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机电自动化产品的功能十分强大,可以进行自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护等多种功能,实现了智能化,因此可以满足人们的多种应用需求,可以在多种场合、多种领域得到使用。强大的功能使得机电自动化产品具有很大的灵活性,因此应变能力较强。机电自动化产品的生产以及不断革新,大大改变了人们的生产与生活方式,将人们从繁重的工作压力中解放出来,有助于改善劳动条件,推动自动化生产的进行,提高生产效率与生产能力等。自动化的生产可以更好实现资源优化配置,并能够在不断实践中不断改革工艺与生产技术等,不断减少耗材。
2机电自动化技术的发展趋势
2.1智能化21世纪是一个信息化的时代,计算机技术以及网络技术的发展极大地改变了人们的思维方式,促使了人工智能概念的提出以及技术的发展。目前,人工智能是人们重点研究的方向之一,越来越受到人们的重视,将人工智能运用到机电领域,实现人机智能化是一个重大突破。智能化就是在机器行为等一切理论基础上,运用人工智能,计算机、动力学等学科,使其逐渐成为自动化产品的智能,但是要想使它完全达到人类智能几乎是不可能的,但是通过一些高性能,速度的微处理器,运用多学科的知识,赋予其较低等级的智能却是完全可以实现的,因此在未来,机电自动化技术会逐步实现智能化,由低等级的智能逐步向较高等级的智能水平发展。
2.2网络化网络技术的发展以及普及,将全球各地的人们联系在一起,基于网络技术产生了多种控制技术,其远程控制终端更是为自动化本身产品量身定做的。随着网络和总线技术的推广与应用,网络化的趋势已经无可阻挡,采用采用家庭网络技术连接电器就可以有效实现计算机家庭化,因此在未来,网络化必将会成为机电自动化技术的发展趋势。
2.3模块化机电自动化技术涵盖很多方面,从机电自动化技术可以衍生出多种多样的产品,因此生产机电自动化产品是一个相当艰巨的过程。工作人员研制和开发一定程度上的标准机械接口、电气接口等的机电自动化技术产品单元是很困难的,如果拥有标准的单元,就可以在标准单元的基础上迅速进行产品研发要创新,也可以迅速扩大机电自动化产品的生产规模,这就需要进行模块化,并要在这基础上制定出每个模块的生产原则以及标准等,从而确保生产出的产品合乎要求。
2.4人性化机电自动化产品制造出来的目的是为人类服务,在未来,机电自动化产品会更加注重设计与功能实现的人性化。要使机电自动化产品更加具有人性化就要重点思考两个问题:一是如何给自动化的实现更加人性化的一些功能?这个问题实际上是要求机电自动化产品的设计与制造更加凸显人机一体化技术,如制造家用机器人等。二:如何模仿生物机理,研制出各种机电自动化技术产品?
