王建文

日照鋼鐵控股集團有限公司

現(xiàn)代機械設(shè)備中機電一體化技術(shù)應用的認識

王建文

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隨著新一輪科學技術(shù)的開發(fā)與實踐，對于自動化、智能化技術(shù)的運用則成為了社會發(fā)展與建設(shè)的核心主題，與此同時也為各領(lǐng)域的生產(chǎn)生活帶來了良好的機遇與保障。在現(xiàn)代工程機械當中，機械運行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性是現(xiàn)代機械運行的首要前提，因此，在工程機械操作過程中融入對先進科學技術(shù)的使用是必要的，機電一體化就是代表性技術(shù)之一，為了確保機電一體化技術(shù)能夠在現(xiàn)代機械中發(fā)揮出更大作用與效能，對機電一體化技術(shù)應用有效性的探索就顯得尤為關(guān)鍵。

現(xiàn)代機械設(shè)備；機電一體化技術(shù)；應用；

在當今的自動化技術(shù)發(fā)展中，機電一體化處于相對比較高級發(fā)展的階段?，F(xiàn)代機電一體化的明顯特征是自動化技術(shù)，它的發(fā)展是以計算機產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)，另一方面，在生產(chǎn)實踐中，自動化技術(shù)進一步的發(fā)展需要也促進了現(xiàn)代機電一體化的發(fā)展。本文首先介紹了機電一體化技術(shù)，并介紹了現(xiàn)代機械設(shè)備中機電一體化的應用與發(fā)展。

1 機電一體化技術(shù)

機電一體化是具有科學性的一項跨學科技術(shù)，是通過機械技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)組成的綜合技術(shù)。根據(jù)多種技術(shù)組合而成的綜合技術(shù)，機電一體化技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品有很好的科學性、完整性、系統(tǒng)性。其中，機械技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)等，上述技術(shù)的應用可能會出現(xiàn)各類不完善問題，這要求根據(jù)生產(chǎn)需求，綜合安全、生產(chǎn)、效益等因素，進行優(yōu)化組合，才能促使機電一體化技術(shù)被更廣泛地應用，促進機電一體化技術(shù)發(fā)展。機電一體化技術(shù)的產(chǎn)品具有以下特點。

2 現(xiàn)代機械設(shè)備中機電一體化的應用

2.1 PLC技術(shù)控制應用

PLC是采用可編寫的程序?qū)C械設(shè)備進行操控的技術(shù)，也是數(shù)字化和數(shù)據(jù)化程序在機械設(shè)備上的實際應用手段。國內(nèi)的機械設(shè)備中，PLC一般作為運算功能和電子信號轉(zhuǎn)化的存在，為實現(xiàn)適合人工操作的信息傳遞和輸出數(shù)據(jù)進行了智能處理和信息采集，結(jié)合了運動控制、順序處理、數(shù)據(jù)集中等多種功能的集中和綜合處理方案，便于設(shè)備管理人員對于設(shè)備的性能和產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控和隨時糾正。該技術(shù)被普遍應用于轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，煉鋼廠屬于高危生產(chǎn)行業(yè)，工作環(huán)境復雜、危險因素多，在早期的煉鋼過程中對人員和設(shè)備安全提出嚴峻挑戰(zhàn)。PLC的應用實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)爐本體、氧槍頂吹、汽化控制與監(jiān)測、輔料加注、煤氣與蒸汽回收等實現(xiàn)自動化集中操作，對現(xiàn)場的設(shè)備運行狀態(tài)進行實時反饋，有效的降低勞動強度和安全風險，提高生產(chǎn)效率。

2.2 監(jiān)控應用

按照對機電一體化技術(shù)結(jié)構(gòu)的掌握，液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等都是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成成分，利用這些結(jié)構(gòu)，能夠充分實現(xiàn)對機械設(shè)備監(jiān)控的目的。例如，在機械工作時，一旦出現(xiàn)異常情況，機電一體化技術(shù)就會通過相關(guān)機制對工作人員進行預警和告知，這樣就減少了由于故障原因而給機械設(shè)備帶來的損害。如轉(zhuǎn)爐煉鋼時，氧槍進入轉(zhuǎn)爐吹氧過程中，轉(zhuǎn)爐應該處于垂直位置，為防止發(fā)生誤操作轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)爐損壞氧槍，早期通過對電氣控制系統(tǒng)中物理開點、閉點的連鎖應用，保護氧槍安全，不但線路復雜、電氣元件可靠性低、壽命短，且發(fā)生故障不易查找，威脅設(shè)備安全。PLC引入后，可以利用簡單的邏輯實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐、氧槍的安全聯(lián)鎖，簡化電氣控制系統(tǒng)的物理布線，降低勞動強度。PLC的安全可靠運行時間可達10萬小時以上。

