工程機械設備中機電一體化技術的應用探究

尹幫軍

摘 要：機電一體化是一種機械電子工程，將其運用于工程機械設備當中，不僅能降低能源消耗，提高工程生產效率，還能優化工程機械設備運轉流程，加強對工程機械設備運行流程的監督，降低技術風險發生率。本文闡述了機電一體化技術在工程機械設備中的應用意義，分析了工程機械設備中機電一體化技術的應用新趨勢，探究了工程機械設備中機電一體化技術的應用實踐，以供參考。

關鍵詞：工程機械設備;機電一體化技術;應用實踐

中圖分類號：TH-39;TU60文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）35-0062-03

Abstract： Mechatronics is a kind of mechanical and electronic engineering， its application in construction machinery and equipment can not only reduce energy consumption and improve engineering production efficiency， but also optimize the operation process of construction machinery and equipment， strengthen the supervision of the operation process of construction machinery and equipment， and reduce the probability of technical risks. This paper expounded the application significance of mechatronics technology in construction machinery and equipment， analyzed the new application trend of electromechanical integration technology in construction machinery and equipment， and explored the application practice of electromechanical integration technology in construction machinery and equipment for reference.

Keywords： construction machinery and equipment;electromechanical integration technology;application practice

當前，社會經濟快速發展，在推動科學技術發展的同時，也間接推進各學科的深入融合和研究，對社會各行業發展產生重大影響。工程機械行業是社會經濟必不可少的組成部分，在現代化信息技術發展與普及過程中，機械工程技術、產品功能、生產方式以及管理模式都有著較大程度的改變，機械工程已從傳統機械電氣化朝機電一體化方向發展[1]。機電一體化技術是將現代化信息技術、微電子技術、計算機技術等技術結合在一起，再綜合運用到工程機械當中的新技術。加強機電一體化技術在工程機械設備中的運用實踐，既順應時代發展趨勢，又能滿足當前機械工程對技術的特殊需求。然而，在各方因素影響下，社會對機電一體化技術提供了更高要求。為此，有必要研究機電一體化技術在工程機械設備中的運用實踐，探究機電一體化技術發展趨勢。

1 機電一體化技術在工程機械設備中的作用

1.1 提高工程機械設備作業效率

基于機電一體化技術自動化作業這一特征，將其運用于污水處理工程機械設備當中，不僅能有效減少人力資源成本，還能提高污水處理工程作業效率，增加經濟效益。在實際應用中，機電自動化和傳統自控管理最大區別在于：傳統自控管理模式信息化建設落后，數據信息采集、信息檢測等系統功能建設不足，不能進行實時監測，技術管理存在較大漏洞，容易產生技術風險。而機電自動化管理模式增加了數據信息自動采集功能、在線監測水務系統、智能分析數據以及分級預警等功能，不但可以智能化采集和分析數據信息，擴大數據信息收集和系統監測范圍，而且能利用短信、光以及警報聲等方式及時通知管理人員，并給予相應輔助決策建議，實現精細化管理[2]。

1.2 增強監控效果

在污水處理工程項目中，將機電一體化技術應用于工程機械當中，可以實現自動化監測，增強監控效果。傳統污水處理機械設備涉及工藝流程較多，各系統結構錯綜復雜，只有統一協調配合才能確保機械設備順利運轉。然而，由于該系統工程浩大，且工作人員精力有限，因此在發生技術故障時較難精準判斷出故障部位和故障原因。而將機電一體化技術運用到機械設備當中，工程機械監控系統能全面監控機械設備運行情況，當遇到突發故障時，系統會自動發出警告，同時會自動監測，分析查找故障部位和原因，并提出相應輔助決策建議。工作人員能快速診斷故障原因，并及時解決故障，保證工程機械正常運行。

1.3 節能減排

受多種因素影響，傳統工程機械設備在節能減排方面建設不足，長期下來，容易影響周圍自然環境和居民生活。而將機電一體化技術應用到工程機械當中，能有效較少資源消耗，加快機械設備綠色建設，既符合當前社會發展情況，又能推進生態文明建設進程。

