摘要:為保證礦井提升機(jī)運(yùn)行安全，降低松繩、斷繩、過(guò)卷等事故發(fā)生的概率，利用仿真模擬結(jié)合理論分析的方法對(duì)礦井提升機(jī)的恒減速電液控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，給出了恒減速電液控制系統(tǒng)的硬件、軟件的組成及工作原理，同時(shí)通過(guò)Adams對(duì)恒減速電控控制設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真研究，得出滾筒速度在5s內(nèi)能夠降低至零，能滿(mǎn)足正常生產(chǎn)需求，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的有效可行性，為礦井安全開(kāi)采及礦井高效開(kāi)采提供一定的參考及借鑒。

關(guān)鍵詞:仿真模擬;礦井提升機(jī);電液系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)能源的消耗量也呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。煤炭資源一直是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要保證，每天煤炭資源消耗量占據(jù)全部能源消耗的7成以上，所以高效開(kāi)采，可持續(xù)發(fā)展一直是煤礦開(kāi)采的重要目標(biāo)。礦井提升機(jī)是我國(guó)礦井物料、原煤等提升的重要設(shè)備，在礦井正常生產(chǎn)過(guò)程中，由于提升機(jī)發(fā)生故障導(dǎo)致礦井生產(chǎn)效率降低的事件屢有發(fā)生，其工作性能直接影響著礦井開(kāi)采效率［1］，在提升機(jī)的日常運(yùn)行過(guò)程中，常會(huì)出現(xiàn)由于液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制精度差等引起的松繩、斷繩、過(guò)卷等事故，事故一旦發(fā)生將會(huì)造成難以估量的損失，同時(shí)由于礦井工作環(huán)境較為惡劣，設(shè)備的維修極為困難，造成機(jī)械窩工，提升礦井提升機(jī)的運(yùn)行安全性及其制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化十分必要［2］。針對(duì)傳統(tǒng)提升機(jī)電壓液控系統(tǒng)存在的問(wèn)題，基于恒減速電液控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效降低了提升機(jī)恒減速液控系統(tǒng)失效造成的安全問(wèn)題。為礦井高效發(fā)展及安全運(yùn)行提供了一定的保障。

1恒減速電液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1．1礦井提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)組成及原理

礦井提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)是由制動(dòng)閘組，液壓部分和電氣部分組成，目前國(guó)內(nèi)主要的制動(dòng)方式有安全制動(dòng)和工作制動(dòng)，工作制動(dòng)是礦井提升機(jī)在完成一次提升工作后進(jìn)行的停車(chē)制動(dòng)，目前較為常用，安全制動(dòng)是指在運(yùn)行過(guò)程中，由于發(fā)生故障，避免人員、機(jī)械等造成各損害而進(jìn)行的緊急制動(dòng)，安全制動(dòng)一般很少發(fā)生，這是保障人員及設(shè)備安全的最后環(huán)節(jié)，安全制動(dòng)按照其方式可分為恒力矩一級(jí)、二級(jí)安全制動(dòng)和恒減速制動(dòng)三種，其中恒減速制動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)內(nèi)部反饋而實(shí)現(xiàn)的提升機(jī)制動(dòng)方式，控制系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)滾筒速度來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)器的減速度，有效提升制動(dòng)性能［3］。

論文關(guān)鍵詞：純電調(diào)DEHAGC同步器協(xié)調(diào)控制

論文摘要：分析汽輪機(jī)電液聯(lián)調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法，并介紹本系統(tǒng)在電廠(chǎng)中應(yīng)用，闡述系統(tǒng)的發(fā)展前景。

1前言

隨著我國(guó)電力自動(dòng)化程度的提高和用電形勢(shì)的變化，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度和機(jī)組調(diào)峰的要求越來(lái)越高，而我國(guó)90年代前投產(chǎn)的125MW等老機(jī)組汽輪機(jī)使用純液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即采用雙磁場(chǎng)換向式單相串激交直流兩用電動(dòng)機(jī)、控制同步器。由于電動(dòng)機(jī)本身的惰走和慣性等原因，控制精度不太理想，由液壓調(diào)速系統(tǒng)和同步器組成的控制系統(tǒng)，在可控性和保護(hù)功能上不能完全滿(mǎn)足機(jī)組協(xié)調(diào)控制(CCS)和自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的要求，一種簡(jiǎn)易可行的DEH系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)并成功應(yīng)用于電廠(chǎng)，以下進(jìn)行介紹。

