機(jī)電自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用思考

劉鈞 仇建軍

【摘 要】機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上滿足了人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的需求，漸漸脫離了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并且其中還融入了可持續(xù)發(fā)展的觀念，改變了之前工業(yè)行業(yè)浪費(fèi)、隨意排放的惡習(xí)，使生產(chǎn)過程更加綠色化、健康化。本文就機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)展開介紹，探討當(dāng)前機(jī)電自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電自動(dòng)化;實(shí)際應(yīng)用

1我國(guó)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

一般而言，可以從三個(gè)階段來講述這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展歷史：第一個(gè)階段，也是這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的初級(jí)階段，即電子技術(shù)發(fā)展時(shí)期（主要指20世紀(jì)80年代）。在此階段，主要是把電子技術(shù)等科學(xué)技術(shù)有效融入到機(jī)械產(chǎn)品中，從而提高相關(guān)產(chǎn)品的性能。第二個(gè)階段（主要指20世紀(jì)90年代）是相關(guān)技術(shù)蓬勃發(fā)展的階段。在這個(gè)階段中，因?yàn)殡娮有畔⒓夹g(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的興起，人們開始在機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)中結(jié)合上述新技術(shù)，從而讓機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)得到了快速發(fā)展。最后一個(gè)階段則是指發(fā)生于上世紀(jì)末的智能化機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展階段。在這一階段，人們?cè)跈C(jī)電一體化技術(shù)中融入了當(dāng)時(shí)先進(jìn)的通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等，讓機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展到了一個(gè)非常高的水平。雖然，我國(guó)這項(xiàng)技術(shù)起步時(shí)間晚，和一些發(fā)達(dá)國(guó)家比起來還有很大差距。然而，從現(xiàn)在我國(guó)加大對(duì)該技術(shù)的投入力度和重視程度的情況來看。我國(guó)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)肯定能迅速接軌國(guó)際，邁入新的篇章。

2機(jī)電自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用形式

（1）集成自動(dòng)化。即通過一個(gè)小小的芯片便可以調(diào)動(dòng)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的生產(chǎn)?；蛘哒f根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)特點(diǎn)，融合企業(yè)管理模式以及生產(chǎn)情況，針對(duì)性制造出對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)，從而提升了機(jī)械的生產(chǎn)效率。（2）柔性自動(dòng)化。即以數(shù)控技術(shù)為核心實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)融合，可以針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)情況自由安排生產(chǎn)線，從而實(shí)現(xiàn)各種機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備的兼容性。這種兼容可以提高生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)安全，也能實(shí)現(xiàn)設(shè)備軟件升級(jí)和硬件擴(kuò)充。（3）機(jī)電智能化。這是建立在機(jī)電自動(dòng)化基礎(chǔ)上，以計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的更高級(jí)的一種技術(shù)，其可以模擬人的行為模式，代替人去操作機(jī)械，其能夠根據(jù)各種信息來判定周圍環(huán)境情況從而做出正確的操作，往往這種技術(shù)應(yīng)用到比較危險(xiǎn)的崗位，比如礦山勘探等。萬物都是從低級(jí)向高級(jí)逐漸演變，機(jī)電自動(dòng)化也是如此，其目前在生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)還存在不少問題，但最終要向機(jī)電智能化發(fā)展。自動(dòng)化和智能化是兩種不同概念，前者是后者的基礎(chǔ)。

3機(jī)電自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用

3.1電氣工程自動(dòng)化監(jiān)控

電氣工程自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)是一種遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，其借助傳感器和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控目標(biāo)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。電氣自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)目標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而這一點(diǎn)是通過對(duì)監(jiān)控中心來設(shè)置的，不僅打破了時(shí)空的限制，在很大程度上為人們提供了便利。雖然這種監(jiān)控工作的效率較高，成本較低，各項(xiàng)條件優(yōu)越，但是由于其是一種遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，所以在進(jìn)行監(jiān)控的時(shí)候可能會(huì)受到一些干擾，同時(shí)其工作的時(shí)候速度有限，不適合一些大型的自動(dòng)化系統(tǒng)。在對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)功能進(jìn)行統(tǒng)一集中監(jiān)控的時(shí)候，需要使用同一個(gè)處理器進(jìn)行集中監(jiān)控功能。作為一種面向電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控方法，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控的時(shí)候，需要根據(jù)裝置功能的不同來設(shè)置相應(yīng)的間隔。同時(shí)這種監(jiān)控的不同裝置之間的功能獨(dú)立且組態(tài)靈活，有著較高的可靠性。應(yīng)用這種方法，能夠降低隔離設(shè)備和系統(tǒng)中的端子柜的使用頻率，進(jìn)而在很大程度上節(jié)約了投資的成本。

