機械電子工程節(jié)能控制技術(shù)研究

李萌 王媛 王海奇 鄧亞茹

摘要：受到全球經(jīng)濟一體化的影響，在世界范圍內(nèi)我國的工程機械技術(shù)，需要面對發(fā)達國家的挑戰(zhàn)，為獲得更多的發(fā)展空間，我國工程機械領(lǐng)域，應(yīng)著眼于未來，對現(xiàn)有的操作系統(tǒng)進行不斷的優(yōu)化，既要突顯工程機械簡便的操作特征，還要融合節(jié)能控制技術(shù)，降低生產(chǎn)過程消耗的資源，避免對生態(tài)環(huán)境造成破壞。我國在工程機械領(lǐng)域應(yīng)用節(jié)能控制技術(shù)，需要對重點技術(shù)以及技能控制效果進行深入的研究，以便提升工程機械節(jié)能技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：機械電子工程;節(jié)能控制技術(shù);研究

一、機械電子節(jié)能的含義

機械電子節(jié)能有狹義和廣義之分。廣義的機械電子節(jié)能是指機械的能量轉(zhuǎn)化為動能。在工業(yè)企業(yè)中機械設(shè)備都是進行協(xié)同作業(yè)的，多個執(zhí)行結(jié)構(gòu)之間的能量傳遞和分配就直接影響著機械設(shè)備的做功效率。而廣義的機械電子節(jié)能主要注重的是效率、動態(tài)匹配以及作業(yè)效率三者之間的有效配合，當作業(yè)效率提高時則會導(dǎo)致節(jié)能效果的降低。狹義的機械電子節(jié)能就是常說的無用功率節(jié)能，主要是針對機械設(shè)備能量轉(zhuǎn)換、傳遞以及對外做功?，F(xiàn)如今，對于設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換與耗能是采用全過程調(diào)速和電控完成的，通過對能量的控制、調(diào)節(jié)，來實現(xiàn)全面控制設(shè)備做功與耗能。

二、機械電子工程節(jié)能控制的問題

（一）控制理念較為薄弱

目前，很多區(qū)域的機械電子工程在節(jié)能控制的理念上非常薄弱，由此產(chǎn)生的問題將會持續(xù)性增加。首先，機械電子工程在建設(shè)、運營、設(shè)計、優(yōu)化過程中要對節(jié)能控制投入較多的關(guān)注，缺少節(jié)能控制后，較易導(dǎo)致工程自身的價值下降，且難以推動機械技術(shù)的進步，造成能耗損失，無法在短期內(nèi)得到良好的彌補。其次，在節(jié)能控制理念不足的情況下，機械電子工程的研發(fā)還停留在傳統(tǒng)的經(jīng)驗層面上，無法做出良好的創(chuàng)新，由此造成的一系列問題根本無法在短期內(nèi)得到較好的彌補，這就需要相關(guān)人員在今后的工作中對此進行改善。

（二）控制體系不夠健全

首先，控制工作開展之前，并沒有對節(jié)能短期目標、長期目標等有一個深入的設(shè)計和掌握，完全按照成功案例的標準進行抄襲、套用，表面上能夠取得健全的體系，實際執(zhí)行時存在嚴重的矛盾、沖突。其次，節(jié)能控制體系的構(gòu)建未跟隨工程的發(fā)展做出科學(xué)的優(yōu)化。任何節(jié)能控制體系都必須階段性地融入一些新的內(nèi)容，完全按照老舊的模式進行操作，將無法取得較好的創(chuàng)新效果，甚至會出現(xiàn)內(nèi)部矛盾、沖突的現(xiàn)象，造成的潛在性隱患較為突出。

三、基于機械電子工程的技能技術(shù)研究

（一）全電式

機械工程系統(tǒng)是靠電比例液壓泵、電比例馬達、電比例液壓閥和電控噴油柴油機等部分互相之間的聯(lián)系組成的系統(tǒng)。使用的轉(zhuǎn)化和功率輸出因為靠電的控制，因此可以達到部分設(shè)施的體積小和可用能力最大，可以實現(xiàn)智能化操控y原來傳統(tǒng)的系統(tǒng)和功能現(xiàn)在被智能化管理，因此使用者能夠根據(jù)周圍環(huán)境完成更大效益的節(jié)能化，省時省力且高效果。

