吳幸

摘要：機(jī)械設(shè)備工程中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)是多方面的，例如，高鐵、船舶、機(jī)器人等現(xiàn)代化智能設(shè)備。本文首先闡述了電氣工程自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)備制造中的優(yōu)勢(shì)，以及發(fā)展電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的意義，分析機(jī)械設(shè)備工程中電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在的問題，并提出一系列電氣自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備工程中的運(yùn)用，旨在發(fā)展我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)，提升人們的生產(chǎn)生活質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電氣工程;機(jī)械設(shè)備工程;自動(dòng)化技術(shù)

引言：機(jī)械工程中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)在提升機(jī)械設(shè)備運(yùn)用價(jià)值的同時(shí)，正在不斷促進(jìn)工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。機(jī)械設(shè)備工程是一個(gè)龐大并且復(fù)雜的系統(tǒng)，其中包含了設(shè)計(jì)、制造以及維修等多個(gè)步驟。本文主要探索電氣自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用，為機(jī)械工程中合理地應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)提供一定參考。

1電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備制造中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

1.1提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量

信息處理與自動(dòng)控制是電氣工程自動(dòng)化產(chǎn)品的兩個(gè)重要功能，相較于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備使用，運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)在很大程度上提升了生產(chǎn)效率與質(zhì)量。通過應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，在工程中節(jié)約了一部分的人力，同時(shí)也就消除了可能由于人工操作帶來(lái)誤差，提高設(shè)備的使用性能。為了提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量，需要重視的是提升機(jī)械設(shè)備的精度和靈敏度，令系統(tǒng)能夠高效率的處理任務(wù)，最大程度上降低由人為操作帶來(lái)的影響，實(shí)現(xiàn)機(jī)電健全自動(dòng)化的目標(biāo)，提高性能，保證質(zhì)量。

1.2安全性和可靠性

機(jī)械自動(dòng)化可以使人和設(shè)備得到解放，而電氣工程自動(dòng)化除了克服人為因素造成的質(zhì)量問題外，還有一項(xiàng)重要功能，即具有報(bào)警和自動(dòng)監(jiān)控功能。其優(yōu)點(diǎn)是安全可靠，自動(dòng)化可以對(duì)一些存在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行自診斷，并對(duì)診斷結(jié)果進(jìn)行分析。從自動(dòng)保護(hù)問題到設(shè)備故障率。提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性，也使得設(shè)備的使用壽命相應(yīng)延長(zhǎng)。此外，電氣工程自動(dòng)化調(diào)整和維修設(shè)備箱，為公司提供了最大化的服務(wù)。也為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3多功能通用性

電氣工程自動(dòng)化在各類都能有很好的發(fā)展，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用可以滿足大多數(shù)公司對(duì)電氣工程自動(dòng)化的需求，其自動(dòng)控制可以對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)，而這些多功能的作用可以產(chǎn)生不同領(lǐng)域的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)需求，以滿足用戶個(gè)性化的需求。而對(duì)一些公司來(lái)說(shuō)，資源需求，尤其是人力資源，在公司中占有成本非常高，而電氣工程自動(dòng)化大大降低了人力成本和風(fēng)險(xiǎn)，使企業(yè)有了良好的經(jīng)營(yíng)環(huán)境，也能使企業(yè)得到更快的發(fā)展。

2發(fā)展電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的意義

近幾年來(lái)，在各類工程中，對(duì)電氣資源的消耗是巨大的。而由人為操作不當(dāng)引發(fā)的電氣安全問題在全國(guó)范圍內(nèi)時(shí)有發(fā)生，危害了人們的安全健康問題。為了避免在工程中出現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)收集不準(zhǔn)的問題，需要對(duì)設(shè)備的電氣工程開展治理。依照我國(guó)的國(guó)情，目前我國(guó)的定位依然是工業(yè)大國(guó)，所以在發(fā)展中勢(shì)必是要付出一些代價(jià)的。當(dāng)下的機(jī)械設(shè)備電氣工程項(xiàng)目中，還未完成全方面的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，一些技術(shù)的研究依然處于起步階段。產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展使得城市化水平不斷提升，我國(guó)是人口大國(guó)，因?yàn)橛秒姸鸬碾[患是要解決的重要問題。關(guān)于電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展在國(guó)際上也備受關(guān)注，我國(guó)對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也同時(shí)對(duì)安全隱患排查加深力度，做好相關(guān)的安全保護(hù)措施，遵循好合理用電原則。因此，進(jìn)一步的發(fā)展電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，在減少企業(yè)安全隱患方面有著重要意義。如果能夠發(fā)展好這一自動(dòng)化技術(shù)，相信用電隱患這一問題會(huì)逐漸的被攻破。我們的產(chǎn)業(yè)也能做到更加的綠色健康的發(fā)展。

