基于智能化的机械设备电气自动化技术应用研究

2021-06-26梁志宏王换男

中国科技纵横 2021年5期

梁志宏王换男

（1.沈阳理工大学装备工程学院，辽宁沈阳 110065；2.沈阳韵腾机电设备有限公司，辽宁沈阳 110065）

1.电气自动化技术的应用优势

（1）节约人力和物力资源，提高资源利用率。技术应用于工业生产后节省了大量资源，缓解人员工作压力。比如啤酒生产前，应用自动化技术完成设备的智能操控后，只需要在设备旁安排两名工作人员即可，生产线已实现自动化生产与包装，工作效率大幅度提升。（2）电气自动化技术可代替传统生产模式下的高危操作，提高设备运行安全性与稳定性，如图1所示，智能化自动控制系统可以代替人工，在PLC的作用下提高效率。机械制造时人们难免会出现人为失误，可见流水线生产模式下的潜在危险性，而电气自动化技术的应用有效避免了以上问题，使机械制造趋于自动化，人们通过远程操作即可代替高危操作，有效保障了人身安全，降低了事故发生概率。（3）工作效率大幅度提升。设备运行时容易受环境与人为操作的干扰，比如电磁干扰影响设备稳定运行，人员操作不足导致设备效率降低等。电气自动化技术应用于设备中可以规避以上问题，经过技术的智能化调整，极大程度上提高了设备与周围环境之间的适配性，避免再次出现电磁干扰，保障了工作效率的稳定提升[1]。

图1 智能化控制系统

2.电气自动化技术在智能化机械设备中的实践应用

2.1 电子信息流

将电气自动化技术用于电子信息流方面，主要有以下用途：（1）计算机辅助设计和制造。电气自动化技术用于该领域十分常见，比如CAD与CAM设计，无论是零件建模，还是装配图绘制都离不开CAD和CAM。设计工序完成后，应用数控编程系统所设计的流水线生产模式进行工具器件的统一生产，整个生产过程中零件的加工装配都需要在智能自动化控制技术下高效完成，使零件物流运输和包装环节相互紧密联系，提高生产效率。（2）辅助工艺设计和数据采集管理。计算机辅助也是机械制造的一部分，需要负责产品的优化设计，与生产制造环节联络沟通，提升制造效率。技术的应用优势主要体现在产品数据采集和信息反馈管理，这样做是为了对产品做出更有效的优化设计，为产品提供增值服务[2]。

2.2 物品运输流

在物流供输链中，材料先进入制造系统，系统内对应拆装供输纽带，加工完成后再将材料送入指定区域，该环节内自动化设备主要包含自动输送系统、输送纽带系统以及自动存储系统。这些系统中，自动输送系统的运行又包含输料、上料、储料器、定向设施几部分，这些设施的在完成材料分拣输送的同时还能保证生产效率。输送纽带系统包含传送带和输送机几部分，经过导向隔板的应用，材料组装与输送十分精准。

2.3 刀具与加工

机械自动化制造过程中离不开刀具切削加工，刀具在日常生产中十分常见，但制造起来比较困难。质量上等的刀具需要用最佳的材料，锻造与淬火工艺的应用必不可少，刀具铸造成型时需要掌握好精准度，只有这样才能保证制造质量达到要求。与人工制造模式相比，机械自动化制造的刀具工艺更加精湛，且材料使用效益大幅度提升，降低了人为失误操作下导致的报废。从生产质地来讲，机械自动化下的刀具不仅有足够的韧性，也具有强大的硬度。

2.4 农业机械与工程应用

从当前农业发展现状来看，多数农业活动都是依靠农机设备完成操作的，比如水稻和小麦的采收已经实现了机械自动化收集，农业发展趋于智能简洁。农机自动化不仅节约了人力资源，也减少了边际成本，目前人们已经将自动化农机设备用在了耕种、灌溉以及收割等各个环节，农机设备中还包含大棚温控系统或人工模拟降雨系统等高端环境配套设备，设备的应用不仅克服了季节变化和地域差异对农业生产的阻碍，也满足了现代化生产对农作物提出的高要求，加快了农产品经济发展脚步。

基于智能化技术的电气自动化控制系统设计已成为当前技术的重要发展态势。智能化电气控制系统通过智能监控自动采集管理数据，再将数据传递给主机，防止人为误差。数据处理后被传递到自动化电气设备，使系统的自动化控制效率提升，针对无法自主处理的数据，系统会发送报警信息，管理人员协同系统完成处理。由此可见，系统中智能监控模块的作用在于保证智能化控制的有效运行[3]。

3.未来机械设备电气自动化技术的发展趋势

（1）推进机器学习的发展。如图2所示，作为人工智能的核心部分，机器学习是提升机械设备电气自动化智能发展的有效途径。电气自动化的发展可以在系统内建立庞大的知识网络，融入概率论、统计学相关知识，完成机器自主学习。因此，电气自动化技术在未来可以熟练用于机械操作与控制中，并从操作者个人偏好出发优化设计方案，提高机械操作质量。