（二）分布式節(jié)能控制技術(shù)

對全電控的功率系統(tǒng)，尤其是全電控的液壓系統(tǒng)的建立，相應(yīng)系統(tǒng)的壓力信號需要被控制程序進行處理，這也就是一種非常高的要求對控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度，這種對壓力信號進行及時處理的需求，憑借當前的機械工程控制器的技術(shù)水平來說還無法完全滿足。要滿足對各種數(shù)據(jù)、信號處理速度的硬性需求，就要研制專用的以總線為基本的液壓閥控制器、發(fā)動機控制器和液壓泵控制器，高速總線與每個控制器相互連接，建立一種以總線為基礎(chǔ)的分布式節(jié)能控制系統(tǒng)，達到節(jié)能的目的。發(fā)動機的噴油量由發(fā)動機控制器依據(jù)操作者的指令和發(fā)動機的運行狀態(tài)，與此同時，將與其有關(guān)的數(shù)據(jù)傳遞到總線，其他控制器的指令也可以在總線上獲取;參照液壓泵出口的壓力信號，液壓泵控制器可以調(diào)節(jié)其排量信號，總線接收相關(guān)數(shù)據(jù)，并且接受其他控制器的控制命令;操作者的操作命令由液壓閥控制器接收，并且依據(jù)命令對液壓閥進行控制，發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)到總線，同時通過總線接受其它控制的控制命令。這種以總線為基礎(chǔ)的分布式控制系統(tǒng)，對信息的傅輸和處理速度的控制都有了特別大的提升，分布式節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用，可以對全電控功率系統(tǒng)的控制需求給予滿足。

（三）全局節(jié)能控制技術(shù)

節(jié)能技術(shù)在發(fā)展道路上不停的開發(fā)創(chuàng)新，全局技能對機械工作性能的進一步增強，能耗的進一步降低而言有著至關(guān)重要的影響意義。將整機以及外界負載作為分析主體，從而構(gòu)建廣義概念下的全局節(jié)能控制系統(tǒng)，進而更好地實現(xiàn)它[9]。全局節(jié)能控制目標可以分解為傳統(tǒng)節(jié)能和作業(yè)效率以及協(xié)同作業(yè)目標，每個目標又可以分為系統(tǒng)節(jié)能目標和部件節(jié)能目標以及元件節(jié)能目標，其特點是保持各個結(jié)構(gòu)控制目標一致，實現(xiàn)節(jié)能的全局面和科學(xué)有效性的控制，將最終目標定位于整體結(jié)構(gòu)節(jié)能;節(jié)能目標是作業(yè)高效和經(jīng)濟性的統(tǒng)一;評價體系指標合理化并具有說服力。

（四）不斷優(yōu)化機械工程的節(jié)能設(shè)計

為了確保機械電子工程能夠有最理想的容差與工作環(huán)境，必須借助較為先進穩(wěn)定的電子設(shè)備使用來優(yōu)化機械工程的節(jié)能設(shè)計，明確節(jié)能基本思路。單靠傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計方案是很難實現(xiàn)理想的容差及元件工作環(huán)境優(yōu)化的，同時環(huán)境應(yīng)用具有一定的局限性。為此，EDA技術(shù)的應(yīng)用使得機械電子工程的優(yōu)化設(shè)計更加可行，這項技術(shù)可以實現(xiàn)對電子運行環(huán)境的計算，并可以通過獲取周邊環(huán)境溫度濕度為優(yōu)化設(shè)計走向針對性提供依據(jù)，也是我們電子工程設(shè)計更加理想的重要保障。

四、結(jié)語

為適應(yīng)時代發(fā)展的要求，節(jié)能控制工程在機械電子工程中的應(yīng)用是一個必然趨勢，這不僅是提高我國生產(chǎn)能力的重要途徑，也是保障產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、促進企業(yè)長遠發(fā)展的有力措施。為充分發(fā)揮節(jié)能控制工程在機械電子工程中的作用，相關(guān)從業(yè)者要加強對控制工程的研究，結(jié)合機械電子工程的具體情況對其進行靈活運用，以此提高機械電子工程的整體性能，為機械電子工程的持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻：

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[2]陳佳盼.機械電子工程節(jié)能控制技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（09）：145.

[3]楊哲.工程機械電子節(jié)能控制技術(shù)研究[J].中國市場，2014（27）：41-42.