现代机械设备中机电一体化技术应用的认识

王建文

日照钢铁控股集团有限公司

现代机械设备中机电一体化技术应用的认识

王建文

日照钢铁控股集团有限公司

随着新一轮科学技术的开发与实践，对于自动化、智能化技术的运用则成为了社会发展与建设的核心主题，与此同时也为各领域的生产生活带来了良好的机遇与保障。在现代工程机械当中，机械运行的稳定性、可靠性、安全性是现代机械运行的首要前提，因此，在工程机械操作过程中融入对先进科学技术的使用是必要的，机电一体化就是代表性技术之一，为了确保机电一体化技术能够在现代机械中发挥出更大作用与效能，对机电一体化技术应用有效性的探索就显得尤为关键。

现代机械设备；机电一体化技术；应用；

在当今的自动化技术发展中，机电一体化处于相对比较高级发展的阶段。现代机电一体化的明显特征是自动化技术，它的发展是以计算机产业为基础，另一方面，在生产实践中，自动化技术进一步的发展需要也促进了现代机电一体化的发展。本文首先介绍了机电一体化技术，并介绍了现代机械设备中机电一体化的应用与发展。

1 机电一体化技术

机电一体化是具有科学性的一项跨学科技术，是通过机械技术、计算机技术、微电子技术、信息技术等多种技术组成的综合技术。根据多种技术组合而成的综合技术，机电一体化技术生产出的产品有很好的科学性、完整性、系统性。其中，机械技术、微电子技术、电力电子技术等，上述技术的应用可能会出现各类不完善问题，这要求根据生产需求，综合安全、生产、效益等因素，进行优化组合，才能促使机电一体化技术被更广泛地应用，促进机电一体化技术发展。机电一体化技术的产品具有以下特点。

2 现代机械设备中机电一体化的应用

2.1 PLC技术控制应用

PLC是采用可编写的程序对机械设备进行操控的技术，也是数字化和数据化程序在机械设备上的实际应用手段。国内的机械设备中，PLC一般作为运算功能和电子信号转化的存在，为实现适合人工操作的信息传递和输出数据进行了智能处理和信息采集，结合了运动控制、顺序处理、数据集中等多种功能的集中和综合处理方案，便于设备管理人员对于设备的性能和产品的生产过程进行实时监控和随时纠正。该技术被普遍应用于转炉炼钢过程中，炼钢厂属于高危生产行业，工作环境复杂、危险因素多，在早期的炼钢过程中对人员和设备安全提出严峻挑战。PLC的应用实现了对转炉本体、氧枪顶吹、汽化控制与监测、辅料加注、煤气与蒸汽回收等实现自动化集中操作，对现场的设备运行状态进行实时反馈，有效的降低劳动强度和安全风险，提高生产效率。

2.2 监控应用

按照对机电一体化技术结构的掌握，液压系统、传动系统、制动系统等都是其内部结构组成成分，利用这些结构，能够充分实现对机械设备监控的目的。例如，在机械工作时，一旦出现异常情况，机电一体化技术就会通过相关机制对工作人员进行预警和告知，这样就减少了由于故障原因而给机械设备带来的损害。如转炉炼钢时，氧枪进入转炉吹氧过程中，转炉应该处于垂直位置，为防止发生误操作转动转炉损坏氧枪，早期通过对电气控制系统中物理开点、闭点的连锁应用，保护氧枪安全，不但线路复杂、电气元件可靠性低、寿命短，且发生故障不易查找，威胁设备安全。PLC引入后，可以利用简单的逻辑实现转炉、氧枪的安全联锁，简化电气控制系统的物理布线，降低劳动强度。PLC的安全可靠运行时间可达10万小时以上。

2.3 智能机器人上的运用

智能型机器人的研发和应用是技术进步的显著代表。机械设备中，智能型机器人需要有效结合多种技术，才能实现高效工作。智能机器人在处理自适应性控制的信息时，还存在很多不足，需要不断攻坚克难。机电一体化技术在机械智能机器人上的应用，主要是结合视觉理解和图像处理识别等技术，帮助智能机器人有效感知作业对象的方向、位置、形体大小。掘进机和地下穿孔机要求以一定的轨迹穿越地下，类似于空中导弹，一般采用内部导向的加速度计、倾斜计和陀螺仪和外部导向的激光技术。这些都要机电一体化技术的支持。

3 工程机械中机电一体化应用的发展方向

3.1 高性能化

机电一体化应用中的高性能化主要囊括以下几个方面：应用中的高可靠性、高效率模式、高精度模式以及高速模式。新一代的CNC系统已“四高”来满足生产需求为前提而诞生的，此种系统采用多CPU结构通过多总线连接而成的。由于这种系统采用的是精简指令集机，所以能够在同一时间实现多个任务操作系统并且进行相关的处理，所以该机器机电一体化的产品的高性能也得到了保证。

3.2 智能化与绿色环保

智能化是指工程机械的电子信息化程度更高，它可以自动处理生产中遇到的各类问题，自动排故并报警，节约燃料，同时还可以自动调节发动机功率。这样不仅节约了生产时间，提高了生产效率，减少了资源浪费，也减轻工作压力。绿色环保是目前人类社会的热点话题，在生产的过程中，必须要在保证效率的同时，最大限度地节约能耗，减少污染物的排放。最具代表性的应用有以下几个，在机械设备上安装电子监控器、深井探测仪等等。

3.3 网络化

在信息化发展战略中，网络技术与科学技术的融合已经成为了时代发展的必然趋势，以后的现代工程机械中，模拟机电一体化技术将会取代人工操作方式，通过网络化的控制手段是先进自动化的运作体系，在机械运行效率、运作质量得到巩固的同时，人工成本等必要的支出也得到了完美控制，实现了对生产各环节的合理开发和利用。如炼钢厂的物流监控系统，可以实现对加料环节、炼钢环节、出钢环节、品质控制、连铸机拉速、钢坯去向等进行实时监控和汇总、分析，对合理安排生产、现场实时调度提供重要的信息支持，对生产顺利进行起到积极的促进作用。

总之，良好现代工程机械发展要以高水平的科学技术做依托，只有对机电一体化技术不断完善、开发和创新，机电一体化技术才能在现代机械设备发展中显现出其重要的位置与价值。

[1] 冯挺. 现代工程机械中机电一体化技术的应用情况探究[J]. 科技创新与应用，2017，(04)：150.

[2] 刘尚林. 机电一体化技术在现代工程机械中的应用[J]. 现代制造技术与装备，2016，(09)：126-127.