機械自動化技術的應用

孟曉亮

（山西霍爾辛赫煤業有限責任公司，山西 長治 046000）

引言

所謂自動化，往往指不需要人為參與，機械可以自動實現某些功能操作。比如電動機自動調速、設備自動啟停等，都屬于自動化的范疇。機械自動化就是憑借機械方式實現煤礦設備的自動化，它不僅可以全面提升煤礦設備的性能，還能促進行業發展。隨著煤礦生產的發展，探究煤礦機械制造中自動化技術的應用和意義就顯得更為重要。

1 機械自動化技術

1.1 應用現狀

從機械自動化技術的發展情況來看，我國自動化程度和水平依然不高。例如，一些先進國家已經實現了機械設備的自動化、智能化以及柔性化控制，而我國還處于剛性化、單機化的控制階段，與發達國家的差距十分明顯。在煤礦機械制造中，機械自動化技術的應用存在不少問題，導致煤礦機械自動化發展緩慢，成果不豐。

首先，煤礦機械制造企業自身的機械自動化技術水平有限，無法提供強有力的自動化設計方案，最終導致煤礦機械設計的自動化水平較低。其次，煤礦機械制造中機械自動化技術的應用存在誤區。利用機械自動化技術進行煤礦機械設計制造，應該根據煤礦生產實際情況，對相關設備的關鍵功能進行自動化設計。但是，當下不少煤礦機械制造企業把機械自動化技術應用在了一些無關緊要的地方，機械設備的核心功能自動化程度較低。與此同時，對煤礦機械實現自動化的認識不夠。煤礦機械實現自動化，對煤礦生產安全和效率具有極其重要的意義，也能讓設備制造企業加強市場競爭力，提升企業的品牌度和經濟效益。促進煤礦機械自動化，可以實現設備制造企業和煤礦開采企業雙贏［1］。

1.2 基本組成

機械自動化技術的組成比較復雜，主要包含了五個部分。

1）程序單元。設定了各種執行程序，能夠對相應工作形成指導約束。

2）傳感單元。主要設置在機械的關鍵部位，實現數據采集和監測。

3）作用單元?？梢詮娀刂葡到y的定位，增強系統功能。

4）控制單元。可以對系統的單元結構進行調整控制，確保各個部分在正常范圍工作。

5）制定單元?？梢詫鞲袉卧杉母鞣N數據進行綜合處理分析，然后根據分析結果發出對應的指令，對設備形成控制。

2 機械自動化技術的實際應用

2.1 集成化應用

集成化應用的目的在于強化煤礦機械功能集成，在一個工作平臺實現煤礦機械的多功能控制。傳統煤礦機械主要是通過單機化進行相關功能控制，對某些大型設備，實現功能切換往往比較麻煩。通過集成化設計，將煤礦機械的多種功能集中到一個控制平臺之上，對其進行集中控制。這不僅可以大幅縮減工作量，更能提升工作效率，促進煤礦生產［2］。

例如，液壓支架在煤礦井下作業中，為了達成切實的支護效果，往往需要數量眾多的液壓支架進行支護。在厚煤層開采中，普遍使用綜采一次采全高的方法進行采煤，這不僅需要數量眾多的液壓支架，還需要在采煤作業進行的過程中，對液壓支架進行有序移動。在實現集成化之后，就可以通過統一的控制平臺對全部液壓之間形成控制，確保液壓支架的移動及時準確，保證采煤作業安全。

2.2 智能化應用

智能化應用是機械自動化技術的一個趨勢，也是傳統意義自動化技術的升級。智能化能夠讓煤礦機械對工作環境、工作狀態、工作要求等進行綜合分析判斷，進而得出合理的工作指令。智能化和自動化的區別在于，智能化的綜合性更強，自動化的綜合性較低，而且具有明顯的邏輯性。

