周偉

摘要：本文主要基于筆者研究實踐，首先對機械電氣一體化技術(shù)及其基本特征展開概述，隨后在此基礎(chǔ)上對其在工程機械行業(yè)中的應用進行分析，以供廣大同行參考。

關(guān)鍵詞：機械電氣一體化技術(shù)；基本特征；工程機械；應用

一、機械電氣一體化技術(shù)概述

機械電氣一體化技術(shù)是指，在機械功能的設(shè)計和應用中，在機械結(jié)構(gòu)的主功能、信息處理和功能控制中引入電子技術(shù)，將控制裝置與電子化集成和控制軟件等有機結(jié)合起來，形成統(tǒng)一的系統(tǒng)。系統(tǒng)引進電子技術(shù)后，在程序預定的操作功能下，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)，再配合系統(tǒng)布局的各個

功能單元完成機械系統(tǒng)的智能化控制，以保證機械設(shè)備的多功能性、高質(zhì)量、低能耗、環(huán)保，進而提高其運行的可靠性。

二、機械電氣一體化技術(shù)的基本特征

機械電氣一體化技術(shù)之所以被廣泛應用，不僅僅因為其應用廣泛，也因為其有著自身的特點，經(jīng)過查閱相關(guān)資料和實際調(diào)查，本文作者總結(jié)出了機械電氣一體化技術(shù)的幾個特點，具體如下說明：

（一）應用廣泛

機械電氣一體化技術(shù)是多門學科的綜合，涉及的技術(shù)較多，是一門綜合性的交叉技術(shù)，正是因為其綜合性較強，才使得機電一體化技術(shù)得以廣泛應用，而不只是限于工程機械領(lǐng)域。固然，本文對于機械電氣一體化的研究主要側(cè)重于機械電氣一體化技術(shù)在機械工程上的應用及發(fā)展趨勢。

（二）邏輯性很強

機械電氣一體化的核心思想就是把各個學科加以合理融合，形成一門獨特的綜合性技術(shù)應用到機械領(lǐng)域中，把系統(tǒng)的機械機構(gòu)和上位機軟件控制合為一體，形成一個統(tǒng)一的整體，從這個角度來講，機電一體化技術(shù)具有很強的邏輯性，也可以說是具有很強的系統(tǒng)性。

三、機械電氣一體化技術(shù)的應用

根據(jù)筆者對機械電氣一體化技術(shù)研究可知，該技術(shù)目前在工程有著極為廣泛地應用，對此筆者將重點圍繞于展開探究：

（一）分布式控制系統(tǒng)

相對于集中式控制系統(tǒng)而言，分布式控制系統(tǒng)是通過一臺中央計算機對多臺計算機進行控制和指揮，由于分布式控制系統(tǒng)強大的功能和可靠地安全性，使其成為機械電氣一體化的主流技術(shù)。一般情況下，分布式控制系統(tǒng)根據(jù)實際情況進行分級，可分為兩級、三級或更多級。其核心技術(shù)就是通過中央計算機完成對現(xiàn)場生產(chǎn)過程的實時控制等，另一方面，分布式控制系統(tǒng)隨著測控技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，還可以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時調(diào)度、在線最優(yōu)化、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理等功能，成為一種集測、控、管于一體的綜合系統(tǒng)，可靠性大幅提高。

（二）數(shù)控機床

機械電氣一體化技術(shù)的應用當中，數(shù)控機床可謂最成功的典型。隨著機械電氣一體化的發(fā)展，數(shù)控機床技術(shù)也有了質(zhì)的提高：結(jié)構(gòu)更合理、功能更廣、操作更方便、控制精度更高。數(shù)控機床結(jié)構(gòu)的發(fā)展逐步趨向總線式、模塊化、緊湊型，且采用多CPU、多主總線的體系。在數(shù)控機床中，開放性的設(shè)計逼近可以在很大程度上提高系統(tǒng)的兼容性和層次性，以便用戶的編程和對設(shè)備進行改裝和升級。一般情況下，可以在系統(tǒng)中引入在線診斷、模糊控制等技術(shù)，這些技術(shù)可以提高數(shù)控機床的智能化水平。其中，在線診斷功能可以將機床中出現(xiàn)的刀具破損等一系列故障或潛在性的故障反饋給操作人員，以便可以根據(jù)故障的情況，迅速采取控制手段；模塊化的設(shè)計，可以豐富系統(tǒng)功能，使得機床控制操作都更加簡便，一般情況下，都是通過一臺機床控制多臺機床，使它們同時、獨立的完成各自的任務，實現(xiàn)多過程、多通道的控制。

