淺談機械電子工程節(jié)能的控制

廖松

摘 要：近年來，隨著人類社會高新科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會也隨之進(jìn)入了現(xiàn)代話。隨之而來的環(huán)境污染、生態(tài)破壞等，給人類的生活帶來了嚴(yán)重的不良影響。在構(gòu)建資源節(jié)約型社會的背景下，機械電子工程也必須要做到節(jié)能化。

關(guān)鍵詞：機械電子工程;節(jié)能控制

前言：

電子節(jié)能控制技術(shù)作為一項基于廣義節(jié)能概念的機械電子工程節(jié)能技術(shù)，對實現(xiàn)機械電子工程節(jié)能化有著十分重要的推動性作用。尤其是近些年來，機械電子工程面對不斷提高的高工作性能，低能量消耗要求，做不到節(jié)能化儼然已經(jīng)很難適合現(xiàn)代化社會的生產(chǎn)需求。所以，以下筆者圍繞機械電子工程技能控制技術(shù)展開粗淺的探討與分析，以期為突破傳統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)，取得更加良好的節(jié)能效果做有意的鋪墊。

一、對機械電子工程的節(jié)能概述

1.1節(jié)能理念的廣義概念

機械電子工程運行的終極目標(biāo)就是在傳遞、轉(zhuǎn)換能量的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對外做功的實際效果。由于大部分機械電子工程都是由幾個共同協(xié)作的運行結(jié)構(gòu)組成，所以對有效功率輸出有影響因素的是：在功率不同之間的相互合作及其傳遞的過程。因此，當(dāng)前人們往往都將節(jié)能控制技術(shù)的主要關(guān)注焦點放在了供需雙方的共同合作以及傳遞環(huán)節(jié)之上。機械工程在單位時間內(nèi)完成的工作量是工作效率。而矛盾恰恰就出現(xiàn)在工作效率與節(jié)能之間，也就是說性能的提升也就意味著要以另一方需求降低為前提條件。所以，比較消耗的能源數(shù)據(jù)之時，必須要保證其能夠等同于工作效率。

1.2對機械電子工程的功率流程分析

機械電子工程的運行過程也就是其所轉(zhuǎn)換的能源對外做功、傳遞的過程。因此，在功率流程的研究過程中充分借助能量實施分析，可謂是開展機械電子工程節(jié)能研究的一個重要步驟。以下筆者即以動力主要來源為柴油機的機械工程進(jìn)行舉例分析。柴油的化學(xué)能就是柴油機機械工程的主要動力來源所在，其可被轉(zhuǎn)化為可輸出的機械能。就轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩方向來說，通過調(diào)速噴油和電控的控制技術(shù)來改善優(yōu)化柴油機的能量消耗特征及其動力特點是目前選擇的主流方案。這是因為液壓泵會吸收掉柴油機輸出的機械性能，并將其轉(zhuǎn)換為液壓能。而就壓力和流量方面來說，通過恒定功率，切斷壓力，正流量的控制技術(shù)來優(yōu)化改進(jìn)液壓泵的能量消耗特征及其動力特性是目前的首選方案。這是因為柴油機與液壓泵分別是能量的供應(yīng)方與能量的需求方，為此就必須要改進(jìn)他們之間的供求關(guān)系，可采用控制液壓以及發(fā)動機功率極限荷載等手段對動力特征與能源消耗特點實施改進(jìn)。而液壓能夠吸收液壓泵傳遞出來的能量，并通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力、流量、方向，給對應(yīng)的運行結(jié)構(gòu)輸送相應(yīng)的壓力與流量。

二、機械電子工程節(jié)能控制技術(shù)

傳統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù)在局部改善方面已經(jīng)體現(xiàn)出了十分良好的應(yīng)用效果，但是為了獲得更為良好的節(jié)能效果，就必須要在傳統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)的基礎(chǔ)上再次實施突破。如，對固定功率配置實施改善，實現(xiàn)機械功率配置的動態(tài)化;在操作方式之上建立工作效率管理系統(tǒng)，使操作者的造作目標(biāo)能夠具有更加清晰的方向;選擇識別技術(shù)在操作方式之上設(shè)立相對應(yīng)的功率動態(tài)配置系統(tǒng)。

