電氣自動化技術在機械設備工程中的應用

吳幸

摘要：機械設備工程中運用自動化技術是多方面的，例如，高鐵、船舶、機器人等現代化智能設備。本文首先闡述了電氣工程自動化在機械設備制造中的優勢，以及發展電氣工程自動化技術的意義，分析機械設備工程中電氣自動化控制系統存在的問題，并提出一系列電氣自動化技術在機械設備工程中的運用，旨在發展我國的電氣自動化技術，提升人們的生產生活質量。

關鍵詞：電氣工程;機械設備工程;自動化技術

引言：機械工程中運用電氣自動化技術在提升機械設備運用價值的同時，正在不斷促進工業現代化發展。機械設備工程是一個龐大并且復雜的系統，其中包含了設計、制造以及維修等多個步驟。本文主要探索電氣自動化技術在機械工程中的應用，為機械工程中合理地應用電氣自動化技術提供一定參考。

1電氣工程自動化技術在機械設備制造中的運用優勢

1.1提高生產率和生產質量

信息處理與自動控制是電氣工程自動化產品的兩個重要功能，相較于傳統的機械設備使用，運用自動化控制技術在很大程度上提升了生產效率與質量。通過應用自動化控制技術，在工程中節約了一部分的人力，同時也就消除了可能由于人工操作帶來誤差，提高設備的使用性能。為了提高生產率和生產質量，需要重視的是提升機械設備的精度和靈敏度，令系統能夠高效率的處理任務，最大程度上降低由人為操作帶來的影響，實現機電健全自動化的目標，提高性能，保證質量。

1.2安全性和可靠性

機械自動化可以使人和設備得到解放，而電氣工程自動化除了克服人為因素造成的質量問題外，還有一項重要功能，即具有報警和自動監控功能。其優點是安全可靠，自動化可以對一些存在的安全風險進行自診斷，并對診斷結果進行分析。從自動保護問題到設備故障率。提高了設備運行的安全性，也使得設備的使用壽命相應延長。此外，電氣工程自動化調整和維修設備箱，為公司提供了最大化的服務。也為企業創造更多的經濟效益。

1.3多功能通用性

電氣工程自動化在各類都能有很好的發展，因為這項技術的開發和應用可以滿足大多數公司對電氣工程自動化的需求，其自動控制可以對機械設備進行控制、保護和調節，而這些多功能的作用可以產生不同領域的電氣工程自動化技術需求，以滿足用戶個性化的需求。而對一些公司來說，資源需求，尤其是人力資源，在公司中占有成本非常高，而電氣工程自動化大大降低了人力成本和風險，使企業有了良好的經營環境，也能使企業得到更快的發展。

2發展電氣工程自動化技術的意義

近幾年來，在各類工程中，對電氣資源的消耗是巨大的。而由人為操作不當引發的電氣安全問題在全國范圍內時有發生，危害了人們的安全健康問題。為了避免在工程中出現對數據收集不準的問題，需要對設備的電氣工程開展治理。依照我國的國情，目前我國的定位依然是工業大國，所以在發展中勢必是要付出一些代價的。當下的機械設備電氣工程項目中，還未完成全方面的自動化設計，一些技術的研究依然處于起步階段。產業的迅速發展使得城市化水平不斷提升，我國是人口大國，因為用電而引起的隱患是要解決的重要問題。關于電氣工程自動化技術的發展在國際上也備受關注，我國對于產業發展的同時，也同時對安全隱患排查加深力度，做好相關的安全保護措施，遵循好合理用電原則。因此，進一步的發展電氣工程自動化技術，在減少企業安全隱患方面有著重要意義。如果能夠發展好這一自動化技術，相信用電隱患這一問題會逐漸的被攻破。我們的產業也能做到更加的綠色健康的發展。

3機械設備工程中自動化技術控制存在的問題

3.1系統干擾問題

隨著近年來機械設備運用廣泛運用200～500kW逆變器，電氣自動化在工廠運行過程中由于所處環境差異，容易受高低壓變頻器產生的諧波影響，弱電信號被干擾。例如，設備運行過程中，高爐內水壓收到絞盤轉換器干擾，經測試數據波動0.5MPa，影響設備運行。經技術人員進一步測驗，絞車啟動過程中，數據波動較為明顯，由此推斷，影響電氣設備可靠運行的主要因素是逆變器諧波干擾影響。因此，技術人員將轉換器電纜做接地處理，為了控制設備運行效果，接地2m以上，消除了系統干擾問題，確保電氣自動化設備運行穩定。

