機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

趙世濤

摘 要：隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，農(nóng)業(yè)發(fā)展也開始走向機(jī)械化。當(dāng)前機(jī)械設(shè)備變得龐大和復(fù)雜，需要有更加完善和先進(jìn)的系統(tǒng)裝置予以控制，機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置對(duì)控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行具有重要的作用。作為重要的機(jī)械電子技術(shù)之一，軟啟動(dòng)技術(shù)對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展具有重要的意義。文章圍繞著機(jī)械設(shè)備裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)軟啟動(dòng)技術(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)，對(duì)機(jī)電一體化的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子；軟啟動(dòng)裝置；控制系統(tǒng)

前言

機(jī)電一體化已經(jīng)成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造的發(fā)展趨勢(shì)，將電子設(shè)備與機(jī)械設(shè)備緊密結(jié)合，形成機(jī)械電子系統(tǒng)，主要起到對(duì)機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)和控制作用。當(dāng)前的機(jī)械設(shè)備具有連續(xù)、高效的運(yùn)行能力，在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)當(dāng)中起到關(guān)鍵性作用，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的規(guī)模的擴(kuò)大對(duì)于相關(guān)技術(shù)的要求也就有了很大的提升，這就需要先進(jìn)的控制系統(tǒng)對(duì)大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的控制，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的機(jī)械化生產(chǎn)。

1 軟啟動(dòng)裝置的重要性

電子設(shè)備在機(jī)械運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備業(yè)都是與電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)操作控制的，需要供電設(shè)施進(jìn)行電力提供，來維持發(fā)動(dòng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程當(dāng)中，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高強(qiáng)電流，一定程度上給供電系統(tǒng)以及電動(dòng)機(jī)械設(shè)備帶來一定的沖擊，增加電力荷載，長期積累下來，會(huì)給電動(dòng)機(jī)械設(shè)備造成一定的破壞，不利于機(jī)械電子設(shè)備的工作運(yùn)行，因此，就需要能夠有效控制機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的裝置，軟啟動(dòng)技術(shù)是良好的選擇。通過機(jī)械電子式軟啟動(dòng)，可以對(duì)機(jī)械設(shè)備有效的進(jìn)行控制，保證機(jī)械在啟動(dòng)過程當(dāng)中所產(chǎn)生的高強(qiáng)電流能夠得到控制，避免產(chǎn)生危害。軟啟動(dòng)裝置有效的緩解了電力荷載壓力，將電流限制在合理的范圍內(nèi)，同時(shí)保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠滿足當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的需求，對(duì)機(jī)械電子系統(tǒng)平穩(wěn)有序的運(yùn)行具有重要的作用，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，軟啟動(dòng)裝置發(fā)揮著重要的作用[1]。

2 機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置的優(yōu)勢(shì)

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備多是大型機(jī)械設(shè)備，在啟動(dòng)過程當(dāng)中會(huì)由于壓降產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩和高強(qiáng)電流，而軟啟動(dòng)裝置能夠?qū)ζ溆枰院芎玫南拗疲愿玫谋Ｗo(hù)機(jī)械設(shè)備降低能耗。軟啟動(dòng)裝置能夠?qū)?dòng)電流進(jìn)行有效的控制，將電動(dòng)機(jī)械設(shè)備需要承擔(dān)的荷載限制在一定的范圍內(nèi)，保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行工作。軟啟動(dòng)裝置的特點(diǎn)是占據(jù)空間小，并且容易操控，便于維護(hù)，避免其故障的發(fā)生。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平有了很大程度上的提升，對(duì)于機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)有著極大的提升，原有的軟啟動(dòng)裝置已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要了，因此機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置開始得到廣泛的應(yīng)用，有著較大的優(yōu)勢(shì)。

2.1 故障頻率低

傳統(tǒng)的軟啟動(dòng)裝置在應(yīng)用之初發(fā)揮了很重要的作用，但是由于機(jī)械設(shè)備的功能得到了極大的完善和拓展，傳統(tǒng)的軟啟動(dòng)裝置在某些方面的不足開始顯現(xiàn)出來。隨著電動(dòng)機(jī)械設(shè)備的功率不斷提高，軟啟動(dòng)裝置對(duì)其的調(diào)控力不足，在長期的使用當(dāng)中很容易發(fā)生故障，難以保證電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)。因此，機(jī)械電子式軟啟動(dòng)設(shè)備開始得以應(yīng)用。與傳統(tǒng)軟啟動(dòng)設(shè)備相比，在控制故障的方面有著很大的優(yōu)勢(shì)。機(jī)械電子式軟啟動(dòng)設(shè)備能夠更好的適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的強(qiáng)電流，承擔(dān)荷載壓力，能夠有效的避免故障的發(fā)生，同時(shí)，機(jī)械電子式軟啟動(dòng)設(shè)備由于其便于操作和維護(hù)的特性，能夠及時(shí)將故障隱患予以消除極大的降低了故障的發(fā)生頻率[2]。