2系統(tǒng)組成及原理

系統(tǒng)由液壓部分、高中壓油動(dòng)機(jī)行程傳感器、基于DCS的控制系統(tǒng)平臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)、超速保護(hù)(OPC)裝置、手操盤(pán)等組成，改造后的油系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

目前我國(guó)地質(zhì)勘查鉆機(jī)普遍采用定量泵與普通液壓閥組成的液壓系統(tǒng)，鉆進(jìn)功能單一，不適應(yīng)復(fù)雜地層鉆進(jìn)工藝要求。JDD一100型地質(zhì)勘查鉆機(jī)由液壓驅(qū)動(dòng)，具有回轉(zhuǎn)、振動(dòng)、沖擊、靜壓多種鉆進(jìn)功能，還可隨鉆測(cè)量地層電阻率、孔隙度等地質(zhì)參數(shù)。鉆機(jī)如圖1所示。

1城市地質(zhì)勘查鉆機(jī)鉆進(jìn)性能要求

1．1優(yōu)化鉆進(jìn)

鉆進(jìn)過(guò)程中，各種地層有不同的最優(yōu)鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)與之對(duì)應(yīng)。鉆壓、轉(zhuǎn)速需穩(wěn)定保持在最優(yōu)鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)附近，避免過(guò)大的波動(dòng)。鉆機(jī)始終以最優(yōu)規(guī)程參數(shù)鉆進(jìn)，提高鉆進(jìn)效率。

1．2精確鉆進(jìn)

地質(zhì)勘查鉆孔深度較淺，但地層復(fù)雜多樣。一次鉆進(jìn)可遇到多種地層，鉆機(jī)須根據(jù)不同地層，及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整鉆壓、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，使鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)與地層相適應(yīng)。

1礦井掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備的選用

1.1節(jié)能變壓器。當(dāng)前，就各礦井變壓器應(yīng)用現(xiàn)狀而言，S7型變壓器是很多礦井主要應(yīng)用的變壓器，該變壓器已屬于一種早期生產(chǎn)的變壓器，較落后，在實(shí)際工作時(shí)不僅會(huì)發(fā)出較大噪音，形成噪音污染，而且會(huì)耗費(fèi)大量電能，浪費(fèi)電能。目前，隨著我國(guó)變壓器節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)出很多新型節(jié)能變壓器，這些變壓器在功能、能耗方面都比S7型變壓器優(yōu)良很多。如常見(jiàn)的S15系列變壓器，消耗的電能就相對(duì)較少，且噪音小，它主要是用全新非晶合金材料制成的[1-2]。圖1為常見(jiàn)的S系列變壓器中S7型、S11型、S13型、S14型、S15型具體空載損耗情況與負(fù)載損耗情況，通過(guò)對(duì)比，可清楚地了解到它們的各種損耗情況。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，各礦井應(yīng)依據(jù)自身實(shí)際情況，合理地更新淘汰舊式變壓器，選用新型變壓器。1.2輸送控制系統(tǒng)。就各礦井傳輸裝置而言，當(dāng)前很多礦井都是依據(jù)煤礦流動(dòng)方向來(lái)布設(shè)礦井傳輸裝置的，導(dǎo)致礦井掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備連續(xù)工作，從而該傳輸裝置運(yùn)行模式會(huì)耗費(fèi)大量電能，造成嚴(yán)重的電能損耗。對(duì)此，可通過(guò)在原輸送設(shè)備上裝設(shè)高度感應(yīng)系統(tǒng)，借助該裝置來(lái)自動(dòng)檢測(cè)感應(yīng)煤炭運(yùn)輸情況，依據(jù)具體煤炭量來(lái)確定運(yùn)行與否，這樣可科學(xué)、合理地解決輸送裝置一直連續(xù)運(yùn)行問(wèn)題，顯著降低輸送裝置耗費(fèi)的電能。1.3節(jié)能電動(dòng)機(jī)。在選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用借助新型材料進(jìn)行改進(jìn)后的節(jié)能性能更優(yōu)良的電動(dòng)機(jī)，這樣的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的能源損耗更少[3]。同時(shí)所選的電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)備應(yīng)更高效，這樣可利用其熱能效益以及降低電磁能等方式，來(lái)使電動(dòng)機(jī)的工作運(yùn)行效率得到進(jìn)一步提高，這與礦井節(jié)能降耗發(fā)展策略相符。

