丁文開 袁海梅 谷春華

摘要：工程機(jī)械是指工程建設(shè)中所應(yīng)用到的施工機(jī)械的總稱，在工程建設(shè)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，關(guān)乎著施工的安全、質(zhì)量以及效率等。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程機(jī)械作業(yè)量不斷提升，為了充分發(fā)揮工程機(jī)械的優(yōu)勢(shì)和作用，計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，極大地提升了工程機(jī)械的智能化水平，同時(shí)提升了工程機(jī)械應(yīng)用的安全性與穩(wěn)定性?；诖?，本文分析了計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并就其在工程機(jī)械領(lǐng)域中的具體應(yīng)用措施進(jìn)行探究，僅供大家參考。

Abstract： Construction machinery refers to the general term of construction machinery used in engineering construction. It plays a vital role in the process of engineering construction and is related to the safety， quality and efficiency of construction. In recent years， with the rapid development of society and economy， the workload of construction machinery has continued to increase. In order to give full play to the advantages and functions of construction machinery， computer intelligent control technology has been widely used， which has greatly improved the level of intelligence of construction machinery. Improve the safety and stability of construction machinery applications. Based on this， this article analyzes the advantages of computer intelligent control technology， and explores its specific application measures in the field of construction machinery， for your reference only.

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī);工程機(jī)械;智能控制技術(shù);應(yīng)用

Key words： computer;engineering machinery;intelligent control technology;application

中圖分類號(hào)：F416.67? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）17-0224-02

0? 引言

相較于傳統(tǒng)的工程機(jī)械設(shè)備，在計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的推動(dòng)下，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平以及智能化水平有了明顯的提升。這不僅提升了工程機(jī)械的適應(yīng)能力，同時(shí)可以為工程機(jī)械的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障，并且隨著計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的發(fā)展與完善，這種趨勢(shì)會(huì)愈發(fā)明顯。

1? 計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與控制方法分析

1.1 計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)主要由智能控制模塊、信息反饋模塊、信息處理模塊以及決策模塊共同組成，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制理論以及人工智能技術(shù)等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。該技術(shù)通過對(duì)人腦計(jì)算模式的模擬，實(shí)現(xiàn)智能化控制，因此可以代替人力完成大量的高難度任務(wù)。借助該技術(shù)，可以解決傳統(tǒng)控制技術(shù)難以解決的控制應(yīng)用問題，尤其在面對(duì)那些比較復(fù)雜的問題的情況下，該技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)更加顯著，可以憑借其較強(qiáng)的組織能力，通過更加接近人腦的思維方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)工程機(jī)械的自動(dòng)化控制，進(jìn)而使其順利完成相關(guān)復(fù)雜的工作。計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)不僅自身的優(yōu)勢(shì)十分明顯，而且在現(xiàn)代化管理技術(shù)的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同領(lǐng)域的管理和控制，使得該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到更加充分地發(fā)揮。

1.2 技術(shù)的控制方法分析

實(shí)現(xiàn)控制需要經(jīng)歷信息收集、處理和實(shí)施三個(gè)階段。在工程機(jī)械中的應(yīng)用，首先要對(duì)機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和收集，并且還要在此基礎(chǔ)上計(jì)算液壓系統(tǒng)承受的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)信息的收集和處理，然后再結(jié)合計(jì)算結(jié)果以及收集的信息進(jìn)入控制實(shí)施階段。例如，針對(duì)挖掘機(jī)的智能化控制，可以通過智能控制器監(jiān)測(cè)和接收信息，并通過相應(yīng)的算法進(jìn)行計(jì)算，最終確定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度以及所需功率等，實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)的智能化控制。在工程機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用智能控制技術(shù)，目的在于工程機(jī)械領(lǐng)域中融入智能系統(tǒng)，使機(jī)械設(shè)備具有人腦智能因素，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)械設(shè)備適應(yīng)能力的提升與運(yùn)行效率，并且減少人力投入，降低施工成本投入。以挖掘機(jī)為例，在工程建設(shè)過程中，挖掘機(jī)所承擔(dān)的工作往往對(duì)操作的精密性要求較高，以往人工操作的方式難以保障挖掘機(jī)的操作精度，同時(shí)也會(huì)對(duì)操作人員提出更高的要求，還會(huì)增加操作人員的工作量。一旦出現(xiàn)操作失誤，很容易影響工程的質(zhì)量，甚至還會(huì)導(dǎo)致延誤工期，并且操作失誤也會(huì)帶來一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。而應(yīng)用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)，則可以有效解決以上問題，借助該技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作目標(biāo)數(shù)據(jù)信息的收集和處理，并通過科學(xué)的計(jì)算來準(zhǔn)確判斷鏟斗在施工中遇到的阻力，并以此為依據(jù)合理選擇功率控制挖掘機(jī)進(jìn)行工作。這樣一來，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)挖掘機(jī)的自動(dòng)化控制，也極大地提升了挖掘機(jī)作業(yè)的科學(xué)性，不僅可以更好地保障挖掘機(jī)的工作質(zhì)量，同時(shí)也可以極大地提升挖掘機(jī)工作的效率。再以自動(dòng)裝卸機(jī)為例，自動(dòng)裝卸機(jī)也是計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用的典型案例，通過激光傳感設(shè)備以及 GPS技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝卸機(jī)的無人駕駛與自動(dòng)裝卸。無需通過人工進(jìn)行駕駛和操控，既能保障裝卸施工的效率和質(zhì)量，也能極大地節(jié)省人力。

