電氣自動(dòng)化在機(jī)械工程中的應(yīng)用

通訊作者：蘇麒，1984年11月，男，漢族，四川人，現(xiàn)任四川大西洋焊接材料股份有限公司中級(jí)工程師，大學(xué)本科。主要從事：設(shè)備技術(shù)管理。

摘? 要：隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，多樣化的電氣自動(dòng)化技術(shù)也相對(duì)變得更加完善，這實(shí)際已經(jīng)成為我國(guó)高新技術(shù)中非常重要的一個(gè)部分，實(shí)際也和人們的日常生活有著直接的關(guān)系。但是，目前，這樣一項(xiàng)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被有效地運(yùn)用在了諸多領(lǐng)域，不僅更好地提升了工作的效率，更在無形中降低了人們的勞動(dòng)量。而其他產(chǎn)品的質(zhì)量也在無形中得以發(fā)展。如果相關(guān)人員可以更好地將電氣自動(dòng)化技術(shù)融入機(jī)械制造業(yè)內(nèi)部，自然會(huì)使得該技術(shù)取得更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;電氣自動(dòng)化;應(yīng)用分析

一、引言

機(jī)械制造業(yè)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在我國(guó)整個(gè)的機(jī)械制造業(yè)中已經(jīng)擁有了舉足輕重的地位，其作用也是十分明顯的。盡管當(dāng)下想要進(jìn)一步提升其可靠性還面臨著許多的問題，但是對(duì)這些問題進(jìn)行研究分析和解決，就可以有效地掃除其發(fā)展道路上的阻礙，能夠促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可靠性的提升，也有利于我國(guó)整體機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量的提升[1]。

二、機(jī)械工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（一）有利于從整體上提升機(jī)械制造的質(zhì)量

機(jī)械制造企業(yè)在開展制造工作時(shí)經(jīng)常要依賴電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這一系列的工作都要在一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)開展，這樣不僅可以有效地避免人工操作過程中容易出現(xiàn)的失誤，還有利于從整體上去提升機(jī)械制造的質(zhì)量。有了電氣自動(dòng)化這一強(qiáng)大的系統(tǒng)，機(jī)械制造工作的效率和質(zhì)量就有了保障，機(jī)械制造產(chǎn)品的精度也能在一定程度上得到提高。除此之外，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的檢測(cè)功能也在整個(gè)機(jī)械制造中起到很大的作用，它能夠?qū)Σ煌a(chǎn)環(huán)節(jié)中的每一道工序都起到一個(gè)嚴(yán)格的監(jiān)控作用，使整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)更加安全可靠[2]。

（二）有利于從整體上增強(qiáng)機(jī)械制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力

近些年來，我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步有目共睹，各機(jī)械制造企業(yè)為了獲得更好的發(fā)展，努力從各方面去提高自己的競(jìng)爭(zhēng)力，力求在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中能夠有更穩(wěn)固的地位。對(duì)于這些機(jī)械制造企業(yè)來說，增強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠性是一個(gè)比較重要的方面，其可靠性一旦提升，電氣自動(dòng)化的各方面都能夠得到相應(yīng)的提升，這也十分有利于機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量的提升[3]。

三、電氣自動(dòng)化在機(jī)械工程中應(yīng)用的重要性

機(jī)械工程所涉及的范圍相當(dāng)廣泛，包含了機(jī)械設(shè)計(jì)、制造以及維修等多個(gè)不同領(lǐng)域，而電氣自動(dòng)化技術(shù)的融入帶領(lǐng)機(jī)械工程行業(yè)走向了更好的發(fā)展道路。電氣自動(dòng)化技術(shù)為機(jī)械工程設(shè)計(jì)提供了更好的平臺(tái)，生產(chǎn)制造企業(yè)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更是有著更深更遠(yuǎn)的影響，電氣自動(dòng)化技術(shù)中柔性自動(dòng)化技術(shù)以及集成自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，減少人力資源的浪費(fèi)，大大節(jié)約制造成本。在設(shè)備維修中，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況作出初步的判斷，及時(shí)利用電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，保證設(shè)備精確度，提高產(chǎn)成品質(zhì)量，同時(shí)，電氣自動(dòng)化中的智能自動(dòng)化技術(shù)還可以幫助專業(yè)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，降低設(shè)備損耗[4]。