2礦井掘進(jìn)設(shè)備的強(qiáng)化管理

2.1充分應(yīng)用礦井機(jī)電設(shè)備。從各礦井當(dāng)前消耗的總能源來(lái)看，有很大一部分能源消耗為設(shè)備運(yùn)行所消耗的電能，設(shè)備整體運(yùn)行效率普遍偏低[4]。對(duì)此，在實(shí)際生產(chǎn)中，相關(guān)技術(shù)人員首先應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)備工作原理進(jìn)行深入了解，并按相關(guān)操作規(guī)程科學(xué)操作，使機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行潛能得到充分發(fā)揮，有效降低各種不必要能耗，如應(yīng)嚴(yán)格控制機(jī)械設(shè)備運(yùn)行速度，最好讓設(shè)備處于勻速運(yùn)行，這樣可使設(shè)備機(jī)械能耗更低。2.2提高礦井掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備功率因數(shù)礦井掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備實(shí)際運(yùn)行效率的高低受功率因數(shù)的影響較嚴(yán)重。據(jù)相關(guān)部門(mén)研究顯示，在國(guó)內(nèi)各礦井中，有將近2/3的礦井實(shí)際供電功率因數(shù)偏低，這樣在實(shí)際供電作業(yè)中，必然會(huì)產(chǎn)生大量的無(wú)用功率[5]。供電質(zhì)量的低劣大幅增加了礦井電能損耗。對(duì)此，企業(yè)可通過(guò)給礦井掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備裝設(shè)一種就地補(bǔ)償裝置，這樣可顯著提高礦井供電功率因數(shù)，使機(jī)電設(shè)備損耗變小，以實(shí)現(xiàn)礦井機(jī)電設(shè)備的節(jié)能降耗。2.3縮減低壓供電距離。設(shè)備在工作過(guò)程中，礦井生產(chǎn)中掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備功率一定，工作電流量與供電電壓成反比，也就是當(dāng)供電電壓越高時(shí)，耗費(fèi)的供電電流將越少。若礦井低壓供電線(xiàn)路過(guò)長(zhǎng)，線(xiàn)路阻抗也會(huì)增大，這樣會(huì)損失更多電能。對(duì)此，可適當(dāng)提高供電電壓，使工作電流損耗變小，同時(shí)可通過(guò)合理縮減低壓供電距離，來(lái)使電能損耗降低。2.4強(qiáng)化維護(hù)礦井掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備。礦井作業(yè)環(huán)境惡劣，存在大量的灰塵、瓦斯氣體且陰暗潮濕，這些因素易對(duì)礦井掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備性能產(chǎn)生影響，以致引發(fā)設(shè)備故障，這會(huì)在某種程度上增大礦井能源消耗。對(duì)此，在實(shí)際生產(chǎn)中，必須做好機(jī)電設(shè)備的日常檢查維護(hù)工作，以確保設(shè)備正常運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)期運(yùn)行效率；與此同時(shí)，應(yīng)做好設(shè)備內(nèi)部清潔工作，及時(shí)給設(shè)備添加機(jī)油、加注潤(rùn)滑油等，以防設(shè)備因能源不足而產(chǎn)生各種故障，進(jìn)而增加設(shè)備維護(hù)成本，使設(shè)備能源消耗增大。2.5節(jié)約水及乳化液用量。當(dāng)前，很多礦井在進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，若遇到堅(jiān)硬巖石，大多會(huì)選擇采用乳化液噴霧來(lái)軟化巖石，以更便于開(kāi)采作業(yè)，因此，很多礦井在生產(chǎn)作業(yè)中都應(yīng)用了乳化液泵噴霧來(lái)協(xié)助生產(chǎn)。但就實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀而言，人們?cè)趹?yīng)用乳化液噴霧時(shí)，存在很多不合理現(xiàn)象，如很多礦井在啟動(dòng)機(jī)電設(shè)備的同時(shí)也會(huì)把乳化液泵打開(kāi)，使得乳液泵的應(yīng)用缺乏針對(duì)性，這樣乳化液泵長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，必然會(huì)浪費(fèi)大量的電能、水資源以及乳化液體。因此，必須強(qiáng)化乳化液泵管理，應(yīng)先對(duì)礦井地質(zhì)條件進(jìn)行準(zhǔn)確勘測(cè)，進(jìn)而針對(duì)性地應(yīng)用乳化液泵站，謹(jǐn)防所用乳化液泵站出現(xiàn)長(zhǎng)期無(wú)意義運(yùn)行情況，同時(shí)，應(yīng)對(duì)乳化液用量進(jìn)行嚴(yán)格控制，以進(jìn)一步降低乳化液泵站能源損耗，實(shí)現(xiàn)最終的節(jié)能目的。