2? 工程機(jī)械的智能化控制分析

2.1 自動(dòng)識(shí)別作業(yè)對(duì)象

能夠?qū)崿F(xiàn)工程機(jī)械的智能化控制的自動(dòng)識(shí)別作業(yè)對(duì)象是實(shí)現(xiàn)智能控制的基礎(chǔ)，而能夠進(jìn)行識(shí)別的作業(yè)對(duì)象則需借助于自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、超聲波傳感器技術(shù)和激光掃描技術(shù)。而計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化識(shí)別是一種技術(shù)，需要通過借助于計(jì)算機(jī)的智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械在轉(zhuǎn)向功率和旋轉(zhuǎn)軌跡等各個(gè)方面的操縱和控制。超聲波傳感器技術(shù)，借助于發(fā)射機(jī)的超聲波發(fā)射傳感器，并通過借助返回超聲波實(shí)現(xiàn)作業(yè)物體的距離檢測(cè)。激光掃描技術(shù)主要也在距離檢測(cè)中應(yīng)用，并且檢測(cè)精度更高。相較于超聲波傳感技術(shù)，激光掃描技術(shù)雖然具有更高的檢測(cè)精度，但是受環(huán)境因素影響較大，比如作業(yè)環(huán)境中的粉塵多，則會(huì)影響到激光傳輸速度，并且也會(huì)影響到距離測(cè)量的精度。

2.2 作業(yè)環(huán)境的智能適應(yīng)度

環(huán)境會(huì)對(duì)工程機(jī)械的作業(yè)狀況產(chǎn)生較大的影響，這種影響既包括作業(yè)質(zhì)量，也包括作業(yè)的效率。因此，在工程機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)需要其具備較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)度，這樣才能使工程機(jī)械在不同的作業(yè)環(huán)境中做出不同的反應(yīng)，保障作業(yè)的效率和質(zhì)量。提升作業(yè)環(huán)境的適應(yīng)度，需要借助導(dǎo)航系統(tǒng)，通過傳感器組合實(shí)現(xiàn)目標(biāo)導(dǎo)航。通過這種方式，可以幫助工程機(jī)械科學(xué)規(guī)劃運(yùn)轉(zhuǎn)方向，并且實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對(duì)功率的智能化調(diào)節(jié)。在技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要將內(nèi)部傳感器與外部傳感器配合使用，這樣有助于提升作業(yè)的科學(xué)性。借助傳感器，既能對(duì)工程機(jī)械的運(yùn)作軌跡進(jìn)行檢測(cè)和記錄，同時(shí)也能通過數(shù)據(jù)分析找出運(yùn)作軌跡中的偏差并做出合理的調(diào)整，使工程機(jī)械在下次作業(yè)中避開偏差位置。除此之外，提升工程機(jī)械的環(huán)境適應(yīng)能力，還需要借助光學(xué)反射技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用極大地提升了工程機(jī)械對(duì)黑暗環(huán)境的適應(yīng)能力，比如在地下工程施工中，由于施工環(huán)境光照不足，因此便可以借助光學(xué)反射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡的跟蹤，避免工程機(jī)械出現(xiàn)作業(yè)失誤。

3? 計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 在挖掘機(jī)中的應(yīng)用

3.1.1 控制策略? 借助計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)的負(fù)載適應(yīng)控制，通過對(duì)液壓系統(tǒng)的動(dòng)力輸出控制實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的負(fù)載適應(yīng)控制。除此之外，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)動(dòng)力適應(yīng)控制，這種方式是指結(jié)合實(shí)際的作業(yè)需求來控制挖掘機(jī)的動(dòng)力輸出。