2.5微型化20世纪80年代末掀起了一股微型化风潮,MEMS就代表微电子机械系统,也就是使机电系统逐步朝着微米、纳米级方向发展,这样生产出的机电自动化产品体积小,便于懈怠,灵活性比较好,消耗的能量比较少,因此可以广泛应用到军事、医疗等多个领域,并有着举足轻重的作用。
2.6绿色化绿色产品要求产品从设计到生产制造的全过程都贯彻绿色环保的理念,在今天具有相当高的利用率。机电自动化产品的绿色化主要表现在无污染、能够进行回收利用,因此,设计与生产有效的绿色机电化产品会具有广阔的前景。
3结语
1报警
将供、配电系统中的自动化技术与移动客户端相结合,内嵌手机短消息报警装置,从而能够对供、配电系统的状态进行监控管理,一旦出现问题,能够在第一时间通知运行人员及管理人员,对设备问题及时处理,避免电器设备发生故障。在自动化系统中支持各种综合自动化监控单元通讯接口,实现在线操作,获取断路器及隔离开关的实时状态信息,当状态信息不对应时装置报警。
2全方位数据采集与指令管理
在集控站自动化系统中,各站安装了微机保护、测控一体化设备以及其它的电子设备,采用分层式网络结构实现通信管理机与设备的数据交换,而且该系统配置了数字录音系统,能够对调度指令进行存储、记录、录音以及查询,具有全方位数据采集的特点,具有良好的扩充性与维护性。
3炼油供、配电系统中集控站自动化技术的应用特点
3.1综合操作屏操作直观
采用嵌入式技术支撑的综合操作屏能够将传统的常规控制屏、信号显示屏于一体,从而在同一界面下实现信号显示、遥控以及模拟操作功能,操作人员能够对设备进行有效操作,因为炼油供、配电低通需要频繁的对设备进行操作,采用传统的控制技术需要更多的人力资源。采用集控站自动化技术,能够通过屏幕对配、供电设备进行监视、模拟与操作,在可视的情况下实现遥控控制。
3.2确保操作唯一性
集控站自动化系统的建设能够进行远程控制、后台操作与管理,在运行过程中,一旦进行某项操作,必须禁止其它操作。采用集控站自动化技术,采用电子码钥匙进行控制管理,能够确保操作的唯一性,避免多箱操作引发双系统错误。相比于传统的“五防”逻辑判断的方式实现闭锁,集控站自动化技术能够通过设备状态数据的采集进行逻辑判断,并且采用接点串连闭锁技术,具有遥控、强制性闭锁的功能,能够确保系统安全、稳定地运行,有效杜绝站间防误闭锁、雷击等影响。
3.3预演、操作、告警图像联动
集控站自动化系统能够对遥控操作进行判断,通过模拟或操作现场设备时,从而最大限度地发挥系统功能。采用自动化系统能够对设备进行自动跟踪与定位,提升培训的有效性,当出现告警事件时,系统能够调出相应区域的参数及图像,从而更加直观地了解系统的情况。
4结语
掘进机自动截割可通过实时获取截割头空间位置坐标、自动截割导航和截割轨迹实时调整来完成,并利用数控加工技术、运动控制技术和传感器技术来实现。掘进机在巷道中的工作位置分为对心和偏心两种状态,处于后一种状态时掘进机受到不平衡倾覆力矩影响,振动和噪声都很大,故应采用前一种状态。通过合理设置截割断面参数和切割轨迹参数确保截割头按照预设轨迹完成截割。再利用DSP运动控制器实现闭环控制,以提高系统控制精度。例如截割断面尺寸的确定,首先根据理论截割范围,即以回转台为中心的切削球面在巷道横断面上的投影,也就是一个圆形,只要实际截割范围在该圆形内,掘进机都能在改变工作位置情况下完成一个工作循环的截割。将截割参数存于DSP内,就能确定工作路线及工作循环次数。
2.掘进机自动纠偏技术
掘进机在完成截割落煤、装煤和运煤一个循环,进行下一个自动截割之前要进行自动纠偏操作,使掘进机沿巷道中心线前进。掘进机前行是否满足设计要求,主要通过方向和位置进行判别。判断掘进机方向的元件是三维电子罗盘仪,通过检测掘进机行进方向与地磁正北方向的夹角,即可确定掘进机中性线与巷道设计中心线角度偏差,再利用激光指示仪指向,可控制掘进机沿设计目标前进。判断掘进机中性线与巷道设计中性线位置偏离的执行元件是超声波测距传感器,左面设置2个,右面设置3个。利用超声波回声测距以及精确测量时差就能够测出传感器与目标之间的距离,再通过二轴倾角传感器检测机身与水平面之间的俯仰角以及机身侧倾角控制掘进机沿有利位置前进。利用行走马达、比例电磁阀及PLVC控制单元可调整掘进机行进方向和位置。