3結(jié)語(yǔ)

礦井掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備屬于礦井的主要耗能設(shè)備，要想使其實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，一方面在選用掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用節(jié)能效果好、工作性能優(yōu)良的機(jī)電設(shè)備，另一方面應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)備操作規(guī)程作業(yè)，并做好設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)工作。只有這樣才能使礦井掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備更節(jié)能，進(jìn)而顯著降低礦井生產(chǎn)成本，更好地促進(jìn)煤礦企業(yè)的長(zhǎng)期健康可持續(xù)發(fā)展。

有機(jī)結(jié)合滾筒、驅(qū)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，應(yīng)用在內(nèi)裝式提升機(jī)上，充分整合機(jī)械、通信、電力電子及自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)。全數(shù)字化提升機(jī)應(yīng)用總線(xiàn)方式，極大的實(shí)現(xiàn)了電器安裝的簡(jiǎn)化，效果高度可靠，而且硬件配置簡(jiǎn)單，相互間的兼容功能很好。我國(guó)研制開(kāi)發(fā)的全數(shù)字化提升機(jī)，應(yīng)用雙處理器組成核心系統(tǒng)部分，性能可靠、先進(jìn)，具有較高的準(zhǔn)確性。在支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用液壓支架是煤礦采煤工作中應(yīng)用的支護(hù)設(shè)備，目前正向電液控制方向發(fā)展，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合液壓控制，形成定壓雙向鄰架，能夠降低并減去對(duì)頂板、支架產(chǎn)生的沖擊荷載[3]。應(yīng)用在煤礦開(kāi)采工作中的電液控制支架，不但能實(shí)現(xiàn)1架/3s的最快速度，還可檢測(cè)支架的工作狀態(tài)。乳化液泵是提供液壓支護(hù)設(shè)備高壓液體的裝置，因此必須具備大流量供液能力及高壓，還應(yīng)結(jié)合用液量進(jìn)行自行調(diào)控。我國(guó)研制開(kāi)發(fā)的智能型乳化液泵站系統(tǒng)包括智能型乳化液泵站供液、自動(dòng)配液系統(tǒng)兩部分，可實(shí)現(xiàn)油箱、油位高度的自行檢測(cè)，自主配液；還能進(jìn)行乳化液濃度的在線(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)，一旦發(fā)現(xiàn)濃度不符合規(guī)定值，會(huì)發(fā)出聲光警報(bào)；另外，具有定時(shí)反沖洗功能，控制、監(jiān)督實(shí)際用液量，遠(yuǎn)程傳輸功能良好[4]。

煤礦機(jī)械的開(kāi)發(fā)水平極大的影響了煤炭工業(yè)發(fā)展，近些年機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦開(kāi)采機(jī)械中的廣泛應(yīng)用，極大的提升了礦機(jī)械生產(chǎn)效率、質(zhì)量。提升了勞動(dòng)效率機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在煤礦機(jī)械方面，將實(shí)際勞動(dòng)效率有效提升了，相較以前采用的煤礦機(jī)械，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，不但將產(chǎn)品生產(chǎn)方式進(jìn)行了有效改善，而且在應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)、微處理技術(shù)后，大幅度提升了勞動(dòng)效率，增加了煤礦業(yè)產(chǎn)量。增加了礦工勞動(dòng)收入應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，不僅將煤炭產(chǎn)量提升了，增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也提高了礦工們的工資；煤礦產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展也帶動(dòng)了周邊同行業(yè)的發(fā)展，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步發(fā)展提供了有利條件。有利于保證礦工們的勞動(dòng)安全以前煤礦開(kāi)采的過(guò)程十分艱苦，條件十分惡劣，礦工們長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境之中，周?chē)椴济簤m，極大的影響了他們的生活質(zhì)量，造成身心健康的重大影響，如情況嚴(yán)重還會(huì)影響他們的生命。煤礦機(jī)械安全環(huán)境也很差，因?yàn)槭浅掷m(xù)不停的在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，具有極高的安全故障發(fā)生機(jī)率，沒(méi)有合理、有效的安全保障促使進(jìn)行監(jiān)控、處理，煤礦業(yè)工作安全缺乏保證，礦工們的生命安全岌岌可危。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械方面的應(yīng)用，大大減輕了礦工們的勞動(dòng)強(qiáng)度，將安全事故發(fā)生的機(jī)率有效降低，確保了礦工生命安全，有效預(yù)防了工傷、職業(yè)病的產(chǎn)生。

