機電一體化在工程機械設備中的運用

文/吳恩來

工程機械設備的生產水平在很大程度上影響著我國生產力水平，其融合了機械工程、電子技術、傳感器工程以及信息工程等多種工程技術。機電一體化技術的不斷發展可以促進工程機械設備向現代化和信息化方向發展。對工程機械設備的生產方式以及管理模式上都有一定程度的改革。在目前國際市場環境下，智能化成為了工程機械設備發展的必然趨勢，這也在一定程度上提高了社會以及企業對于機電一體化專業人才的重視。為了在國際市場競爭中占有一席之地，提高智能化水平，工程機械設備制造商必須充分認識到機電一體化技術對工程機械設備的深遠影響。選擇高質量的機電專業人員使機電一體化技術成為工程機械生產的巨大價值。

1 機電一體化的概念

機電一體化技術是一個電子學科領域，它結合了機械技術和電子控制技術等各種學科，如控制科學，機械設計和制造以及自動化技術。具有較強的綜合性。機電一體化技術在早期主要被應用在電力生產企業中，目前則在設備自動化、機器人以及設備故障監測等領域得到了長足的發展。

在發展過程中，機電一體化技術已逐步將工程技術融入機械工程，電子工業，傳感器和信息技術等眾多科學領域。傳統的機械設備是在生產過程中通過手動操作生產的，生產效率不高。在后來工程機械設備的生產過程中大規模應用了流水線作業方式，在流水線作業方式中，生產人員只需要專精自己負責的生產環節就可以大幅提高工程機械設備產品的總體生產質量和生產效率。隨著科學技術的發展和人民生活水平的提高，勞動力的價格逐漸提高，企業為了增加工程機械產品的產能，與工程機械生產有關的生產設備已經大量引進，這些生產設備大多采用機電一體化技術。

2 工程機械設備中的機電一體化技術實際應用

機電一體化技術在工程機械設備制造領域的主要應用包括實時監控和故障診斷以及緊急停車系統。

2.1 機電一體化技術在實時監測和故障診斷系統中的應用

在工程機械和設備的生產中，可以通過過程控制系統進行整個機械設備生產過程的實時監控和故障診斷。因此，機械設備生產的穩定性和可靠性可以在一定程度上得到改善。過程控制系統可以監測設備生產過程中的系統故障并診斷、對設備生產過程中出現故障的識別振幅，推斷故障時間，準確預測故障趨勢。過程監測可以通過解析模型的方式來監測設備生產過程中的故障，但這種監測方式由于涉及到的設備以及技術難度較高，所以在目前還未得到普遍應用；過程監測還可以基于系統數據庫監測的方式進行設備生產過程中的故障監測，這種過程控制方法較為實用，但仍存在一定的局限性。基于各種診斷方法，相關人員結合相關數據分析和校正，形成了新的設備安全生產監控系統，稱為設備過程監控和模糊診斷系統。在這種監測系統中，其可以將故障發生的部分事實以及主元分析結果一同發送到中央處理計算機中，通過專家人為的分析診斷對故障發生情況進行決策。

2.2 機電一體化技術在緊急停車系統中的應用

緊急停機系統的主要任務是監控設備生產過程中主要生產過程的關鍵參數和工作條件。當發現有危害生產過程中的異常工作行為時系統自動進行緊急停車。一般情況下在機械設備生產過程中緊急停車的方式和作用都是大不相同的。正常停車是因設備需要檢修以及維護等原因所進行的有原因、有計劃的停車；當發生設備損壞或當地機械設備生產工作區停機和突然停電等事故時，部分緊急停車是一種臨時停車行為;綜合緊急停車是生產過程中突然斷電，水源和氣源被切斷引起的全面停機。一般來說，緊急停車系統與機械設備生產過程中的生產安全直接相關，因此必須保證緊急停車系統的可靠性。因此，緊急停車系統具有三個串聯的工作單元：檢測單元，邏輯單元和執行單元串聯在一起工作，避免在發生緊急情況時因為某一單元出現故障而造成停車失靈，以確保緊急停車系統的可靠性。在三個單元的工作過程中，其需要遵循獨立設置、中間環節最少、冗余以及故障安全等四項基本原則。

3 工程機械設備機電一體化技術的未來發展趨勢

3.1 集成化

通過網絡和計算機應用技術把其他系統如MIS、綠色設計系統、質量保證系統等設備系統與機械設備生產系統聯系起來，實現機械設備加工過程中的數據共享和傳輸，從而融入到整個企業集成制造系統中以便于更好的決策。

3.2 并行化

通過網絡和計算機應用技術將工程機械設備加工系統與機械類設計軟件 CAD、ERP、MRP等相聯，從而使得在產品的生命周期中的其各種產品因素例如質量、成本以及生產進度等都得到了全面的考慮，這是機械設備加工技術并行性的體現。

4 結語

傳統的工程機械設備生產企業由于其設備老舊以及科研水平導致設備在生產過程中的工作效率、安全性以及穩定性較差。機電一體化技術因其優質加工、低能量消耗以及無人控制的優點成為了機械設備制造行業未來發展的主要方向，今天，在中國加速傳統制造業的轉型中，機電一體化的作用變得越來越重要。在相關企業的實際生產中，有必要逐步提高機電一體化的投資比例。政府部門也可以給予一定的優惠政策，以加快中國制造業的機電一體化進程。