輸、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等優點，已經在我國煤礦井下運輸中大量使用。目前煤礦主要推廣使用的CST可控軟啟動裝置，是專門為煤礦長距離皮帶運輸機設計的集機、電、液為一體化的啟動裝置，不僅解決了帶式輸送機的大運量、長距離的驅動難題，而且兼具平滑啟動運送大慣性載荷的特點。

礦井提升是將煤炭運送至地面的過程，提升效率及其安全性與煤礦效益密切相關。為了使煤炭效益最大化，礦井采用的專用提升機整合了煤礦電機一體化和自動化技術，其中全數字化交直流提升機在結構上進行了簡化，將滾筒和驅動合為一體，同時具有硬件配置簡單、互相兼容的特點，在各個技術環節均體現了機電一體化技術的應用。

2.3 在采煤機上的應用

我國的電牽引采煤機在消化吸收國外引進采煤機技術的基礎上，進行了相關的科技創新，擁有了許多具有自主只是產權的產品，取得了長足的進步。在我國煤礦綜合機械化采煤工作面，國產采煤機已經占據了主導地位，完全采用國產裝備的高產高效工作面不斷涌現。

機電一體化技術與采煤機的相關技能相結合能使采煤機的牽引、控制性能得到提升，同時能達到更好地發揮采煤機控制阻力的目的。具體表現在一下幾點：第一，在結合機電一體化技術的基礎上，在采煤機運行下滑的過程中，采煤機的制動性能能得到更好的發揮，在煤層是大傾角的情況下，這一優勢更為明顯；第二，在機電一體化技術的控制體系下，通過對各類參數進行優化與調整，能實現對采場的綜合控制，實行有效的實時監測，提高采煤機采煤過程中的安全性；第三，機電一體化技術的應用能提高采煤機作業可靠性，能有效地減少故障的發生，尤其是提高采煤機在煤層賦存條件惡劣條件下的采煤效率；第四，通過對工作面刮板輸送機裝配監控裝置，能夠實現對采煤機整體的監控監測，完全實現自動化控制，大大提高了采煤作業的安全性、可靠性，大幅地提高了采煤效率，給企業的經濟效益帶來了實質性的提高。

2.4 在礦井安全生產監測中的應用

通過礦井的生產監測系統，如在線監控、自動報警及故障自診等，可完成對煤礦機械的電動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的在線運行狀態的監控任務，能及時準確地找出故障部位并自動報警。我國監測監控技術應用較晚，20世紀80年代初，我國引進了一批安全監控系統，如：DAN6400等在部分煤礦中應用，并在引進的同時自行研制出KJ2、KJ4等系統并通過了鑒定。同時在“以風定產，先抽后采，監測監控”12字方針和煤礦安全規程有關條款指導下，規定了我國大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。煤礦監測監控系統的應用大大改善了礦井的工作環境和安全狀況，比如，提高了機器的工作效率簡化了設備的維護檢查工作，降低了使用維修費用，延長了設備的使用年限等。實踐證明，安全監測系統為煤礦安全生產和管理起到了重要作用。

3 煤礦機械中機電一體化技術應用的意義

3.1 提高勞動效率

機電一體化在煤礦各個生產環節的應用，不僅改善了設備的使用性能，延長了其使用壽命，更是在很大程度上提高了工人的勞動效率，降低了勞動強度，減少了同一時間段的作業人數，這對于高產高效礦井的實現具有重大意義。

3.2 提高了礦山開采的經濟效益

機電一體化的出現及完善為煤礦帶來了新一輪的改革，一方面取代了以前較為陳舊的設備，大大提高了煤炭開采的效率；其次，機電一體化技術在煤礦中的廣泛應用，在很大程度上減少了人力、物力、財力的投入，使煤礦的總體經濟效益得到大幅度提升，最后，機電一體化技術在煤礦上的逐漸應用推動了煤炭相關產業的進步，進一步的提高了礦山開采的經濟效益。

3.3 保證了煤礦開采較為安全的工作環境

隨著機電一體化技術在煤礦中的廣泛應用，極大地改善了井下的安全狀況，監測監控技術的應用能及時準確地將各個設備、巷道硐室的動態信息完整地呈現出來，如有設備故障或災害事故能做出及時的報警，從而能為相關工作人員提供充足的時間做出準備工作，減少災害的發生或降低事故的波及范圍，為煤礦開采提供一個較為安全的環境。

參考文獻：

[1]孫長春.煤礦機電一體化技術研究進展[J].現代礦業，2009（4）.

