石油機械機電一體化問題初探

劉洪軒 徐東雪 李福雷

(山東科瑞機械制造有限公司，山東 東營 257000)

近年來我國的機械工業(yè)逐漸開始引進電子技術，尤其是微電子技術，從硬件與軟件兩方面的結合提高機械性能，促使我國傳統(tǒng)的普通機械逐步向智能化機械發(fā)展。這個發(fā)展趨向將會催生我國機械行業(yè)的重大變革，石油機械作為產能耗能高的行業(yè)，迫切需要向機電一體化方向改革。

1機電一體化是機械工業(yè)發(fā)展的新發(fā)展方向

1.1高效率、高精度

利用微型計算機這些高科技控制手段，讓微電子技術與機械設備完美契合，讓機械設備具備更好的精密度，同時還能夠實現(xiàn)人機對話，能夠依據(jù)作業(yè)控制指令做出反饋，迅速形成信息判斷進行分析，讓控制變得高速度、高精度。比如，數(shù)控專用精密機床就可以利用激光檢測刀具實現(xiàn)精度的精準定位，實現(xiàn)精確到亞微米級的微細加工；熱模鍛壓力機能夠自動檢測和控制潤滑系統(tǒng)，對于軸承溫度做出反應，對噸位、尺寸做出指示，實現(xiàn)自動上料下料，模具的傳遞與更換也能實現(xiàn)，其速度、準確度是人力無法相比的。

1.2處理變得更加可靠

機電一體化的設備能夠實現(xiàn)自動診斷和檢測，當設備過熱或者出現(xiàn)負荷運轉的時候，能夠自動停止，或者按照其他方式來進行事故的處理。比如，當前很多的機械設備開始嘗試使用電動來代替液壓驅動，因為電動具有優(yōu)勢，能夠消除油污，當故障發(fā)生的時候能夠自動診斷，迅速完成零部件的更換，讓維修工作變得更加迅速，維修變得相對簡單。

1.3程序控制更加靈活

機械設備在計算機的控制下，其程序控制變得更加的靈活可變。計算機能夠根據(jù)條件的變化與工藝的不同要求，及時調整其作業(yè)程序、工作內容、運動軌跡等，因此讓設備具備柔性特點，更加容易去適應條件的變化。比如，現(xiàn)階段飛機的電腦系統(tǒng)，能夠隨時檢測發(fā)動機的工況，及時發(fā)出故障警告，還能根據(jù)飛行情況進行導航，飛行距離比較長的，還能計算出在哪個機場加油更加經濟實惠。

1.4結構簡化，產品緊湊

當前機械設備的技術比較先進，采用的多是新型傳感技術、集成電路與微處理器等，原有的電驅動裝置所需的控制柜等設備比較笨重，因此這些新型技術的應用能夠讓設備的結構更加簡化，產品變得緊湊，零部件的數(shù)量也大大減少。比如汽車里程計，原先采用的機械式里程計，是經過蝸輪蝸桿減速后再用軟軸傳至里程表，經過減速器轉換成里程，而現(xiàn)在的繼電計數(shù)器，能夠將車速直接轉換成脈沖信號傳送到計數(shù)器，結構變得更加簡單，同時提高了可靠性。

機械設備具備了上述的4個特點，會在很大程度上提高經濟效益。我國的石油工業(yè)等部門屬于重工業(yè)，對于原材料的耗費比較嚴重，典型的耗能大，經濟效益低。比如石油工業(yè)部門采用的電動機，對于電能的消耗比較高，根據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國大約55%以上的電能被電動機消耗。我國現(xiàn)階段的泵類機械和風機大約有1600余萬臺，倘若能夠將800萬臺采用交流電機調速系統(tǒng)，能夠節(jié)約用電30%～40%。

2石油機械機電一體化的問題探討

石油機械涉及面比較廣泛，設備包括了固定設備、車裝與船載設備、大型設備、精密儀器，施工環(huán)境包括陸地、海洋、地面、地下，這些導致其作業(yè)勞動量大，能源消耗多，危險系數(shù)高，勞動效率不高，經濟效益不能體現(xiàn)。如果能夠通過機電一體化的途徑，將傳統(tǒng)的機械設備進行改造，在初級階段逐漸提升石油機械工業(yè)的水平，需要注意如下幾個問題。

2.1重視機電一體化問題，提高認識度

傳統(tǒng)機械比較簡單，主要由傳統(tǒng)裝置、動力裝置和工作裝置組成。機電一體化與傳統(tǒng)機械產品的構成有很大區(qū)別，主要由計算機、驅動系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、傳感器和執(zhí)行機構五大系統(tǒng)組成，除了機械主體還有其他輔助系統(tǒng)的配合。因此，石油機械企業(yè)的管理人員、設計人員、教育工作者等，都要提高機電一體化的認識，完善管理體制，從產品結構、教學內容、操作系統(tǒng)等方面來實施改進，加以重視。

2.2深入調查研究，制定可行性強的規(guī)劃

作為石油企業(yè)要注重對國內外機電一體化的現(xiàn)狀作出研究，根據(jù)收集的相關資料，預判機電一體化的發(fā)展水平以及未來的發(fā)展趨勢，注意引進國外先進的技術與成熟經驗。由于石油機械經常開展野外作業(yè)，需要面臨復雜多變的工作環(huán)境，需要找出石油機械行業(yè)的優(yōu)勢與薄弱環(huán)節(jié)，通過分析和統(tǒng)計，對亟須改善的產品做出更新，制定切實可行的規(guī)劃?？梢韵葟钠占奥矢?、成本低的簡單機電一體化產品入手，逐漸摸索經驗，進而改造現(xiàn)有的機械設備，讓機械與電子深度結合的產品逐步推廣使用，實現(xiàn)機器儀表的自動化、高智能化。

2.3提高石油機械機電一體化的實用性

石油機械機電一體化是一個重要的技術問題，需要通過試點、推廣的方式逐步突破。具體來說：①石油化工設備，除了對整個生產過程的計算機管理和控制，還要對風機、泵的交流電機調速，完成自動測試、數(shù)據(jù)的記錄和處理；②設備集中的臺站，要對轉油站、泵站等開展自動檢測與動態(tài)測量，運行監(jiān)視；③成套車裝設備的程序控制，比如測井設備、大型壓裂設備、注水泥設備等，要引進自動程序控制，提高作業(yè)質量；④鉆井等危險作業(yè)、遠距離輸油管線等，開展隨鉆測試與自動化管理。

3結語

綜上所述，在現(xiàn)代社會各個經濟領域已將實現(xiàn)了機械化生產，提升了工業(yè)化的生產效率。石油機械機電一體化，也將成為石油行業(yè)未來機械生產與控制技術的主流趨勢。采用機電一體化，能夠有效提高石油行業(yè)的生產效率，同時也是促使石油行業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的重要手段，需要引起石油企業(yè)的高度重視。