时间：2023-06-12 16:09:30
序论：在您撰写机电一体化综述时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
在机电一体化教学中，教师和学生面临着一系列的制约因素，影响着教师的教学质量和学生的学习质量，要想提高机电一体化的教学水平首先要清楚的了解机电一体化教学的制约因素，只有清楚原因才能够对症下药，完美的解决问题。
1、教学方式的不成熟。现阶段机电一体化的教学方式的主体是教师，主要的模式是教师先对教学的教材进行充分的了解和研究，按照规定的教学计划进行对学生学习的内容进行备课，这样就造成了教师为了教学而进行教学，而学生是微课学习而学习，教师与学生都不能够真正的了解到机电一体化教学的内涵，他们主要是为了上级的各种检查做好工作，失去了教育的真谛，要让学生为了兴趣而学习，而不是为了学习而学习，这样的学习才会更加有效果。所以教师要在教育学生进行理论学习的同时也要做好实施研究工作，结合市场的需求对内容进行扩充，增加实训的项目，逐步改善教学方式。
2、应用教学的不普遍。在教学方法上说过教学内容要根据市场的需求进行扩充，所以在教学的过程中要逐步建立健全与市场需求相适应的教学体系，教师要按照市场的需求来培养社会所需要的工业技能型人才。教学中要根据机电一体化的发展趋势，结合实际情况展开教学任务。在机电一体化的教学中要加强计算机技术的教育，在现在社会中计算机的应用已经非常的普遍，人类社会也将复杂的工程都转化成了人机对话的形式，只有熟练地掌握计算机技术，才能在专业领域进行应用，以此让学生自身的专业化水平得到提高。
3、教学质量不高。机电一体化教育主要是为了培养专业的工业技能型人才，然而在现在的教学模式下，教师的教学质量并有达到预期的效果，在这种环境下学生只是一味的对课本的固定知识点进行学习，无法与实际社会生活相联系，理论知识只有真正的应用到社会实践中，才会充分发挥它的优势。中国传统的教学导致了教师教学质量的下降，这时候教师可以向国外的一些教师学习，学习他们先进的教学方法，提升自身的教学质量。机电一体化教学要注重理论与实际的相结合，将书面考试逐渐向理论实践进行转变，让学生在学习的过程中加强自身的参与感，和教师一起进行知识与实践相结合的学习。
二、机电一体化教学设施的改革
教学环境的好坏也影响着教师与学生的教学与学习，为了加强教师的教育和学生的学习，要对教学的设施进行不同程度上的改革，帮助学生更好的进行技能技术的学习，使他们能够更好的立足于将来的工作岗位。
1、对教学场所和学习基地的改革。教师的教学工具和学生的学习场所，都能够对教学效果产生很大的影响，为了保证学生更好的进行学习，学校要建立一个机电一体化进程的教学基地。机电一体化教学就要求学校本身应该具有先进的硬件条件，这样才能够让学生更好的进行学习。学校要加强多媒体教学设备的建设，多建立一些校内实习的基地，配备与专业课程相匹配的教学设备，可以根据用人单位的具体需求来进行针对性的学习，给学生营造一个类似于日后工作环境的教学环境，让他们将来能够更好的食用工作环境和工作岗位。
2、教学课程的改革。机电一体化的教学课程要与各阶段的目标任务相结合，可以通过在社会上进行工作的学生的经验，通过整理和分析，在教学中可以根据工作内容的不同，将工作中的任务作为教学中的任务，对学生进行有针对性的培养，当学生知道他们所学习的在将来的工作中可能会用到，这样就更能激发他们学习的欲望。教师要清楚地意识到，机电一体化是面向未来、面向世界的，要将教学的思路拓宽，明确教学的内容和方法，积极地对教学体系进行改革，促使学校的培养计划与社会发展的需求相适应。
关键字：机电一体化；技术；发展
1 机电一体化的基本概念
机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义：首先，机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科；其次，机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术（即所谓的“3C”技术：Computer、Communication和 Control Technology）“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等；最后，机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。
2 机电一体化的核心内容
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，要了解机电一体化，必须从以下几方面着手：
（一） 机械技术
机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来，来提高其各项性能，满足更广的需求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
（二） 计算机与信息技术
凡是能扩展人的信息功能的技术，都是信息技术。可以说，这就是信息技术的基本定义。它主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。