2 工程機械設備中機電一體化技術的應用實踐

2.1 監測系統應用實踐

在機電一體化技術應用過程中，監控技術是保證工程機械設備正常運轉的核心，也是機電一體化技術的主要組成部分。擁有監控技術的工程機械設備可以實現遠程跟蹤、監控，成功打破了傳統監控方式人力資源消耗大、成本高等短板。在工程機械運作過程中，監控系統通過利用計算機技術、微電子技術等，可以隨時監測工程機械設備運行情況，如果出現突發故障，監控系統能夠及時發出警報，解決機械設備故障，確保工程機械設備正常運轉。例如，在污水處理工程中，以網絡系統為基礎，構建集網絡系統、計算機技術、信息技術等為一體的監控系統，該系統可以隨時分析污水處理相關數據信息，并對污水處理過程進行及時跟蹤，如此以來，管理人員能夠隨時查看污水處理情況，有助于后續工作開展。

2.2 自動化生產線應用實踐

自動化技術主要是指通過運用微電子技術、計算機技術等，使工程機械設備自動化運轉的新技術。在自動化技術引導下，工程機械設備能實現自動化生產和運行。工程機械設備可通過應用電子技術宏觀控制整個運行過程，比如，運用光電控制系統可實現自動化控制。另外，在工程機械設備體系當中，機電一體化技術不僅能實現自動化控制，還能實現網絡自動化管理和操作，減少人力成本。例如，在進行污水處理時，通過應用機電一體化技術中的自動化控制系統，對整個污水處理系統運行進行宏觀控制，既能實現機械化管理，又實現網絡自動化操作。

2.3 數控管理系統應用實踐

在機電一體化技術體系中，數控管理系統是指在現有技術條件和資源環境下，通過運用計算機技術和信息技術建立的數字化控制管理系統。數控管理系統可以提升機電一體化技術在工程機械設備中的應用價值，也是機電一體化技術的核心。在工程機械運行中，數控管理系統最明顯的應用特征在于使工程機械設備管理運轉更加精細化和標準化，加強對工程機械設備每項運轉流程的精細化管理，規范機械運轉流程，避免出現操作失誤，提高工程機械設備運行效率。以污水處理工程為例，通過運用數控管理系統可以收集和分析污水處理過程中涉及的數據信息，如鼓風機出風量、水泵提升流量、壓力、溫度、振動與噪聲等，在分析過程中，可以清楚了解污水處理環節和具體情況，還能根據數據分析信息發現潛在隱患，規避風險，提高工程作業質量。

2.4 智能管理系統應用實踐

隨著信息技術的迅速發展，智能化已逐步成為機電一體化產品發展的新趨勢。就實踐來看，將智能化技術運用到工程機械設備當中，可以進一步優化機械設備運行和管理系統，實現人工智能化運轉管理。比如，污水處理工程涉及較多技術工藝及相關系統程序，對工作人員專業技能要求較高，而加強智能管理系統應用，可以省略較多繁雜處理程序，化繁為簡，使工程機械設備系統設施更加精細化，便于員工管理和操作，實現智能化運行。

3 工程機械設備中機電一體化技術的應用新趨勢

3.1 智能化

隨著計算機技術的快速發展和普及，智能化建設已成為當前工程機械設備中機電一體化技術創新發展的新方向。所謂智能化，便是將現代化信息技術充分運用到機電一體化技術當中，再滲入人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學以及生理學等新思想和新方法，模擬人工智能，使機械電子工程實現智能化、自動化運轉。就當前機電一體化在工程機械設備中的運用情況來看，設備雖然實現了自動化運轉，但是仍舊需要人工操作，如設置參數等，自動化建設并不完全。而在未來機電一體化技術創新過程中，人工設置參數等操作將完全由智能化技術取代，不僅如此，機電一體化還將運用AI技術全面模擬人工智能系統，實現“智能化+自動化”全自動運轉模式。

