機(jī)械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計研究

趙世濤

摘 要：隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，農(nóng)業(yè)發(fā)展也開始走向機(jī)械化。當(dāng)前機(jī)械設(shè)備變得龐大和復(fù)雜，需要有更加完善和先進(jìn)的系統(tǒng)裝置予以控制，機(jī)械電子式軟啟動裝置對控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行具有重要的作用。作為重要的機(jī)械電子技術(shù)之一，軟啟動技術(shù)對于農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展具有重要的意義。文章圍繞著機(jī)械設(shè)備裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，對軟啟動技術(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計出機(jī)械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)，對機(jī)電一體化的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子；軟啟動裝置；控制系統(tǒng)

前言

機(jī)電一體化已經(jīng)成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造的發(fā)展趨勢，將電子設(shè)備與機(jī)械設(shè)備緊密結(jié)合，形成機(jī)械電子系統(tǒng)，主要起到對機(jī)械設(shè)備的啟動和控制作用。當(dāng)前的機(jī)械設(shè)備具有連續(xù)、高效的運(yùn)行能力，在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)當(dāng)中起到關(guān)鍵性作用，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的規(guī)模的擴(kuò)大對于相關(guān)技術(shù)的要求也就有了很大的提升，這就需要先進(jìn)的控制系統(tǒng)對大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的控制，實現(xiàn)穩(wěn)定的機(jī)械化生產(chǎn)。

1 軟啟動裝置的重要性

電子設(shè)備在機(jī)械運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備業(yè)都是與電子設(shè)備實現(xiàn)操作控制的，需要供電設(shè)施進(jìn)行電力提供，來維持發(fā)動機(jī)等電動機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。電動機(jī)在啟動過程當(dāng)中，會在短時間內(nèi)產(chǎn)生高強(qiáng)電流，一定程度上給供電系統(tǒng)以及電動機(jī)械設(shè)備帶來一定的沖擊，增加電力荷載，長期積累下來，會給電動機(jī)械設(shè)備造成一定的破壞，不利于機(jī)械電子設(shè)備的工作運(yùn)行，因此，就需要能夠有效控制機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的裝置，軟啟動技術(shù)是良好的選擇。通過機(jī)械電子式軟啟動，可以對機(jī)械設(shè)備有效的進(jìn)行控制，保證機(jī)械在啟動過程當(dāng)中所產(chǎn)生的高強(qiáng)電流能夠得到控制，避免產(chǎn)生危害。軟啟動裝置有效的緩解了電力荷載壓力，將電流限制在合理的范圍內(nèi)，同時保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。機(jī)械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠滿足當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的需求，對機(jī)械電子系統(tǒng)平穩(wěn)有序的運(yùn)行具有重要的作用，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，軟啟動裝置發(fā)揮著重要的作用[1]。

2 機(jī)械電子式軟啟動裝置的優(yōu)勢

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備多是大型機(jī)械設(shè)備，在啟動過程當(dāng)中會由于壓降產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩和高強(qiáng)電流，而軟啟動裝置能夠?qū)ζ溆枰院芎玫南拗?，以更好的保護(hù)機(jī)械設(shè)備降低能耗。軟啟動裝置能夠?qū)与娏鬟M(jìn)行有效的控制，將電動機(jī)械設(shè)備需要承擔(dān)的荷載限制在一定的范圍內(nèi)，保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行工作。軟啟動裝置的特點是占據(jù)空間小，并且容易操控，便于維護(hù)，避免其故障的發(fā)生。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平有了很大程度上的提升，對于機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)有著極大的提升，原有的軟啟動裝置已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要了，因此機(jī)械電子式軟啟動裝置開始得到廣泛的應(yīng)用，有著較大的優(yōu)勢。

2.1 故障頻率低

傳統(tǒng)的軟啟動裝置在應(yīng)用之初發(fā)揮了很重要的作用，但是由于機(jī)械設(shè)備的功能得到了極大的完善和拓展，傳統(tǒng)的軟啟動裝置在某些方面的不足開始顯現(xiàn)出來。隨著電動機(jī)械設(shè)備的功率不斷提高，軟啟動裝置對其的調(diào)控力不足，在長期的使用當(dāng)中很容易發(fā)生故障，難以保證電動機(jī)的平穩(wěn)啟動。因此，機(jī)械電子式軟啟動設(shè)備開始得以應(yīng)用。與傳統(tǒng)軟啟動設(shè)備相比，在控制故障的方面有著很大的優(yōu)勢。機(jī)械電子式軟啟動設(shè)備能夠更好的適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的強(qiáng)電流，承擔(dān)荷載壓力，能夠有效的避免故障的發(fā)生，同時，機(jī)械電子式軟啟動設(shè)備由于其便于操作和維護(hù)的特性，能夠及時將故障隱患予以消除極大的降低了故障的發(fā)生頻率[2]。

2.2 啟動平穩(wěn)