（三） 系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。
（四） 自动控制技术
自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一，也是21世纪最重要的高技术之一。今天，技术、生产、军事、管理、生活等各个领域，都离不开自动控制技术。就定义而言，自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一定控制功能的自动控制系统，来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。
（五） 传感检测技术
传感技术是把各种量转变成可物理识别的信号进行输出，检测就是指人员对可是别的信号进行处理的过程。传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
3 机电一体化的发展趋势
（一）绿色化
在人们越来越追求生活质量和生活品质的今天，绿色环保成为了人们生活关注的焦点，随着社会进步和近年来人们对生态保护意识的重视和加强，绿色产品概念也将成为时展的必然！绿色理念倡导消费者在与自然协调发展的基础上,从事科学合理的生活消费,提倡健康适度的消费心理,弘扬高尚的消费道德及行为规范,并通过改变消费方式来引导生产模式发生重大变革,进而调整产业经济结构,促进生态产业发展的消费理念。机电一体化技术也顺应了绿色理念，机电一体化产品在人们的生活使用时不会对环境造成污染或者污染远远小于传统的产品，而且在产品报废后，其零件还能被再利用和再加工，资源利用率得到了大幅度的提高，达到节约资源的目的。
（二）智能化
智能化是21世纪机电一体化发展的一个显著特点，它由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用的智能集合,随着信息技术的不断发展，其技术含量及复杂程度也越来越高，智能化的感念开始逐渐渗透到各行各业以及我们生活中的方方面面，同样，机电一体化的智能化研究也在各个国家普遍开展。这里所提到的 “智能化”是指机器本身所具有的特性，它是在运用控制理论的基础上，结合计算机技术、精细化制造、运筹学等新学科、新技术和新方法，通过使机器模仿人类所具有的一些能力，如思维、推理、决策等，可以在一个比较复杂的工作和困难的环境中代替人类去工作。
（三）网络化
网络技术的发展是计算机技术发展的里程碑，网络技术的发展不仅推动了人类的科学技术的发展,同时给人们的学习,工作和生活带来重大的改变，同时，也深刻的影响着机电一体化技术的发展。其中最重要的影响就是对机电一体化设备的网络控制，控制的终端设备就是机电一体化产品。
（四）微型化
微型化也是机电一体化未来发展的趋势之一，尤其是近10年来，由于包括纳米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果，以及高精密超性能特种功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等在内的一大批当代最新技术成果的竞相问世，使得机电一体化领域朝着微型化有了质的发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,可进入一般机械无法进入的空间，并易于进行精细操作，因此在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。因此在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。
模具结构特点:(1)常规的三板模结构,1模2腔,侧浇口进料。(2)无拉料杆和推杆装置,在弹簧力的作用下通过浇口推板将主流道凝料从定模板上推出,模具结构简单。(3)模具工作可靠,操作方便,自动化程度高。(4)脱螺纹机构的主要零件有:电机、链轮、链条、推力轴承、深沟球轴承、接近开关、中间继电器、时间继电器等。模具的工作过程为:模具合模、注射、保压、冷却过程结束后,模具开模,动模开始向后运动,浇口推板18在弹簧17的作用下,将主流道凝料和塑件从动模上推出。动、定模开模到一定距离,注塑机顶杆通过动模座板16的顶出孔进入模具,使接近开关22受到感应,并发信号给中间继电器19,启动电机26。
电机通过主动链轮24、链条14带动从动链轮8旋转,螺纹型芯7在推力轴承5和深沟球轴承6的配合下作旋转运动。塑件与型芯在相对旋转运动的作用下实现自动脱模。当时间继电器20到时后自动断电,电机停止运转,型芯同时停止旋转,模具的一个工作循环过程结束。
模具中采用的机电一体化控制系统包括电器控制、机械传动和动力元件三大部分。电器控制部分功能上包括:信号采集、信号传递和信号控制;机械传动的类型有:齿轮传动、链传动、蜗杆传动、螺旋传动以及常用机构等。动力元件有:电机、液压泵和气压泵。下面主要对电器控制元件的功能和作用进行介绍。