3.2操作環境問題

電氣自動化控制設備對運行環境要求較高，尤其這些電氣類的PLC、DCS對環境溫度、空氣相對濕度以及灰塵情況極為敏感。如果夏季溫度高，運行過程中如果沒有保持良好通風，會導致設備停機。為了保持電氣自動化設備穩定運行，運行環境要求空氣相對濕度控制在65%，溫度保持在28℃左右，配電室使用防火阻燃材料，同時，電纜溝、配電室門窗應采取防塵設置，配電柜底部做好防潮、防塵措施。

3.3提高系統運維的穩定性

電氣自動化控制內部是由復雜的硬件和軟件構成，選擇設備過程中應注重自動化設備的構件質量、安裝質量及售后服務，提高系統運行的穩定性。例如，單位選用西門子S7400自動化控制系統，技術人員在安裝過程中由于操作不當，導致設備零件連接松動，系統顯示供電端錯誤，施工人員將220V交流電直接接入模塊，導致模塊損毀。因此，設備出廠后，需要專業的技術人員提供后續維護和保養，延長設備的使用壽命，提高設備運行的穩定性。4電氣工程自動化在機械設備制造中的應用

4.1全監控系統的調試

在自動化調試系統正式應用之前，我們需要將工作人員的工作資歷以及對設備的維修、控制、保養等工作經驗等信息錄入其中，這樣一來系統的規范性、科學性就能夠被大大提高。將該系統應用于實際生產的過程當中，我們可以實現對機械電氣設備的實時監控。機械電氣設備在運行的過程中會產生一定的數據，將這些數據與標準數據信息進行對比研究，我們可以對設備當前的運行狀態有一定的了解。在安全監控系統的輔助作用下，相關部門可以及時的獲取與設備有關的信息，并且進行數據的傳輸和預警監控。在此基礎上，技術人員能夠對設備的具體情況有充足的了解，進而制定出相關的調試方案，以保證設備的正常運轉。在機械設備檢修中的應用檢修技術對于機械工程是非常重要的，因為在機械工程的發展中，需要經常的對其運行狀況進行監控，主要包含了對設備的運行狀態，運行方式等，檢修技術可以在這些設備運行中出現故障時發出警報，然后由工作人員進行維修，而且檢修技術也能夠對設備在運行時各方面的數據進行一定的處理，如果數據異常，就會有工作人員去解決，這樣可以避免危險的發生。

通過檢修技術數據的分析，工作人員可以根據數據精準的找到設備出現問題的地方，然后對設備進行維修。在檢修技術中，應用機械自動化可以很好的發現設備在工作時出現的問題，傳統的檢測故障的技術在檢測設備的過程中，不僅時間長，而且也難以找到設備出現故障的位置，自動化的應用可以使機械工程在工作時的安全性有所提高，而且及時發現故障的地方并維修，也能減少設備受到的損害。如運輸機械設備中進行PLC技術的使用，可以實現對運輸機械設備運行的自動化和智能化安全保護，當機械設備出現斷裂、急停、撕裂、煙霧等異常的情況，自動化技術就能夠對設備自動停止運行，實現對設備的保護;還能夠對輸送設備軟起動、合閘、抱閘和分閘等自動啟停，且具備監控、擴展等功能，能夠對運輸系統各類實時數據實現真實、準確反映，借助此類數據還能夠對設備運輸系統故障自動診斷，同時電氣自動化還能夠和控制系統實現聯動效果，從而能夠結合實際運行情況以手動、自動切換等方式對機械設備進行監控與維護。

