機械電子節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用探討

何松泉

摘要：在社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，人們在日常生產(chǎn)和生活中更注重節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用。尤其是在機械工程領(lǐng)域，在生產(chǎn)中都會產(chǎn)生較多的垃圾，已經(jīng)對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，同時許多不可再生資源不斷減少，資源不斷枯竭，影響到工程機械正常的發(fā)展。將節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用在工程機械中，既能減少資源的消耗，還能推動工程機械可持續(xù)發(fā)展。本文圍繞機械電子節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用展開討論，為工程機械領(lǐng)域應(yīng)用節(jié)能技術(shù)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：機械;電子節(jié)能;控制技術(shù);應(yīng)用

0? 引言

受到全球經(jīng)濟(jì)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(dá)國家的競爭，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(jìn)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(jìn)行深入的研究，以便提升工程機械節(jié)能技術(shù)水平。

1? 機械電子節(jié)能控制概述

將工程機械產(chǎn)生的傳統(tǒng)能量，通過動能的方式轉(zhuǎn)換成有效功率，有助于將更多的能源用于生產(chǎn)制造。使用工程機械進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)，需要協(xié)調(diào)不同的項目，保證工程效率不受影響。但是影響功率的因素，一方面是能量分配，另一方面是能量傳遞。我國在使用工程機械過程中，更重視能量分配，而弱化能量分配，無法將能量供需關(guān)系保持在較好的狀態(tài)。

以節(jié)能理念廣義的角度分析動能和效率間的關(guān)系，功率分配是節(jié)能理念的重點內(nèi)容，在工程機械運行過程中，應(yīng)保證功能和效率間的平衡關(guān)系，需要充分利用節(jié)能控制技術(shù)，使作業(yè)效率、執(zhí)行體系以及節(jié)能技術(shù)等，都能呈現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的關(guān)系特征。根據(jù)做功以及耗油量間的關(guān)系可知，在單位時間內(nèi)消耗最少的油量，同時產(chǎn)生最大的功，成為節(jié)能控制技術(shù)的重點突破的難點。

2? 工程機械電子節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用要求分析

在現(xiàn)代化工程機械技術(shù)發(fā)展過程中，融合電子節(jié)能控制技術(shù)，需要研究人員對控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的優(yōu)化，完善控制系統(tǒng)的運行能力，在保證獲得良好的節(jié)能效果的同時，還應(yīng)提升做功效率，減少能源的效果，從而提升工程機械的運行能力。所以對工程機械進(jìn)行技術(shù)改造，并充分發(fā)揮電子控制節(jié)能技術(shù)的作用，設(shè)計人員應(yīng)對以下幾個方面進(jìn)行深入的研究：

2.1 注重機械設(shè)備的耗能情況

在工程機械進(jìn)入到運行狀態(tài)時，機械消耗的能量，會通過相互轉(zhuǎn)換、傳遞以及做功的方式進(jìn)行。在能量消耗的過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備功率的轉(zhuǎn)換流程進(jìn)行分析。以柴油發(fā)動機為例，柴油作為能源通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量，產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為工程機械的機械能，從而進(jìn)行相關(guān)的生產(chǎn)。目前使用液壓水泵配置在柴油工程機械中，將柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為液壓能，在轉(zhuǎn)換過程中，需要控制恒定功率、壓力切斷以及流量等，保證液壓能充分的運用在生產(chǎn)中，提升液壓水泵能量轉(zhuǎn)換效率，降低能源消耗。柴油機與液壓水泵，成為工程機械轉(zhuǎn)換能量的組織，一個作為能量的供應(yīng)方，另一個作為能量的需求方，需要技術(shù)人員通過控制轉(zhuǎn)速感應(yīng)和做功極限，使柴油機和液壓水泵的做功能力以及耗能能力，都借助電子節(jié)能控制技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而保證二者能量供需關(guān)系更加和諧，使能量轉(zhuǎn)換更加高效，降低能量的損失。

2.2 注重運行效率的優(yōu)化

將電子節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用在工程機械中，需要技術(shù)人員重點研究工程機械的運行效率，以提升運行效率為目標(biāo)，將相同的工作任務(wù)作為參考指標(biāo)，在最短的時間內(nèi)，盡量減少能量的消耗，從而利用做功的能量完成工作任務(wù)。提升工程機械的運行效率，不斷優(yōu)化工程機械的實際運行控制能力，降低能源的消耗的同時，獲得良好的節(jié)能效果。