信号采集元件信号采集元件可分为:接近开关(见图5)、光电开关(见图6)、信号传感器等。图4模具中使用接近开关作为信号采集元件。接近开关是一种无需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而触发交流或直流电器工作或给计算机装置提供控制指令。光电开关是利用被检测物对光束的遮挡、吸收或反射,检测物体有或无。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号发出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
信号传递元件图模具中采用中间继电器(见图7)作为信号传递元件。中间继电器是用来传递信号或同时控制多个电路,也可直接用它来控制小容量电机或其他电气执行元件。继电器的工作原理是:当某一输入信号(如电压、电流、温度、速度、压力等)达到预定数值时,使它动作,以改变控制电路的工作状态,从而实现既定的控制或保护的目的。在此过程中,继电器主要起传递信号的作用。
【关键词】机电一体化；煤矿生产；监测监控；矿井运输；采煤机
1 机电一体化技术的概述
“机电一体化”（Mechatronics）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交叉综合技术。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和电子技术，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。
机电一体化技术具有下述优势：提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。机电一体化产品均具有自动监视、报警、诊断等功能，大大简化了操作步骤并且简单、方便；适用面广、生产能力强、工作质量高。机电一体化产品的各种自动功能适用于不同的场合和领域，应变能力强，很大程度提高了控制和检测的灵敏度和精度；具有复合功能、调整和维护方便。机电一体化产品具有复合技术和复合功能，它的它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 机电一体化技术的发展历程和趋势
总体说来，机电一体化技术经历了四个发展阶段：准备阶段，计算机的出现标准着机电一体化技术的产生。上个世纪六十年代，日本首先提出这个名词，但是限于当时的技术水平，该技术无法得到广泛的推广和应用；起步阶段，信息技术，微电子技术的发展成熟和第四代电子产品的商品化是机电一体化这一设想变成了现实，在这一时期，机电一体化的影响不断扩大，并取得了较大发展；发展时期，进入八十年代，机电一体化技术已为全世界学者所嘱目，机电一体化技术和产品已像雨后春笋般出现；蓬勃发展时期，九十年代至今，各种新技术出现并取得突破性的发展，日新月异的变化使机电一体化技术和产品扩展到人们生活的各个领域。
我国制造的机电一体化产品都具有智能化、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，机电一体化产品的广泛应用减轻了劳动强度，提高了生产力水平，创造了巨大的经济和社会效益。然而，我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大，其未来的发展趋势是：开发有自主知识产权的核心技术，研究具有自主知识产权的核心装置；增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；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；机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。
3 机电一体化技术在煤矿生产中的应用状况
3.1 在煤矿带式输送机中的应用
带式输送机是我国煤矿井下输送系统主要运输设备，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。因此，近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。由于煤炭产量的不断提高，长距离、大运量、高带速的带式输送机成为井下煤炭运输的主要设备，且多为大功率、多电机驱动，通常需要中压供电，因此对电机的驱动控制提出更高要求，主要有以下几点：
（1）启动电流要小，减少对电网的无功冲击，减少对机械设备的强烈冲击；
（2）电机的启动力矩要大，可重载启动；
（3）多电机驱动时的功率平衡及各电机的速度同步精度要高；
（4）起、制动过程要平稳，避免胶带和滚筒之间的打滑；
（5）驱动控制方式有利于节能降耗；
（6）使用方便、维护成本低，系统的运营效益高。
采用调压式软启动器、液力祸合器、CST可控软启动器中的任意一种启动皮带机，虽能解决或部分解决胶带机软启、软停问题，但实际使用中存在诸多问题，如调压式软启动器受其控制原理的限制，重载时往往不能启动、不具备调速功能；采用液力祸合器，电动机必须空载启动，启动电流大，对机械设备有冲击、多驱动电机的功率平衡不好解决、传动效率较低，调速范围窄，低速时能量损耗大；CST通过调节油膜间距实现软启动，但没有调速功能，不能实现过程控制，且油价昂贵，维护费用高等缺点。
可见，带式输送机运输中还存在诸多问题，有关机电一体化在带式输送机中的应用问题，尚需进一步研究。
3.2 在矿井安全生产监测监控系统中的应用
