论文摘要：本文对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述，在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。
引言
机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。
一、机械自动化的产生
机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用，上世纪60年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力，开始建立可变性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下，机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明，这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。
二、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来，已经得到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有；我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。当前，我国还处在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城镇新增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率，劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
三、我国机械自动化发展之路探索
（一）结合生产实际发展机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术，应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术，应结合实际，注重实用，即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法，全年生产任务只需1～2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益，而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差，开工率一般仅在50％～60％。而能在生产中长期服役的主力生产线很少，像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部，而是带有普遍性。据调查，我国引进的弧焊机器人，完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态；还有1/3不能正常使用，直接影响了用户使用更多机器人的信心。（二）发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式，使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线，它并不完全由自动化设备组成，中间穿插着借助计算机指导的人工参与，将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起，从而使这种生产线的造价较低，同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发，借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，若以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入CAD／CAM技术，就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
（三）注重配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下，对生产的物流和人的作用进行综合的研究，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术，必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，广泛采用程序数控机床，以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机，也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等，这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。
参考文献：
[1]马志平.机械自动化的未来与现状[M].北京：机械工业出版社，2003.5.
对计算机而言，其各个领域都有多媒体技术的参与，从图形学、通信、算法、并行处理到信息检索、数据与文件结构，都离不开新型多媒体技术。从新型多媒体技术要素出发可以有更多的突破和进展，而主要的技术要素包括以下四个方面。
（1）对数据进行压缩编码。要针对立体声、彩色运动视频画面及三维图形来进行处理，这实现了对多种媒体信息交互处理，让信息实现了数字化处理。在用多媒体技术进行计算机存储和传输时，其要求是十分严格苛刻的。对多媒体进行信息压缩编码可以很大程度满足计算机这一要求，而随着当前科技的发展，多媒体技术也更能够适应个人计算机。
（2）多媒体操作系统。利用新型多媒体技术将多样的信息来进行同步传送。只要有适合的操作系统，就能够与多媒体技术相结合，完成多任务及声面同步控制和管理功能，并多媒体的设备驱动程序与应用程序接口功能，数据压缩和恢复功能。例如对多媒体CAI系统软件其核心就是操作系统，其可以管理硬件、软件资源，并协调多媒体计算机组织运行，增强系统的处理能力，通过对人机接口的提供，让用户更方便地使用，让系统功能得到扩充。
（3）多媒体写作系统。该系统是将多媒体计算机和用户交流形成良好的界面，并让多媒体信息及设备有更为高层次的控制管理活动。该系统还为用户提供了多媒体应用的制作和演示，更为人性化地开发和研制，使得新型多媒体技术走向了更为实用化的道路。
（4）Hyper技术。Hyper起源于hyper-text，这是可以进行浏览和大量文本、图像的翻阅，新型多媒体技术可以让用户进行自由、丰富的信息交流，Hyper是对人大脑思维模式进行联想，并可以进行信息转移，这项技术使得新型多媒体技术信息自动化处理能力得到了大大的增强，其当前也在国际上正在进行hyper-text等标准协议的制定，这也为hyper技术在以后更好地推广和应用奠定了坚实的基础。
2新型多媒体技术在自动化中的应用
新型多媒体技术使得计算机与人的交互界面更为流畅和自然，这也在办公自动化中有着广泛的应用，并代表着人们对舒适、便利的更高追求。其具体的主要应用方式有这样几种。
（1）可视电话的应用。在办公自动化中，可视电话可以将相距较远的人员通过看到对方的形象，并进行语音通话的形式来进行信息的传递。可视电话可以拉近人们的距离，并更有助于办公高效化进行。
（2）多媒体邮件传输。新型多媒体邮件可以让用户随时随地的进行信息的接受和发送。当接受邮件的用户不在线或信息可以被延迟发送，并不要求进行交互传递时，发送者可以对特定的邮件进行建立、编辑和审定，并存入一个邮箱系统中，这样使得接受者读取邮件更方便。
（3）电视会议。电视会议是利用多媒体终端来实现不同地方的用户进行直接和实时的交流，并可以同时获得文字、数据、声音和图表等信息，在虚拟的会议网络中实现面对面交流，并更自由地进行问题的讨论。在新型多媒体技术的应用中实现了更为智能化的自动化办公。
（4）编辑出版。对新型多媒体技术利用其终端进行电子报纸的选定。可以更为方便的获取市面行情和产业界的动态新闻。新型多媒体技术还改变了传统的出版社惯有的书籍编辑，其在进行终端阅览时更为形象生动地展现信息的内容。如与哺乳动物相关的出版物，其可以生动地表现出哺乳动物的事物、生长环境、迁移、繁衍、叫声、外貌等情况。
3结语
焊接自动化技术一直是工业生产中的重点技术，随着时间的推移和其他技术的改进，焊接技术也迎来了优化的时机。经过多项测试和试验，发现焊接自动化技术更加符合需求，并且在实际的应用中取得了较大的积极成果。从概念上来讲，焊接自动化技术主要指的是利用计算机，预先设定好各种焊接的参数，以此来实现焊接工序的自动化。由此可见，利用焊接自动化技术，能够实现多项工作的进步。例如，加入计算机后，焊接参数的确立会更加准确，进而促进焊接的精度和效果提升，对工业生产而言，会得到更加优异的产品。另一方面，锅炉压力容器制造主要指的是，锅炉和压力容器的全程，两种设备都具有一定的特殊性，在工业生产中占有非常重要的地位。通常而言，锅炉主要是利用燃料或者是其他的能源，将水加热，使其成为热水或者是蒸汽的设备，倘若能够承受一定的压力，便称之为压力容器。
2锅炉压力容器制造中焊接自动化技术的应用
2.1膜式壁焊机