2.3 注重節(jié)能目標(biāo)的一致性

應(yīng)用電子節(jié)能控制技術(shù)，需要技術(shù)人員為工程機械設(shè)定節(jié)能目標(biāo)，并以節(jié)能目標(biāo)為核心，協(xié)調(diào)電子節(jié)能控制技術(shù)與工程機械的應(yīng)用關(guān)系，對工程機械不同的組織體系，包括硬件和軟件進(jìn)行不斷的優(yōu)化，避免組織體系間的節(jié)能優(yōu)化出現(xiàn)問題。所以注重節(jié)能目標(biāo)的一致性，需要對工程機械每個環(huán)節(jié)，以節(jié)能目標(biāo)的一致性為優(yōu)化核心，及時處理存在的嚴(yán)重內(nèi)耗情況，保證節(jié)能控制優(yōu)化與節(jié)能目標(biāo)不會存在偏差。

2.4 注重動態(tài)匹配性

為突顯電子節(jié)能控制技術(shù)的實用性特征，需要技術(shù)人員注重控制技術(shù)動態(tài)匹配性，將動態(tài)匹配性作為應(yīng)用的重點，結(jié)合工程機械實際運行水平，通過相互匹配，以便提升電子節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用水平。通過對動態(tài)匹配性的研究，技術(shù)人員應(yīng)掌握工程機械的運行流程，在標(biāo)準(zhǔn)的運行流程下提升工程機械的運行能力，同時借助標(biāo)準(zhǔn)化的運行流程，針對存在的問題實施有效的措施，從而強化電子節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用價值。

2.5 優(yōu)化節(jié)能評價體系

對電子節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用在工程機械，獲得的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，應(yīng)借助節(jié)能評價體系，技術(shù)人員根據(jù)工程機械實際運行狀態(tài)，深入研究工程機械實際節(jié)能效果，通過研究優(yōu)化節(jié)能評價體系，以便在發(fā)現(xiàn)問題時，根據(jù)節(jié)能評價體系，參照要求實施解決措施，不斷提升工程機械的節(jié)能運行能力。

3? 機械電子節(jié)能控制技術(shù)的實際應(yīng)用

我國不同領(lǐng)域在應(yīng)用工程機械過程中，正在積極的將電子節(jié)能控制技術(shù)與工程機械性相互融合，并通過應(yīng)用獲得的效果，作為電子節(jié)能控制技術(shù)優(yōu)化的參考依據(jù)。在研究電子節(jié)能控制技術(shù)過程中，應(yīng)對電子節(jié)能技術(shù)進(jìn)行深化改革，將原有的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，以便應(yīng)用在工程機械中獲得全面的節(jié)能效果。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)，需要強化節(jié)能參數(shù)的多樣性能力，尤其是在節(jié)能結(jié)構(gòu)執(zhí)行環(huán)節(jié)，根據(jù)工程機械實際運行情況，實施有效的管理措施，還應(yīng)強化工程機械系統(tǒng)傳輸能力。在原有的節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用在工程機械過程中，主要應(yīng)用在局部結(jié)構(gòu)，只能獲得局部的節(jié)能效果。

3.1 電子功率控制節(jié)能系統(tǒng)的構(gòu)建

為拓展電子節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用范圍，工程機械應(yīng)為電子節(jié)能控制技術(shù)配置全面的系統(tǒng)，既需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的節(jié)能指標(biāo)，運用分工況的方法，對每個環(huán)節(jié)的節(jié)能組織進(jìn)行優(yōu)化和完善，還需要根據(jù)工程機械操作性能，要求工作人員以操作性能為核心，建立有效的操作體系，以便將控制執(zhí)行層和分配式執(zhí)行層結(jié)合起來，為工程機械構(gòu)建科學(xué)合理的節(jié)能控制體系。

建立全新的電子公路控制節(jié)能系統(tǒng)，需要在工程機械內(nèi)配置不同的裝置，包括電控噴油柴油機、電比例液壓泵以及電比例液壓發(fā)動機等。全新的節(jié)能系統(tǒng)，會優(yōu)化上述裝置的關(guān)系，將產(chǎn)生的能量有效的分配在不同的裝置中，既能提升裝置的運行效率，降低消耗的能源，還能使工程機械保持在最佳的運行狀態(tài)。在工程機械進(jìn)入到運行狀態(tài)，需要借助節(jié)能系統(tǒng)，分別控制裝置消耗的能量，并以分割的方式有效控制能量的分配以及使用情況，在提升裝置的運行效率的同時，還能最大程度降低能量的使用，在這一過程中，電子節(jié)能控制系統(tǒng)充分展現(xiàn)出智能化控制優(yōu)勢。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)工程機械的使用情況，設(shè)定節(jié)能控制目標(biāo)，將目標(biāo)由傳統(tǒng)作業(yè)、作業(yè)效率以及協(xié)調(diào)作業(yè)組成，在控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下，對不同目標(biāo)進(jìn)行完善的和優(yōu)化。所以節(jié)能系統(tǒng)已經(jīng)成為工程機械可持續(xù)發(fā)展不竭的動力，并且其優(yōu)勢展現(xiàn)在以下幾個方面：一，以統(tǒng)一的目標(biāo)為核心，對不同裝置不同組織體系下達(dá)節(jié)能指令;二，將不同的裝置，根據(jù)實際節(jié)能要求，匯總到總體節(jié)能目標(biāo)中，有助于提升工程機械整體運行能力;三，通過節(jié)能目標(biāo)，即可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，并獲得良好的生產(chǎn)效果。