機(jī)電一體化技術(shù)作為一種新興的綜合科技，將信息處理、計(jì)算機(jī)、機(jī)械以及自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，順應(yīng)了科技發(fā)展的規(guī)律，生命力強(qiáng)大。機(jī)電一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、采煤機(jī)、帶式輸送機(jī)、提升機(jī)及支護(hù)設(shè)備中，提升了勞動(dòng)效率，增加了礦工勞動(dòng)收入，確保礦工作業(yè)環(huán)境的安全性。機(jī)電一體化技術(shù)在礦山機(jī)械中應(yīng)用將會(huì)為企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益及價(jià)值。

本文作者：劉開(kāi)源工作單位：山西高平科興云泉煤業(yè)有限公司

1故障診斷技術(shù)分析和診斷流程

1.1綜采機(jī)電故障診斷及維護(hù)

在對(duì)綜采機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障診斷時(shí)，可以根據(jù)機(jī)電設(shè)備故障發(fā)生的時(shí)間因素和故障發(fā)生的條件來(lái)進(jìn)行分析。首先，必須明確進(jìn)行綜采機(jī)電設(shè)備診斷的目的。確定了診斷的目的，在進(jìn)行診斷時(shí)才有方向可以遵循。綜采機(jī)電設(shè)備的診斷需要對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行確認(rèn)，只有明確診斷的目的，才可以直觀(guān)地確認(rèn)并找到故障部位，制定出科學(xué)合理的解決措施和維修方案。其次，對(duì)于綜采機(jī)電設(shè)備故障的技術(shù)診斷。進(jìn)行故障診斷和分析時(shí)，要注意診斷的專(zhuān)業(yè)性和實(shí)踐性相結(jié)合。因?yàn)槭窃诰逻M(jìn)行開(kāi)采作業(yè)，所以工作空間受到限制，而且工作環(huán)境比較特殊，條件較差，有可能在開(kāi)礦工人開(kāi)采煤礦的工程中，機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障，這就給井下開(kāi)采作業(yè)帶來(lái)了很多不利因素，給故障診斷帶來(lái)困難。因此，在煤礦開(kāi)采之前就需要采用合理的故障診斷技術(shù)，使綜采機(jī)電設(shè)備的故障率得以降低。

1.2故障診斷與維護(hù)流程

煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，綜采機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的頻率非常高，數(shù)量和種類(lèi)也十分繁雜，導(dǎo)致故障的原因也極其復(fù)雜。此外，綜采機(jī)電設(shè)備的理論技術(shù)知識(shí)是決定綜采機(jī)電設(shè)備的故障診斷技術(shù)水平的決定因素。有別于其他機(jī)電設(shè)備，綜采機(jī)電設(shè)備有著其自身的特色，針對(duì)這些特點(diǎn)，已經(jīng)形成了一套一體化的綜采機(jī)電設(shè)備診斷設(shè)備，并且被很好地應(yīng)用于綜采機(jī)電設(shè)備故障的診斷中。診斷設(shè)備的自主傳感在技術(shù)診斷的過(guò)程中至關(guān)重要，通過(guò)設(shè)備的自主傳感，能夠使綜采機(jī)電設(shè)備故障診斷結(jié)果的合理性和可靠性得到保障。

2綜采機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)