我国的工业发展比较迅速，伴随着工业的发展，焊接技术也表现出了时代性的特征。由于人口的增加和社会需求的增加，锅炉压力容器的制造水平也获得提升。在焊接自动化技术的应用中，具有代表性的一种叫做膜式壁焊机。该设备主要有气体保护焊和埋弧焊两种工艺。在起初的阶段，我国由于技术不纯熟，因此依赖于进口。后续的研究成功后，便开始应用自己生产的设备。从现有的应用来看，哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂等，主要是运用膜式壁焊机中的气体保护焊；而上海锅炉厂、武汉锅炉厂等主要运用埋弧焊工艺。气体保护焊属于比较简单的焊接自动化工艺，现有的应用范围不是很大，但其稳定性和安全性较高，因此北方运用较多。埋弧焊属于高端一些的焊接自动化技术，同时效率较高，但由于在自动化方面融入的元素不是很多，因此需要在一定程度上增加人工操作，日后的提升空间较大。
2.2直管接长焊机
锅炉压力容器所要承受的压力是非常大的，仅仅凭借膜式壁焊机，并不能长久的满足要求。为此，技术人员通过长期的调查和研究，制定了全新的焊接自动化技术——直管接长焊机。该焊机的优势在于，其拥有的自动化程度较高，能够满足日常焊接中的较多工作，即便是应对一些技术性较强的焊接，也没有表现出较多的问题，总体上的满意度较高。比如说武汉锅炉厂就与美国的阿尔斯通展开了合作，引进了管子预处理线，该线包括管子定长切断、管端数控倒角机、管端内外磨光机、管内清理机等先进的设备和装置，采用了PLC自动化控制技术，实现了自动化生产。在所有的设备当中，管端数控倒角机是一个非常重要的设备，这一设备利用旋转及轴向进刀的过程中，可以根据管子的规格及要求编制相应的切削程序，快速、标准、优质的切割出各种坡口。由此可见，直管接长焊接的功能性较多，日后可以在锅炉压力容器制造中推广应用。
2.3马鞍形焊机
锅炉压力容器在现阶段的应用中，常常是为了满足一些特殊要求而设定的，为此，仅凭上述的两项技术，依然没有完全的满足需求。经过探究，技术人员还研制出了一种名为马鞍形焊机的设备。该设备能够应对较多的特殊形状或者是特殊功能的锅炉压力容器。第一，该焊接技术，利用数控技术建立数学模型，保证设备的形状和具体功能不会发生偏差。第二，主管与焊枪的同步运用，使得焊接的效率和质量稳步提升，并且有效的解决了两直径相近的相关结构焊接质量问题，总体上的焊接效果比较理想。在今后的工作中，可将上述的三种焊接技术，广泛应用与锅炉压力容器制造中，并深入研究，健全技术体系和应用方式，创造更多的效益。
3结语
1计算机自动化技术在广播发射中的应用
1.1对广播发射实施发射监控技术
计算机自动化技术具有远程监控功能,该功能不仅可以对广播发射机房的运行情况和动态变化进行远距离监控,还能够把所获得的调查信息传出给传送部门进行监管,根据信息进行广播发射发展的未来预测以及总结性分析,根据分析结果相关部门得出可行性解决方案。因此计算机自动化技术的远程监控功能,既可以进行远距离监控,又能够实现近距离操作,从而很大程度上提高了广播发射工作效率,确保了广播发射的安全性和准确性[1]。通过计算机的远程访问功能,可以实现对广播发射机房中设备的定时开关等日常操作,保证需要播出的信号可以顺利传送,操作相对灵活,有效防止了变更时的波动变化。
1.2采集调试广播发射数据信息
在广播发射系统中,计算机自动化技术除了具有远程监控功能之外,还能够满足不同数据信息的实时采集,进而对系统进行测试调试,这里所需要采集的数据信息包括了广播发射整个过程中各个领域的波动信息,并且对信息进行系统的处理,处理完成后的信息以广播发射系统指定格式存储在数据库中,便于描述工作过程中的信息变化情况[2]。当计算机到数据库调用数据信息时,如果检测到异常因素,计算机远程监控系统会向传送部门发送报警信号,并且依据数据信息做出判断及响应,将调试处理结果实时发送到数据传送部门。由于广播发射时会对地面计算机造成不同程度的影响和干扰,因此地面计算机对数据信息的采集调试能力会相应减弱,计算机自动化技术却可以提升对数据信息的处理能力,在广播发射过程中通过实时存储动态信息进行实时监测,当广播发射过程中出现异常信号时,计算机自动化技术会及时采集到异常信息,依据异常信号及时进行调试和处理,将处理异常信号的工作记录和处理结果传送到广播发射传送部门监管人员的计算机上,从而在实时数据出现异常时及时进行处理,将动态记录广播发射工作的整个过程[3]。
1.3提高广播发射安全性