3.2機(jī)電設(shè)備加工

機(jī)電設(shè)備的加工過程中，通過對(duì)傳感器設(shè)備的應(yīng)用功能，可以有效地分析加工中可能產(chǎn)生的機(jī)械阻抗、振動(dòng)部件的問題。在采集參數(shù)進(jìn)行量化分析的同時(shí)，對(duì)于所加工設(shè)備的品質(zhì)有大幅度的提升效果。而在使用數(shù)字化傳感技術(shù)時(shí)，可以將數(shù)據(jù)信息通過總線結(jié)構(gòu)，傳遞到控制中心，并在系統(tǒng)管理的方法下，降低異常數(shù)據(jù)問題所造成的危害條件，保證加工處理的有效性。尤其在安全問題的控制上，這種技術(shù)條件有明顯的優(yōu)勢(shì)效果，可以最大程度地提高生產(chǎn)安全水平，使相關(guān)崗位的運(yùn)維工作人員，能夠制定更具針對(duì)性的技術(shù)措施。由此，不僅可以提高加工過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控效率，也能降低工作量消耗條件，保證加工過程穩(wěn)步展開。同時(shí)，從質(zhì)量控制的角度出發(fā)，通過這種量化的監(jiān)測(cè)信息，可以更加精確地描述出加工關(guān)鍵部位所處的狀態(tài)條件與實(shí)際情況，在掃描技術(shù)的引導(dǎo)下，得到更加精確的數(shù)據(jù)信息，對(duì)技術(shù)內(nèi)容的優(yōu)化進(jìn)行指導(dǎo)。例如，在汽車自動(dòng)化控制中，憑借對(duì)電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了原有系統(tǒng)的升級(jí)，將傳感器作為電控的關(guān)鍵條件，可以更好地滿足技術(shù)人員的客觀需求。通常情況下，傳感器設(shè)備會(huì)設(shè)置在車身的控制系統(tǒng)中，與發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤系統(tǒng)向連接，一般的車輛會(huì)設(shè)置20個(gè)傳感器設(shè)備，而較為高級(jí)的轎車，在傳感器設(shè)備上會(huì)有所增加。在某企業(yè)應(yīng)用傳感器設(shè)備的過程中，使用減震、震動(dòng)、陀螺這三類傳感器進(jìn)行技術(shù)融合，使車輛的自動(dòng)化控制水平明顯提升，達(dá)到了系統(tǒng)優(yōu)化的應(yīng)用效果。

3.3水利工程建設(shè)

在計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)，自動(dòng)化控制技術(shù)和開放控制系統(tǒng)應(yīng)用方面，水利工程建設(shè)項(xiàng)目已經(jīng)建成了一個(gè)綜合性的智能操作系統(tǒng)，并由機(jī)電技術(shù)專家進(jìn)行系統(tǒng)化和模糊化的操作控制，并采用中央處理器進(jìn)行核心運(yùn)行，而在使用分布式控制技術(shù)時(shí)，利用電子計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)水利工程施工中的施工條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)水利工程中的問題進(jìn)行控制，及時(shí)解決問題，實(shí)現(xiàn)小浪底水利工程的檢測(cè)、控制和管理的一體化發(fā)展。分布式控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單且易于上手，這大大提高了工程施工的安全性能。在施工現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與機(jī)電技術(shù)的整合開發(fā)中，通過開放式技術(shù)控制系統(tǒng)的密切配合，實(shí)現(xiàn)了水利工程建設(shè)項(xiàng)目之間的實(shí)時(shí)通信?，F(xiàn)代電子通訊設(shè)備可用于所有建筑工地，將機(jī)電設(shè)備，生產(chǎn)設(shè)備和電子設(shè)備連接起來，將這些設(shè)備施工過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過現(xiàn)代電子通信技術(shù)傳輸?shù)剿ㄔO(shè)項(xiàng)目的核心綜合控制室。通過計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)對(duì)每個(gè)生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制和管理，實(shí)現(xiàn)水利工程控制和運(yùn)行的一體化發(fā)展。

3.4礦山機(jī)電自動(dòng)化控制

現(xiàn)階段隨著資源需求量的持續(xù)增加，礦井生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備也需要不斷進(jìn)行進(jìn)步，只有礦山配備高效的設(shè)備才能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)礦井資源的高效開采。例如，礦山機(jī)電控制結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)能夠有效減少井下人員工作的依賴性，很多較難完成的任務(wù)能夠在短時(shí)間內(nèi)完成，有效提升了礦井的工作效率。機(jī)電液一體化技術(shù)中涉及的盤式制動(dòng)裝置主要包含液壓泵站、制動(dòng)系統(tǒng)及電控系統(tǒng)三部分，制動(dòng)裝置產(chǎn)生制動(dòng)力以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)閘與制動(dòng)盤之間摩擦力的增大，產(chǎn)生一定的力矩使設(shè)備本身的制動(dòng)力發(fā)生改變而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的制動(dòng)控制。這一制動(dòng)裝置在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送機(jī)，電動(dòng)機(jī)及傳感器工作狀態(tài)的控制，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，合理利用PLC完成各操作數(shù)據(jù)的監(jiān)控與分析。其中，PLC技術(shù)運(yùn)用于檢測(cè)過程中可以保證相關(guān)數(shù)值都處于較為合理的范圍之內(nèi)，當(dāng)電流降低時(shí)系統(tǒng)能夠做出相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，如膠帶減速;當(dāng)超出對(duì)應(yīng)范圍時(shí)能夠使電流增加，而保證膠帶運(yùn)輸機(jī)的正常運(yùn)行。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，從本論文角度來討論機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，其價(jià)值比討論機(jī)電自動(dòng)化具體應(yīng)用，比如其由操作系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)組成這種更具有社會(huì)意義，因?yàn)榫唧w技術(shù)的實(shí)現(xiàn)并不難，難的是如何確保機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。通過以上討論內(nèi)容，以期拋磚引玉引發(fā)討論，不僅用于學(xué)術(shù)，更希望對(duì)實(shí)際技術(shù)的研發(fā)和利用能有一絲借鑒之用。

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（作者單位：青海橋頭鋁電股份有限公司）