四、電氣自動(dòng)化在機(jī)械工程中的應(yīng)用

（一）電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于推動(dòng)機(jī)械加工領(lǐng)域的進(jìn)步具有重要意義，能夠大幅度推動(dòng)機(jī)械加工領(lǐng)域中的機(jī)床創(chuàng)新、機(jī)床升級(jí)。目前較為常用的是數(shù)控機(jī)床，通過電氣工程自動(dòng)化技術(shù)中的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)，數(shù)控機(jī)床輸出數(shù)據(jù)后，按照程序進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的加工，加工精準(zhǔn)度更好，機(jī)械零件的表面質(zhì)量更好。通過綜合運(yùn)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)到數(shù)控機(jī)床中，能夠大幅提升機(jī)床的工作進(jìn)度，也提升了數(shù)控機(jī)床的設(shè)備管理水平、管理效果。對(duì)于數(shù)控機(jī)床中的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，一方面可以采用電子監(jiān)控的方式，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，對(duì)機(jī)床加工過程進(jìn)行全面地控制和監(jiān)視，確保走刀精準(zhǔn)，避免了常規(guī)機(jī)械加工過程中出現(xiàn)的精準(zhǔn)度低的難題，增加系統(tǒng)工作的可靠性和安全性。同時(shí)，也可以充分利用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)機(jī)械加工過程中的問題進(jìn)行排查，對(duì)故障進(jìn)行自主修復(fù)，提升了機(jī)械設(shè)備在自動(dòng)控制過程中的安全性和可靠性[1]。

（二）電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)機(jī)械調(diào)度中的應(yīng)用

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)也可應(yīng)用于電網(wǎng)的機(jī)械調(diào)度過程中，電網(wǎng)的傳統(tǒng)調(diào)度中一般采用人工關(guān)閉閘門的方式進(jìn)行供電，實(shí)現(xiàn)不同電路中電流的關(guān)閉和開啟。這種傳統(tǒng)的供電方式存在一定的安全隱患，必須要求人工操作。而結(jié)合了電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的電網(wǎng)機(jī)械調(diào)度技術(shù)采用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制的方式，實(shí)現(xiàn)無人化、無接觸式供電，避免了安全事故的發(fā)生，降低了電網(wǎng)調(diào)度中電力系統(tǒng)發(fā)生故障的概率。在進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度的過程中，可以利用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)將軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)整合，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，形成有效的供電機(jī)械調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)機(jī)械調(diào)度的自動(dòng)化控制。同時(shí)，也可以在電網(wǎng)調(diào)度中引用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，確保機(jī)械關(guān)閉和開啟的可靠性[2]。

（三）智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

智能化是指將人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)相融合，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程具備自我邏輯智能，讓機(jī)械工程產(chǎn)生邏輯判斷與自我決策的技術(shù)。人工智能是參考人的思維模式的技術(shù)，融合了自然與科學(xué)的相關(guān)知識(shí)，具備較強(qiáng)的綜合性。電氣自動(dòng)化的人工智能應(yīng)用于機(jī)械工程中，能夠?qū)崿F(xiàn)控制器的升級(jí)，簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用程度，使機(jī)械設(shè)備能夠適應(yīng)較為復(fù)雜的生產(chǎn)工作環(huán)境，智能機(jī)器人在機(jī)械生產(chǎn)中的運(yùn)行如圖1所示。自動(dòng)化技術(shù)的智能化應(yīng)用主要在機(jī)械設(shè)備的控制和故障檢測(cè)方面。從生產(chǎn)控制來看，電氣自動(dòng)化的智能化能夠有效控制機(jī)械設(shè)備工作程序，通過智能化分析機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)境和運(yùn)行情況，通過分析、模擬和操作指令實(shí)現(xiàn)智能化控制[3]。機(jī)械設(shè)備的故障發(fā)生具有不確定性，電氣自動(dòng)化的智能化能夠有效的診斷故障，通過科學(xué)合理的方式分析故障，及時(shí)開展排查和修復(fù)，確保機(jī)械設(shè)備能夠在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

（四）在工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)中的應(yīng)用

在現(xiàn)階段的工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)中，一些大型機(jī)床或高精度工具的生產(chǎn)僅通過人力是很難完成的。需要經(jīng)過許多道工序，且每一環(huán)節(jié)都要做到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)利用交流電模式控制電機(jī)，采取智能化技術(shù)手段對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行運(yùn)行故障診斷，使整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)精確穩(wěn)定保障產(chǎn)品質(zhì)量。各種行業(yè)可以結(jié)合自身生產(chǎn)情況，選擇不同的機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化設(shè)備和技術(shù)。以工程建筑中的水泥制造業(yè)為例，利用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行水泥生產(chǎn)，既可以在源頭上節(jié)省人力和物力資源，且在生產(chǎn)過程中，依托信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)智能算法，能做到對(duì)水泥生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的誤差，及時(shí)對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性進(jìn)行診斷[4]。最終制造出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的水泥。其次，由于整個(gè)環(huán)節(jié)均為機(jī)械自動(dòng)化操縱，也就避免了由工人生產(chǎn)而引發(fā)的人身安全隱患等一系列問題，極大地節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