4.2變速器設計中的應用

變速器是改變機械運轉速度或者牽引力的一種裝置，具有變速快、輸出高等優點，通過應用變頻器可以保證工作人員按照實際生產需求適當地調整變速器扭矩和轉速，確保實際生產需要。為了進一步發揮出變速器操作便捷、調速快等特點，可以在原有基礎上增加一些自動化變速裝置，將發動機的實際應用價值全面發揮出來，確保滿足實際設備運轉需求。設計人員可以將計算機技術合理地融入變速器機械設計當中，構建變速器數字運算模型，明確劃分各個構件的結構、功能等，保證各個零部件可以正常運轉，和變速器使用需求相符合。當前自動化變速器在汽車生產中有著較為廣泛的應用。在汽車變速器設計生產中，設計師需要深入分析機械變速器的各項性能，其中重點要對輕量性和穩定性兩方面進行深入地研究。在輕量性方面，需要根據實際需求計算模具數量、運作齒輪體積總和等內容，確保各項參數協調。此外，通過有機結合變速器和電氣自動化技術，可以將汽車傳動方式改善，盡量保證利用齒輪有效地變換汽車檔位，同時，還可以根據實際情況適當地調整齒輪數量，減少發生故障的概率，將變速器對減速器產生的負面影響盡量消除。

4.3做好設備調試和移交程序

其實應用自動化調試技術的過程也是一個動態管理的過程，相關工作人員需要始終堅持以質量建設為核心，保障生產效率為基礎的工作原則。在大部分情況下，造成電氣系統無法正常運轉的原因原因在于機械電氣設備的零部件出現了一定的問題。通過對機械設備的故障原因進行全方位的總結分析，我們可以對相應的調試方案和生產方案進行一定的整改，這樣能夠有效的降低故障發生的頻率，同時盡可能地排除一些安全隱患。企業需要規范各個環節的移交流程，這樣才能夠盡可能的避免外界因素的干擾，進而保證調試工作的精確度。比如說在設備運輸的過程中，我們首先要對設備進行全方位的檢查，在保證設備質量完好的前提下進行優質的打包。在試運行的過程中，我們需要給設備提供一個正常的工作狀態，這樣才能夠保證其調試效率。機械電氣設備自投入生產之后便處于一種不確定的狀態，每個設備的實際狀況都會存在一定的差異。在此基礎上，即便不同的設備產生了同樣的故障，它所需要的調試方案也可能存在著很大的不同。相關的調試人員要充分明確這一點，在進行設備調試的過程中，要以實際情況為基礎，對調試方案進行合理的變動，這樣才能最大程度的保證設備的調試效果及其使用壽命。在確定故障原因及其調試方案之后，相關的工作人員可以對自動調試裝置輸入相對應的指令，如下圖所示。

由于自動化調試技術在一定程度上脫離了人類的操控，所以還存在一定的出現突發情況的可能性。因此相關人員在輸入指令之前，需要對可能出現的突發狀況進行一定的預估，以避免造成不可挽回的損失。

4.4運用人工智能技術

電氣系統與我們的日常生活息息相關，隨著人工智能技術的成熟，也被應用到電氣系統的各個方面，為提高我們的日常生活品質提供了有效助力。例如：我們日常生活中的照明燈，將人工智能技術應用其中，利用其人體紅外處理技術，為深夜歸家的人們自動開啟一盞溫暖的燈，給人們心里帶來一絲慰藉。人體智能感應照明燈開關構造示意圖如下圖所示。

人工智能在電氣設備操作中的應用主要在于控制機器設備，以其自主性、智能性對整個系統進行宏觀調控。在以往電氣設備的控制過程中，往往采用一些傳統的控制方式，即使在現在，一些電氣的控制設備還是采用單純的人工操作控制，但是由于人隨著工作機械強度的增大，出錯率也在增大，每年由此引發的安全事故也屢見不鮮，但是人工智能引入電氣設備操作恰恰可以改觀這一點，代替人完成一些強度大的工作。而從國家戰略安全的角度來看，人工智能在電氣設備中的應用也是歷史的趨勢。

結論：機械設備自動化技術的發展體現了國家的科技實力，在電氣自動化技術發展中，研究人員應該明晰工程的實際情況，遵循機械工程在電氣自動化使用中的各項原則，同時結合各項應用技術，確保我國電氣自動化技術能夠充分地與當前機械工程進行有機融合，保障機械工程生產效率。

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