在傳統(tǒng)的軟啟動設(shè)備的應(yīng)用當(dāng)中，由于長時間的使用，加上機(jī)械設(shè)備自身的改進(jìn)和完善，軟啟動設(shè)備漸漸跟不上大型電動機(jī)械設(shè)備的要求，對于電動機(jī)啟動時產(chǎn)生的強(qiáng)電流不能限制在合理范圍內(nèi)，長此以往，機(jī)械設(shè)備容易發(fā)生故障，在運(yùn)行過程當(dāng)中難以保持平穩(wěn)。機(jī)械電子式軟啟動設(shè)備就極大的改善了這一問題，軟啟動設(shè)備能夠?qū)﹄妱訖C(jī)械設(shè)備啟動時所產(chǎn)生的高強(qiáng)電流能夠有效的進(jìn)行控制并根據(jù)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的基本需要，對產(chǎn)生的電流和荷載進(jìn)行調(diào)控，將其維持在合理的數(shù)字范圍，電動機(jī)械設(shè)備的啟動也就更加平穩(wěn)。在傳統(tǒng)軟啟動設(shè)備的基礎(chǔ)之上，將最為先進(jìn)的機(jī)械電子式軟啟動技術(shù)引用其中，實現(xiàn)機(jī)械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)的建立，使大型電動機(jī)械設(shè)備更加平穩(wěn)有序的工作[3]。

3 機(jī)械電子式軟啟動裝置啟動設(shè)計

3.1 啟動方式設(shè)計

為了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備平穩(wěn)的啟動，良好的運(yùn)行，需要對機(jī)械電子軟啟動裝置的啟動方式進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，以實現(xiàn)機(jī)械自動化控制。主要的啟動方式設(shè)計有斜坡電壓式，斜坡恒流式以及矩形轉(zhuǎn)矩式。斜坡電壓軟啟動操作簡單，在操作過程當(dāng)中省略了電流閉環(huán)控制的環(huán)節(jié)；斜坡恒流式軟啟動則是將電動機(jī)啟動電流呈現(xiàn)階梯式增長，并將電流最大值設(shè)置在最合理的范圍內(nèi)，當(dāng)電流增長到該值時，進(jìn)行有效的控制，保持其恒定狀態(tài)，可以極大的縮短啟動時間；矩形轉(zhuǎn)矩式軟啟動則是以滿足荷載要求為前提，對軟啟動裝置予以保護(hù)，實現(xiàn)電動機(jī)的安全啟動，以上幾種方法，具有各自的優(yōu)勢喝缺陷，因此需要根據(jù)電動機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的實際需要加以合理利用，保證安全穩(wěn)定[4]。

3.2 軟件設(shè)計

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備電子式軟啟動的控制系統(tǒng)的設(shè)計離不開高新技術(shù)的應(yīng)用，以計算機(jī)信息系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，將可編程控制器作為核心設(shè)備，對軟啟動設(shè)備進(jìn)行科學(xué)程序設(shè)計。首先，采用控制語言以面向運(yùn)行過程，采用形象語言以面向問題，建立最直觀簡單的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)下進(jìn)行程序設(shè)計。以控制系統(tǒng)的流程圖以及功能需要進(jìn)行設(shè)計，以完善機(jī)械電子式軟啟動裝置的功能。其次，進(jìn)行根據(jù)程序編寫需要進(jìn)行最優(yōu)化的設(shè)計。選取編程軟件，將計算機(jī)作為上位機(jī)，面向設(shè)計對象和可視化程序進(jìn)行設(shè)計，采用不同的語言進(jìn)行編寫，使機(jī)械電子式軟啟動軟件在運(yùn)行過程當(dāng)中反應(yīng)和執(zhí)行的效率更高。再次，依然以計算機(jī)作為上位機(jī)，進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計。包括對軟件系統(tǒng)主界面、圖形界面、菜單和相關(guān)工具欄的設(shè)計。最后，設(shè)計故障報警系統(tǒng)，以實時監(jiān)控軟件的運(yùn)行，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)械電子式軟啟動裝置的故障，并采取有效的措施予以解決，保證其高效、穩(wěn)定的運(yùn)行[5]。

3.3 硬件設(shè)計

相比于軟件設(shè)計，機(jī)械電子式軟啟動裝置的硬件設(shè)計就顯得比較簡單，需要對機(jī)械電子式軟啟動裝置進(jìn)行電路設(shè)計。在主電路的設(shè)計只是在電源和電動機(jī)定子之間接上晶閘管，能夠有效控制電壓以及電機(jī)轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對其的調(diào)控，以更好的控制軟啟動裝置的啟動，在很大程度上提升了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力。

4 結(jié)束語

機(jī)械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計研究，需要對軟啟動技術(shù)進(jìn)行完善和改進(jìn)。為了滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的實際需要，需要對機(jī)械電子裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行針對性的設(shè)計發(fā)揮其自身優(yōu)勢，拓展多樣化的功能，在未來的社會生產(chǎn)當(dāng)中，經(jīng)過優(yōu)化的機(jī)械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)將會發(fā)揮更為重要的作用，對農(nóng)業(yè)機(jī)電一體化的發(fā)展具有重要的意義，對農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義，推動了社會的發(fā)展進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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