[2]米軍學.淺談煤炭機電一體化技術在我國的應用[J].實用科技，2008（5）.

[3]姚桂玲.機電一體化技術在煤礦生產中的應用研究[J].煤炭技術，2011（8）.

篇（8）

0 引言

機電一體化（機械電子工程學科）是以微電子技術為核心的高新技術的興起而得到快速發展，是從系統論的角度出發，機電一體化將機械裝置與電子化設計及軟件結合，各方合理配置，達到系統最優運作狀態，提高煤礦機電產品的性能。

隨著礦開采深度及難度的加大，井下機電設備一體化、機電技術一體化、機電設備技術管理與經濟一體化成為打造現代高效、安全、綠色礦井的必備要素，是提升煤炭企業核心競爭力的關鍵。

1 煤礦企業實現機電一體化的意義

煤炭企業的機電一體化，包括機電技術的一體化進程、機電技術管理的一體化與機電技術與企業管理的一體化對提高的綜合實力意義重大。主要體現在以下四個方面：

1.1 機電技術一體化。先進的機電技術煤炭企業實現信息化、數字化、智能化的重要支撐技術，是礦山綜合自動化的基礎。技術的引進及創新可以增強企業的創新能力，先進機電一體化產品的研發，在增強企業核心競爭力的同時，也能促進整個我國煤炭行業的機電一體化進程。

1.2 機電設備的一體化。機電設備的一體化能夠提高機械的自動化半自動化程度，減少人為因素造成的誤差，提高生產效率，降低煤炭事故。機電設備自動控制系統的應用，可以實現在線檢測，故障報警，大幅度減輕工人勞動強度，精簡工作流程，改善井下工作環境，減少安全隱患，提高工作效率。

1.3 機電設備技術管理與經濟一體化可以提高企業的管理水平，促進煤炭企業技術創新。加強機電設備管理，及時對設備檢查、維修、保養與更新，提高機電隊伍的素質，在為井下生產提供安全可靠地生產設備的同時促進煤炭企業高新技術的發展。

1.4 機電技術與企業管理的一體化能夠提高企業的管理水平，合理支出。建立高素質的機電員工，提高設備的使用效率，實現企業的規模化發展。

2 煤炭企業機電一體化技術的應用

2.1 機電一體化在礦井安全生產監測監控系統的應用。煤礦安全生產監控系統是煤礦機電一體化核心技術之一。它通過對煤礦機械中的電動機、傳動系統等的在線運行狀進行實時監控，實現設備的數字化、智能化運作，一旦井下設備出現故障能夠及時進行故障排查，減少因設備故障或認為疏忽而造成事故的概率，簡化工作人員設備維護檢查工作程序。同時，為促進煤礦企業的安全生產，煤礦安全相關法規要求，在瓦斯事故高發的礦井或者高瓦斯礦井必須安裝井下監測監控系統。

煤礦安全規程有關條款指導下，規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。實踐表明，安全監測監控系統對煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用。

2.2 機電一體化技術在礦井綜合采煤設備中的應用。電牽引采煤機運用微電子技術及電子電力技術，通過使采煤結構簡單化，在我國新型礦井中得到廣泛應用。與舊式采煤機液壓系統相比，其具有工況檢測和故障判斷功能，使機器更加可靠。

2.3 機電一體化技術在礦井運輸提升設備中的應用。礦井提升機的使用也是煤炭企業實現機電一體化重要設備，它集機械、電子、自動化、計算機、信息于一體，不僅提高了提升機工作的可靠性，還可以在工作中傳遞信息。采用交—交變頻器供電的交流提升機使用兩臺計算機同時工作，相互檢查，安全保護系統較為完善。由于其可實現故障記憶，安全性較高。