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。我国监测监控技术应用较晚，，20世纪80年代初，原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200），在部分煤矿中应用；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2，KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等，它们的主要特点是：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Windows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。自此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，不仅为各煤矿提供了更多的选择机会，且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。
对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价，煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000 和北京瑞赛公司的KJ4， KJ2000 等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。
3.3 在采煤机上的应用
1970 年，我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面，并在大同矿务局进行试验使用，一直试验使用到80 年代后期，这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展，推动了煤矿自动化的发展进程，同样，采煤机也由液压牵引开始转向电牵引；液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展，以计算机为核心，采用电液控制，移架自动化得以实现。另外，对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置， 实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用，使设备动作趋于协调，且安全性、可靠性大为提高，操作性能更加完善，为煤炭企业带来了更高的经济效益。
4 煤矿机械中机电一体化技术应用的意义
4.1 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矿的作业模式，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。
4.2 提高了矿山开采的经济效益
机电一体化不仅是机械设备上的一次全新的进步，同时也给煤矿带来了前所未有的进步，一方面采煤量有了很大程度的提高，其次，煤矿工人的劳动强度适当得到了减轻；再次，机电一体化在煤矿中的应用，降低了矿山的开采费用，使煤矿的经济效益得到了增加，同时还带动了相关产业的发展，在很大程度上推进了地方经济的进步。
4.3 提高了安全的煤矿开采工作环境
煤矿工作本身就是一个高危险性的工种，每年煤矿的事故都会有所发生，煤矿的工作安全性时刻危及着人们的生命财产的安全，机电一体化技术在煤矿中的应用，在很大程度上降低了事故的发生率，不仅在一定程度上提高了工作效率，还在安全方面有了很大的保障。
参考文献：
关键词：继电保护 发展一体化 人工智能化
1 继电保护发展现状
建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约l0年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。到9O年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。在这方面某电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用。
2继电保护的未来发展
2．1计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。某电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段：从8位单CPU 结构的微机保护问世，不到5年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。