（五）在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

我國(guó)雖然煤礦數(shù)量較多，但是，多數(shù)還是屬于私有的煤礦，不僅生產(chǎn)規(guī)模較小，在開采時(shí)也是使用的老式采煤機(jī)。例如，我國(guó)在將電氣自動(dòng)化技術(shù)融入煤礦中時(shí)，重點(diǎn)可以通過遵循從厚煤層、中煤層和厚煤層采掘的順序更好地提升開采煤礦的效率。在運(yùn)用完電氣自動(dòng)化技術(shù)后，多數(shù)采煤機(jī)不僅可以根據(jù)煤層厚度的變化來自動(dòng)進(jìn)行采煤，更可以在無形中提升采煤作業(yè)的效率，整個(gè)采煤的過程顯得更加人性化[1]。

（六）在能源開采中的應(yīng)用

工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行離不開能源，但在能源開采過程中，開采人員的人身安全性往往無法保障。傳統(tǒng)的能源開采只能由人力完成，但現(xiàn)階段利用機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)可以操縱不同型號(hào)的開采設(shè)備，進(jìn)行礦地開采作業(yè)，滿足各類空間的能源開采。其次，在開采過程中，還可以利用自動(dòng)化技術(shù)控制機(jī)械進(jìn)行自主搬運(yùn)、調(diào)整、裝配。實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)作業(yè)過程進(jìn)行智能監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、周圍環(huán)境預(yù)判等，極大程度地保證了作業(yè)人員人身安全[2]。將自動(dòng)化技術(shù)與先進(jìn)的開采技術(shù)相結(jié)合，也極大程度地提高了能源開采質(zhì)量，優(yōu)化了經(jīng)濟(jì)效益。

（七）在汽車制造行業(yè)的運(yùn)用

更多不同類型的電氣的自動(dòng)化技術(shù)可以在汽車制造領(lǐng)域中有更好的應(yīng)用。人們的生活水平正隨著社會(huì)的不斷發(fā)展有所進(jìn)步，對(duì)汽車的需求也變得越來越高。傳統(tǒng)的針對(duì)汽車零部件的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)無法更好地滿足人們對(duì)汽車的要求，而電氣自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)使得柔性技術(shù)變得更加成熟。安全PLC系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于汽車運(yùn)行的過程中，并可以借助一系列智能化診斷的措施更好地評(píng)估汽車運(yùn)行的狀態(tài)。在實(shí)際診斷出汽車系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)的問題后就可以采用針對(duì)性的措施，PLC系統(tǒng)的有效性使得汽車更好地朝著智能化的方向發(fā)展[3]。

（八）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

將智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造中能夠很大的促進(jìn)機(jī)械工程的發(fā)展，尤其是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，這種技術(shù)是利用仿生學(xué)中的控制手段，將不同的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元連接成一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)神經(jīng)元連接之后就能進(jìn)行有效控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的可靠性比較高，且在大規(guī)模處理數(shù)據(jù)方面的應(yīng)用也比較明顯。該技術(shù)和人類大腦的學(xué)習(xí)能力較為相似，因此也可以稱之為智能自動(dòng)化技術(shù)[4]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床切割中，能輕易解決數(shù)控機(jī)床的不確定因素，保證切割的質(zhì)量，因此，機(jī)械制造和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，讓機(jī)械生產(chǎn)更加高效和穩(wěn)定。

五、結(jié)束語

綜上所述，電氣自動(dòng)化技術(shù)正在不斷完善與跟隨社會(huì)發(fā)展進(jìn)程。它與信息技術(shù)相輔相成。電氣自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新階段。集成自動(dòng)化技術(shù)，智能自動(dòng)化技術(shù)和人工智能自動(dòng)化技術(shù)。它們代表了新的電源自動(dòng)化技術(shù)。它們?cè)跈C(jī)械工程中的使用有助于降低機(jī)械工程的能耗和人工。將對(duì)這些新的電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行研究和分析，從而適應(yīng)機(jī)械工程的可持續(xù)發(fā)展。

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