工業機械控制中電氣自動化的應用與思考

詹少林

摘要：近年來我國綜合國力的不斷增強，工業的迅猛發展，涌現出大量的工業企業。通過電氣自動化的應用，可以很好的保障工業機械的精細管理和穩定運行。隨著科技的發展，越來越多的工業制造型企業開始使用先進的電氣自動化技術，以確保工業機械生產的效率和質量。尤其是隨著我國的人工成本逐漸提升，工業制造型企業規劃化生產規模的需求變化，電氣自動化技術已經深入應用到工業機械控制的各個方面，呈現專業化、精細化、高精尖化的應用趨勢，在生產中發揮出不可替代的作用。本文就工業機械控制中電氣自動化的應用展開探討。

關鍵詞：電氣自動化;工業機械;控制系統

引言

在人類科技文明不斷進展的今天，電氣自動化技術的研究范域亦是不斷擴展，包括柔性自動化、集成自動化、智能自動化等，為之在機械工程中的應用提供了利好條件。毫無夸張的說，工業現代化轉型升級的過程中，有電的地方就有電氣自動化技術應用，影響著機械工程的方方面面，有助于提高生產效率，降低資本成本消耗，對提高企業經濟效益水平有著至關重要的作用，應當引起重點關注與支持，從而更好地適應經濟市場競爭挑戰。

1機械工程自動化的重要意義

在近幾十年的發展過程中，中國經濟發展的成就給人民生活帶來了許多變化。機械制造業作為國家制造業的重要組成部分，現階段面臨著越來越多的挑戰。我國機械制造業水平與國際制造業水平仍有一定差距。機械工程制造行業與工業緊密相連，工業是提高我國國際地位的重要推動力量，目前自動化技術在機械工程中的應用已經引起了大多數制造商的關注，發現了機械工程自動化技術研究與發展的意義。自動化技術對于機械工程最顯著的優勢是可以提高機械生產的效率，促進我國機械生產水平的提高。目前，大多數機械生產企業已經開始將智能系統與機械工程自動化系統相結合應用，使制造業的生產能力顯著提高，為我國經濟的發展奠定基礎。

2電氣自動化在工業機械控制中的具體應用

2.1工序自動化

工序自動化是電氣自動化技術應用的重要內容，也是最為關鍵的應用目標。通過電氣自動化來控制整個機械生產過程。只要相關技術人員對制造工序中的各個步驟制定生產基準計劃，建立起電氣自動化設備、系統與機械設備的互聯，就可以自動控制從原料加工到最終產品輸出的所有工序。通過電氣自動化技術，將具有高風險和高質量要求的工作任務分離，由計算機和系統發出指令，控制機械設備完成，避免了人工勞動造成的安全隱患和產品質量問題，保證機械制造產品的品質。

2.2柔性自動化

在機械工程領域，相比于傳統的剛性自動化技術，柔性自動化呈現出了明顯差別。基于剛性自動化，要完成大批量的生產任務，需要事先設計一條或多條生產性，并且已經確定投入使用無法進行更改，如若此過程中出現某個產品數據錯誤或瑕疵直至生產線加工工作完畢才得以處置，勢必會給企業造成巨大損失。同時，市場經濟環境下，人們個性化的追求驅動著機械生產需求的多樣化，剛性自動化則難以滿足，增加了企業的加工成本。而柔性自動化技術的出現則有效破解了上述難題，通過電子技術、微機控制技術的導入，可對機械生產的全過程實施動態監控，并對出現錯誤的產品數據及時進行修改，從而大幅提高了產品的合格率，降低了企業生產加工成本，且節約了時間，提高了產出效率。另外，基于柔性自動化技術應用，還有效減少了原材料損耗，是發展環境生態友好型經濟的重要一環。

2.3數控機械自動化

數控機械自動化是指通過數字化信息對機械運動的加工過程進行遠程操控，如計算機技術、光電技術等。其中光電技術應用廣泛，可用于芯片制作等領域，不過目前對光電技術的掌握還不是很全面，還無法制造出光刻機等機械產品。除國際高精尖設備以外，我國工業機器人的發展已相當超前，可以完成一些相對精密的機械產品制作，如機械表，可以以流水線方式進行快速制作，所以部分機械表價格相當低廉，市場前景廣闊，競爭力強。機械自動化不僅在機械制造方面廣泛應用，在采礦、航空航天等國計民生領域也有著重要用途。我國載人航天技術的發展與機械自動化技術的廣泛應用密不可分，機械自動化生產的元件規格相同，品質較高，因此機械元件性能具有穩定性、可靠性。

