張曦　李飛飛

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展以及人們生產(chǎn)生活效率的不斷提高，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸廣泛應(yīng)用到了人們的生活以及企業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中。在工程機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)中，機(jī)電一體化技術(shù)的先進(jìn)性和使用價(jià)值體現(xiàn)的更為明顯。工程機(jī)械生產(chǎn)具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，這是由機(jī)械作業(yè)的設(shè)備特性決定的，通過機(jī)電一體化技術(shù)可有效避免機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中安全事故的發(fā)生。本文主要對機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用做了探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械工程；設(shè)備特性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.140

0 引言

進(jìn)入新時(shí)期后，我國機(jī)電一體化水平不斷提升，進(jìn)而對我國社會生產(chǎn)力發(fā)展起到了有效促進(jìn)作用。機(jī)電一體化技術(shù)將機(jī)械工程、電子技術(shù)、信息技術(shù)等一系列先進(jìn)技術(shù)綜合運(yùn)用了起來，將其合理應(yīng)用于機(jī)械工程中，可以促使機(jī)械工程的現(xiàn)代化、信息化水平得到提升，同時(shí)也可以有效優(yōu)化和創(chuàng)新工程機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)方式與管理模式。[1]在未來的發(fā)展中，人們將會日趨重視工程機(jī)械設(shè)備的智能化發(fā)展，那么就需要深化機(jī)電一體化技術(shù)研究，大力培養(yǎng)機(jī)電一體化專業(yè)人才，促使工程機(jī)械設(shè)備智能化發(fā)展目標(biāo)得到順利實(shí)現(xiàn)。機(jī)械工程生產(chǎn)企業(yè)也需要積極參與進(jìn)來，充分應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，以便推動(dòng)我國機(jī)械工程生產(chǎn)領(lǐng)域的整體發(fā)展。

1 機(jī)電一體化的概念

具體來講，機(jī)電一體化技術(shù)是在機(jī)械技術(shù)以及電控技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合了控制學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化技術(shù)等多種學(xué)科而成的電子學(xué)科領(lǐng)域，綜合性較強(qiáng)，優(yōu)勢比較明顯。電力生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)最早開始應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，之后逐步應(yīng)用于設(shè)備自動(dòng)化、設(shè)備故障監(jiān)測等較多領(lǐng)域，對各個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域的發(fā)展起到了較大的推動(dòng)作用[2]。

機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中逐漸融合了機(jī)械工程、電子工業(yè)、傳感器以及信息技術(shù)等多項(xiàng)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的工程技術(shù)。實(shí)踐研究表明，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)模式比較落后，將人工操作生產(chǎn)方式實(shí)施下去，不具備較高的生產(chǎn)效率。之后逐步將流水線作業(yè)方式運(yùn)用于工程機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中，這樣劃分了生產(chǎn)人員的負(fù)責(zé)區(qū)域，明確了工作人員的職責(zé)，促使工程機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率得到了一定程度的提升。而進(jìn)入新時(shí)期后，為了降低勞動(dòng)力成本，擴(kuò)大整體效益，企業(yè)開始將機(jī)電一體化技術(shù)引入到工程機(jī)械生產(chǎn)過程中，取得了不錯(cuò)的成效，工程機(jī)械產(chǎn)品的產(chǎn)能得到大幅度增加。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)電領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用

（1）專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)中存儲有大量機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行以及維護(hù)的專家知識和經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)中能夠起到自動(dòng)控制、故障監(jiān)測以及緊急處理的作用。目前的專家系統(tǒng)上主要是通過 CBR以及 RBR共同建立的機(jī)電系統(tǒng)故障監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)的日常維護(hù)。在機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行期間，專家系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)電系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)，并將其與數(shù)據(jù)庫中的故障內(nèi)容進(jìn)行比較。如發(fā)現(xiàn)較為相似的案例情況，則迅速采取措施，急停設(shè)備或發(fā)出警報(bào)提醒工作人員檢查等。