2.2 啟動(dòng)平穩(wěn)

在傳統(tǒng)的軟啟動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用當(dāng)中，由于長時(shí)間的使用，加上機(jī)械設(shè)備自身的改進(jìn)和完善，軟啟動(dòng)設(shè)備漸漸跟不上大型電動(dòng)機(jī)械設(shè)備的要求，對(duì)于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電流不能限制在合理范圍內(nèi)，長此以往，機(jī)械設(shè)備容易發(fā)生故障，在運(yùn)行過程當(dāng)中難以保持平穩(wěn)。機(jī)械電子式軟啟動(dòng)設(shè)備就極大的改善了這一問題，軟啟動(dòng)設(shè)備能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)械設(shè)備啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的高強(qiáng)電流能夠有效的進(jìn)行控制并根據(jù)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的基本需要，對(duì)產(chǎn)生的電流和荷載進(jìn)行調(diào)控，將其維持在合理的數(shù)字范圍，電動(dòng)機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)也就更加平穩(wěn)。在傳統(tǒng)軟啟動(dòng)設(shè)備的基礎(chǔ)之上，將最為先進(jìn)的機(jī)械電子式軟啟動(dòng)技術(shù)引用其中，實(shí)現(xiàn)機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的建立，使大型電動(dòng)機(jī)械設(shè)備更加平穩(wěn)有序的工作[3]。

3 機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置啟動(dòng)設(shè)計(jì)

3.1 啟動(dòng)方式設(shè)計(jì)

為了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備平穩(wěn)的啟動(dòng)，良好的運(yùn)行，需要對(duì)機(jī)械電子軟啟動(dòng)裝置的啟動(dòng)方式進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化控制。主要的啟動(dòng)方式設(shè)計(jì)有斜坡電壓式，斜坡恒流式以及矩形轉(zhuǎn)矩式。斜坡電壓軟啟動(dòng)操作簡(jiǎn)單，在操作過程當(dāng)中省略了電流閉環(huán)控制的環(huán)節(jié)；斜坡恒流式軟啟動(dòng)則是將電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流呈現(xiàn)階梯式增長，并將電流最大值設(shè)置在最合理的范圍內(nèi)，當(dāng)電流增長到該值時(shí)，進(jìn)行有效的控制，保持其恒定狀態(tài)，可以極大的縮短啟動(dòng)時(shí)間；矩形轉(zhuǎn)矩式軟啟動(dòng)則是以滿足荷載要求為前提，對(duì)軟啟動(dòng)裝置予以保護(hù)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的安全啟動(dòng)，以上幾種方法，具有各自的優(yōu)勢(shì)喝缺陷，因此需要根據(jù)電動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際需要加以合理利用，保證安全穩(wěn)定[4]。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備電子式軟啟動(dòng)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)離不開高新技術(shù)的應(yīng)用，以計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，將可編程控制器作為核心設(shè)備，對(duì)軟啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)程序設(shè)計(jì)。首先，采用控制語言以面向運(yùn)行過程，采用形象語言以面向問題，建立最直觀簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)下進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。以控制系統(tǒng)的流程圖以及功能需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，以完善機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置的功能。其次，進(jìn)行根據(jù)程序編寫需要進(jìn)行最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。選取編程軟件，將計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，面向設(shè)計(jì)對(duì)象和可視化程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用不同的語言進(jìn)行編寫，使機(jī)械電子式軟啟動(dòng)軟件在運(yùn)行過程當(dāng)中反應(yīng)和執(zhí)行的效率更高。再次，依然以計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。包括對(duì)軟件系統(tǒng)主界面、圖形界面、菜單和相關(guān)工具欄的設(shè)計(jì)。最后，設(shè)計(jì)故障報(bào)警系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置的故障，并采取有效的措施予以解決，保證其高效、穩(wěn)定的運(yùn)行[5]。

3.3 硬件設(shè)計(jì)

相比于軟件設(shè)計(jì)，機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置的硬件設(shè)計(jì)就顯得比較簡(jiǎn)單，需要對(duì)機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。在主電路的設(shè)計(jì)只是在電源和電動(dòng)機(jī)定子之間接上晶閘管，能夠有效控制電壓以及電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的調(diào)控，以更好的控制軟啟動(dòng)裝置的啟動(dòng)，在很大程度上提升了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力。

4 結(jié)束語

機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，需要對(duì)軟啟動(dòng)技術(shù)進(jìn)行完善和改進(jìn)。為了滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的實(shí)際需要，需要對(duì)機(jī)械電子裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)，拓展多樣化的功能，在未來的社會(huì)生產(chǎn)當(dāng)中，經(jīng)過優(yōu)化的機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)將會(huì)發(fā)揮更為重要的作用，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)電一體化的發(fā)展具有重要的意義，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義，推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步。

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