某电力自动化研究院一开始就研制了l6化CPU为基础的微机线路保护，已得到大面积推广，目前也在研究32位保护硬件系统。某大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。某大学一开始即研制以l6位多CPU为基础的微机线路保护，1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置，目前已与某电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块，一个模块就是一个小型汁算机。采用32位微机芯片并非只着眼干精度，因为精度受A／D转换器分辨率的限制，趟过1 6位时在转换速度和成本方面都是难以接受的；更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口.CPU的寄存器、数据总线、地址总线足32位的，具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能，并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。
电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。现在，同微机保护装大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。某大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有：(1)具有486PC机的全部功能，能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似，工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强，可运行于非常恶劣的工作环境，成本可接受。(3)采用sTD总线或PC总线，硬件模块化，对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。
2．2 网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务)，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。
对于一般的非系统保护，实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间，也取得了一定的成果，但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应，必须获得更多的系统运行和故障信息，只有实现保护的计算机网络化，才能做到这一点。
对于某些保护装置实现计算机联网，也能提高保护的可靠性。一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时，只能错误地跳开本回路，不会造成使母线整个被切除的恶性事故，这对于象某电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。
由上述可知，微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。
2．3保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护，控制、测量、数据通信一体化。
目前，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。在采用0TA和OTV的情况下，保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方，亦即应放在被保护设备附近。OTA 和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后，一方面用作保护的计算判断；另一方面作为测量量，通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置，由此一体化装置执行断路器的操作。
2．4智能化
近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始。如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。
【关键词】机电一体化；综合采煤设备；现状；应用情况；相关技术
引言
从80年代开始，西方发达国家就已经研究和推广了机电一体化在综合采煤设备中的使用，这些国家以微电子技术为前提，以计算机先进技术为核心，大量运用自动化技术推动机电一体化技术在综合采煤机械设备中的广泛应用，大力发展了本国的煤炭工业。此外，这些发达国家在设备运行方面，设备的全自动化监控水平也在逐渐完善。但是就我国目前形势来看，我国煤炭企业机电一体化技术和西方发达国家还存在一定的差距。因此，加大对综合采煤机械设备机电一体化的研究力度有着重要的意义。本文针对我国现阶段机电一体化在综合采煤设备中的应用情况进行研究分析，探讨改进综合采煤机械设备的相关技术，为我国煤炭企业加大机电一体化技术在综合采煤设备中的应用提供参考资料。
一、我国综合采煤设备机电一体化的现状
我国煤炭行业有一定程度的发展，尤其是近几年煤炭的产量出现了大幅度的提高。随着科技的飞速发展，国家综合采煤设备的技术水平也得到了提升，国产采煤设备比重逐年呈高速上涨趋势。为了进一步满足煤矿行业的高效高产要求，综合采煤设备应用计算机技术与微电子技术能够整体提升采煤设备的技术水平、工作效率与易维护性能。
