現代機械設備中機電一體化技術應用的認識

王建文

日照鋼鐵控股集團有限公司

現代機械設備中機電一體化技術應用的認識

王建文

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隨著新一輪科學技術的開發與實踐，對于自動化、智能化技術的運用則成為了社會發展與建設的核心主題，與此同時也為各領域的生產生活帶來了良好的機遇與保障。在現代工程機械當中，機械運行的穩定性、可靠性、安全性是現代機械運行的首要前提，因此，在工程機械操作過程中融入對先進科學技術的使用是必要的，機電一體化就是代表性技術之一，為了確保機電一體化技術能夠在現代機械中發揮出更大作用與效能，對機電一體化技術應用有效性的探索就顯得尤為關鍵。

現代機械設備；機電一體化技術；應用；

在當今的自動化技術發展中，機電一體化處于相對比較高級發展的階段。現代機電一體化的明顯特征是自動化技術，它的發展是以計算機產業為基礎，另一方面，在生產實踐中，自動化技術進一步的發展需要也促進了現代機電一體化的發展。本文首先介紹了機電一體化技術，并介紹了現代機械設備中機電一體化的應用與發展。

1 機電一體化技術

機電一體化是具有科學性的一項跨學科技術，是通過機械技術、計算機技術、微電子技術、信息技術等多種技術組成的綜合技術。根據多種技術組合而成的綜合技術，機電一體化技術生產出的產品有很好的科學性、完整性、系統性。其中，機械技術、微電子技術、電力電子技術等，上述技術的應用可能會出現各類不完善問題，這要求根據生產需求，綜合安全、生產、效益等因素，進行優化組合，才能促使機電一體化技術被更廣泛地應用，促進機電一體化技術發展。機電一體化技術的產品具有以下特點。

2 現代機械設備中機電一體化的應用

2.1 PLC技術控制應用

PLC是采用可編寫的程序對機械設備進行操控的技術，也是數字化和數據化程序在機械設備上的實際應用手段。國內的機械設備中，PLC一般作為運算功能和電子信號轉化的存在，為實現適合人工操作的信息傳遞和輸出數據進行了智能處理和信息采集，結合了運動控制、順序處理、數據集中等多種功能的集中和綜合處理方案，便于設備管理人員對于設備的性能和產品的生產過程進行實時監控和隨時糾正。該技術被普遍應用于轉爐煉鋼過程中，煉鋼廠屬于高危生產行業，工作環境復雜、危險因素多，在早期的煉鋼過程中對人員和設備安全提出嚴峻挑戰。PLC的應用實現了對轉爐本體、氧槍頂吹、汽化控制與監測、輔料加注、煤氣與蒸汽回收等實現自動化集中操作，對現場的設備運行狀態進行實時反饋，有效的降低勞動強度和安全風險，提高生產效率。

2.2 監控應用

按照對機電一體化技術結構的掌握，液壓系統、傳動系統、制動系統等都是其內部結構組成成分，利用這些結構，能夠充分實現對機械設備監控的目的。例如，在機械工作時，一旦出現異常情況，機電一體化技術就會通過相關機制對工作人員進行預警和告知，這樣就減少了由于故障原因而給機械設備帶來的損害。如轉爐煉鋼時，氧槍進入轉爐吹氧過程中，轉爐應該處于垂直位置，為防止發生誤操作轉動轉爐損壞氧槍，早期通過對電氣控制系統中物理開點、閉點的連鎖應用，保護氧槍安全，不但線路復雜、電氣元件可靠性低、壽命短，且發生故障不易查找，威脅設備安全。PLC引入后，可以利用簡單的邏輯實現轉爐、氧槍的安全聯鎖，簡化電氣控制系統的物理布線，降低勞動強度。PLC的安全可靠運行時間可達10萬小時以上。

2.3 智能機器人上的運用

智能型機器人的研發和應用是技術進步的顯著代表。機械設備中，智能型機器人需要有效結合多種技術，才能實現高效工作。智能機器人在處理自適應性控制的信息時，還存在很多不足，需要不斷攻堅克難。機電一體化技術在機械智能機器人上的應用，主要是結合視覺理解和圖像處理識別等技術，幫助智能機器人有效感知作業對象的方向、位置、形體大小。掘進機和地下穿孔機要求以一定的軌跡穿越地下，類似于空中導彈，一般采用內部導向的加速度計、傾斜計和陀螺儀和外部導向的激光技術。這些都要機電一體化技術的支持。

3 工程機械中機電一體化應用的發展方向

3.1 高性能化

機電一體化應用中的高性能化主要囊括以下幾個方面：應用中的高可靠性、高效率模式、高精度模式以及高速模式。新一代的CNC系統已“四高”來滿足生產需求為前提而誕生的，此種系統采用多CPU結構通過多總線連接而成的。由于這種系統采用的是精簡指令集機，所以能夠在同一時間實現多個任務操作系統并且進行相關的處理，所以該機器機電一體化的產品的高性能也得到了保證。

3.2 智能化與綠色環保

智能化是指工程機械的電子信息化程度更高，它可以自動處理生產中遇到的各類問題，自動排故并報警，節約燃料，同時還可以自動調節發動機功率。這樣不僅節約了生產時間，提高了生產效率，減少了資源浪費，也減輕工作壓力。綠色環保是目前人類社會的熱點話題，在生產的過程中，必須要在保證效率的同時，最大限度地節約能耗，減少污染物的排放。最具代表性的應用有以下幾個，在機械設備上安裝電子監控器、深井探測儀等等。

3.3 網絡化

在信息化發展戰略中，網絡技術與科學技術的融合已經成為了時代發展的必然趨勢，以后的現代工程機械中，模擬機電一體化技術將會取代人工操作方式，通過網絡化的控制手段是先進自動化的運作體系，在機械運行效率、運作質量得到鞏固的同時，人工成本等必要的支出也得到了完美控制，實現了對生產各環節的合理開發和利用。如煉鋼廠的物流監控系統，可以實現對加料環節、煉鋼環節、出鋼環節、品質控制、連鑄機拉速、鋼坯去向等進行實時監控和匯總、分析，對合理安排生產、現場實時調度提供重要的信息支持，對生產順利進行起到積極的促進作用。

總之，良好現代工程機械發展要以高水平的科學技術做依托，只有對機電一體化技術不斷完善、開發和創新，機電一體化技術才能在現代機械設備發展中顯現出其重要的位置與價值。

[1] 馮挺. 現代工程機械中機電一體化技術的應用情況探究[J]. 科技創新與應用，2017，(04)：150.

[2] 劉尚林. 機電一體化技術在現代工程機械中的應用[J]. 現代制造技術與裝備，2016，(09)：126-127.