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[摘 要] 本文分析了机电一体化技术的现状和未来发展趋势，并对选煤行业中机电一体化技术的应用进行了探讨。
[关键词] 机电一体化 选煤 煤炭
一、机电一体化技术现状
上世纪60年代以来，随着电子技术的不断发展，人们开始利用电子技术来完善机械产品的性能，从而刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、通信技术、控制技术的发展为机电一体化技术的发展进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化技术的发展提供了充分的物质基础。各个国家均开始对机电一体化技术提供技术支持。20世纪90年代后期，机电一体化技术迈向了智能化的新阶段，进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化技术的研究和应用，并取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。目前，机电一体化技术已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展还将被赋予新的内容。
二、机电一体化技术发展趋势
1．全信息化
全信息化即智能化，是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。它是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。人工智能在机电一体化技术的研究中日益得到重视。今后的机电一体化产品?全息?特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术、信息技术的发展。除此之外，其系统的层次结构也变简单的从上到下的形式为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
2．光机电一体化
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，它们相互构成了一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。该系统各个组成部分在综合成一个完整的系统的过程中要相互配合，并有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
3.生物软件化
未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系，即机电一体化的人格化，其有两层含义:机电一体化产品的使用对象是人，怎样将人的智能、情感、人性赋予机电一体化产品显得越来越重要，尤其是家用机器人，其最高境界就是人机一体化;模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。随着科技的发展，机电一体化装置对信息的依赖性越来越大，很多时候类似于活的生物;当控制系统即大脑停止工作时，生物便死亡，而当控制系统工作时，生物就充满活力，即信息决定系统的工作与否。目前，在仿生学研究领域中已经发现的一些生物体优良的机构，可为机电一体化产品提供新型的机体，但是如何使这些新型机体具有生命力还是研究中的一大难题，这一研究领域被称之为生物软件或者说生物系统，而生物的特点正是硬件-软件一体，不可分割。机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋势，但将有一段漫长的道路要走。
4.网络化
计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展，网络的普及使得基于网络的各种远程控制和监视技术得到迅速发展，借助于网络可将各种设备连接成以计算机为控制中心的集成系统，大大提高了操作的安全性和便捷性。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，机电一体化产品也必然会朝着网络化发展。
5.微型化
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。届时机械和电子完全可以融合，执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术。
6.环保化
机电一体化产品的环保化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。如今，生态环境已经受到严重污染，保护环境、回归自然成为了新时期的主题。环保产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求。对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。因而设计环保的机电一体化产品具有广阔的发展前景。
三、机电一体化技术在选煤行业的应用
机电一体化在选煤行业中得到了比较广泛的应用，对实现煤炭的高效、安全、自动化分选和选煤设备性能的提升起到了促进作用。
(1)在跳汰机中的应用。煤炭科学研究总院研制的SKT型跳汰机是机电一体化技术的典型应用。它通过控制给煤设备实现了入料的稳定控制;智能数控风阀可以调整交变脉动水流流体动力学特性，进而调整床层脉动状况，达到控制床层分层效果的目的;通过排料控制，确保了连续、稳定、精确调控排料量。机电一体化技术在SKT型跳汰机的应用，提高了整机性能，保证了该机良好的分选效果。
(2)在加压过滤机中的应用。煤炭科学研究总院研制的GPJ型加壓过滤机也是一种集机、电、液、气控制于一体的固液分离设备，是选煤中浮选精煤和原生煤泥脱水的理想设备，它有效地解决了盘式真空过滤机存在的生产能力低、滤饼水分高等问题。该设备整机实现了自身流程(包括进料、脱水、卸料、输送等)过程的自动控制及各部件运行的安全保障，使整机的可靠性、运行适应性、安全性和可维护性等得到了明显提高。
(3)在其他选煤设备中的应用。在选煤生产中广泛应用的电液执行器、板框压滤机、TBS、破碎机、煤泥沉降离心机等也不同程度地应用了机电一体化技术。此外，在选煤生产过程中，变频器的应用也是机电一体化技术的体现，给煤机、合介泵、大功率入料泵等设备均可通过变频调速来确保重要工艺参数(如压力、流量、液位)的稳定，从而达到稳定分选指标、节能降耗的目的。
四、结语
综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的成果，是社会生产力发展到一定阶段的产物。与机电一体化相关的技术还有很多，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，未来机电一体化技术在选煤和其他行业的发展前景将会越来越广阔。■
参 考 文 献