虽然我国综合采煤设备机电一体化技术有了一定程度的发展，但是和国际先进煤炭企业还存在较大的差距。我国国家科研院和厂商合作研制出了交流型电牵引综合采煤机，但是其中的电气关键技术还是从国外引进过来的。此外，重型工作面刮板的运输设备等还处于研究状态，微机控制软启动系统并不具有综合采煤设备工况的故障检测功能。总之，我国综合采煤设备机电一体化还处于起步极端[1]。
二、机电一体化技术在综合采煤设备中的应用情况
为进一步提高煤矿生产的工作效率和安全性，我国一些煤矿企业不断对综合采煤设备的进行技术的改进。采煤机采用电力电子技术和微电子技术从液压牵引转变为直流型电牵引，提高了牵引的速度，也克服了液压部件难以避免的技术缺点。随着科学技术的进一步发展，交流变频型电牵引系统逐渐取代直流型电牵引系统，使得采煤机采煤速度得到了大大的提升，采煤机的可靠性和工作效率也得到了提升。此外，随着微电子技术和信息科技的发展和应用，采煤机的监控系统得到了改善，提高了综合采煤设备的自动化技术水平。使得综合采煤设备具备了：自动管理、监控工况、诊断故障、采集和整理数据、人机对话、故障报警等功能。
机电一体化技术在综合采煤设备中也得到了广泛的应用，提高了设备的性能和功效。机电一体化技术在综合采煤设备中的应用体现在：增强了一些自动化操作的功能与自动化调节的功能，使得采煤设备的可靠性能得到提高。利用自动化诊断和停电措施等先进技术后，改善了综合采煤设备的操作性能，具备了不同程度的自动化监控功能、自适应能力和智能化等；使得设备结构更加简单化。因为交流型机电利用的是微机控制，使其具备了直流电机的调速功能，还具备了结构简单、可靠性高、机械光量小、工作效率高等特征。生产综合采煤设备方式朝着柔性化和自动化的方向发展和改进。电子技术的大量应用，使得综合采煤设备的检测盒控制水平得到了提升，提高了自动化的程度、诊断设备故障的能力和监控检测水平[2]。
三、综合采煤设备的改进和相关技术的探讨
（一）综合采煤设备的改进
综合采煤设备具备重型化、强功能化、大功率化、高性能化等特征。而高效高产的综合采煤设备技术将会朝着大功率采煤机、交流型电牵引、智能化监控检测、强功能化和软启动的运输机、高操作阻力和电液控制的液压支架等方面改进[3]。
（二）相关技术的探讨
（1）检测传感器
对检测传感器的研究包括电流电压、功率测定、电机温度、油液压力、油液温度、液位高度、牵引速度、电液阀等主要方面，但是还是存在着不同程度的问题。企业需要加大对核心部件的研制力度，例如：采煤机机身的倾角、摆臂角、牵引速度、牵引力、移动方向、煤矿和岩石的分离等。此外，煤矿企业需要进一步提高设备传感器的结构性能、测量的精度与测量可靠性。
（2）监控装置
在研究检测传感器的同时，企业也要加大对综合采煤设备的控制性能和维护能力的研究力度、检测各种工况参数的不同，在通过微电子计算机处理和运算后，需要按照预设动作值进行相应的维护动作。此外，当机组出现故障时，结合井下工作的实际情况，依靠光和声发出警示信号，显示故障的具体部位和故障的性质，对于这些过程的完成需要利用微机控制。
利用微机软件系统具备运算简便、灵活性强等特征，且对综合采煤设备实行智能化和自动化功率管理。企业需要进一步研究对采煤机摆臂的自动化调高控制技术。
（3）监控工况与故障诊断
采用计算机技术和微电子技术诊断采煤设备是否存在故障，保障采煤设备能够进行自动化诊断和自适应。对监控工况与故障诊断的研究主要包括：综合采煤设备的故障诊断装置、采煤机的综合工况监控装置、采煤机故障诊断系统、刮板运输设备的故障诊断等内容[4]。
四、结语
随着科技的进步和机电一体化技术的发展，以微电子技术、计算机技术、电力电子技术为核心，并具备多种传感设备的监控检测与故障诊断设备成了先进综合采煤设备的特征。企业要加大机电一体化技术在综合采煤中的应用力度。
参考文献：
[1]刘丹阳，李齐森，孙振华. 刍议机电一体化技术在综合采煤设备中的应用 [J].天津商学院学报，2011，10（03）：121-145.
[2]王云霞，赵永良.试论机电一体化技术在综合采煤设备中的应用 [J].黑龙江科技信息，2010，22（09）：112-130.
（新疆焦煤（集团）有限公司设备工程部新疆乌鲁木齐830025）
摘要本文从机电一体化技术在综合采煤设备中的现状出发，简要探讨了机电一体化对于采煤的重要性，并分析采煤设备机电一体化在煤矿中的应用和发展，以期能为所需者提供借鉴。
关键词 综合采煤设备 机电一体化 应用
随着我国经济的不断发展，对能源的需求越来越旺盛，由此也带动了采煤设备技术的快速发展。同时，机电一体化技术在综合采煤设备中有了更为广泛的运用，其在煤矿生产中的地位也越来越高。采煤设备作为一种较为专用的机械，其所使用的环境较为恶劣，产品自动化技术要求较高。研究、运用综合采煤设备机电一体化技术，让采煤机电产品具有机械与电子技术相结合的整体优势，进而更好地提升煤矿生产安全和生产的效益。
一、机电一体化技术发展现状
机电一体技术及相应的产品是从上世纪的70 年代末开始在煤矿生产中有了应用，80 年代之后，发达国家对于采煤设备的研制、开发有了长足进步，设备更加的趋向于自动化和大型化，其可靠性和使用寿命都有了更好的提升，体现出机电一体化技术未来的发展趋势。我国在全国“十二五”期间要实现大型煤矿采掘机械化程度达到95％以上，中型煤矿达到80％以上，小型煤矿机械化、半机械化程度也达到40％。