（三）實時監(jiān)控

實時監(jiān)控的功能是機械電氣一體化系統(tǒng)在機械工程中的另一個具體應用。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，傳統(tǒng)的機械工程比較落后，不能對操作過程進行實時監(jiān)控。在這種該情況下，機械工程的整體質(zhì)量無法得到控制，操作人員的人身安全也無法得到保證。機械電氣一體化在機械工程中的應用，這些問題就都可以很好地得到解決，機械電氣一體化在機械工程中的應用，主要是通過對某一具體工程的制動、傳動、執(zhí)行等一系列環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控。一旦在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題或者故障，機械電氣一體化系統(tǒng)就會立即發(fā)出預警，并且對故障就行定位，然后進一步分析問題，只有這樣故障人員才能根據(jù)具體的故障做出應對辦法。也只有這樣，機械工程的安全性才能得到保證，機械工程的整體的工作效率愛能得到提高，機械工程的整體質(zhì)量才能得到控制，還可以節(jié)約很多的人力物力，為機械工程企業(yè)帶來經(jīng)濟效益和社會效益。

（四）確保精度

機械電氣一體化系統(tǒng)在機械工程中應用，對于工程質(zhì)量方面來說，最有意義的一點就是工程的精度的保證。傳統(tǒng)的機械工程，工藝比較簡單，大都是人工操作，在工程測量、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與計算等環(huán)節(jié)，誤差出現(xiàn)的頻率很高，使得機械工程的整體質(zhì)量得不到保證。在機械工程中，有了機械電氣一體化系統(tǒng)的應用，不僅可以提高機械工程數(shù)據(jù)測量的精準度，還可以實現(xiàn)機械工程測量環(huán)節(jié)的自動運行，又可以在最大程度上避免傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算所造成的誤差值，為機械施工的整體質(zhì)量與相關(guān)的精準度提供了可靠地保證。在機械工程的精準度有了保證的前提下，機械工程的效率大大增加，施工人員的勞動強度大大降低，還可以節(jié)省不少的人力。綜上所述，機械電氣一體化系統(tǒng)在機械工程中的應用，在確保工程精準度的同時，也加強了機械施工的現(xiàn)代性、高效性與快捷性，使機械電氣一體化系統(tǒng)在未來的應用前景變得更加廣闊。

（五）控制柴油機

柴油機行業(yè)最重要的戰(zhàn)略目標，就是緩解外排氣污染，然而，要想一邊解決外排污染，另一邊又想降低柴油機的油耗，這是非常困難的。因此，將這兩種參變量調(diào)整到一個平衡點。在傳統(tǒng)的做法中，大家都只是考慮燃油率，外排污染物雖然有所減少，排放濃度卻有了很大的提升，對于控制污染物方面并沒有本質(zhì)上的改觀。然而，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，柴油機可以借助電子調(diào)速器，電子油門控制裝置，自動停機裝置等裝置，不僅使柴油機能夠滿足經(jīng)濟指標，還能使夠?qū)ψ罴褔娪瓦M行定時。

（六）降低勞動強度

傳統(tǒng)的工程機械施工都是人工操作，而且對操作人員的個人素質(zhì)要求較高，主要是因為機械工程工作強度大，機械電氣一體化技術(shù)的應用，將工程機械帶入了自動化及半自動化的生產(chǎn)領(lǐng)域，傳統(tǒng)工藝中，很多必須人工操作的項目都可以由機電技術(shù)中的控制系統(tǒng)來代替，這樣一來，大大降低了來動人員的使用率，同時也降低了勞動強度、提高了機械工程的質(zhì)量，也提高了機械工程工作的準確度。

四、結(jié)束語

綜上所述，機械電氣一體化是未來工程機械發(fā)展的主要方向。目前在科技的推動下，機械電氣一體化的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成就，其在工程機械中也得到了廣泛的應用，極大的提高了工程機械的運行效率，節(jié)省了大量的勞動力。

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（作者單位：南京特斯拉電氣有限公司）