计算机自动化技术可以提高广播发射安全性,当出现广播发射问题时,计算机自动化系统会自动记录下该问题所出现的相关信息[3],能够将数据信息以某种格式进行存储和数据处理,将数据处理结果发送到传送部门工作人员的计算机中,以及时发现状况,及时有效地处理所遇到的问题,把对广播发射的不利影响降到最低程度,从而提升广播发射的安全性。无论是远程监控功能还是信息采集调试功能,都有利于提升广播发射的安全性,此外,计算机自动化技术相关部门还设计了安全维护系统,以保证广播发射工作的安全可靠,一旦广播发射出现故障,监控部门的计算机可以将出现故障的数据信息自行记录处理[4],并且对问题及时反馈,及时将整个记录反映到广播发射监控人员的计算机上,保证了广播发射的连续、可靠和安全。
2计算机自动化技术应用在广播发射中的注意事项
(1)计算机的安全性能。计算机自动化技术在广播发射上的顺利实现是基于计算机自身具有较强的安全稳定性,计算机安全的内涵是维护计算机系统安全,主要包括对计算机软件系统、硬件系统以及网络平台维护,采用可靠的安全防范技术,增强计算机系统的容侵性和安全性,能够有效地抵御外部攻击,避免计算机平台遭到破坏。(2)远程信息的安全性。远程信息的安全隐患主要是黑客蓄意攻击所带来的,蓄意攻击会对用户信息造成严重威胁,破坏计算机网络系统的正常工作。黑客可以制造伪网站,植入病毒、隐藏计算机系统操作指令等,攻击用户计算机成功后,采取远程控制的方式获取用户信息,威胁计算机网络安全。因此,在广播发射领域应用过程中如何利用计算机自动化技术确保远程信息的安全性,是亟需解决的问题[5]。
3评价与展望
数字化变电所是基于IEC61850标准统一建模，并采用众多智能技术，进行一体化设计的单一系统变电站，具有数据采集数字化、系统分层分布化、系统结构紧凑化、系统建模标准化、信息交互网络化、信息应用集成化、设备检修状态化及设备操作智能化等鲜明的特征[3]，它在变电所建设、运行、维护和管理方面的独特优势，使其在变电所自动化技术上具有划时代的意义。数字化变电所由站控层、间隔层和过程层构成。其中过程层应用了电子式互感器和智能开关设备，可实现对运行电气量检测、设备状态检测和控制命令执行等功能。间隔层配置测控装置、保护装置、安全自动装置、电能计量装置和故障录波器等设备，实现实时数据汇总、一次设备保护控制、操作闭锁等功能，由于网络接口采用双口全双工方式，网络通信可靠性得到保障。站控层由主机/操作员站、五防工作站、保护信息子站及远动装置等组成，具有数据更新及时、与电网调度中心联系紧密、可在线编程操作闭锁控制、站内监控、人机联系以及对间隔层、过程层在线维护、在线组态、在线修改参数等功能。因此，数字化变电所代表了当前变电所自动化技术发展的最高水平和成就。
2.变电所自动化技术应用
2.1工程概况某煤矿电网拥有多座35kV变电站和数座6kV变电站，承担着矿区内所有生产矿井及周边地区供电任务。自上世纪90年代起，已陆续对部分变电所进行了自动化改造，并且尝试了调度自动化技术。然而各变电站内网络结构、传输规约、通信协议等各不相同，变电站的运行维护成本高，系统互联及互操作性差，也对变电所继续升级改造形成很大阻力。为此，需要进行较为彻底的改造，以从根本上改变目前的被动局面。如上所述，应用IEC61850标准进行数字化改造可以较为完美解决这个问题。
2.2改造目标与要求根据工程具体情况，制定了“一次规划、分段实施”和“电力调度一体化系统”的原则，主要内容包括变电站综合自动化改造、五防系统建设、一体化传输网络平台建设等内容，并作出以下具体要求：变电站主接线运行可靠，操作、维护、检修简便；开关设备实现无油化；采用直流操作电源，并有可靠备用电源；遥测量、遥信量要全面、准确、可靠等。
2.3实施方法变电站总体架构将操作员接口、工程师接口、通用计算机接口、现场单元（1、2、…、n）、低级人机接口分别与通信网络设备互联，即将物理上分散配置的各计算机、现场单元通过通信网络设备有机连接在一起，实现信息交互、资源共享，以便集中控制。变电站综合自动化模块分为中心枢纽单元和现场单元两部分，并分别与通用通信网络和专用通信设备（通道控制机）相连，实现通信和控制功能。中心枢纽单元包括调度员接口（操作员接口）、维护人员接口（工程师接口）、通用微机接口、上级调度接口，这些设备安装在变电站（所）值班室内，并通过站内以太网连接。现场单元包括数据采集与处理模块、主变保护模块、出线保护模块、母线保护模块、直流保护模块、电容器保护模块，这些设备分布于变电站现场。采用一体化通信平台作为各变电站、电力调度中心和用户之间的高速数据网络平台，并采用光纤通道实现高可靠性的通信要求。除保留必要的紧急操作的手动分、合闸以外，其他全部监控、测量、报警等都由监控计算机完成。调度自动化平台由前置系统、系统服务器和Web服务器等设备组屏而成。改造后的数字化变电所具有分布式结构与集中设计相结合、系统结构简单可靠、兼容性与可扩展性强的特点。