但是，相比较国外的先进设备，我国对于采煤设备的机电一体化技术还处在较为初级的阶段。对于近年来的综采设备机电一体化除了引进，也进行着国产化的尝试。通过科研院所制造的交流电牵引采煤机，其中电气关键部分变频器由国外引进，部分电控设备采用引进技术。电液控制的液压支架国内均处于试验阶段。重型工作面刮板运输机微机控制的软启动系统也处于研制和试验中，不具备综采设备工况监测和故障诊断系统。
二、机电一体化技术对煤矿生产的重要性
综合煤矿机电一体化技术，可以让电子技术、机械以及液压控制技术等进行有机地结合，从而很好的提升煤矿机械的各种性能。目前，以微机或微处理器为核心的电子(微电脑)控制装置(系统)在煤矿机械中的应用已很普及，电子控制技术已深入到煤矿机械的许多领域，如提采煤机的变频控制系统和提升机PLC系统操作，煤矿机械的在线状态监控与故障自诊、故障报警等。
煤矿机械的性能随着科学技术的不断发展也有着更高的要求，电子(微机)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛，结构将更加复杂、维护也将更加专业化。采煤设备机电一体化不但涉及煤矿生产安全，而且对煤矿影响巨大。随着我国进口及国产煤矿机械数量的逐年增加，应用和管理好这些价格昂贵的煤矿机械，使其发挥出最大的经济效益和社会效益，将成为煤矿机电部门的重要使命。
三、机电一体化技术的应用
1.提高员工使用机电一体化的水平。随着采煤设备机电一体化的不断发展，电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大，其功能将会越来越强，应用范围也将越来越广，但其复杂程度也相应提高。在煤矿生产中，采煤设备的自动化程度，不但影响着生产安全，也影响到供电、排水、通风、提升等设备的安全。煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。为了合理有效利用好这些设备，使其发挥出较好的效益，必须对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员进行相关的培训，提高他们的管理、使用和维护水平。
2.提高采煤设备的自动化或半自动化程度。煤矿机械实现自动化或半自动化控制，可以减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，并减少因操作者的经验不足对作业精度的影响。如冀中能源黄沙矿2009 年投入使用的一整套薄煤综采设备由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO 公司合作生产的PM31 型液压支架电液控制系统，就是微电脑控制，只要在支架操作控制器上输入程序，支架使会自动连续动作也可实现远程控制和工作面无人操作。
3.节能降耗，提高生产效率。在煤矿生产中使用机电一体化采煤设备，随着自动化程度的提高，降低了人工使用数量，提高了采煤产量，从而为煤矿生产企业节能降耗，提高了生产效率。如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等，使用变频起动、PLC 控制系统，节电量就为30％左右，同时生产效率也大大提高。
4.在线监控、自动报警及故障自诊。煤矿生产中使用机电一体化采煤设备，实现了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监控，出现故障能动报警并准确地指出故障的部位从而改善操作员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作，降低使用维修费用，缩短停机维修时间，延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC 控制，可实现多种在线监控和故障自诊，还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。
5.其他应用。对于不少在国外生产的采煤机、输送机、综掘机等都使用了电子(微电脑)控制的自动变速器，其可以很好的依照外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比，进而能更好地改变功率，其充分地利用了电动机功率，更好地提高了能耗经济性，同时还简化了操作，让劳动强度得到降低，提高了设备的安全性能，提高作业人员操作的安全性。目前，我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制，可实现无人操作，使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业，也配备了无线遥控装置，可远程遥控也可微电脑编程控制。
四、结束语
机电一体化在煤矿采煤设备中越来越重要，煤矿企业应提高相关员工的使用维护和应用水平，加强采煤设备管理，结合煤矿生产情况，对设备进行相关的研究和改良，提升机电一体化采煤设备的各种功能，从而实现煤矿安全生产，提高煤矿综合效益。
参考文献
