機械自控技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用

董超

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北 武漢 430000）

在人們生活水平不斷提高的今天，機械自動化技術(shù)的發(fā)展為人們的生活帶來了極大的便利，在人們的生活中和工作中，無處不見自動化技術(shù)的滲透，自動化技術(shù)節(jié)省了大量的人力、物力和財力，現(xiàn)代行業(yè)的發(fā)展同樣離不開自動化技術(shù)的支持，在大多數(shù)工程建設(shè)中，機械自動技術(shù)已經(jīng)成為不可缺少的技術(shù)之一，該技術(shù)的使用，極大提高了工程建設(shè)的效率和質(zhì)量，也使得建筑行業(yè)得到更進(jìn)一步的發(fā)展，在整個建筑行業(yè)中起著舉足輕重的作用。

1 機械自動化控制技術(shù)的發(fā)展

1.1 工程建設(shè)中的智能化系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

工程建設(shè)在發(fā)展的過程中不斷應(yīng)用新技術(shù)，智能化技術(shù)不斷提高，智能化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用可以在很大程度上實現(xiàn)信息的及時傳遞和服務(wù)的有效處理，在當(dāng)前社會發(fā)展下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息的載體，已經(jīng)成為信息傳遞的必要，也成為人們生活中的重要組成部分。在工程技術(shù)的發(fā)展下，工程建設(shè)中遇到各種各樣的問題都會得到較好的解決，但前提是需要將這些技術(shù)合理地應(yīng)用起來，并要將各個技術(shù)優(yōu)勢有效發(fā)揮出來，實現(xiàn)信息平臺的綜合服務(wù)功能。

1.2 智能化系統(tǒng)在工程建設(shè)中的實際應(yīng)用

智能化系統(tǒng)在工程建設(shè)中已廣泛使用于施工區(qū)域的門禁管理、施工現(xiàn)場遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備管理等諸多領(lǐng)域，在工程建設(shè)的發(fā)展過程中，必須提高建設(shè)服務(wù)和管理水平，提升管理形象。當(dāng)前的智能化管理系統(tǒng)作為一項營運系統(tǒng)，在為人們提供便捷服務(wù)的同時，也在不斷升級和完善，隨著4G、5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及，未來更多的施工單位都會應(yīng)用智能化系統(tǒng)。

2 建筑工程機械自動化技術(shù)闡述

2.1 機械自動化技術(shù)的位置辨別

機械自動化最突出的優(yōu)勢就是能夠自動識別位置，并根據(jù)位置的不同采取相應(yīng)的措施，自動識別系統(tǒng)是該技術(shù)的核心，大多數(shù)機械自動化設(shè)備都能夠?qū)?nèi)部和外部的位置進(jìn)行識別，在對內(nèi)部位置進(jìn)行識別的過程中，主要是依靠測速傳感器對設(shè)備的移動參數(shù)進(jìn)行測定， 通過對各因素的運動變化情況進(jìn)行判定；而在對外部位置進(jìn)行識別的過程中，主要是對電磁波的位置進(jìn)行測定。

2.2 施工機械設(shè)備管理

在實際的施工過程中，特種設(shè)備的安全監(jiān)控也是十分重要的。機械自控技術(shù)在使用的時候，通過傳感器可對危險工況進(jìn)行有效識別，具有自動預(yù)警、自動停機等功能。在遇到突發(fā)事件的時候及時處理，避免不必要的事故發(fā)生。同時，通過自控技術(shù)可以輕松實現(xiàn)多臺設(shè)備的精準(zhǔn)同步及聯(lián)動，可以節(jié)省大量的人力、物力和財力，大大提高工作效率。

2.3 安全管理技術(shù)

在工程建設(shè)的過程中，安全是每個工程項目必須重視的問題，安全管理也就成了工程建設(shè)的重要組成部分。在機械工程建設(shè)中，安全建設(shè)的內(nèi)容比較繁多，主要指工地門禁系統(tǒng)、自動識別作業(yè)人員簽到、人員進(jìn)入危險區(qū)域報警等，這些技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步降低項目安全風(fēng)險。

2.4 綜合應(yīng)用技術(shù)

機械自控設(shè)備可以實現(xiàn)多臺設(shè)備的同時操作，進(jìn)一步實現(xiàn)工程運作的整體化，同時，還會有專業(yè)的系統(tǒng)對每臺設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)管理和控制，可實現(xiàn)與BIM 系統(tǒng)、ERP 系統(tǒng)的對接，在實際工作中，通過定位設(shè)備及相關(guān)傳感器對機械設(shè)備的工作位置、工作狀況和工作效率進(jìn)行監(jiān)督，通過互聯(lián)網(wǎng)將信息迅速反饋給管理團(tuán)隊，以便于工作人員及時做出應(yīng)對策略。

3 自動化技術(shù)應(yīng)用實例

3.1 自控技術(shù)在移動機械設(shè)備管理中的應(yīng)用

施工單位對移動機械設(shè)備的管理一直是個難點，通過成移動機械設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)可輕松實現(xiàn)對移動機械設(shè)備的管理。通過GPS 定位設(shè)備、視頻監(jiān)控、油位器、溫度傳感器、卸料傳感器、調(diào)度屏等配套設(shè)備可以對自卸車、罐車、吊車、泵車、平地機、挖掘機、壓路機、推土機、裝載機等移動設(shè)備的運行軌跡、加油記錄、油耗情況等信息進(jìn)行綜合分析，自動生成詳細(xì)的統(tǒng)計分析報表通過電腦、手機等終端設(shè)備進(jìn)行查詢。