一、我國(guó)調(diào)速器產(chǎn)品發(fā)展回顧

解放初期，我國(guó)水輪機(jī)調(diào)速器事業(yè)一片空白，幾乎從零開(kāi)始，大部分產(chǎn)品從蘇聯(lián)購(gòu)買(mǎi)，少量制造亦是照搬蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)。50～60年代，我國(guó)水輪機(jī)調(diào)速器大部分系機(jī)械液壓型調(diào)速器。在""年代，當(dāng)時(shí)的水利水電科學(xué)研究院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)等單位曾聯(lián)合研制了我國(guó)第一臺(tái)電子管電液調(diào)速器，并安裝在廣東從化流溪河水電站運(yùn)行了一段時(shí)間。60年代初，當(dāng)時(shí)的水利水電科學(xué)研究院、天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所、長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室等單位聯(lián)合研制了我國(guó)第一臺(tái)晶體管電液調(diào)速器，并在湖北陸水試驗(yàn)電站運(yùn)行了相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。70年代至80年代初，新建的大中型水電站較多地采用了電子管、晶體管或小規(guī)模集成電路電液調(diào)速器，一些小型水電站也少量采用了電液調(diào)速器，此階段可算是機(jī)械液壓調(diào)速器與電氣液壓調(diào)速器并重。但電氣液壓調(diào)速器由于所選用的主要電子元件/組件質(zhì)量不過(guò)關(guān)，其長(zhǎng)期使用的可靠性普遍較低。

我國(guó)水輪機(jī)調(diào)速器的快速發(fā)展是從80年代初開(kāi)始的，由于改革開(kāi)放和科技進(jìn)步，國(guó)內(nèi)有關(guān)科研單位、高等院校及制造部門(mén)為提高調(diào)速器的運(yùn)行可靠性與調(diào)節(jié)品質(zhì)，開(kāi)始研制微機(jī)調(diào)速器。華中科技大學(xué)、電力自動(dòng)化研究院（能源部南京自動(dòng)化所）、天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院、長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室等單位相繼開(kāi)展了以微處理器為核心的電液調(diào)速器的研制。

華中科技大學(xué)自1981年底開(kāi)始研制適應(yīng)式變參數(shù)并聯(lián)PID微機(jī)調(diào)節(jié)器，1984年11月在湖南歐陽(yáng)海水電廠(chǎng)投入運(yùn)行。1989年與天津傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所、湖南水科所、武漢水電控制設(shè)備公司及天津水電控制設(shè)備廠(chǎng)共同研制的WT-S雙微機(jī)調(diào)速器通過(guò)產(chǎn)品鑒定，并投入小批量生產(chǎn)，微機(jī)調(diào)節(jié)器以Z-80單板機(jī)為硬件核心，兩臺(tái)微機(jī)配以相同功能的測(cè)頻、CPU、D/A及A/D模塊，雙微機(jī)互為備用，采用適應(yīng)式變參數(shù)PID調(diào)節(jié)模式，較好地滿(mǎn)足了電站運(yùn)行要求，但與外國(guó)產(chǎn)品相比，因我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)水平的制約，整機(jī)硬件可靠性較低，性能一致性與長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性難以保證。

90年代以來(lái)，隨著可編程控制器（PLC）技術(shù)的不斷完善，各單位相繼開(kāi)展了將可編程控制器應(yīng)用到調(diào)速器中的研究工作。華中科技大學(xué)分別與有關(guān)單位合作開(kāi)發(fā)不同品牌的PLC微機(jī)調(diào)節(jié)器，首臺(tái)調(diào)節(jié)器于1993年5月在歐陽(yáng)海水電廠(chǎng)投入運(yùn)行。目前，PLC型電液調(diào)速器已成為我國(guó)微機(jī)電液調(diào)速器的主導(dǎo)產(chǎn)品。

此外，華中科技大學(xué)還分別與哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)、東方電機(jī)廠(chǎng)等單位合作研制出以8086、8096CPU為核心，采用STD總線(xiàn)結(jié)構(gòu)和MIC-2000工控機(jī)型雙微機(jī)調(diào)速器，成功地在巖灘、寶珠寺等水電廠(chǎng)投入運(yùn)行。電力自動(dòng)化研究院在繼承ST-700系列微機(jī)調(diào)速器的雙微機(jī)雙通道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，研制了基于MC68322微機(jī)的水輪機(jī)調(diào)速器。

