基于智能化的機械設備電氣自動化技術應用研究

俞文斌

（上海德爾格醫療器械有限公司，上海201321）

1 引言

電氣自動化是現代工業發展的結果，也是現代信息技術在工業領域的具體應用。將自動化技術應用在企業生產過程中，可以降低企業生產成本，實現工業生產定量化、時效性，提高生產效率。隨著計算機信息技術、控制技術、電力電子技術在電氣自動化領域的應用，電氣自動化系統逐漸向網絡自動化和管理集成化方向發展。隨著工業轉型升級，機械設備逐漸向機電一體化發展，對自動化設備的運行要求提出了更高的要求，未來機械設備將實現智能化方向發展。

2 智能化機械設備電氣自動化技術

電氣自動化將電力電子技術、信息技術、網絡通信技術等結合在一起，通過統一的協作平臺，實現電氣設備的管理。需要掌握電氣設備的工作原理，了解計算機技術實現電氣控制的方法和技術，并可以對電氣化設備的運行和維護進行管理。將智能化技術應用在電氣自動化設備，可以讓機器設備在無人管理的狀態下運行，并對設備存在的問題進行分析、評估和處理，從而設備自動調節，提高機械設備的運行效率。目前的智能化技術已經融合了生物學、控制學、信息學以及語言學等內容。智能化技術在電氣工程自動化領域的應用越來越廣泛，不僅可以提高工作效率和工作質量，而且還可以降低設備運行成本。傳統的電氣化技術在構建模型的時候，需要對各類信息進行梳理，才能構建模型，收集的數據越多，則構建模型的變量也越多，但是在構建模型的時候，無法對變量數據進行精準預估，從而影響到自動化控制環節，應用智能化的技術設備，不需要構建模型，避免了變量對控制領域的影響，提高了電氣設備的運行效率。其次，用智能化技術控制電氣工程自動化環節，可以對響應時間、下調時間進行自動化控制和調整，從而對自動化設備進行自動化控制，提高設備的管理水平。

3 電氣自動化機械設備存在的問題

3.1 設備運行環境十分復雜

電氣自動化機械設備在運行過程中，受到風雨雷電等自然因素的影響，雨水進入到機械設備內部，對機械設備造成一定的損失，導致機械設備絕緣體老化或者表面生銹，影響到機械設備的使用壽命。其次，機械設備在運行中，設備零件與零件之間產生一定的摩擦，從而增加設備的液壓系統在運行過程中，外部的灰塵、顆粒等進入到液壓油內，會污染液壓油，從而導致設備故障。此外，電氣化設備運行過程中，本身產生一定的電磁波，這些電磁波產生一定的磁場，這些磁場對電氣設備的運行產生一定的干擾，影響到通信設備的正常運行。

2.2 操作人員操作不規范

電氣自動化技術綜合了信息技術、計算機信息、微電子技術、控制技術，是一門綜合性比較強的技術，對操作人員的要求比較高。操作人員必須了解機械設備的結構和功能，并熟練操作。但是由于電氣自動化機械設備的工作原理十分復雜，很多操作人員不了解其特點和結構，所以在操作過程中，很容易損壞設備，影響到設備的使用壽命。很多電氣自動化機械設備運用在油田、礦山、港口等工程中，運行環境十分惡化，設備在這樣環境下，很容易出現損壞，從而影響到機械設備的使用壽命。

4 智能化技術在電氣自動化技術方面的應用

4.1 智能化技術在電氣自動化控制方面的應用

電氣自動化機械設備在運行過程中，需要確保機械設備的正常運行、有序運行。將智能化技術應用到機械設備，可以實現機械設備智能化控制，讓機械設備操作更簡單，甚至可能實現遠程化控制。電氣自動化系統主要由輸入元件、執行元件、輸出元件等構成，從而實現對電氣設備進行自動化控制、監測和保護。隨著我國制造業的發展，各種先進的技術應用在機械設備生產領域，電氣設備結構越來越復雜，從而對電氣自動化控制系統要求越來越嚴格?；谥悄芑臋C械設備自動化技術，可以提高自動化設備的運行效率，降低系統控制難度。目前模糊控制系統、專家系統、網絡神經等職能技術已經在控制系統廣泛應用。模糊控制系統是基于計算機控制系統形成數字控制系統，根據自動化系統運行的數字范圍，然后通過A/D模塊模擬輸出，經過模糊控制器，對數字信息進行模糊處理，發布控制指令給D/A模塊，執行元件結構到控制指令，然后開始執行控制命令，對控制對象進行處理，形成閉環結構。專家系統是根據專家經驗以及理論知識，模擬專家的技術經驗，將其應用在自動化控制系統，可以根據設備過去的運行經驗，從而制定相關控制策略和控制模式，提高設備控制水平。下圖是基于智能技術的電氣自動化控制系統:

從上圖可以看出，基于智能技術的自動化控制系統，主控中心對整個電氣自動化系統自動采集電氣設備的數據、智能技術對數據信息進行智能識別，識別有效的數據信息，然后數據信息發送給主控中心，主控中心對根據發送的數據信息判斷電氣設備運行數據是否超過限值。如果超過限值，系統會自動發出報警信息，主控中心立即做出有效的處理，確保系統運行安全性。

4.2 電氣自動化系統在數控機床電機驅動系統中的應用

數控機床是工業生產重要的設備，數控機床在運行過程中，需要電機驅動系統提供驅動力，支持數控機床運行。隨著我國制造業的不斷發展，數控機床的裝機容量在不斷擴大，數控機床的功率從1000KW上升到1500KW，牽引功率達到了120%，極大的提高了數控機床的生產效率。計算機技術是實現這些設備自動化運行的關鍵，為了實現機床的自動化、智能化操作，國外一些發達國家在機床中加入到雙速電機，可以實現對電機全方位的監控。并利用計算機技術驅動電機系統的啟動，電機在運行過程中，如果出現諧波或者電壓變化幅度比較大的情況下，自動化技術會自動識別，并鎖定故障范圍，防止故障范圍進一步擴大。目前我國數控機床自動化水平技術與國外發達國家還有一定的距離，很多數控機床的操作系統需要從國外引進。

4.3 電氣自動化系統在礦井安全生產系統的應用

安全是企業的生命線，由于礦井生產環境十分復雜，在生產過程中，遇到復雜地質結構，或者瓦斯涌出等問題，都可能給作業人員帶來巨大的安全隱患。因此，礦井需要安裝安全監控系統。礦井安全生產系統由計算機操作系統、通信系統、電氣設備、傳感設備等構成。在實際運行過程中，這些傳感設備、電氣設備很容易受到礦井粉塵、潮濕環境影響，從而導致設備受潮，無法正常運行。采用智能化監控系統，可以實現對礦井所有的電氣設備進行信息采集，并將采集的數據信息反饋到控制中心，控制中心的工作人員對數據信息進行分析，如果發現問題，立即啟動報警系統，安排工人進行撤離，避免安全事故的發生。自動化監控系統與礦井的通風系統、排水系統、通信系統連成一個整體，一旦某一個子系統或者某一個環節出現問題，監控系統立即會發出警報信息，控制中心對這些警報數據信息進行粉刺，并立即采取有效的措施，確保煤礦生產安全。

4.4 電氣自動化技術在日常操作過程中的應用

傳統的機械設備操作系統比較復雜，一定程度上影響到設備的運行效率?；谥悄芑瘷C械設備電氣自動化技術應用在設備日常操作中，可以通過智能算法將一些設備的操作程序簡化，并利用計算機對機械設備進行集中控制。目前一些醫療設備已經開始使用智能化進行管理。通過智能設備可以采集人體的血壓、血壓、心率、體重、體脂率等信息，并將這些數據信息上傳到云端數據庫，云端數據庫可以建立個人健康檔案。并通過用戶個人生活習慣，通過大數據、云計算技術，對用戶身體狀態進行有效的評估，從而幫助用戶制定個性化的健康管理方案。幫助醫生對用戶個人健康進行規劃管理，以及日常生活干預。

5 結束語

將智能技術應用機械設備電氣自動化技術中，可以實現機械設備的智能化管理，實現機械設備的遠程控制，降低機械設備運行的故障率，從而提高機械設備的工作效率。