3.掘进机煤岩识别技术
煤层和岩石硬度上的差别反映在掘进机截割负荷的差异,具体到截割作业,截割煤层与截割岩层时截割电机的电流、旋转油缸压力、升降油缸压力以致速度等参数都会发生改变,依据同一巷道截割不同层面下煤与岩石的参数值,就可以对煤、岩界面进行判别。截割过程中底板、顶板和两帮可依据这个原则进行识别。例如沿底板截割时,如果截割轨迹在底板以上范围遇到的岩石可判断为夹矸,这种情况下可通过控制电磁比例阀降低进给速度继续截割;而在底板以下范围遇到岩石可判断为底板,可不断抬高截割头进行水平截割尝试,直至发现煤层。
4.掘进机监控技术
掘进作业过程中,通过对施工现场进行实时监控,可及时而准确掌握工作面信息(如孔隙水压力、掘进速度等),再经过计算机模拟,为工作人员作出合理决策创造条件。自动监测一般依靠上位机采集可编程控制器数据,再由组态软件实现监测,其功能包括参数显示、数据存储与处理、屏幕显示等。上位机采用PC机,下位机采用现场从站和PLC控制系统。再利用相关软件实现人机交互、地表沉降量预测等功能。
5.掘锚一体化技术
传统临时支护施工采用“一掘一支”即掘进与支护分开进行的方法,严重影响综掘效率,而且工人劳动强度大,操作安全系数低。掘锚一体化技术就是在掘进机上配套锚护装置,不退机完成顶帮锚杆(锚索)支护。该装置由顶架、升降油缸、伸缩油缸、分流集油阀、换向阀及管路等组成,利用掘进机自身的液压系统,通过液压阀切换到支护油路完成支护操作。支护完成后,再通过液压阀切换到掘进作业油路。支护操作不干扰掘进作业,切换简捷可靠。
6.运输自动化技术
一般在掘进工作面工作室对输送机进行集中控制,由控制器对掘进机状态、带式输送机电机开关、除尘风机开关等信号进行联锁控制,利用多功能终端采集输送机机尾跑偏、堆煤、电机电流、温度、速度等数据,根据设定的控制模式,出现故障时控制器自动作出包括急停、扩音电话通知等控制功能,实现运输自动自动化。
7.通风监控系统
掘进工作面通风安全是煤矿安全生产中的重要环节,为了在地面就能及时准确地了解各工作面的通风状况,并进行实时监控,需要应用自动化控制技术。控制模式有多种,现举一例说明。监控系统分为地面集控中心、智能通风控制子站、终端设备三个层级。地面集控中心作为控制系统的核心,主要负责各工作面通风设备相关监测数据的分析和处理,并实时显示工作面瓦斯浓度分布信息以及通风风量、风速信息。智能通风控制子站由光纤交换机、隔爆光端机、PLC控制器等组成,可以进行数据采集、通信和对通风机进行控制。终端设备用来采集工作面温度、风量、风速、瓦斯浓度以及通风机电压、电流等信息,并根据智能通风控制子站的指令控制通风机开度或电机转速等。
8.自动探水、排水技术
透水事故是重大恶性事故,危害十分严重。在巷道掘进到断层、裂隙、溶洞时可能发生突然大量涌水现象,所以掘前要对可能突水地段进行探测。探测之后,可以掘进一定距离,然后再进行探测和掘进。这个过程对生产效率影响较大,若能自动测距、自动启停作业,对提高掘进效率和作业安全性是有帮助的。在掘进机上安装激光追踪仪,距掘进机一定距离的支架上安装3D传感器,再在控制柜内设置PLC控制系统。根据设定的探水距离和掘进距离,每掘进到设定距离掘进机自动停止作业,探水并重启掘进程序后才能继续下一轮作业。这个技术可能算不上自动化程度很高的技术。下面这个例子可实现无人值守自动排水,其原理是设计由隔爆型液位控制器、电极、低压防爆开关和水泵组成的排水系统。电极用于探测液位,并始终没于水中。当水位达到液位上限后,液位控制器动作,延时后自动启动水泵抽水。同时设置各种保护动作和紧急情况下手动操作功能,防止排干水后电机继续运转而损坏水泵。
9.结语