一、合理選擇供電設(shè)備

(一)供電電壓機(jī)電設(shè)備在用電功率不變的前提下，設(shè)備工作電流越小，供電電壓相對(duì)就會(huì)越高，這種情況在一定程度上降低了壓降與功率。因此，在煤礦井下機(jī)電設(shè)備工作時(shí)，需要利用高電壓對(duì)機(jī)電設(shè)備供電;低壓供電的距離決定能源消耗的程度，距離越遠(yuǎn)，抗阻越高;相反，距離越近，抗阻越低，為了能夠降低能耗，煤炭企業(yè)要盡量縮小低壓供電的距離，降低抗阻。另外，挖掘工作也需要配備移動(dòng)變電站，跟隨挖掘工作的變化而變化，確保供電距離一直最短，進(jìn)而減少能耗，節(jié)約成本。

(二)節(jié)能變壓器通過(guò)調(diào)查可知，煤炭企業(yè)掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備目前使用的還是傳統(tǒng)變壓器，相對(duì)于新型變壓器，傳統(tǒng)變壓器工作時(shí)具有噪聲大、能耗高的缺點(diǎn)，不利于長(zhǎng)期使用。因此，煤炭企業(yè)應(yīng)當(dāng)淘汰陳舊的變壓器，使用新型變壓器，非晶合金材料作為新型變壓器的重要材料，不僅能夠降低能耗，節(jié)約成本，又能夠降低噪音，是煤炭機(jī)電設(shè)備的首選。

(三)帶式輸送系統(tǒng)帶式輸送器上無(wú)論有沒(méi)有煤炭，在啟動(dòng)一段時(shí)間后，就會(huì)始終保持工作狀態(tài)，導(dǎo)致電能消耗過(guò)多。因此，針對(duì)這種情況，需要對(duì)帶式輸送系統(tǒng)進(jìn)行完善，為了確保正常的挖掘工作，可以在輸送機(jī)上安裝感應(yīng)設(shè)備，以感應(yīng)輸送帶上是否有煤炭，并通過(guò)感應(yīng)設(shè)備決定帶式輸送系統(tǒng)是否工作，這不僅解決了耗能大的問(wèn)題，也減少了工人的工作量，提高了煤礦生產(chǎn)的工作效率。

(四)節(jié)能電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)作為煤炭挖掘設(shè)備的基礎(chǔ)，沒(méi)有電動(dòng)機(jī)就無(wú)法進(jìn)行開(kāi)采共組，而大多數(shù)煤炭企業(yè)采用的是傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)，不僅耗能高，而且效率偏低，為此，煤炭企業(yè)需要加大科研力度，使用先進(jìn)技術(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造，在電動(dòng)機(jī)制造材料等方面進(jìn)行創(chuàng)新，制造出降低電磁能以及熱能的高效節(jié)能的電動(dòng)機(jī)，為煤炭開(kāi)采工作提供便利，促進(jìn)煤炭企業(yè)發(fā)展。收稿日期:2014－08－26作者簡(jiǎn)介:衛(wèi)少亮(1979－)，男，山西長(zhǎng)治人，2003年畢業(yè)于焦作工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造專(zhuān)業(yè)，工程師，現(xiàn)在潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限公司從事煤礦機(jī)電技術(shù)管理工作。

二、科學(xué)管理掘進(jìn)機(jī)電設(shè)備

摘要：傳統(tǒng)的鑄件澆注工藝已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)力發(fā)展的需要，而機(jī)電一體化作為一種有效的工業(yè)手段已廣泛應(yīng)用到各個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，對(duì)精密鑄造的澆注過(guò)程及有色合金的合成起到關(guān)鍵的作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；鑄造工藝；精密鑄造

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，不論是代步工具的不斷變換，還是重工業(yè)各機(jī)械設(shè)備的更新?lián)Q代，都離不開(kāi)機(jī)械配件的鑄造，鑄造是獲得產(chǎn)品毛柸的主要方法之一，是機(jī)械工藝最重要的基礎(chǔ)工藝。為進(jìn)一步了解我國(guó)鑄造業(yè)的發(fā)展前景，剖析發(fā)展所存在的問(wèn)題，探討加快發(fā)展的對(duì)策措施，促進(jìn)機(jī)械工業(yè)的健康快速發(fā)展，本文對(duì)機(jī)電一體化在精密鑄造過(guò)程中控制的作用進(jìn)行分析討論。

