基于智能化的機械設備電氣自動化技術應用研究

梁志宏 王換男

（1.沈陽理工大學裝備工程學院，遼寧沈陽 110065；2.沈陽韻騰機電設備有限公司，遼寧沈陽 110065）

1.電氣自動化技術的應用優勢

（1）節約人力和物力資源，提高資源利用率。技術應用于工業生產后節省了大量資源，緩解人員工作壓力。比如啤酒生產前，應用自動化技術完成設備的智能操控后，只需要在設備旁安排兩名工作人員即可，生產線已實現自動化生產與包裝，工作效率大幅度提升。（2）電氣自動化技術可代替傳統生產模式下的高危操作，提高設備運行安全性與穩定性，如圖1所示，智能化自動控制系統可以代替人工，在PLC的作用下提高效率。機械制造時人們難免會出現人為失誤，可見流水線生產模式下的潛在危險性，而電氣自動化技術的應用有效避免了以上問題，使機械制造趨于自動化，人們通過遠程操作即可代替高危操作，有效保障了人身安全，降低了事故發生概率。（3）工作效率大幅度提升。設備運行時容易受環境與人為操作的干擾，比如電磁干擾影響設備穩定運行，人員操作不足導致設備效率降低等。電氣自動化技術應用于設備中可以規避以上問題，經過技術的智能化調整，極大程度上提高了設備與周圍環境之間的適配性，避免再次出現電磁干擾，保障了工作效率的穩定提升[1]。

圖1 智能化控制系統

2.電氣自動化技術在智能化機械設備中的實踐應用

2.1 電子信息流

將電氣自動化技術用于電子信息流方面，主要有以下用途：（1）計算機輔助設計和制造。電氣自動化技術用于該領域十分常見，比如CAD與CAM設計，無論是零件建模，還是裝配圖繪制都離不開CAD和CAM。設計工序完成后，應用數控編程系統所設計的流水線生產模式進行工具器件的統一生產，整個生產過程中零件的加工裝配都需要在智能自動化控制技術下高效完成，使零件物流運輸和包裝環節相互緊密聯系，提高生產效率。（2）輔助工藝設計和數據采集管理。計算機輔助也是機械制造的一部分，需要負責產品的優化設計，與生產制造環節聯絡溝通，提升制造效率。技術的應用優勢主要體現在產品數據采集和信息反饋管理，這樣做是為了對產品做出更有效的優化設計，為產品提供增值服務[2]。

2.2 物品運輸流

在物流供輸鏈中，材料先進入制造系統，系統內對應拆裝供輸紐帶，加工完成后再將材料送入指定區域，該環節內自動化設備主要包含自動輸送系統、輸送紐帶系統以及自動存儲系統。這些系統中，自動輸送系統的運行又包含輸料、上料、儲料器、定向設施幾部分，這些設施的在完成材料分揀輸送的同時還能保證生產效率。輸送紐帶系統包含傳送帶和輸送機幾部分，經過導向隔板的應用，材料組裝與輸送十分精準。

2.3 刀具與加工

機械自動化制造過程中離不開刀具切削加工，刀具在日常生產中十分常見，但制造起來比較困難。質量上等的刀具需要用最佳的材料，鍛造與淬火工藝的應用必不可少，刀具鑄造成型時需要掌握好精準度，只有這樣才能保證制造質量達到要求。與人工制造模式相比，機械自動化制造的刀具工藝更加精湛，且材料使用效益大幅度提升，降低了人為失誤操作下導致的報廢。從生產質地來講，機械自動化下的刀具不僅有足夠的韌性，也具有強大的硬度。

2.4 農業機械與工程應用

從當前農業發展現狀來看，多數農業活動都是依靠農機設備完成操作的，比如水稻和小麥的采收已經實現了機械自動化收集，農業發展趨于智能簡潔。農機自動化不僅節約了人力資源，也減少了邊際成本，目前人們已經將自動化農機設備用在了耕種、灌溉以及收割等各個環節，農機設備中還包含大棚溫控系統或人工模擬降雨系統等高端環境配套設備，設備的應用不僅克服了季節變化和地域差異對農業生產的阻礙，也滿足了現代化生產對農作物提出的高要求，加快了農產品經濟發展腳步。

基于智能化技術的電氣自動化控制系統設計已成為當前技術的重要發展態勢。智能化電氣控制系統通過智能監控自動采集管理數據，再將數據傳遞給主機，防止人為誤差。數據處理后被傳遞到自動化電氣設備，使系統的自動化控制效率提升，針對無法自主處理的數據，系統會發送報警信息，管理人員協同系統完成處理。由此可見，系統中智能監控模塊的作用在于保證智能化控制的有效運行[3]。

3.未來機械設備電氣自動化技術的發展趨勢

（1）推進機器學習的發展。如圖2所示，作為人工智能的核心部分，機器學習是提升機械設備電氣自動化智能發展的有效途徑。電氣自動化的發展可以在系統內建立龐大的知識網絡，融入概率論、統計學相關知識，完成機器自主學習。因此，電氣自動化技術在未來可以熟練用于機械操作與控制中，并從操作者個人偏好出發優化設計方案，提高機械操作質量。

圖2 機械自動化設備

（2）電氣自動化應用更加靈活。目前技術的應用主要是設定一個單獨的程序，設備會按照程序運行，但基于智能化的機械設備電氣自動化技術將更具靈活性，設備的長期運行會讓零件出現磨損現象，除了檢修外，還需提升技術應用靈活性，并智能化的按照設備實際運行狀態調整設備工作速率，確保系統生產效益的提升。

（3）系統反饋能力不斷提升。未來電氣自動化技術將會朝著反饋能力提升的方向發展，在系統運行中設置故障檢修和相應的反饋機制，以便操作者在控制臺了解故障部位，經過大數據分析得出問題最佳解決方案。與傳統故障檢測相比，系統反饋可以提升檢修效率，檢修后無需進行二次作業。

4.總結

現代化機械生產制造中，以智能化為前提條件的機械設備電氣自動化技術憑借著其強大的優勢推動了工業化的發展，促進了機器學習，提升系統自動化應用的靈活性。技術的應用使電子信息流和物品運輸流更加完善，刀具制造與加工更加高效，推動了農機設備生產水平的提升，為人們的生活與生產帶來了便利。