3.变电所自动化技术展望
虽然数字化技术较好地解决了变电所自动化过程中存在的众多问题，但是仍未完全成熟，目前存在的不足有：（1）IEC61850应用问题，如该标准基于欧美标准和习惯而制定，与我国目前使用的保护功能、方法等方面存在一些差异，在实际建模过程中受到一些限制；再如高压保护双重化配置，两套保护同时动作并发送报文时存在冲突的可能。（2）设备方面的不成熟，如智能一次设备智能断路器未完全成熟，所以采用完全数字化技术有一定困难，折中的解决方法包括设计基于IEC61850通信协议的过渡型数字变电站或基于IEC61850通信协议与数字化互感器的实用型数字化变电站。无论如何，一项新技术从孕育、发展到成熟必然有一个过程，展望未来可以预计在信息安全、状态检修、基于GOOSE网络技术新应用、采用高端交换机冗余组网、高度集成、智能自愈、异地同步测量、三态数据标准化等方面会有所突破，从而使数字化变电站运行更加智能、可靠，并为智能电网的建设奠定坚实基础。
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
在阿尔油田建有2座阀组间、1座联合站。阀组间工艺包括掺水分配计量、混合液回站计量、压力、温度、可燃气体监测与排风扇联动控制等；联合站工艺包括集油、分离、伴生气处理、掺水、外输、污水处理、注水、消防、加热、天然气发电等工艺流程。原油处理采用密闭处理流程；利用两相分离、三相分离和大罐抽气最大限度的收集天然气，用于加热炉燃烧和天然气发电；污水经过沉降、过滤后注入地下，采用了14台套集成撬装设备，简化了工艺流程。阀组间数据采集：温度、流量、压力、可燃气体和视频等生产数据和图像等的实时采集；排风扇与可燃气体报警联动，实现无人值守。联合站自动化监控[1]：对生产过程进行动态、实时、逼真的显示；能够对监测的结果自动存储入库；能够对异常的情况及时准确的进行报警；并且能够根据需要进行报表打印等功能；在控制方面实现了：回水罐自动补水控制，污水灌液位控制，三相分离器油室、水室、气室的液位、压力自动PID调节控制、注水泵变频控制、电动阀远程开关控制、泵启停控制。从而能够使整个联合站的各设备的运行情况和生产流程，实现远程监测和控制。阿尔联合站监控点约4000余点，接入第三方设备的控制系统14台套。
二、自动化系统设计
2.1结构设计。阿尔油田的自动化建设，以联合站为中控室为监控中心，以单井、阀组间和联合站等各个生产单元为节点，构成一个二级SCADA自动化监控管理系统。各生产单元采用远程终端单元（RTU）或PLC等检控装置，实现数据的自动采集和控制，并通过无线和有线方式实现数据通讯[2]，自动化系统结构如图3。抽油机井生产现场的示功图、压力、温度等监控仪表，全部采用433MHz短距离无线通讯技术，实现信号的无线传输，最大限度减少了对草原的破挖。单井与监控中心采用McWell无线宽带通讯系统，McWiLL是一种基于全IP移动宽带无线接入系统，能提供超大容量的移动宽带数据和移动语音业务，可以为油田单井的视频监控和数据采集提供无线宽带接入方式[3]。解决了偏远地区的数据、图像和语音的通讯问题。
2.2监控中心。根据油田的规模，在阿尔联合站建设属于站场一级的监控中心，按照《油气田地面工程数字化建设规定（试行）》的要求，应具有以下功能：（1）对站内与所辖井、站（厂）、管道的工艺参数进行数据采集、处理。动态工艺流程显示；报警、事件管理及报表的自动生成打印；（2）实时和历史数据的存储、归档、管理以及趋势图显示；（3）PID控制、批量控制、逻辑控制和紧急停车；（4）单井计量管理；（5）站场可燃（有毒）气体、火灾报警和安全状况监视；（6）经通信接口与第三方的监控系统或智能设备交换信息；（7）为上一级计算机控制系统提供有关数据并接受其调度指令。
2.3软件系统设计。对照监控中心所具有的功能要求，油田生产自动化系统的上位机软件主要由组态软件、实时数据库和应用软件等构成。2.3.1组态软件。采用美国Wonderware公司的Intouch人机组态软件包。是实现人机界面生成最快捷和最容易的一款软件，充分利用其提供的各种绘图工具和动画连接技术，使图形、文字等与现场的数据相关联，创建以窗口为界面的工艺流程动态显示[4]，实际显示画面如图42.3.2实时数据库系统。采用美国Wonderware公司的InSQLServer实时数据库系统。可实现实时数据的秒级存储，对后期工艺过程进行优化控制和在线分析，及时调整工艺参数和大数据分析，打下良好基础。2.3.3示功图量油软件系统。在采集的地面示功图时，同步对电参量（电流、功率等）进行采集，实现油井产液量计量、系统效率的自动计算、油井工况诊断、优化决策、数据网络查询等功能。
三、结论
