銅金屬礦山機(jī)械機(jī)電一體化論文

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【摘要】隨著工業(yè)化的進(jìn)展，工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)銅礦石的需求也在增加。目前，為了滿足工業(yè)中對(duì)金屬礦物的需求，有必要在銅金屬開采中使用新的技術(shù)。礦山機(jī)械的現(xiàn)代化和技術(shù)創(chuàng)新給我國(guó)銅礦機(jī)械帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。銅礦開采目前正在向大規(guī)模開發(fā)發(fā)展，機(jī)器和設(shè)備智能也正在穩(wěn)步提升。本文首先對(duì)機(jī)電一體化的定義進(jìn)行了概述，然后對(duì)銅金屬礦山機(jī)電一體化目前的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，接著對(duì)機(jī)電一體化在銅金屬礦山機(jī)械發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，再接著對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在銅金屬礦山機(jī)械中的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。最后希望通過(guò)本文的研究，對(duì)這方面的研究能有一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】銅金屬礦山；機(jī)械機(jī)電；一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

1機(jī)電一體化的定義

機(jī)電一體化主要指電氣和機(jī)械方面的組合，它們組合成為單個(gè)系統(tǒng)。在這種情況下，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電氣控制技術(shù)在一定程度上得到了整合，隨著時(shí)間的推移，集成技術(shù)的程度變得更加重要。因此，機(jī)電一體化已逐漸成為傳統(tǒng)“電子機(jī)器自動(dòng)化”模式中的智能電子自動(dòng)化。這種機(jī)電一體化主要基于如何加速工業(yè)生產(chǎn)效率及合理控制系統(tǒng)。此外，原始的人工處理模式已經(jīng)逐漸變?yōu)闊o(wú)人生產(chǎn)線。能夠?qū)崿F(xiàn)有效的計(jì)算機(jī)部署，最終使用動(dòng)態(tài)計(jì)算能力，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息和集成電子終端的適當(dāng)傳輸實(shí)現(xiàn)完全的動(dòng)態(tài)控制。最終形成一個(gè)新的機(jī)電一體化系統(tǒng)。

2銅金屬礦山機(jī)電一體化目前的發(fā)展現(xiàn)狀

銅金屬開采是中國(guó)的能源部門。銅金屬礦山的機(jī)電一體化與重型機(jī)械設(shè)備有關(guān)，是礦山開發(fā)的重要產(chǎn)業(yè)。自改革開放以來(lái)，中國(guó)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)的滲透率以及對(duì)銅金屬開采的強(qiáng)勁投資，使得該產(chǎn)業(yè)逐年快速增長(zhǎng)。在近50年的發(fā)展過(guò)程中，發(fā)展在這一領(lǐng)域的重要性日益增加，已成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要圈子。近年來(lái)，由于中國(guó)的電機(jī)礦產(chǎn)量和關(guān)聯(lián)方的生產(chǎn)和貿(mào)易相對(duì)較低，因此對(duì)銅礦的需求進(jìn)一步增加。在一定程度上限制了銅礦的機(jī)械和電氣集成的進(jìn)步。在建設(shè)中國(guó)化學(xué)工業(yè)的過(guò)程中，銅金屬礦山的機(jī)電設(shè)備發(fā)展較快，年增長(zhǎng)率為20-30％。盡管中國(guó)電機(jī)行業(yè)的銅金屬開采行業(yè)發(fā)展迅速，但該行業(yè)的建設(shè)發(fā)展仍存在一些局限性。

2.1科研人員緊缺

人才是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。中國(guó)電子機(jī)械領(lǐng)域研究人員的短缺現(xiàn)象十分明顯，相關(guān)技術(shù)專家和高度專業(yè)化管理人員的短缺嚴(yán)重限制了該領(lǐng)域的發(fā)展。“提升人才，展示人才”已成為中國(guó)電機(jī)行業(yè)中最為迫切的問(wèn)題。目前，大多數(shù)公司尚未開發(fā)出現(xiàn)代商業(yè)系統(tǒng)，原有的控制系統(tǒng)又有許多缺點(diǎn)。此外，運(yùn)營(yíng)商堅(jiān)持原則，缺乏參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的管理機(jī)制的積極性，國(guó)家財(cái)政政策沒(méi)有變化，競(jìng)爭(zhēng)體制也沒(méi)有變化，最終導(dǎo)致市場(chǎng)中存在的這些問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。