3.1.2 控制方法? 就負(fù)載適應(yīng)控制來講，首先要保持發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率恒定，在基礎(chǔ)上設(shè)置液壓泵匹配的功率曲線。通過這種方式，能夠?qū)σ簤罕玫奈章蔬M(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)設(shè)備動(dòng)力輸出的調(diào)節(jié)。就動(dòng)力適應(yīng)控制來講，是指借助自動(dòng)控制模式來控制設(shè)備的動(dòng)力輸出，在這種模式下，挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)會(huì)處于自動(dòng)調(diào)節(jié)的狀態(tài)下，確保作業(yè)效率和燃油消耗之間的平衡，起到更加有效的節(jié)能作用。應(yīng)用以上兩種控制方式，均需檢測(cè)液壓系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，主要包括泵輸油壓力、泵控制壓力以及系統(tǒng)流量等，并結(jié)合以上參數(shù)信息通過模糊控制理論進(jìn)行計(jì)算，得出挖掘機(jī)所需的功率，然后對(duì)油門執(zhí)行器發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)輸出功率的智能化調(diào)節(jié)。從目前情況來看，在挖掘機(jī)上對(duì)計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，極大地提升了挖掘機(jī)輸出功率的平穩(wěn)性和工作效率。

3.2 在壓路機(jī)控制中的應(yīng)用

3.2.1 控制策略? 在壓路機(jī)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)，需要借助該技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋪層壓實(shí)效果的檢測(cè)，并結(jié)合壓實(shí)度結(jié)果來控制壓路機(jī)的輸出功率，保障道路的壓實(shí)效果。要將檢測(cè)結(jié)果與設(shè)定的壓實(shí)度進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)合二者的差異來調(diào)節(jié)壓路機(jī)的作業(yè)性能參數(shù)，使最終的壓實(shí)效果與設(shè)定的壓實(shí)度相符，保障壓實(shí)的質(zhì)量。壓實(shí)效果的影響因素較多，會(huì)受到環(huán)境溫度、鋪層的厚度以及混合料的溫度等因素的影響，因此對(duì)壓實(shí)效果的檢測(cè)需要收集大量的數(shù)據(jù)信息。

3.2.2 控制方法? 壓路機(jī)振動(dòng)輪內(nèi)旋轉(zhuǎn)偏心產(chǎn)生的振動(dòng)為正弦曲線，地震振動(dòng)會(huì)對(duì)曲線產(chǎn)生直接影響，并且這種影響與地面的硬度成正比。通過曲線分析便可掌握路面的壓實(shí)度情況，并以此為依據(jù)對(duì)壓路機(jī)的作業(yè)參數(shù)做出調(diào)整，最終達(dá)到最佳的壓實(shí)效果。壓路機(jī)的振動(dòng)輪作為智能控制技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其發(fā)揮著數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔?，因此振?dòng)輪的作用十分顯著。壓路機(jī)智能控制在20世紀(jì)80年代有所應(yīng)用，經(jīng)過多年的發(fā)展，目前這種應(yīng)用方式已經(jīng)比較成熟。

3.3 在起重機(jī)控制中的應(yīng)用

3.3.1 控制策略? 計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的應(yīng)用，極大地提升了起重機(jī)作業(yè)的科學(xué)性，能夠更加科學(xué)地分配起重機(jī)力矩受力的平衡分配，同時(shí)可以更好地保持起重機(jī)位置的同步，有助于提升其中作業(yè)的安全性。該技術(shù)的應(yīng)用，需要測(cè)量起重機(jī)抓斗位置，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化開閉斗，借助該技術(shù)能夠自動(dòng)修正抓斗位置，保持抓斗力矩受力平衡，并且能夠?qū)ψザ妨睾头绞竭M(jìn)行精確控制，保障物料抓取最大化，提升作業(yè)效率。

3.3.2 控制方法? 對(duì)起重機(jī)的智能控制，需要借助PLC和變頻調(diào)速技術(shù)，借助變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)，并且收集起重機(jī)的運(yùn)行狀況信息，減少起重機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，保障其運(yùn)行穩(wěn)定，同時(shí)還能起到降低起重機(jī)能耗的作用。并通過設(shè)備的監(jiān)測(cè)來更好的保障設(shè)備運(yùn)行的可靠性與安全性。在變頻調(diào)速技術(shù)的基礎(chǔ)上，再結(jié)合PLC控制技術(shù)，操作人員便可以通過設(shè)備的開關(guān)直接實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行控制。除此之外，借助PLC控制技術(shù)，還可以進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行速度編碼，提升起重機(jī)運(yùn)行的科學(xué)性，減少起重機(jī)的能耗，并且確保鋼絲繩受力均勻。借助起重機(jī)中的自診斷系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)減速器油溫、起重機(jī)荷載以及鋼絲繩的受力情況等方面的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而可以更高的保障起重機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4? 結(jié)束語

現(xiàn)代工程機(jī)械在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中已經(jīng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而且隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的智能化和控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，則極大地提升了工程機(jī)械的自動(dòng)化和智能化水平，有力地促進(jìn)了工程機(jī)械正常運(yùn)行時(shí)的效率和安全性，同時(shí)在一定的程度上減少了工程機(jī)械的成本和能耗。

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