2.4 機電設備技術管理和機電一體化。設備的維修、更新、技術改造也是機電一體化不可或缺的重要步驟。煤炭企業不僅要積極引進先進技術，還要對設備進行定期檢查、維修，使設備在壽命周期內正常運行。

對設備進行維修必然會涉及到相關的費用支出，因此煤炭企業要培訓或外聘專業的維修工人，對于有維修價值的設備及時維修，加強管理，杜絕浪費，節約相關方面的費用支出，提高經濟效益。

3 當代煤炭企業機電一體化的發展建議

3.1 存在的問題。煤炭行業在我國仍面臨著高能耗、高污染、低產出、粗放式生產等一系列問題，針對以上問題，國家“十二五”規劃明確提出，我國應著力調整產業技術結構，推動技術升級，加強自主創新，推進節能降耗。煤炭企業的一體化發展不僅符合國家“十二五”規劃的要求，也是企業自身獲得持續發展的需要。

隨著科學技術的飛速發展，我國煤炭企業機電一體化建設也取得很大的進步，機電設備逐漸實現了數字化、智能化管理，但是在機電一體化建設中人存在諸多問題，需要煤炭企業進一步完善。

首先，機電一體化應用范圍不夠廣泛。能夠完全實現機電一體化的企業在我國僅限于大型煤炭企業，很多中小型礦井還是落后的生產設備，企業的信息化程度較低。其次，沒有實現機電一體化系統化管理。雖然我國的大中型煤礦企業積極引進先進的機電設備，但是很零散，不夠系統，所以很難完全實現真正的機電一體化。在系統的應用上也不夠程序化。因為機電一體化主要是實現計算技術與機械裝置有機結合，實現礦井機電設備的數字化、機械化操作，因此對于設備的程序要及時更新、開發新技術，而我國大部分煤礦企業僅限于引進技術階段，對于設備的程序化應用于國外相比，差距很大。最后，機電一體化員工素質亟待提高。很多煤炭企業對花巨資引進過來的先進裝備使用程度很低，其原因就是技術人員專業素養不夠高，只有引進過來的設備得到有效利用，才能從根本上提高企業的機電一體化建設，促進企業的高效持續發展。

3.2 提出的建議。首先，擴大機電一體化的應用范圍，鼓勵中小型煤炭企業加強技術升級，積極引進先進的機電裝置，加快煤炭行業的機電一體化進程。其次，培訓專業的機電一體化員工隊伍，提高設備使用率。煤炭企業應加大在對技術工人的培訓，或者高薪聘請機電相關專業的技術人員參與設備運作與檢修，最大限度的發揮機電設備的使用價值。再者，實現機電設備的綠色化、環?；l展。高效節能，先進環保的機電設備是機電一化發展的趨勢。煤礦企業也在朝著綠色環保的方向發展，最低限度的降低生產給環境帶來的污染。因此，煤炭企業在機電一體化建設中要大力開發節能環保、低粉塵、優質可靠地機電裝備，為節約資源、保護環境作貢獻。最后，實現機電技術與企業管理的一體化發展。機電技術的一體化發展要求機電技術一體化與企業管理協調一致，雙方符合企業戰略發展的要求。企業在加強技術管理的同時也要全面發展，共同致力于企業戰略目標的實現。因此，企業應合理分配員工，合理安排企業支出，加強對設備的管理，及時維護、檢修、保養，更新，在保證生產計劃不收影響的條件下，充分發揮技術創新潛質，提高企業效益。

4 結語

隨著微電子技術的發展，機電一體化技術在煤礦業得到應用和推廣，是我國煤炭企業的綜合競爭力得到提升，尤其在大型煤礦設備和礦機自動化方面成效顯著。未來的煤炭機電一體化技術將在設備操作性能、數字化設計與傳感技術、液壓系統以及煤礦機器人等方面進行取得突破，共同推進我國煤炭企業的高效、清潔、快速、可持續發展。

參考文獻：

[1]項光耀.淺談機電一體化在煤礦機械中的應用.科技專論，2012.1.