3.2 綠色化

新時代，機電一體化技術的綠色化已是未來主要發展趨勢。目前，工業化迅速發展，在改善人們生活質量和生活水平的同時，也帶來一定負面影響，如自然資源減少、生態環境遭受污染等。在這種情況下，人們呼吁保護環境，重視綠色發展，加強綠色建設已是當今時代的發展趨勢。在設計、制造、使用以及銷毀的全生命周期中，綠色產品符合環境保護和人體健康要求，對生態環境危害較小，資源利用率較高。而制造綠色的機電一體化產品，可以強化工程機械設備的綠色化和環保化，提高機電一體化系統利用效率，減少對周圍自然環境的危害。

3.3 網絡化

當前，信息技術迅速發展。網絡技術是科學技術發展的產物，也是互聯網時代的重要發展成就。網絡技術的發展給工業生產、政治、軍事以及教育等不同領域帶來巨大變革，也間接推動了這些行業的可持續發展。機械電子工程作為新時代工程機械設備運行的基本技術保障，將新網絡技術中的遠程監控技術深入運用到機電一體化技術系統當中，可以進一步優化機電一體化技術系統運行流程，提升機電一體化系統監控水平和監控質量，實現自動化技術監控，保障工程機械設備內部系統運行的標準性和規范性，減少技術事故的發生率，提高工程機械設備整體運行質量和運行效率。在未來機電一體化技術改革中，智能網絡監控、網絡化技術操控、網絡數據檢測系統、網絡風險預警機制等都將是機電一體化技術系統改進的新內容。

3.4 微型化

伴隨微電子技術和信息技術的不斷發展，微型化已成為機電一體化產品的重要發展趨勢。通常，微型化的機電一體化產品具有體積小、耗能少、運動靈活等基本特征。機電一體化技術通過將微米技術、納米技術等融合在一起，再綜合運用到機電一體化產品生產中，能減少產品體積，便于工作人員操作，提高工作效率，降低人力成本。同時，這樣還能降低產品能源消耗，提高能源利用率，減少工程機械整體運行成本。未來，微米、納米等微型技術將會是機電一體化產品的核心技術保障，不僅對工業可持續發展具有積極推動作用，而且在軍事、通信等方面具有重要價值。

3.5 系統化

機電一體化產品系統化是指系統可以自由組合形態，從而組合成新的系統功能，系統內部結構之間相互依存、相互影響，形成一個系統性的機械電子工程。從特征角度來看，機電一體化系統化最主要的表現有二。其一，系統體系結構進一步采用開放式和模式化總線結構，系統之間可以靈活組合，同時也尋求子系統之間的協調控制和綜合管理。簡而言之，子系統可以相互組合，形成新的系統功能，也可相互協調，達成綜合管理目標，進而提高總系統運轉效率。其二，機電一體化產品通信功能增強，智能化、人性化等性能增強，即更加注重產品和工作人員之間的關系，如模擬人工智能，實現機電一體化產品自動化、智能化運轉，既能降低作業成本，還能提高作業質量，減少誤差。

4 結語

機電一體化技術是將電子技術、計算機技術、信息技術等結合在一起，再綜合應用到工程機械設備中的新技術。在機電一體化技術運用過程中，工程機械設備不僅實現了自動化運行、智能化管理和操作，還能自動監測機械設備運行過程，提高風險防范能力和作業效率。新時代，要想進一步推動機電一體化技術發展，就必須著眼當下，放眼未來，結合人工智能、網絡技術等，制造綠色化、系統化、模塊化、微型化、網絡化以及智能化的機電一體化技術產品，推動工程機械領域的可持續發展。

參考文獻：

[1]安軍.淺析工程機械設備中機電一體化技術的應用[J].中外企業家，2020（20）：145.

[2]徐剛，朱婕.工程機械中機電一體化技術的應用研究[J].景德鎮學院學報，2020（3）：16-18.