2.2發(fā)展資金短缺

全球金融危機(jī)的影響加劇了中國(guó)的資金短缺。2011年進(jìn)入中國(guó)后，中國(guó)的宏觀經(jīng)濟(jì)氣氛變得愈加緊張，出現(xiàn)了通貨膨脹、能源短缺等問(wèn)題。一方面，公司產(chǎn)品價(jià)格低、盈利能力低、自身積累不足、投資可能性有限。另一方面，債務(wù)融資變得越來(lái)越困難，這與產(chǎn)品增長(zhǎng)率低、勞動(dòng)力成本上升和電機(jī)公司的發(fā)展有關(guān)，導(dǎo)致資金方面的壓力越來(lái)越大。2.3研發(fā)與開發(fā)的能力太弱缺乏研發(fā)人員也是原因之一，在大公司的決策層面，存在許多不足之處。中國(guó)的許多公司在非競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致這一領(lǐng)域的產(chǎn)品具有高度同質(zhì)性，產(chǎn)品具有相似的同質(zhì)性就會(huì)導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)薄弱，以及缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，就會(huì)最終導(dǎo)致部門發(fā)展困難，缺乏可持續(xù)發(fā)展能力。

3機(jī)電一體化在銅金屬礦山機(jī)械發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用

3.1銅金屬礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)銅礦生產(chǎn)安全的重要系統(tǒng)是使用機(jī)電一體化生產(chǎn)銅金屬礦山的一個(gè)重要例子。在歐洲和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開展了用于生產(chǎn)銅金屬礦山的安全檢查系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，在金屬礦山生產(chǎn)中使用監(jiān)視系統(tǒng)來(lái)保護(hù)銅礦的安全性。根據(jù)中國(guó)目前的銅礦生產(chǎn)現(xiàn)狀建立安全的生產(chǎn)管理體系后，對(duì)其進(jìn)行了升級(jí)，使銅礦能夠適應(yīng)中國(guó)金屬銅礦機(jī)械的生產(chǎn)特點(diǎn)。此外，我們還開發(fā)了山地安全管理系統(tǒng)。隨著一些研究的深入發(fā)展，中國(guó)為銅礦安全生產(chǎn)而開發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在不斷完善和更新。K95系統(tǒng)的智能水平非常高，其兼容性也非常高，因此可以建立與網(wǎng)絡(luò)連接的Windows系統(tǒng)。為了提高銅礦生產(chǎn)的安全性，國(guó)家還制定了銅礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為銅礦生產(chǎn)的安全發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。隨著國(guó)內(nèi)相關(guān)法案的通過(guò)，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)中國(guó)銅礦生產(chǎn)安全的制造商數(shù)量穩(wěn)步增加，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率也得到了提高，同時(shí)對(duì)銅金屬采礦的安全性和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。

3.2機(jī)電一體化在井下帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用

有效投資銅礦制造，以提高地下銅礦機(jī)械化大型設(shè)備的生產(chǎn)效率，不斷提高輸送帶的效率。加強(qiáng)對(duì)傳送帶在操作過(guò)程中暴露的各種元件的維護(hù)，例如振動(dòng)、電磁波、濕氣和煤塵等產(chǎn)生的污染。大傾斜角度的大型傳輸路徑和傳送帶，更能夠適應(yīng)機(jī)電一體化技術(shù)的工作環(huán)境。由于輸送帶是從井中運(yùn)行的設(shè)備，是一個(gè)可編程控制器，因此可以很好地適應(yīng)井中的惡劣條件。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行控制非常方便，這對(duì)提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本都非常有用，是銅礦生產(chǎn)中的一個(gè)重要的角色

3.3機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)方面的應(yīng)用

全數(shù)字交流-直流電梯是銅礦機(jī)械集成技術(shù)的最高水平應(yīng)用。將有機(jī)滾筒和機(jī)械傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，不僅用于內(nèi)部提升，還集成了機(jī)械、通訊、電子和自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)。全數(shù)字化應(yīng)用非常穩(wěn)定，大大簡(jiǎn)化了電氣設(shè)備的安裝，不僅具有簡(jiǎn)單的硬件配置，還具有非常好的互操作性功能。在中國(guó)開發(fā)的全數(shù)字技術(shù)使用雙處理器作為系統(tǒng)的基本組件，這款雙處理器具有可靠、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

4機(jī)電一體化技術(shù)在銅金屬礦山機(jī)械中的發(fā)展趨勢(shì)