2.4人工智能的應用

在機械自動化系統的運行過程中，時常會出現機器發生故障的情況或者由于人工失誤而導致機械自動化系統無法正常運行，這不僅對系統的運行過程和效率造成了影響，還有可能對工作人員的生命安全造成傷害。避免以上問題發生的最佳途徑是在機械自動化控制系統中加入智能技術，從而對其運轉情況進行全天在線檢測和監控，對可能發生的機械故障進行分析和預估，將發生故障的可能性降到最低。傳統排查故障的方式是通過一些診斷經驗和方式，對已經發生的故障進行分析，這種方式的弊端是無法減少發生故障的可能性，只能對已發生的故障進行排查，由于發生故障而導致的風險和損失無法挽回。人工智能可以通過控制系統采集的信息進行分析，并將收集的數據進行存儲，作為以后可以借鑒的經驗，對電器自動化控制系統的運行模式進行進一步的優化，避免之后出現相同的事故。機械控制領域中運用機械自動化技術，最顯著的就是人工智能技術，最常見的兩種形式為模糊控制技術與專家系統，通常實際中兩者聯合使用，利用專家系統完成模糊推論，實現整個系統的自動化控制。

2.5虛擬自動化的應用

機械制造需要與計算機技術相結合，而工廠實際生產過程會涉及制圖技術，比如模擬一些虛擬元件模型。機械自動化生產過程中，需要預先設計好模型大小、模型材質及模型生產方式，這樣在實際生產中才能統籌協調工作機器人進行元器件生產。工人需先設計元器件模型，在圖紙上標注出元器件大小、生產材質等基本信息，如果是通過虛擬技術進行元器件生產，則不需要畫圖標注等工序，而是直接通過計算機設備進行多次模擬。模擬失敗的元器件不能進行生產，多次模擬均取得成功的元器件可投入生產，同時虛擬自動化生產可將已模擬出的元器件大小、樣式及材質等基本信息匯報給主管人員。主管人員確定生產之后，生產機器人將進入生產流程，生產過程中，虛擬自動化技術會根據實際元器件產品再次進行模擬演練，檢查所生產的元器件產品是否達到預期效果，如果沒有達到預期效果，虛擬自動化機器人將會進行反復論證，以達到最優生產效果。應用虛擬自動化機器人可以大量節省企業人工成本，對機械產品進行品質把控，包括產品生產前的設計到生產過程中的監管，再到產品生產后的質檢，均由虛擬機器人完成質量控制，使產品生產流程符合標準，使機械產品質量符合企業要求，促進機械產品銷售和企業發展。

2.6模塊化

模塊化運行生產，主要是適應現代市場的競爭需求，因為機械設計產品的更新周期不斷縮短，若企業采取整體式生產加工，必然會影響到產品性能的更新周期，導致相應產品失去市場競爭力。為規避該類風險，在機械設計制造時，對產品進行模塊化設計運行，針對產品的某一模塊進行研發，不斷升級其模塊產品性能，確保該機械產品始終具備核心競爭力，保證機械產品的整體加工質量與效率。在機械產品模塊化運行環境下，對社會科研力量進行了集中，針對具體產品模塊進行研發，提高社會資源的綜合利用效率，避免企業投入更多人力物力，增加企業的管理運營壓力。這就需要根據實際情況選擇合適的著手點，打破傳統機械控制運行的不足，充分利用自動化技術提高設備運行質量與效率，推動行業技術進步與發展

3機械工程自動化技術發展方向

我國科學技術研發能力和研發成果會在很大程度上影響著機械程自動化技術發展質量，目前，我國機械工程自動化技術存在的問題是機械制造人員主要關注的重點內容。我國機械生產企業應該對自動化技術進行研發和創新過程中，既要有效保證生產效率的穩步提高，也要對機械工程自動化工藝方案進行完善，將智能化技術與自動化技術進行結合，以此推動我國機械工程自動化技術的長遠發展。總的來說，我國的機械工程自動化技術應該朝著智能、人性、科學、綜合的方向發展。

結語

電氣自動化技術是現代先進科學的核心技術，是工業現代化的重要標志，電氣自動化的發展對工業社會的發展有著重要的影響。電氣自動化技術作為現代先進科學技術在工業生產領域的重要代表，反向推動了工業制造型企業提高產品質量，提高生產效率，充分利用內部人才資源，提高企業核心競爭力。企業依靠電氣自動化和科學技術發展現代生產力，降低勞動強度，提高設備效率和信息傳輸能力，實現集約化發展。隨著計算機和信息技術的更新，電氣控制系統功能也將越來越完善，應用領域也將不斷延伸，在工業生產中逐漸占據重要地位，成為決定企業實現現代化生產、發展速度、規模和水平的重要因素。企業管理人員應當重視電氣自動化技術的重要價值，加大技術開發與創新，進一步加大對電氣自動化技術的應用水平，以此為技術依托，推動企業轉型升級，實現可持續性發展。

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