2.3 智能機器人上的運用

智能型機器人的研發(fā)和應用是技術(shù)進步的顯著代表。機械設(shè)備中，智能型機器人需要有效結(jié)合多種技術(shù)，才能實現(xiàn)高效工作。智能機器人在處理自適應性控制的信息時，還存在很多不足，需要不斷攻堅克難。機電一體化技術(shù)在機械智能機器人上的應用，主要是結(jié)合視覺理解和圖像處理識別等技術(shù)，幫助智能機器人有效感知作業(yè)對象的方向、位置、形體大小。掘進機和地下穿孔機要求以一定的軌跡穿越地下，類似于空中導彈，一般采用內(nèi)部導向的加速度計、傾斜計和陀螺儀和外部導向的激光技術(shù)。這些都要機電一體化技術(shù)的支持。

3 工程機械中機電一體化應用的發(fā)展方向

3.1 高性能化

機電一體化應用中的高性能化主要囊括以下幾個方面：應用中的高可靠性、高效率模式、高精度模式以及高速模式。新一代的CNC系統(tǒng)已“四高”來滿足生產(chǎn)需求為前提而誕生的，此種系統(tǒng)采用多CPU結(jié)構(gòu)通過多總線連接而成的。由于這種系統(tǒng)采用的是精簡指令集機，所以能夠在同一時間實現(xiàn)多個任務操作系統(tǒng)并且進行相關(guān)的處理，所以該機器機電一體化的產(chǎn)品的高性能也得到了保證。

3.2 智能化與綠色環(huán)保

智能化是指工程機械的電子信息化程度更高，它可以自動處理生產(chǎn)中遇到的各類問題，自動排故并報警，節(jié)約燃料，同時還可以自動調(diào)節(jié)發(fā)動機功率。這樣不僅節(jié)約了生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率，減少了資源浪費，也減輕工作壓力。綠色環(huán)保是目前人類社會的熱點話題，在生產(chǎn)的過程中，必須要在保證效率的同時，最大限度地節(jié)約能耗，減少污染物的排放。最具代表性的應用有以下幾個，在機械設(shè)備上安裝電子監(jiān)控器、深井探測儀等等。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

在信息化發(fā)展戰(zhàn)略中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與科學技術(shù)的融合已經(jīng)成為了時代發(fā)展的必然趨勢，以后的現(xiàn)代工程機械中，模擬機電一體化技術(shù)將會取代人工操作方式，通過網(wǎng)絡(luò)化的控制手段是先進自動化的運作體系，在機械運行效率、運作質(zhì)量得到鞏固的同時，人工成本等必要的支出也得到了完美控制，實現(xiàn)了對生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的合理開發(fā)和利用。如煉鋼廠的物流監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對加料環(huán)節(jié)、煉鋼環(huán)節(jié)、出鋼環(huán)節(jié)、品質(zhì)控制、連鑄機拉速、鋼坯去向等進行實時監(jiān)控和匯總、分析，對合理安排生產(chǎn)、現(xiàn)場實時調(diào)度提供重要的信息支持，對生產(chǎn)順利進行起到積極的促進作用。

總之，良好現(xiàn)代工程機械發(fā)展要以高水平的科學技術(shù)做依托，只有對機電一體化技術(shù)不斷完善、開發(fā)和創(chuàng)新，機電一體化技術(shù)才能在現(xiàn)代機械設(shè)備發(fā)展中顯現(xiàn)出其重要的位置與價值。

[1] 馮挺. 現(xiàn)代工程機械中機電一體化技術(shù)的應用情況探究[J]. 科技創(chuàng)新與應用，2017，(04)：150.

[2] 劉尚林. 機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機械中的應用[J]. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016，(09)：126-127.