機械電子工程節能控制技術

李飛

摘要：在構建資源節約型社會的背景下，機械電子工程也必須要做到節能化。為此，筆者結合個人在機械電子工程節能控制技術上的研究經驗與相關參考文獻，就機械電子工程節能展開粗淺的剖析，提出行之有效的機械電子工程節能控制技術，以供廣大同行參考借鑒。

關鍵詞：機械電子工程；節能控制技術

前言：

電子節能控制技術作為一項基于廣義節能概念的機械電子工程節能技術，對實現機械電子工程節能化有著十分重要的推動性作用。尤其是近些年來，機械電子工程面對不斷提高的高工作性能，低能量消耗要求，做不到節能化儼然已經很難適合現代化社會的生產需求。所以，以下筆者圍繞機械電子工程技能控制技術展開粗淺的探討與分析，以期為突破傳統節能控制技術，取得更加良好的節能效果做有意的鋪墊。

1.對機械電子工程的節能概述

第一，節能理念的廣義概念。機械電子工程運行的終極目標就是在傳遞、轉換能量的過程中，能夠實現對外做功的實際效果。由于大部分機械電子工程都是由幾個共同協作的運行結構組成，所以對有效功率輸出有影響因素的是：在功率不同之間的相互合作及其傳遞的過程。因此，當前人們往往都將節能控制技術的主要關注焦點放在了供需雙方的共同合作以及傳遞環節之上。機械工程在單位時間內完成的工作量是工作效率。而矛盾恰恰就出現在工作效率與節能之間，也就是說性能的提升也就意味著要以另一方需求降低為前提條件。所以，比較消耗的能源數據之時，必須要保證其能夠等同于工作效率。

第二，對機械電子工程的功率流程分析。機械電子工程的運行過程也就是其所轉換的能源對外做功、傳遞的過程。因此，在功率流程的研究過程中充分借助能量實施分析，可謂是開展機械電子工程節能研究的一個重要步驟。以下筆者即以動力主要來源為柴油機的機械工程進行舉例分析。柴油的化學能就是柴油機機械工程的主要動力來源所在，其可被轉化為可輸出的機械能。就轉速轉矩方向來說，通過調速噴油和電控的控制技術來改善優化柴油機的能量消耗特征及其動力特點是目前選擇的主流方案。這是因為液壓泵會吸收掉柴油機輸出的機械性能，并將其轉換為液壓能。而就壓力和流量方面來說，通過恒定功率，切斷壓力，正流量的控制技術來優化改進液壓泵的能量消耗特征及其動力特性是目前的首選方案。這是因為柴油機與液壓泵分別是能量的供應方與能量的需求方，為此就必須要改進他們之間的供求關系，可采用控制液壓以及發動機功率極限荷載等手段對動力特征與能源消耗特點實施改進。而液壓能夠吸收液壓泵傳遞出來的能量，并通過調節液壓系統的壓力、流量、方向，給對應的運行結構輸送相應的壓力與流量，通過LUDV技術最大限度的消除在并聯回路上的負荷差異、分配流量，通過控制負流量或者控制負荷傳感的方法來改善優化他們之間的供給與需求的關系。

2.機械電子工程節能控制技術

傳統的節能控制技術在局部改善方面已經體現出了十分良好的應用效果，但是為了獲得更為良好的節能效果，就必須要在傳統節能控制技術的基礎上再次實施突破。如，對固定功率配置實施改善，實現機械功率配置的動態化；在操作方式之上建立工作效率管理系統，使操作者的造作目標能夠具有更加清晰的方向；選擇識別技術在操作方式之上設立相對應的功率動態配置系統。

第一，實施全電控節能控制技術。對于機械電子工程系統而言，通過電比例液壓泵、電比例馬達、電比液壓閥以及電控噴油柴油機能夠共同組成一個利用全電控實施作業工作的傳動系統。正是因為，采用的轉換原件和功率輸出裝置全部電控，所以硬件功能最小化且硬件的使用程度大幅度提升，也就進一步實現了智能控制的高級化以及感知的進一步深入化。同時，由于軟件完全承擔了系統的控制功能與專用功能，操作者也就可以結合實際的操作情況對運行之中的參數進行在線控制與在線調節，實現柔性參數配比，從而使全局節能效果得到有效的提高。

第二，實施分布式節能控制技術。在建立全電控液壓系統的過程中，控制程度必須要對系統的壓力系統實施有效的處理，而這就對控制系統的實際響應速度提出了較高的要求，可以說憑借目前機械電子工程控制器的相應技術水平而言無法完全滿足對壓力信號的處理需求。所以，要想進一步滿足數據的實際需求，滿足信號處理速度上的硬性需求就必須要研制出一種以總線作為基礎的液壓閥控制器。發動機控制器和液壓泵控制器，高速總線與每個控制器相互連接，建立一種以總線為基礎的分布式節能控制系統，達到節能的目的。依據發動機控制器操作者的指令以及發動機運行狀態確定發動機的實際噴油量，并將有關的數據傳遞至總線之上，使其他控制指令也可以在總線之上予以獲得。參照液壓泵出口的實際壓力信號，可以利用液壓泵控制器進行信號排量的調節，總線負責相關數據、其他控制器控制命令的接受。

第三，全局節能控制系統。全局技能對機械工作性能的進一步增強，能耗的進一步降低而言有著至關重要的影響意義。而要想構建全局節能控制系統，就必須要將作業效果、傳統的節能控制技術、協同控制機構設置作為節能的根本目標，對外界負載和整個工程節能效果實施研究。對于簡便的定量分析節能效果，全局的節能標準可以定義如下：全局節能標準=有效對外做功/（工作時間*耗油量）=有效功率/耗油量。該定義對協同控制的多執行機構、作業效率和傳統化的節能控制技術多方面的內容均有考慮，對機械工程的特性評價也較為全面。

結束語：

將電子節能控制技術應用到機械電子工程之中，對進一步節省機械電子工程的能耗而言有著至關重要的作用。尤其是在大力倡導構建資源節約型社會的今天，如若機械電子工程無法做到節能化勢必難以滿足現代化生產需求，勢必會被社會所淘汰。因此，在今后的研究工作上，還必須要加強對節能控制技術的研究與探討，做好在傳統節能控制技術基礎之上所進行的改良與突破，從而開辟出一條行之有效的節能技術突進，使節能目標得以順利實現。

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