[1]杨康,跳汰选煤评述[J],选煤技术,2006,(5)
[2]陶长林,国外选煤技术动态分析[J],选煤技术,2009,(3)
[关键词] 机电一体化 选煤 煤炭
一、机电一体化技术现状
上世纪60年代以来，随着电子技术的不断发展，人们开始利用电子技术来完善机械产品的性能，从而刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、通信技术、控制技术的发展为机电一体化技术的发展进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化技术的发展提供了充分的物质基础。各个国家均开始对机电一体化技术提供技术支持。20世纪90年代后期，机电一体化技术迈向了智能化的新阶段，进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化技术的研究和应用，并取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。目前，机电一体化技术已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展还将被赋予新的内容。
二、机电一体化技术发展趋势
1．全信息化
全信息化即智能化，是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。它是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。人工智能在机电一体化技术的研究中日益得到重视。今后的机电一体化产品?全息?特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术、信息技术的发展。除此之外，其系统的层次结构也变简单的从上到下的形式为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
2．光机电一体化
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，它们相互构成了一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。该系统各个组成部分在综合成一个完整的系统的过程中要相互配合，并有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
3.生物软件化
未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系，即机电一体化的人格化，其有两层含义:机电一体化产品的使用对象是人，怎样将人的智能、情感、人性赋予机电一体化产品显得越来越重要，尤其是家用机器人，其最高境界就是人机一体化;模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。随着科技的发展，机电一体化装置对信息的依赖性越来越大，很多时候类似于活的生物;当控制系统即大脑停止工作时，生物便死亡，而当控制系统工作时，生物就充满活力，即信息决定系统的工作与否。目前，在仿生学研究领域中已经发现的一些生物体优良的机构，可为机电一体化产品提供新型的机体，但是如何使这些新型机体具有生命力还是研究中的一大难题，这一研究领域被称之为生物软件或者说生物系统，而生物的特点正是硬件-软件一体，不可分割。机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋势，但将有一段漫长的道路要走。
4.网络化
计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展，网络的普及使得基于网络的各种远程控制和监视技术得到迅速发展，借助于网络可将各种设备连接成以计算机为控制中心的集成系统，大大提高了操作的安全性和便捷性。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，机电一体化产品也必然会朝着网络化发展。
5.微型化
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。届时机械和电子完全可以融合，执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术。
6.环保化
机电一体化产品的环保化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。如今，生态环境已经受到严重污染，保护环境、回归自然成为了新时期的主题。环保产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求。对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。因而设计环保的机电一体化产品具有广阔的发展前景。
三、机电一体化技术在选煤行业的应用
机电一体化在选煤行业中得到了比较广泛的应用，对实现煤炭的高效、安全、自动化分选和选煤设备性能的提升起到了促进作用。
(1)在跳汰机中的应用。煤炭科学研究总院研制的SKT型跳汰机是机电一体化技术的典型应用。它通过控制给煤设备实现了入料的稳定控制;智能数控风阀可以调整交变脉动水流流体动力学特性，进而调整床层脉动状况，达到控制床层分层效果的目的;通过排料控制，确保了连续、稳定、精确调控排料量。机电一体化技术在SKT型跳汰机的应用，提高了整机性能，保证了该机良好的分选效果。
(2)在加压过滤机中的应用。煤炭科学研究总院研制的GPJ型加壓过滤机也是一种集机、电、液、气控制于一体的固液分离设备，是选煤中浮选精煤和原生煤泥脱水的理想设备，它有效地解决了盘式真空过滤机存在的生产能力低、滤饼水分高等问题。该设备整机实现了自身流程(包括进料、脱水、卸料、输送等)过程的自动控制及各部件运行的安全保障，使整机的可靠性、运行适应性、安全性和可维护性等得到了明显提高。
(3)在其他选煤设备中的应用。在选煤生产中广泛应用的电液执行器、板框压滤机、TBS、破碎机、煤泥沉降离心机等也不同程度地应用了机电一体化技术。此外，在选煤生产过程中，变频器的应用也是机电一体化技术的体现，给煤机、合介泵、大功率入料泵等设备均可通过变频调速来确保重要工艺参数(如压力、流量、液位)的稳定，从而达到稳定分选指标、节能降耗的目的。
四、结语
综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的成果，是社会生产力发展到一定阶段的产物。与机电一体化相关的技术还有很多，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，未来机电一体化技术在选煤和其他行业的发展前景将会越来越广阔。■
参 考 文 献
[1]杨康,跳汰选煤评述[J],选煤技术,2006,(5)
[2]陶长林,国外选煤技术动态分析[J],选煤技术,2009,(3)