機(jī)械電子節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用分析

王宇飛　李春風(fēng)　王文龍　王清河

【摘 要】近年來，隨著人類社會高新科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會也隨之進(jìn)入了現(xiàn)代化的工業(yè)、電子信息化時(shí)代。隨之而來的環(huán)境污染、生態(tài)破壞等，給人類的生活帶來了嚴(yán)重的不良影響。隨著人們素質(zhì)水平的不斷提升，人們已經(jīng)越來越重視長期的可持續(xù)發(fā)展，注重環(huán)保、節(jié)能和綠色等發(fā)展理念。因此，機(jī)械電子技術(shù)也應(yīng)該不斷響應(yīng)時(shí)代的號召，全面加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)和環(huán)保技術(shù)的開發(fā)，大力開發(fā)可再生的能源，降低能源消耗，在發(fā)展機(jī)械點(diǎn)技術(shù)的同時(shí)，全面融入節(jié)能理念和綠色發(fā)展理念，促進(jìn)機(jī)械電子技術(shù)節(jié)能控制技術(shù)的推廣和發(fā)展，以推動機(jī)械電子生產(chǎn)制造更加高效、低耗，以實(shí)現(xiàn)其長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。下面本文闡述機(jī)械電子節(jié)能控制技術(shù)的基礎(chǔ)概念，針對當(dāng)前實(shí)踐中應(yīng)用的機(jī)械電子節(jié)能控制技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行分析，以促進(jìn)節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械電子；節(jié)能控制技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號： TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）11-0160-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.069

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)取得了卓越的成效，人們對工程機(jī)械性能、能耗以生產(chǎn)操作的簡便等都有新的要求。當(dāng)前，我國的機(jī)械電子技術(shù)水平已經(jīng)得到提升，但是，在節(jié)能控制及智能化方面，還是存在欠缺，與國際化技術(shù)水平還存在很大差距。所以，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制，降低機(jī)械電子生產(chǎn)中的能耗，是當(dāng)前人們關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，我國的機(jī)械電子節(jié)能控制技術(shù)在節(jié)能方面還存在一定的局限性，雖然能實(shí)現(xiàn)部分節(jié)能控制，但是對于大批量機(jī)械電子生產(chǎn)的能耗控制還不夠精準(zhǔn)，還無法達(dá)到理想的控制效果，必須不斷加強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐研究，不斷提升和優(yōu)化技術(shù)。

1 機(jī)械電子節(jié)能概念

一般將機(jī)械電子節(jié)能分為廣義和狹義兩種節(jié)能，即有用功率節(jié)能和無用功率節(jié)能。其中有用功率節(jié)能主要是將機(jī)械能量轉(zhuǎn)化為動能，對外界進(jìn)行做功的功率。機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中，是由多個(gè)執(zhí)行結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，最終完成任務(wù)分配，進(jìn)行能量的傳遞和轉(zhuǎn)換。這個(gè)過程中，影響做功的效率的因素主要有兩個(gè)，即能量的轉(zhuǎn)換和能量的分配。研究人員中加強(qiáng)能量傳遞與供需之間的關(guān)系，進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)任務(wù)的合理分配，實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能控制。而無功功率節(jié)能主要是機(jī)械設(shè)備能量之間的相互轉(zhuǎn)換和傳遞以及能量對外的做功三個(gè)方面，必須清楚掌握機(jī)械設(shè)備的功率運(yùn)行流程。例如，柴油機(jī)在做功時(shí)，將柴油的化學(xué)能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械設(shè)備的機(jī)械能。國內(nèi)外使用全過程進(jìn)行調(diào)速、電控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的耗能和能量的轉(zhuǎn)換。此外，還有液壓水泵，這個(gè)機(jī)械設(shè)備是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為液壓能。設(shè)備采用恒定的功率控制，對壓力切斷以及流量進(jìn)行控制，改善了液壓水泵的設(shè)備之間的耗能和能量轉(zhuǎn)換控制。當(dāng)柴油機(jī)和液壓水泵分別為能量供應(yīng)方和需求方時(shí)，此時(shí)逐漸改善液壓水泵設(shè)備的整體運(yùn)行耗能，對能量轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制。柴油機(jī)和液壓泵的能量轉(zhuǎn)換主要是改善兩者供應(yīng)關(guān)系，在柴油能源逐漸減少的背景下，為了滿足機(jī)械電子設(shè)備運(yùn)行的需求，實(shí)現(xiàn)做功生產(chǎn)，采用水泵可以有效實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，且能降低柴油的消耗，對兩者進(jìn)行調(diào)節(jié)和改善。最終通過調(diào)節(jié)和控制能實(shí)現(xiàn)做功特性和耗能特性的控制。在液壓閥控制系統(tǒng)中，操作人員掌握，液壓閥顯示做功的具體狀態(tài)，并提供流程示意圖。所以，液壓泵和液壓閥存在一種供需轉(zhuǎn)換關(guān)系。液壓泵的液壓能被發(fā)動機(jī)所吸收，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而順利做功。從廣義節(jié)能理念來看，主要是將機(jī)械電子節(jié)能分為效率、動能以及分配，對功率之間的合理分配進(jìn)行控制，以降低能耗，提升作業(yè)的整體效率。