[2]楊訪明.機電一體化產品在煤炭生產中的應用.現代礦業，2012.

3.

篇（9）

一、機電一體化的發展歷程

20世紀60年代以來，人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能后，刺激了機械產品與電子技術的結合。計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展更進一步奠定了技術基礎。20世紀80年代末期，機電一體化技術和產品得到了極大發展。各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持，20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入了深入發展時期。光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用。取得了一定成果，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。機電一體化已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。

二、機電一體化技術的主要應用領域

（一） 數控機床

數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：

1、 總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。

2、 開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、 WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4、 大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。

5、 能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

6、 系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。

7、 以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

（二） 計算機集成制造系統（CIMS）

CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

（三） 柔性制造系統（FMS）

柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

（四） 工業機器人

第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。

三、"機電一體化"的發展趨勢

1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此，引進光學技術，實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源（動力）系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。

2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力（柔性），又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術（尤其是軟件及芯片技術）的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態（工作）時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統（大腦）工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”，而生物的特點是硬 件（肌體）——軟件（大腦）一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。

四、優化發展環境、增大支持力度

優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。

增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。

在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規模化建設項目上傾斜；成立“機電一體化”發展基金，支持機電一體化生產發展等。

參考文獻

篇（10）

中圖分類號 TU85 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）06-0072-01

傳感器技術的應用很廣，其在機電技術中具有不可或缺的作用，是實現機電設備的自動化的關鍵。傳感器的技術水平越高，所能實現的機電設備的自動化水平也就越高。隨著我國社會對科學技術的大力倡導和支持，我國的各行各業都在開始朝著自動化方向發展，大大提高了社會生產效率和人民的生活質量水平，同時在現階段，以傳感器為關鍵技術核心的現代化自動化技術已經滲透到和應用到社會的各個行業，從機械制造領域、醫療衛生領域、化工等到環境監測系統以及航空航天領域等，到處都離不開傳感器技術，傳感器技術的快速發展是未來的人工智能技術的福音，為其發展提供了有利的條件。如果在社會各行業中沒有傳感器技術的存在，那么機電系統的許多必要功能將無法快速準確的實現。本文就傳感器技術在機電一體化技術中的應用展開簡單的分析和介紹。

1 國內傳感器技術的不足

我國的研究院所是我國研究先進技術的集中場所，因此也是我國傳感器技術研究集中的場所，我國的傳感器技術與國外先進的技術在模擬和設計方法上有一定的差距，另外，在高端的制造設備以及微細精微加工技術上同樣也存在差距。這兩方面不足嚴重阻礙了我國高端傳感器的研究和生產，因此，我們需要認清楚我們與外國存在的差距，了解到我們存在的不足，堅持不懈攻克難題，突破高精尖技術，促進我國的傳感器技術更進一步的發展，為將來的人工智能技術打下深厚的基礎。

2 機電設備中傳感器技術的應用

傳感器技術的出現和發展并且運用到機電技術中，使得機電技術的發展邁進一個新的臺階，促進了機電自動化和一體化的快速發展。一方面提高了機電技術的可靠性，還很大程度上提升了機電技術的靈敏度和精確度，從而使得光學技術、通信技術能夠滲入到機電技術中去，促進機電一體化和自動化的實現。在精細加工技術中，由于傳感器技術具有很高的可靠性，使得加工^程中的抗干擾能力得到了較大的提升；另一方面，傳感器技術應用在機電技術中能讓非接觸型檢測在一定程度上得以實現，由于傳感器技術能夠將人工智能、神經網絡技術以及光學技術這3種先進的技術融合到傳感器原件中，直接促進了微電子技術的進步和信息化設備的快速出現。傳感器技術為現代化的機電技術注入了新的活力，為機電技術的發展開拓了視野，因此，為實現人工智能化和機械設備的使用自動化，我們需要堅持提升傳感器技術的可靠性和準確真實性，從而在最大程度上保證信息的接收和輸出穩定可靠，并通過相關科研單位深入研究解決在實際運用過程中出現的干擾等問題。