3機(jī)械設(shè)備工程中自動(dòng)化技術(shù)控制存在的問題

3.1系統(tǒng)干擾問題

隨著近年來(lái)機(jī)械設(shè)備運(yùn)用廣泛運(yùn)用200～500kW逆變器，電氣自動(dòng)化在工廠運(yùn)行過程中由于所處環(huán)境差異，容易受高低壓變頻器產(chǎn)生的諧波影響，弱電信號(hào)被干擾。例如，設(shè)備運(yùn)行過程中，高爐內(nèi)水壓收到絞盤轉(zhuǎn)換器干擾，經(jīng)測(cè)試數(shù)據(jù)波動(dòng)0.5MPa，影響設(shè)備運(yùn)行。經(jīng)技術(shù)人員進(jìn)一步測(cè)驗(yàn)，絞車啟動(dòng)過程中，數(shù)據(jù)波動(dòng)較為明顯，由此推斷，影響電氣設(shè)備可靠運(yùn)行的主要因素是逆變器諧波干擾影響。因此，技術(shù)人員將轉(zhuǎn)換器電纜做接地處理，為了控制設(shè)備運(yùn)行效果，接地2m以上，消除了系統(tǒng)干擾問題，確保電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。

3.2操作環(huán)境問題

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求較高，尤其這些電氣類的PLC、DCS對(duì)環(huán)境溫度、空氣相對(duì)濕度以及灰塵情況極為敏感。如果夏季溫度高，運(yùn)行過程中如果沒有保持良好通風(fēng)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)。為了保持電氣自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行環(huán)境要求空氣相對(duì)濕度控制在65%，溫度保持在28℃左右，配電室使用防火阻燃材料，同時(shí)，電纜溝、配電室門窗應(yīng)采取防塵設(shè)置，配電柜底部做好防潮、防塵措施。

3.3提高系統(tǒng)運(yùn)維的穩(wěn)定性

電氣自動(dòng)化控制內(nèi)部是由復(fù)雜的硬件和軟件構(gòu)成，選擇設(shè)備過程中應(yīng)注重自動(dòng)化設(shè)備的構(gòu)件質(zhì)量、安裝質(zhì)量及售后服務(wù)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。例如，單位選用西門子S7400自動(dòng)化控制系統(tǒng)，技術(shù)人員在安裝過程中由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致設(shè)備零件連接松動(dòng)，系統(tǒng)顯示供電端錯(cuò)誤，施工人員將220V交流電直接接入模塊，導(dǎo)致模塊損毀。因此，設(shè)備出廠后，需要專業(yè)的技術(shù)人員提供后續(xù)維護(hù)和保養(yǎng)，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。4電氣工程自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)備制造中的應(yīng)用

4.1全監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試

在自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)正式應(yīng)用之前，我們需要將工作人員的工作資歷以及對(duì)設(shè)備的維修、控制、保養(yǎng)等工作經(jīng)驗(yàn)等信息錄入其中，這樣一來(lái)系統(tǒng)的規(guī)范性、科學(xué)性就能夠被大大提高。將該系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的過程當(dāng)中，我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。機(jī)械電氣設(shè)備在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對(duì)比研究，我們可以對(duì)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)有一定的了解。在安全監(jiān)控系統(tǒng)的輔助作用下，相關(guān)部門可以及時(shí)的獲取與設(shè)備有關(guān)的信息，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和預(yù)警監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員能夠?qū)υO(shè)備的具體情況有充足的了解，進(jìn)而制定出相關(guān)的調(diào)試方案，以保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在機(jī)械設(shè)備檢修中的應(yīng)用檢修技術(shù)對(duì)于機(jī)械工程是非常重要的，因?yàn)樵跈C(jī)械工程的發(fā)展中，需要經(jīng)常的對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，主要包含了對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行方式等，檢修技術(shù)可以在這些設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出警報(bào)，然后由工作人員進(jìn)行維修，而且檢修技術(shù)也能夠?qū)υO(shè)備在運(yùn)行時(shí)各方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，如果數(shù)據(jù)異常，就會(huì)有工作人員去解決，這樣可以避免危險(xiǎn)的發(fā)生。