2 機(jī)械電子節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)代機(jī)械電子節(jié)能控制技術(shù)的基本設(shè)計(jì)理念，是以廣義的機(jī)械節(jié)能進(jìn)行劃分的，以滿足機(jī)械作業(yè)的效率需求。近年來，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，關(guān)于機(jī)械電子節(jié)能控制技術(shù)研究也逐漸深入，在實(shí)踐的探索中，該技術(shù)也取得一定的發(fā)展，并且在實(shí)踐中有著很好的應(yīng)用?，F(xiàn)代機(jī)械電子節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，逐漸轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)，在不斷的創(chuàng)新下，找那最終不斷將節(jié)能控制技術(shù)的功能充分展示出來。其具體應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）電子功率控制節(jié)能系統(tǒng)

現(xiàn)代機(jī)械電子功率節(jié)能控制應(yīng)該提升參數(shù)的靈活性，調(diào)節(jié)節(jié)能執(zhí)行結(jié)構(gòu)過程中的操作，從而對分工狀況進(jìn)行充分分配。其中電子功率控制節(jié)能系統(tǒng)，主要是對電比例液壓泵、電控噴油柴油機(jī)以及電比例液壓發(fā)動機(jī)等進(jìn)行應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行中，對轉(zhuǎn)換元件和能量傳遞過程中的體現(xiàn)進(jìn)行充分控制，全面提升整個(gè)的運(yùn)行效率，并且減少功能，降低能耗，最終提升整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能水平，且能最大程度提升系統(tǒng)的功能。在節(jié)能控制系統(tǒng)的總目標(biāo)中，將節(jié)能控制系統(tǒng)分為三個(gè)類型，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)，以達(dá)到最大化的節(jié)能控制。即將傳統(tǒng)作業(yè)、作業(yè)效率及協(xié)同作業(yè)進(jìn)行控制，進(jìn)行細(xì)致的劃分。該節(jié)能結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢，在同一調(diào)控的目標(biāo)下，各個(gè)不同執(zhí)行機(jī)構(gòu)均能很好體現(xiàn)；最終目標(biāo)和設(shè)定的節(jié)能目標(biāo)相符，控制節(jié)能效果更加理想，能夠有效實(shí)現(xiàn)從全局出發(fā)進(jìn)行控制的目標(biāo)，最大的提升經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益。

（二）電子分布式控制系統(tǒng)的構(gòu)建

機(jī)械電子分布式控制系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行的關(guān)鍵，也是核心構(gòu)建的部分。對于液壓泵系統(tǒng)和功率系統(tǒng)，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中壓力信息的產(chǎn)生是由控制系統(tǒng)處理的，這個(gè)過程中，必須提升對信息的相應(yīng)速度。但是，現(xiàn)階段的處理壓力信息的過程，信息處理的及時(shí)性差，很多時(shí)候信息采集延遲，導(dǎo)致信息處理不夠及時(shí)，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在這種情況下，應(yīng)該對發(fā)動機(jī)控制進(jìn)行優(yōu)化和省級，設(shè)立液壓泵控制器，或者對液壓閥進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)分布式控制目標(biāo)。根據(jù)用戶的最終需求，結(jié)合機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，控制發(fā)動機(jī)的耗油量；壓力表位于泵的出口處，上面顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，發(fā)送數(shù)據(jù)指令，采集數(shù)據(jù)信息，傳輸至總控制系統(tǒng)進(jìn)行管理。在這個(gè)過程中，通過數(shù)據(jù)的讀取和處理，為調(diào)節(jié)液壓泵的排量奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)，最終在總控制系統(tǒng)中，接收相關(guān)數(shù)據(jù)，指令在其他控制系統(tǒng)中的接收，最終由總控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)中，操作技術(shù)人員開展作業(yè)時(shí)，對液壓閥進(jìn)行控制，通過調(diào)節(jié)液壓閥促使總控制系統(tǒng)，能有效對全部液壓閥的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的讀取，并且及時(shí)發(fā)出指令，其他控制系統(tǒng)根據(jù)指令進(jìn)行調(diào)節(jié)，總控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)高效的控制，開展有效的能耗控制，達(dá)到理想的節(jié)能效果。

3 結(jié)束語

綜上，隨著現(xiàn)代集成技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械電子技術(shù)也得到很好的發(fā)展，尤其是在當(dāng)前綠色、節(jié)能理念深入人心的時(shí)代背景下，電子機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)的研發(fā)，一度成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。節(jié)能控制技術(shù)在使用中，能對能源進(jìn)行有效控制，發(fā)揮局部功能，并且降低能耗。電子機(jī)械在發(fā)展的過程中，必須將節(jié)能控制系統(tǒng)以及全線電子節(jié)能控制技術(shù)作為重點(diǎn)的研究方向，大力進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。并且要加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用過程中的管理，從動態(tài)工況和動率出發(fā)，全面降低耗能，推動機(jī)械電子產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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