比如，運輸機的載重并不是固定不變的，即運輸機的載重時時刻刻都在發生變化。如果運輸機的工作狀態一直處于大功率狀態，雖然可以保證工作效率，但是會造成能源浪費；如果保持在小功率狀態，可能會出現不滿足工作要求的情況，導致設備出現損害。因此，就可以對其進行智能化設計，通過加裝傳感器，對運輸機械的運行參數進行全方位采集，通過計算機處理軟件進行處理，構建運輸機的工作模型。再根據外界因素、人為因素等對運輸機工作模型進行優化修正，使其更加貼近實際。與此同時，可以根據運輸機的工作模型，設置最優運行曲線，在運輸機承重變化時，其運行工況可以按照最優曲線作出對應變化，確保運輸機始終保持在最優狀態［3］，見圖1。

2.3 敏捷化應用

敏捷化是機械自動化技術應用的重點，在煤礦機械制造中，敏捷化更具有十分重要的作用。在煤礦生產中存在許多危險因素，會對煤礦生產安全造成極大影響，比如瓦斯、粉塵等。所以，實現相關安全設備的敏捷化，對于保證煤礦生產安全具有十分重大的意義。

圖1 煤礦運輸機智能化分灰系統

在通風系統設備中，可以通過機械自動化技術實現相關機械設備的敏捷化設計，確保對井下瓦斯含量、粉塵濃度等進行實時監測。并且根據檢測數據對其危險程度進行分析，在根據分析結果對相關設備迅速做出指令。

例如，瓦斯濃度較高時，通風系統可以及時自動進行通風處理，降低區域瓦斯濃度；在粉塵含量較高時，降沉系統可以迅速反應做出降沉處理，確保井下安全，見圖2。

圖2 通風系統設備敏捷化應用示意圖

所以，在通風系統或降沉系統的相關機械設備制造中，就應該通過機械自動化加強相關的敏捷性，使其可以在工作中迅速反應，保證煤礦生產安全。

3 機械自動化技術應用的現實意義

在煤礦機械制造中，加強機械自動化技術的應用，具有十分重大的現實意義，其大致可以分為兩個方面。第一個方面，加強機械自動化技術在煤礦機械制造中的應用，可以顯著提升煤礦機械設備的各項性能，提升產品的市場競爭力，確保相關設備能夠在市場中占據有利地位，獲取更大的經濟效益。不僅如此，通過機械自動化技術的應用，還可以推動相關企業大力研究發展機械自動化技術，實現我國機械自動化技術不斷進步，縮減與國外先進水平的差距。

另一個方面，加強機械自動化技術在煤礦機械制造中的應用，可以顯著提升煤礦生產的各項工作。首先，通過機械自動化技術的應用，可以提升作業設備的自動化程度，降低人力工作量，提升作業機械設備效率和質量。其次，在安全設備上進行機械自動化技術的應用，可以增強相關設備的監測和預警能力，盡早發現存在的安全隱患，及時進行處理或發出警報，最大程度保證井下安全。一旦發生某些突發安全事故時，這些設備也可以快速響應作出處理，將事故危害控制在最小范圍。而且，通過機械自動化技術的應用，可以使各類作業設備工作在最優狀態，在最小的能耗下實現最大的作業輸出，降低企業成本，提升經濟效益。

機械自動化技術可以提升煤礦機械的自動化水平，全面強化煤礦機械的各項性能。不論是設備制造企業，還是煤礦企業，通過機械自動化技術都可以實現經濟效益提升，以及生產安全強化?？梢詭颖姸嘈袠I積極發展。

4 結語

機械自動化技術在我國發展雖然比較緩慢，但是卻具有廣闊的應用前景。因此，需要結合煤炭開采工作實際，從機械自動化技術的特點出發，加強煤礦機械的自動化技術應用，以便推動相關產業實現高速發展。

［1］ 王英.機械自動化技術應用與發展前景［J］.科技傳播，2010（24）：20-24.

［2］ 劉莉.煤礦中機械自動化的應用與改進的探討［J］.企業家天地，2014（7）：59-61.

［3］ 胡闊海.機械自動化技術及其在機械制造中的應用探討［J］.機電信息，2012（30）：36-35.