1鑄造澆筑工藝的發(fā)展

鑄造工藝可以分為三個(gè)基本部分：即鑄造金屬準(zhǔn)備、鑄型準(zhǔn)備和鑄件準(zhǔn)備。（1）鑄造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀。①鑄造技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱。鑄造工藝沿用傳統(tǒng)澆筑模式，生產(chǎn)工程中手動(dòng)操作比例較高；②先進(jìn)鑄造工藝應(yīng)用基礎(chǔ)需要突破：精密鑄造澆筑生產(chǎn)技術(shù)水平相對(duì)落后，鑄件質(zhì)量低，材料能源消費(fèi)高、經(jīng)濟(jì)效益差。③鑄造工藝難以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的需求：鑄造澆筑原輔材料生產(chǎn)供應(yīng)地社會(huì)化、專(zhuān)業(yè)化、商品化差距大，在種類(lèi)、質(zhì)量等方面不能滿(mǎn)足新工藝、新產(chǎn)業(yè)的需求。④節(jié)能減排是關(guān)鍵：人類(lèi)對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，使得鑄造澆筑產(chǎn)業(yè)開(kāi)始大力重視環(huán)境保護(hù)。在鑄造塵毒治理、污水凈化、廢渣利用等取得顯著效果。（2）鑄造工藝的發(fā)展趨勢(shì)。①鑄造合金材料。在鑄造合金器件材料選擇上以強(qiáng)韌化、輕量化、精密化、高?；癁槟繕?biāo)，開(kāi)展鑄造新材料，同時(shí)研制耐磨、耐蝕、耐熱等各種有色合金新材料；開(kāi)發(fā)鑄造合金鋼新品種。②合金冶煉。開(kāi)發(fā)新的合金孕育技術(shù)，推廣合金包芯技術(shù)，提高鑄造澆筑成功率，降低鑄件廢品率并提高鑄件綜合性能。

2鑄造澆筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、內(nèi)容及步驟

摘要：隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及機(jī)械工程領(lǐng)域的不斷需求，這都極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論的研究，相比較863計(jì)劃的初始階段都有很大的發(fā)展，，還出現(xiàn)了“機(jī)電光”與“機(jī)電液”相關(guān)領(lǐng)域的結(jié)合。在未來(lái)，我相信機(jī)電系統(tǒng)可以相互組合，靈活裁剪，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)之間的相互配合和密切聯(lián)系，同時(shí)，更加注重機(jī)電一體化產(chǎn)品和使用者的關(guān)聯(lián)，使產(chǎn)品朝著智能化微型化系統(tǒng)化和環(huán)?；较虬l(fā)展，機(jī)電一體化及相關(guān)領(lǐng)域還會(huì)成為我們機(jī)械電子工程技術(shù)革命主戰(zhàn)場(chǎng)。

關(guān)鍵詞:中國(guó)制造2025；機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；展望；863計(jì)劃

1當(dāng)前機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)機(jī)電一體化的研究主要伴隨著“863項(xiàng)目計(jì)劃”而開(kāi)展，我國(guó)的智能機(jī)器人等項(xiàng)目也在該計(jì)劃的支持下取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前我國(guó)的工業(yè)化整體處于“工業(yè)3.0”左右的階段。（1）數(shù)控技術(shù)方面：截止2016年，我國(guó)數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷58年，目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可供品種達(dá)2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業(yè)的發(fā)展拉動(dòng)高端數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)電一體化進(jìn)程。（2）工業(yè)機(jī)器人方面:目前，國(guó)內(nèi)機(jī)器人銷(xiāo)量以百分之四十五以上速度增長(zhǎng)，并且我國(guó)計(jì)劃有系統(tǒng)地攻關(guān)，在原有的良好基礎(chǔ)上更上一層，后期能立于世界先進(jìn)行列之中。（3）激光術(shù)方面：近年來(lái)，激光技術(shù)發(fā)展很快，我國(guó)自1985年以來(lái)，更以每年25%以上速度增長(zhǎng)，最近又?jǐn)U大了緊湊型的高功率激光器的應(yīng)用的范圍，例如，用于激光制造、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展或用于空間探索的推進(jìn)器系統(tǒng)改造。（4）互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面：推行互聯(lián)網(wǎng)思維下的智能制造，蘇州紐威閥門(mén)有限公司和三一集團(tuán)有限公司分別運(yùn)用CAX系統(tǒng)和SPC工具進(jìn)行智能制造，提高了效率，建立了一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。通過(guò)這幾方面可以看出機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)有著很大發(fā)展，但是離德國(guó)、美國(guó)等歐美國(guó)家還有一定的差距。

1.2國(guó)外研究現(xiàn)狀