通過檢修技術(shù)數(shù)據(jù)的分析，工作人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的找到設(shè)備出現(xiàn)問題的地方，然后對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修。在檢修技術(shù)中，應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化可以很好的發(fā)現(xiàn)設(shè)備在工作時(shí)出現(xiàn)的問題，傳統(tǒng)的檢測(cè)故障的技術(shù)在檢測(cè)設(shè)備的過程中，不僅時(shí)間長(zhǎng)，而且也難以找到設(shè)備出現(xiàn)故障的位置，自動(dòng)化的應(yīng)用可以使機(jī)械工程在工作時(shí)的安全性有所提高，而且及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的地方并維修，也能減少設(shè)備受到的損害。如運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備中進(jìn)行PLC技術(shù)的使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化和智能化安全保護(hù)，當(dāng)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)斷裂、急停、撕裂、煙霧等異常的情況，自動(dòng)化技術(shù)就能夠?qū)υO(shè)備自動(dòng)停止運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的保護(hù);還能夠?qū)斔驮O(shè)備軟起動(dòng)、合閘、抱閘和分閘等自動(dòng)啟停，且具備監(jiān)控、擴(kuò)展等功能，能夠?qū)\(yùn)輸系統(tǒng)各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)真實(shí)、準(zhǔn)確反映，借助此類數(shù)據(jù)還能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)輸系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷，同時(shí)電氣自動(dòng)化還能夠和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)效果，從而能夠結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況以手動(dòng)、自動(dòng)切換等方式對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控與維護(hù)。

4.2變速器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

變速器是改變機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度或者牽引力的一種裝置，具有變速快、輸出高等優(yōu)點(diǎn)，通過應(yīng)用變頻器可以保證工作人員按照實(shí)際生產(chǎn)需求適當(dāng)?shù)卣{(diào)整變速器扭矩和轉(zhuǎn)速，確保實(shí)際生產(chǎn)需要。為了進(jìn)一步發(fā)揮出變速器操作便捷、調(diào)速快等特點(diǎn)，可以在原有基礎(chǔ)上增加一些自動(dòng)化變速裝置，將發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值全面發(fā)揮出來(lái)，確保滿足實(shí)際設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)需求。設(shè)計(jì)人員可以將計(jì)算機(jī)技術(shù)合理地融入變速器機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，構(gòu)建變速器數(shù)字運(yùn)算模型，明確劃分各個(gè)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、功能等，保證各個(gè)零部件可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，和變速器使用需求相符合。當(dāng)前自動(dòng)化變速器在汽車生產(chǎn)中有著較為廣泛的應(yīng)用。在汽車變速器設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，設(shè)計(jì)師需要深入分析機(jī)械變速器的各項(xiàng)性能，其中重點(diǎn)要對(duì)輕量性和穩(wěn)定性兩方面進(jìn)行深入地研究。在輕量性方面，需要根據(jù)實(shí)際需求計(jì)算模具數(shù)量、運(yùn)作齒輪體積總和等內(nèi)容，確保各項(xiàng)參數(shù)協(xié)調(diào)。此外，通過有機(jī)結(jié)合變速器和電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以將汽車傳動(dòng)方式改善，盡量保證利用齒輪有效地變換汽車檔位，同時(shí)，還可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)卣{(diào)整齒輪數(shù)量，減少發(fā)生故障的概率，將變速器對(duì)減速器產(chǎn)生的負(fù)面影響盡量消除。