3.2 電子分布式控制系統(tǒng)的構(gòu)建

將電子節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用在工程機械中，借助分布式控制系統(tǒng)，可將工程機械內(nèi)部分成液壓系統(tǒng)和功率系統(tǒng)，每個系統(tǒng)承載的任務(wù)不同，液壓系統(tǒng)主要控制工程機械的運行狀態(tài)，依照指令完成特定的任務(wù)。功率系統(tǒng)更重視工程機械的運行能力，使用最少的能源獲得最大的功率。在液壓系統(tǒng)中，按照控制系統(tǒng)的命令會傳達(dá)壓力信息，為保證壓力信息及時傳輸?shù)街付ㄎ恢?，需要提升控制系統(tǒng)的運行能力，并加快壓力信息的傳輸速度。在壓力信息傳輸過程中，由于工程機械內(nèi)存在裝置配置不完善等問題，無法及時準(zhǔn)確的傳輸壓力信息。所以在對工程機械內(nèi)的裝置進(jìn)行優(yōu)化配置，以發(fā)動控制器、液壓閥控制器以及液壓泵控制器為核心，控制系統(tǒng)分別向每個控制器設(shè)立獨立的控制器，以便通過總線傳輸指令，從而完成分布式的控制任務(wù)。技術(shù)人員在實際操作過程中，工程機械按照設(shè)定的參數(shù)，對內(nèi)部使用的柴油實施控制措施，以便將柴油的消耗量控制在有效的范圍內(nèi)。在能源消耗過程中，每個控制系統(tǒng)會獲得實時的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由總線傳輸至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容對每個裝置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在液壓閥運行過程中，控制系統(tǒng)會向液壓閥傳輸指令，液壓閥根據(jù)指令向機械提供壓力信息，以便機械保持在最佳的運行狀態(tài)。

建立電子分布式控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備以下功能：①保證機械內(nèi)的功率系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，按照控制系統(tǒng)的指令正常的運行;②高效傳輸液壓系統(tǒng)的壓力信心，避免機械裝置受到壓力破壞系統(tǒng)的運行狀態(tài);③有效提高系統(tǒng)對信息的傳輸以及處理能力;④在系統(tǒng)內(nèi)配置液壓泵控制器等設(shè)備，可及時處理壓力信息。

上述控制系統(tǒng)具備的功能，成為機械設(shè)備依照運輸參數(shù)控制能源消耗重要的指標(biāo)，系統(tǒng)會將不同的數(shù)據(jù)，按照要求傳輸?shù)较嚓P(guān)系統(tǒng)內(nèi)，每個系統(tǒng)會根據(jù)控制系統(tǒng)的命令，提供不同裝置運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如液壓泵表會顯示泵出口處的壓力，操作人員根據(jù)壓力數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)壓力泵產(chǎn)生的排量，在調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)過程中，調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)會反饋到控制系統(tǒng)，以便調(diào)整液壓閥的運行狀態(tài)。在調(diào)節(jié)過程中，系統(tǒng)會通過總分線，輸出控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，并且保證傳輸?shù)闹噶顪?zhǔn)確及時，充分展現(xiàn)電子節(jié)能控制技術(shù)的節(jié)能能力。

4? 結(jié)語

綜上所述，我國在使用工程機械進(jìn)行生產(chǎn)過程中，積極應(yīng)用電子節(jié)能控制技術(shù)，一方面是降低能源的消耗，提升生產(chǎn)效率，另一方面是充分展示電子節(jié)能控制技術(shù)的優(yōu)勢，從而在國際市場中具備良好的競爭能力，使控制技術(shù)在發(fā)展過程中，不僅從簡單的人工操作轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄懿僮鳎€應(yīng)促進(jìn)工程機械領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)，為我國各領(lǐng)域發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

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