机械自控技术在工程建设中的应用

董超

（中交第二航务工程局有限公司，湖北 武汉 430000）

在人们生活水平不断提高的今天，机械自动化技术的发展为人们的生活带来了极大的便利，在人们的生活中和工作中，无处不见自动化技术的渗透，自动化技术节省了大量的人力、物力和财力，现代行业的发展同样离不开自动化技术的支持，在大多数工程建设中，机械自动技术已经成为不可缺少的技术之一，该技术的使用，极大提高了工程建设的效率和质量，也使得建筑行业得到更进一步的发展，在整个建筑行业中起着举足轻重的作用。

1 机械自动化控制技术的发展

1.1 工程建设中的智能化系统发展现状

工程建设在发展的过程中不断应用新技术，智能化技术不断提高，智能化技术在工程机械中的应用可以在很大程度上实现信息的及时传递和服务的有效处理，在当前社会发展下，互联网技术作为信息的载体，已经成为信息传递的必要，也成为人们生活中的重要组成部分。在工程技术的发展下，工程建设中遇到各种各样的问题都会得到较好的解决，但前提是需要将这些技术合理地应用起来，并要将各个技术优势有效发挥出来，实现信息平台的综合服务功能。

1.2 智能化系统在工程建设中的实际应用

智能化系统在工程建设中已广泛使用于施工区域的门禁管理、施工现场远程监控、设备管理等诸多领域，在工程建设的发展过程中，必须提高建设服务和管理水平，提升管理形象。当前的智能化管理系统作为一项营运系统，在为人们提供便捷服务的同时，也在不断升级和完善，随着4G、5G 网络技术的发展和普及，未来更多的施工单位都会应用智能化系统。

2 建筑工程机械自动化技术阐述

2.1 机械自动化技术的位置辨别

机械自动化最突出的优势就是能够自动识别位置，并根据位置的不同采取相应的措施，自动识别系统是该技术的核心，大多数机械自动化设备都能够对内部和外部的位置进行识别，在对内部位置进行识别的过程中，主要是依靠测速传感器对设备的移动参数进行测定， 通过对各因素的运动变化情况进行判定；而在对外部位置进行识别的过程中，主要是对电磁波的位置进行测定。

2.2 施工机械设备管理

在实际的施工过程中，特种设备的安全监控也是十分重要的。机械自控技术在使用的时候，通过传感器可对危险工况进行有效识别，具有自动预警、自动停机等功能。在遇到突发事件的时候及时处理，避免不必要的事故发生。同时，通过自控技术可以轻松实现多台设备的精准同步及联动，可以节省大量的人力、物力和财力，大大提高工作效率。

2.3 安全管理技术

在工程建设的过程中，安全是每个工程项目必须重视的问题，安全管理也就成了工程建设的重要组成部分。在机械工程建设中，安全建设的内容比较繁多，主要指工地门禁系统、自动识别作业人员签到、人员进入危险区域报警等，这些技术的应用能够进一步降低项目安全风险。

2.4 综合应用技术

机械自控设备可以实现多台设备的同时操作，进一步实现工程运作的整体化，同时，还会有专业的系统对每台设备进行精准管理和控制，可实现与BIM 系统、ERP 系统的对接，在实际工作中，通过定位设备及相关传感器对机械设备的工作位置、工作状况和工作效率进行监督，通过互联网将信息迅速反馈给管理团队，以便于工作人员及时做出应对策略。

3 自动化技术应用实例

3.1 自控技术在移动机械设备管理中的应用

施工单位对移动机械设备的管理一直是个难点，通过成移动机械设备监控系统可轻松实现对移动机械设备的管理。通过GPS 定位设备、视频监控、油位器、温度传感器、卸料传感器、调度屏等配套设备可以对自卸车、罐车、吊车、泵车、平地机、挖掘机、压路机、推土机、装载机等移动设备的运行轨迹、加油记录、油耗情况等信息进行综合分析，自动生成详细的统计分析报表通过电脑、手机等终端设备进行查询。

3.2 自控技术在起重设备的应用

起重设备安全风险大，因违章操作导致的特种设备安全事故层出不穷，自控技术在起重设备的应用能够有效降低事故率。其主要工作原理就是通过传感器和自控系统对起重设备进行自动化的控制，达到安全临界条件时，通过系统进行报警和干预，杜绝事故发生。以塔式起重机为例，运行监控系统包括前端硬件设备和后端远程监控平台。前端硬件设备主要包括监控传感器和安全监控主机，监控传感器分布在塔式起重机各个位置，负责实时收集塔式起重机运行参数，安全监控主机置于塔式起重机驾驶室，作为塔式起重机司机自主监测、接受报警信息以及与监控中心保持动态联系的设备。通过传感器实时采集吊重、力矩、变幅、高度、回转转角、塔身倾斜角度、环境风速等多项安全作业工况实时数据，监控主机以图形数值方式实时显示当前实际工作参数和塔式起重机额定工作能力参数，使驾驶员直观了解塔式起重机工作状态，正确操作。在监控数据临近额定限值时监控主机可以发出语音预警和报警，使司机能直观地了解塔机的工作状态，做出正确操作，避免误操作和超载。同时，可以监测单台塔式起重机与建筑物、其他运行塔式起重机的干涉，防碰撞、禁行区域、塔式起重机自身各种限位等，系统可实时收到塔式起重机干涉、防碰撞、禁行区预警。

3.3 自控技术在智能化钢筋生产线的应用

某桥梁施工项目产品涉及桩基钢筋、地连墙钢筋、主塔塔柱、墩身钢筋、盖梁钢筋供应，主要包含钢筋剪切、弯曲、钢筋笼成型以及锯切套丝工艺，总体的计划需求如表1。

表1

项目部以数控钢筋加工装备为基础，科学地规划了三条智能化钢筋生产线：

（1）钢筋笼自动化流水线：钢筋锯切套丝机器人→锯切成品输送辊道→钢筋笼斜坡上料机构→钢筋笼成型机器人。

（2）剪切弯曲流水线：钢筋自动剪切机器人→联动装置→立式钢筋弯曲机器人。

（3）剪切弯曲流水线：钢筋自动剪切机器人→联动装置→卧式钢筋弯曲机器人。

通过自控系统与BIM 模型互联互通，实现钢筋自动化加工，系统具备库存管理、生产排产、优化套裁、质量管理、物流管理等功能，产生了较好的经济效益。

3.4 自控技术在运梁车自动驾驶中的应用

自控技术在运梁车自动驾驶中具有十分广泛的应用。900t 运梁车驼梁过隧道时，整机高度已基本接近隧道断面，对驾驶员及指挥人员的要求都较高，极易发生碰撞事故。运梁车自动驾驶技术通过采集单点激光测距传感器、面阵激光测距传感器和转向角度测量传感器的数据，实现对比例控制阀阀组的闭环转向控制，控制转向油缸组进行实时纠偏，实现运梁车在桥面及隧道内中心线上自动安全稳定行驶。该技术的应用大大减少了运梁车过隧时间，提高了行车效率和行车安全。

4 结语

综上所述，我国机械工程中的自控化技术具有一定的发展基础，在实际的发展中也在不断进步，管理人员要加强管理，提高管理意识，工作人员也要对技术进行及时的更新，紧跟时代发展的潮流，机械自动化技术要注重实用性和专业性，自动化技术作为时代发展的产物，在使用的过程中既要实现经济效益，也要实现社会效益，完善建筑工程建设内容，加强先进技术与工程实际之间的契合，协调各机械设备的功能，加强研究，更新技术，促进自控技术在工程建设中更广泛的应用。