2.1實施全電控節(jié)能控制技術(shù)

對于機械電子工程系統(tǒng)而言，通過電比例液壓泵、電比例馬達(dá)、電比液壓閥以及電控噴油柴油機能夠共同組成一個利用全電控實施作業(yè)工作的傳動系統(tǒng)。正是因為，采用的轉(zhuǎn)換原件和功率輸出裝置全部電控，所以硬件功能最小化且硬件的使用程度大幅度提升，也就進(jìn)一步實現(xiàn)了智能控制的高級化以及感知的進(jìn)一步深入化。同時，由于軟件完全承擔(dān)了系統(tǒng)的控制功能與專用功能，操作者也就可以結(jié)合實際的操作情況對運行之中的參數(shù)進(jìn)行在線控制與在線調(diào)節(jié)，實現(xiàn)柔性參數(shù)配比，從而使全局節(jié)能效果得到有效的提高。

2.2實施分布式節(jié)能控制技術(shù)

在建立全電控液壓系統(tǒng)的過程中，控制程度必須要對系統(tǒng)的壓力系統(tǒng)實施有效的處理，而這就對控制系統(tǒng)的實際響應(yīng)速度提出了較高的要求，可以說憑借目前機械電子工程控制器的相應(yīng)技術(shù)水平而言無法完全滿足對壓力信號的處理需求。所以，要想進(jìn)一步滿足數(shù)據(jù)的實際需求，滿足信號處理速度上的硬性需求就必須要研制出一種以總線作為基礎(chǔ)的液壓閥控制器。發(fā)動機控制器和液壓泵控制器，高速總線與每個控制器相互連接，建立一種以總線為基礎(chǔ)的分布式節(jié)能控制系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)能的目的。依據(jù)發(fā)動機控制器操作者的指令以及發(fā)動機運行狀態(tài)確定發(fā)動機的實際噴油量，并將有關(guān)的數(shù)據(jù)傳遞至總線之上，使其他控制指令也可以在總線之上予以獲得。參照液壓泵出口的實際壓力信號，可以利用液壓泵控制器進(jìn)行信號排量的調(diào)節(jié)，總線負(fù)責(zé)相關(guān)數(shù)據(jù)、其他控制器控制命令的接受。

2.3全局節(jié)能控制系統(tǒng)

全局技能對機械工作性能的進(jìn)一步增強，能耗的進(jìn)一步降低而言有著至關(guān)重要的影響意義。而要想構(gòu)建全局節(jié)能控制系統(tǒng)，就必須要將作業(yè)效果、傳統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù)、協(xié)同控制機構(gòu)設(shè)置作為節(jié)能的根本目標(biāo)，對外界負(fù)載和整個工程節(jié)能效果實施研究。對于簡便的定量分析節(jié)能效果，全局的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)可以定義如下：全局節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)=有效對外做功/（工作時間*耗油量）=有效功率/耗油量。該定義對協(xié)同控制的多執(zhí)行機構(gòu)、作業(yè)效率和傳統(tǒng)化的節(jié)能控制技術(shù)多方面的內(nèi)容均有考慮，對機械工程的特性評價也較為全面。

結(jié)束語：

將電子節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用到機械電子工程之中，對進(jìn)一步節(jié)省機械電子工程的能耗而言有著至關(guān)重要的作用。尤其是在大力倡導(dǎo)構(gòu)建資源節(jié)約型社會的今天，如若機械電子工程無法做到節(jié)能化勢必難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求，勢必會被社會所淘汰。因此，在今后的研究工作上，還必須要加強對節(jié)能控制技術(shù)的研究與探討，做好在傳統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)基礎(chǔ)之上所進(jìn)行的改良與突破，從而開辟出一條行之有效的節(jié)能技術(shù)突進(jìn)，使節(jié)能目標(biāo)得以順利實現(xiàn)。

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