（2）智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)一是可以提高機(jī)械電子自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)行安全性，對于機(jī)電系統(tǒng)來說，其擁有的復(fù)雜性以及低容錯(cuò)率的特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的機(jī)電技術(shù)難以全面降低故障發(fā)生率，但是智能化控制技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)并全局監(jiān)測故障的發(fā)生。二是智能化控制技術(shù)的可控性，智能化控制技術(shù)能夠遠(yuǎn)程對機(jī)械電子系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過軟件與硬件之間的通訊連接，實(shí)現(xiàn)安全和高效的機(jī)電系統(tǒng)控制。隨著我國機(jī)械電子工程制造企業(yè)的體量不斷擴(kuò)大化，使用人力去控制和運(yùn)行逐漸困難，這意味著，智能化控制技術(shù)對于機(jī)電系統(tǒng)自我故障監(jiān)測以及運(yùn)行隱患排除上具有重要作用。由于智能控制技術(shù)的存在，機(jī)電系統(tǒng)的自我故障監(jiān)測和消除才具有了發(fā)展的土壤，從而為機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定和安全運(yùn)行打下基礎(chǔ)。

（3）多項(xiàng)集成技術(shù)。傳統(tǒng)的機(jī)電控制技術(shù)中每個(gè)系統(tǒng)的控制單元均需要派出相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行獨(dú)立以及不連續(xù)的運(yùn)行調(diào)控，這種控制方式降低了機(jī)電系統(tǒng)整體的運(yùn)行以及維護(hù)效率。

多項(xiàng)集成技術(shù)將機(jī)電控制系統(tǒng)中不同控制區(qū)域進(jìn)行了統(tǒng)一，將機(jī)電控制系統(tǒng)中的控制、運(yùn)行以及維護(hù)整理到了同一控制系統(tǒng)中，使得機(jī)電控制完成了從單獨(dú)控制到宏觀調(diào)控的跨越。機(jī)電系統(tǒng)的宏觀調(diào)控能夠簡化控制過程，將機(jī)電系統(tǒng)中出現(xiàn)的不同問題通過多項(xiàng)集成技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一分配和處理，使得機(jī)電系統(tǒng)的調(diào)控運(yùn)行效率相對于傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

3 機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的發(fā)展趨勢

（1）儀表監(jiān)控系統(tǒng)。儀表監(jiān)控可以準(zhǔn)確識別當(dāng)前機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)從而預(yù)防各種故障。傳統(tǒng)的儀表監(jiān)控有微處理器以及大規(guī)模集成電路等，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一部分機(jī)械電子工程已經(jīng)使用可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)等較為先進(jìn)的儀表監(jiān)控系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表，在可編程邏輯控制器和分布式控制系統(tǒng)的科研基礎(chǔ)上研究人員又研制出了新一代儀表監(jiān)控系統(tǒng)如現(xiàn)場總線系統(tǒng)等。

（2）自動(dòng)化設(shè)備檢測系統(tǒng)。自動(dòng)化設(shè)備檢測系統(tǒng)能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)操作并將其排除，同時(shí)自動(dòng)化設(shè)備檢測系統(tǒng)還可以利用無損傷探傷法對機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行探傷以綜合分析其生產(chǎn)狀態(tài)以及故障發(fā)生率，從而在很大程度上提前排除了設(shè)備故障威脅，切實(shí)保障機(jī)電工程生產(chǎn)安全性。同時(shí)該系統(tǒng)還可以和設(shè)備故障報(bào)警系統(tǒng)共同使用，在設(shè)備發(fā)生安全事故時(shí)設(shè)備報(bào)警系統(tǒng)可以向工作人員發(fā)出警報(bào)并急停設(shè)備，大大降低了故障對于機(jī)械電子工程生產(chǎn)過程中的威脅。

4 結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)機(jī)械工程企業(yè)的機(jī)電設(shè)備在實(shí)踐運(yùn)行中逐漸暴露出來諸多的問題，如不具備較高的效率和安全性等，無法滿足生產(chǎn)需求，制約到機(jī)械工程企業(yè)的發(fā)展。針對這種情況，就需要在機(jī)械工程中積極應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，推動(dòng)機(jī)械工程的整體發(fā)展。相關(guān)企業(yè)、人員需要充分認(rèn)識到機(jī)電一體化的優(yōu)勢和價(jià)值，深化研究與應(yīng)用，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化、創(chuàng)新和完善，以便將機(jī)電一體化的功能充分發(fā)揮出來，推動(dòng)我國工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)。

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