3 傳感器技術在機電技術中的應用

3.1 傳感器技術在機器人中的應用

機器人之所以能夠實現準確無誤的操作，就是因為機器人的內部充滿了各種系統的傳感器原件，這些傳感器原件保證了機器人能夠感知自身動作、感知操作對象以及感知工作環境等，這些都需要有機器人內部的傳感器來獲取相應的位置、移動、速度等，從而實現對自身動作、操作對象以及工作環境的感知從而反饋出來，指導機器人做出正確、準確無誤的動作。

3.2 傳感器技術在機械加工過程中的應用

1）在機械加工的切削過程和機床運行過程中傳感器技術占據著非常重要的地位，在機械加工的切削過程中因為加入傳感器技術使得其能夠實現加工生產效率和工業制造成本的最大優化，從而幫助我們來選擇最為合適的材料去除率，同時，傳感器技術還能夠幫助機械加工的切削力度、狀態以及厚度等，從而方便我們進行機器控制。在機械加工的機床運行過程中，傳感器技術為軸承回轉體系、動力系統、工作環境以及安全的運行過程提供信息監測，從而保障機床運行的停留時間、被加工材料的表面光潔程度、加工精密度在合理科學的標準范圍之內。

2）在機械加工的工件過程中傳感器依然發揮著不可或缺的作用。在機械加工的實際操作工作當中，工件所需要做的傳感器監測工作是最多的，因為機械加工的切削和機床運行中傳感器監測相比，機械加工過程的工件傳感器監測的主要是要通過傳感器監測來保證工件加工過程的質量可靠，確保加工出來的工件符合使用標準。傳感器技術在工件監測中的運用使得加工工序和零件加工標準更加配套，監測和分辨工件是否是將要加工的工件。同時傳感器技術在機械加工的工件監測過程中還能夠是被處工件的安裝和加工完成之后的工件的表面是否和規定以及是否還有加工余地。這些傳感器技術發揮出來的作用是在機械加工的工件加工過程中不可或缺的，能夠幫助我們實現更為準確、科學合理的加工程序。

3）傳感器技術在機電自動化中的應用。傳感器技術的出現極大地促進了機電自動化的實現，是機電自動化進程中一項不可或缺的技術。眾所周知，汽車已經步入我們千家萬戶，汽車的駕駛過程也越來越安全，這些都是傳感器技術在發揮著重要作用。汽車內部的機電自動化和一體化需要智能控制系統來實現，而不是傳統的機械控制，汽車性能的不斷增強、汽車的人機工程和人性化的不斷進步、汽車的燃油消耗控制系統、汽車的尾氣排放控制系統、安全駕駛系統、汽車安全駕駛輔助系統等系統都需要傳感器技術的支持。正是因為傳感器技術的支持，才使得這些我們對汽車最為關注的幾個方面不斷的進步，不斷的人性化、智能化、自動化。

4 結論

傳感器技術在機電技術中的應用大大促進了機電的一體化和自動化，為我們的生產生活提供了巨大的便利。同時，傳感器技術一定會成為一項火熱的研究項目，其發展的方向和趨勢會向著先進的計算方法、高端精微加工技術、先進封裝技術以及可靠性研究等方面發展，傳感器技術一定會成為機械、機電加工過程、人工智能過程以及社會各個生產過程的一項不可或缺的技術。我們的研究院所的不斷研究和探索，一定會使其向著我們人民生活更加便利的方向發展。

參考文獻

篇（11）

中圖分類號：U664.9 文獻標識碼：A

1概述

城鎮污水處理廠自動化系統大致由現場測量控制層、集中監視操作層、廠部生產管理層組成?，F場測量控制層是污水廠自動化系統的基礎，其過程輸出信息是驅動執行機構運行或停止工作，從而自動控制進水泵房、配電中心、鼓風機房、出水泵房、脫水車間等工段。其控制過程為，控制器（調節器）將檢測元件或變送器送來的信號進行比較、計算出控制信號，再傳送給過程機械設備執行器改變操縱變量。而其過程機械設備本身的機電一體化技術現狀相對滯后，甚至制約了城鎮污水處理工藝的創新與新工藝的實施。因此，研究該過程機械設備產品本身自動控制存在的問題和解決途徑，是機械設備設計制。