3.2 自控技術(shù)在起重設(shè)備的應(yīng)用

起重設(shè)備安全風(fēng)險大，因違章操作導(dǎo)致的特種設(shè)備安全事故層出不窮，自控技術(shù)在起重設(shè)備的應(yīng)用能夠有效降低事故率。其主要工作原理就是通過傳感器和自控系統(tǒng)對起重設(shè)備進(jìn)行自動化的控制，達(dá)到安全臨界條件時，通過系統(tǒng)進(jìn)行報警和干預(yù)，杜絕事故發(fā)生。以塔式起重機為例，運行監(jiān)控系統(tǒng)包括前端硬件設(shè)備和后端遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。前端硬件設(shè)備主要包括監(jiān)控傳感器和安全監(jiān)控主機，監(jiān)控傳感器分布在塔式起重機各個位置，負(fù)責(zé)實時收集塔式起重機運行參數(shù)，安全監(jiān)控主機置于塔式起重機駕駛室，作為塔式起重機司機自主監(jiān)測、接受報警信息以及與監(jiān)控中心保持動態(tài)聯(lián)系的設(shè)備。通過傳感器實時采集吊重、力矩、變幅、高度、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角、塔身傾斜角度、環(huán)境風(fēng)速等多項安全作業(yè)工況實時數(shù)據(jù)，監(jiān)控主機以圖形數(shù)值方式實時顯示當(dāng)前實際工作參數(shù)和塔式起重機額定工作能力參數(shù)，使駕駛員直觀了解塔式起重機工作狀態(tài)，正確操作。在監(jiān)控數(shù)據(jù)臨近額定限值時監(jiān)控主機可以發(fā)出語音預(yù)警和報警，使司機能直觀地了解塔機的工作狀態(tài)，做出正確操作，避免誤操作和超載。同時，可以監(jiān)測單臺塔式起重機與建筑物、其他運行塔式起重機的干涉，防碰撞、禁行區(qū)域、塔式起重機自身各種限位等，系統(tǒng)可實時收到塔式起重機干涉、防碰撞、禁行區(qū)預(yù)警。

3.3 自控技術(shù)在智能化鋼筋生產(chǎn)線的應(yīng)用

某橋梁施工項目產(chǎn)品涉及樁基鋼筋、地連墻鋼筋、主塔塔柱、墩身鋼筋、蓋梁鋼筋供應(yīng)，主要包含鋼筋剪切、彎曲、鋼筋籠成型以及鋸切套絲工藝，總體的計劃需求如表1。

表1

項目部以數(shù)控鋼筋加工裝備為基礎(chǔ)，科學(xué)地規(guī)劃了三條智能化鋼筋生產(chǎn)線：

（1）鋼筋籠自動化流水線：鋼筋鋸切套絲機器人→鋸切成品輸送輥道→鋼筋籠斜坡上料機構(gòu)→鋼筋籠成型機器人。

（2）剪切彎曲流水線：鋼筋自動剪切機器人→聯(lián)動裝置→立式鋼筋彎曲機器人。

（3）剪切彎曲流水線：鋼筋自動剪切機器人→聯(lián)動裝置→臥式鋼筋彎曲機器人。

通過自控系統(tǒng)與BIM 模型互聯(lián)互通，實現(xiàn)鋼筋自動化加工，系統(tǒng)具備庫存管理、生產(chǎn)排產(chǎn)、優(yōu)化套裁、質(zhì)量管理、物流管理等功能，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 自控技術(shù)在運梁車自動駕駛中的應(yīng)用

自控技術(shù)在運梁車自動駕駛中具有十分廣泛的應(yīng)用。900t 運梁車駝梁過隧道時，整機高度已基本接近隧道斷面，對駕駛員及指揮人員的要求都較高，極易發(fā)生碰撞事故。運梁車自動駕駛技術(shù)通過采集單點激光測距傳感器、面陣激光測距傳感器和轉(zhuǎn)向角度測量傳感器的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對比例控制閥閥組的閉環(huán)轉(zhuǎn)向控制，控制轉(zhuǎn)向油缸組進(jìn)行實時糾偏，實現(xiàn)運梁車在橋面及隧道內(nèi)中心線上自動安全穩(wěn)定行駛。該技術(shù)的應(yīng)用大大減少了運梁車過隧時間，提高了行車效率和行車安全。

4 結(jié)語

綜上所述，我國機械工程中的自控化技術(shù)具有一定的發(fā)展基礎(chǔ)，在實際的發(fā)展中也在不斷進(jìn)步，管理人員要加強管理，提高管理意識，工作人員也要對技術(shù)進(jìn)行及時的更新，緊跟時代發(fā)展的潮流，機械自動化技術(shù)要注重實用性和專業(yè)性，自動化技術(shù)作為時代發(fā)展的產(chǎn)物，在使用的過程中既要實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，也要實現(xiàn)社會效益，完善建筑工程建設(shè)內(nèi)容，加強先進(jìn)技術(shù)與工程實際之間的契合，協(xié)調(diào)各機械設(shè)備的功能，加強研究，更新技術(shù)，促進(jìn)自控技術(shù)在工程建設(shè)中更廣泛的應(yīng)用。