4.3做好設(shè)備調(diào)試和移交程序

其實(shí)應(yīng)用自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)的過程也是一個(gè)動(dòng)態(tài)管理的過程，相關(guān)工作人員需要始終堅(jiān)持以質(zhì)量建設(shè)為核心，保障生產(chǎn)效率為基礎(chǔ)的工作原則。在大部分情況下，造成電氣系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的原因原因在于機(jī)械電氣設(shè)備的零部件出現(xiàn)了一定的問題。通過對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障原因進(jìn)行全方位的總結(jié)分析，我們可以對(duì)相應(yīng)的調(diào)試方案和生產(chǎn)方案進(jìn)行一定的整改，這樣能夠有效的降低故障發(fā)生的頻率，同時(shí)盡可能地排除一些安全隱患。企業(yè)需要規(guī)范各個(gè)環(huán)節(jié)的移交流程，這樣才能夠盡可能的避免外界因素的干擾，進(jìn)而保證調(diào)試工作的精確度。比如說(shuō)在設(shè)備運(yùn)輸?shù)倪^程中，我們首先要對(duì)設(shè)備進(jìn)行全方位的檢查，在保證設(shè)備質(zhì)量完好的前提下進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的打包。在試運(yùn)行的過程中，我們需要給設(shè)備提供一個(gè)正常的工作狀態(tài)，這樣才能夠保證其調(diào)試效率。機(jī)械電氣設(shè)備自投入生產(chǎn)之后便處于一種不確定的狀態(tài)，每個(gè)設(shè)備的實(shí)際狀況都會(huì)存在一定的差異。在此基礎(chǔ)上，即便不同的設(shè)備產(chǎn)生了同樣的故障，它所需要的調(diào)試方案也可能存在著很大的不同。相關(guān)的調(diào)試人員要充分明確這一點(diǎn)，在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試的過程中，要以實(shí)際情況為基礎(chǔ)，對(duì)調(diào)試方案進(jìn)行合理的變動(dòng)，這樣才能最大程度的保證設(shè)備的調(diào)試效果及其使用壽命。在確定故障原因及其調(diào)試方案之后，相關(guān)的工作人員可以對(duì)自動(dòng)調(diào)試裝置輸入相對(duì)應(yīng)的指令，如下圖所示。

由于自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)在一定程度上脫離了人類的操控，所以還存在一定的出現(xiàn)突發(fā)情況的可能性。因此相關(guān)人員在輸入指令之前，需要對(duì)可能出現(xiàn)的突發(fā)狀況進(jìn)行一定的預(yù)估，以避免造成不可挽回的損失。

4.4運(yùn)用人工智能技術(shù)

電氣系統(tǒng)與我們的日常生活息息相關(guān)，隨著人工智能技術(shù)的成熟，也被應(yīng)用到電氣系統(tǒng)的各個(gè)方面，為提高我們的日常生活品質(zhì)提供了有效助力。例如：我們?nèi)粘Ｉ钪械恼彰鳠?，將人工智能技術(shù)應(yīng)用其中，利用其人體紅外處理技術(shù)，為深夜歸家的人們自動(dòng)開啟一盞溫暖的燈，給人們心里帶來(lái)一絲慰藉。人體智能感應(yīng)照明燈開關(guān)構(gòu)造示意圖如下圖所示。

人工智能在電氣設(shè)備操作中的應(yīng)用主要在于控制機(jī)器設(shè)備，以其自主性、智能性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行宏觀調(diào)控。在以往電氣設(shè)備的控制過程中，往往采用一些傳統(tǒng)的控制方式，即使在現(xiàn)在，一些電氣的控制設(shè)備還是采用單純的人工操作控制，但是由于人隨著工作機(jī)械強(qiáng)度的增大，出錯(cuò)率也在增大，每年由此引發(fā)的安全事故也屢見不鮮，但是人工智能引入電氣設(shè)備操作恰恰可以改觀這一點(diǎn)，代替人完成一些強(qiáng)度大的工作。而從國(guó)家戰(zhàn)略安全的角度來(lái)看，人工智能在電氣設(shè)備中的應(yīng)用也是歷史的趨勢(shì)。

結(jié)論：機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)了國(guó)家的科技實(shí)力，在電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中，研究人員應(yīng)該明晰工程的實(shí)際情況，遵循機(jī)械工程在電氣自動(dòng)化使用中的各項(xiàng)原則，同時(shí)結(jié)合各項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，確保我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠充分地與當(dāng)前機(jī)械工程進(jìn)行有機(jī)融合，保障機(jī)械工程生產(chǎn)效率。

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