4.1銅金屬礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)朝著數(shù)字化方向發(fā)展

機(jī)電微電子（微控制器）的發(fā)展為數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人等電子產(chǎn)品的數(shù)字化程度奠定了基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)了銅金屬采礦機(jī)器設(shè)備和數(shù)字化生產(chǎn)的發(fā)展，例如計(jì)算機(jī)集成的生產(chǎn)虛擬設(shè)計(jì)，對(duì)于掃描上具有高可靠性、可維護(hù)性、自我診斷和易于使用的人機(jī)界面的機(jī)電一體化產(chǎn)品軟件。數(shù)字應(yīng)用使遙控、診斷和維修變得非常容易。

4.2銅金屬礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)朝著微型化方向發(fā)展

小型化是精密加工技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，有效滿足了提高生產(chǎn)效率的需要。這與銅礦機(jī)械的工業(yè)發(fā)展是一致的。微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）可以集成到微機(jī)械設(shè)備的傳感器、執(zhí)行器以及集成到微器件或集成系統(tǒng)（如接口、通信和電源）中的模型處理和控制電路的批量生產(chǎn)中。最近，俄羅斯開發(fā)并制造了更多尺寸不超過(guò)1微米的納米級(jí)MEMS產(chǎn)品。但是，我國(guó)在微機(jī)械技術(shù)和高精密技術(shù)領(lǐng)域的研究和開發(fā)仍然很少，還有一些重要的技術(shù)問(wèn)題需要解決。近年來(lái)，在中國(guó)開發(fā)和制造了許多MEMS產(chǎn)品，這些產(chǎn)品逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒚准{米，尺寸不超過(guò)1立方厘米。然而，微機(jī)械技術(shù)和高精密技術(shù)領(lǐng)域的研究和開發(fā)現(xiàn)狀仍不容樂(lè)觀，存在一些必須解決的重要技術(shù)問(wèn)題。

4.3銅金屬礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)朝著智能化方向發(fā)展

在未來(lái)的開發(fā)過(guò)程中，系統(tǒng)的智能水平將大大提高。智能控制是提高機(jī)電一體化精度的重要技術(shù)。換句話說(shuō)，在一定程度上應(yīng)該實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)和機(jī)械控制技術(shù)的使用。智能概念具體是指分析系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)及其在各種情況下的應(yīng)用，以完成對(duì)工作條件的評(píng)估，可以隨時(shí)更改操作模式。在這種情況下，模擬智能、模擬數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，如果能夠使他們有效的結(jié)合在一起，這將極大地促進(jìn)機(jī)電一體化在智能方向上的發(fā)展，這樣一來(lái)，現(xiàn)有銅礦開采機(jī)器設(shè)備制成的電子產(chǎn)品將會(huì)非常棒。智能系統(tǒng)能夠在邏輯上進(jìn)行推斷決策，像人類一樣做出決策。例如，傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床配備了人機(jī)交互功能和智能數(shù)據(jù)庫(kù)，便于工人的使用和維護(hù)。

4.4銅金屬礦山機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

中國(guó)機(jī)電一體化產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的整合在20世紀(jì)90年代得以啟動(dòng)，并取得了良好的效果。他們擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以使網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)的應(yīng)用中更加深化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，該技術(shù)不斷應(yīng)用于集成銅金屬礦山開采的電子機(jī)械產(chǎn)品，創(chuàng)造了新的技術(shù)演變形勢(shì)。將來(lái)，機(jī)電一體化將成為網(wǎng)絡(luò)化的重要組成部分，對(duì)提高產(chǎn)品的安全性要求非常重要。

5結(jié)語(yǔ)

雖然中國(guó)在銅金屬礦山機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)研究方面取得了較為顯著的成果，但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家之間仍存在一定的差距。除了機(jī)電一體化技術(shù)在中國(guó)機(jī)械工程發(fā)展中的實(shí)踐探索外，還必須加強(qiáng)將農(nóng)業(yè)國(guó)家轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)國(guó)家的進(jìn)度。目前，銅礦設(shè)備規(guī)模龐大，智能化發(fā)展也將被更好的應(yīng)用其中。除了未來(lái)開發(fā)的智能技術(shù)外，作者還描述了現(xiàn)有銅礦開采中所使用的技術(shù)。最后希望通過(guò)本文的研究，對(duì)今后的專家學(xué)者研究與基于銅金屬礦山機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)相關(guān)的課題有一定的借鑒與幫助作用。

【參考文獻(xiàn)】

［1］劉英賢.探討銅金屬礦山機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)[J].世界有色金屬,2016(10):145-146.

［2］張凱.淺談多金屬礦山機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].世界有色金屬,2016(12s):83-84.

作者：李勝華單位：江銅集團(tuán)武山銅礦