2 城鎮污水處理過程機械設備的質量管理體系屬性

城鎮污水處理為實現工藝過程、目的配置的機械設備，均為過程設備。ISO9001：2008標準“6.3基礎設施”規定“組織應確定、提供并維護為達到符合產品要求所需的基礎設施。適用時，基礎設施包括：過程設備（包括硬件和軟件）”。城鎮污水處理過程工藝機械設備一是被定性為生產基礎設施；二是定性為自動化控制的基礎設施；三是“包括硬件和軟件”即強調了設備的自動化控制。

3 城鎮污水處理過程機械設備自動控制的現狀和問題

3.1 我國新建的污水處理廠大部分設置了自動化控制系統，但尚處在實踐摸索階段，與國外相比存在較大差距；老污水處理廠的自動控制技術改造升級，更是參差不齊。

3.2 城鎮污水處理過程機械設備執行器的研發現狀落后于控制系統的要求。執行器由執行機構和調節機構組成，執行機構將控制器輸出的信號轉換成相應的驅動動作，調節機構則在該驅動動作下直接改變操縱變量。因為自動過程控制的測量元件及變送器、調節器這兩部分裝置在其它很多工業領域應用廣泛，獨立安裝工作環境好，所以技術研發先進，產品豐富；而自動過程控制的執行器裝置必須安裝在污水處理工藝過程現場的機械設備上，很多機械設備本身就是執行器，工作環境差，專業性強。有的自動化控制系統試運行后得不到正常使用維護，甚至癱瘓廢棄，污水處理生產過程緩慢，仍有人工手動控制保證。由于以上原因，導致執行器研發動力和力量相對不足，技術現狀相對滯后。突出體現在產品的互換性和配套中間產品的缺乏，比較先進的產品又不易配套。當污水處理工藝創新需要自動控制技術改造升級實現工藝過程、目標時，往往因此不易實現。

3.3 產品多樣化帶來的問題。國內污水處理機械設備生產家眾多，魚龍混雜，非標設備的不規范、標準設備的標準不完善、國內與國外標準的不接軌使同類產品規格不統一、配套產品不通用、技術性能差距大。

4 城鎮污水處理過程機械設備自動控制問題的解決途徑

4.1 跟蹤城鎮污水處理工藝的創新和新工藝新技術的應用，同步設計制造機械設備，滿足污水處理工藝過程對過程機械設備自動控制的要求；并以此引領城鎮污水處理過程機械設備研發方向。

4.2 制定產品專業自動化控制標準。應先制定行業專業推薦性標準，在此實施基礎上，經過實踐檢驗、修改為強制性標準。由于利益沖突和生產企業現狀，近期很難制定這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。標準應包括：（1）與國際標準接軌；（2）污水處理機械設備設計、制造與產品的模塊化；（3）污水處理機械設備調節機構與執行機構的配套及產品；（4）污水處理機械設備產品機電一體化的特殊要求。

4.3 設計制造污水處理機械設備模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程，這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要，如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。污水處理工藝對機械設備自動控制的選用更加寬泛，可以像積木一樣組合符合工藝要求的機械設備及其自動控制系統。

4.4 執行器中間產品的研發執行器由執行機構和調節機構組成，執行機構實質是伺服傳動技術，包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。執行機構設計標準與質量必須保證控制過程和目標的實現。執行器低端產品技術性能和可靠性低；高端產品則配套、互換性差，造價過高，研發中間產品凸顯迫切和重要。

結語

城鎮污水處理工藝自動化要求促進了其過程機械設備自動控制技術的提升；過程機械設備的自動化控制技術提升又為污水處理工藝的創新提供了設備技術支持。城鎮污水處理機械設備機電一體化向著更加智能化、網絡化方向發展，并非機械設備設計制造業可以獨立完成的艱巨而又復雜的任務，還有很長的路要走。

參考文獻

[1]夏暢斌，羅彬，尹奇德.污水處理機械化與自動化[M].北京：化工出版社，2001，（2）.