机械设备电气工程自动化技术的应用研究

李守明，徐 红

（临沂市公路事业发展中心临沭县中心，山东临沂 276700）

0 引言

电气工程技术在机械设备中的应用，引发了人类社会新一轮的工业革命，是人们进入现代社会的基石。电气技术和机械设备的大规模结合应用，有效地将社会的生产模式从劳动力导向模式转向了生产工具导向模式。生产模式的转变在有效提升生产率的同时，极大改善了劳动者的劳动环境，深入全面推动了整个社会的进步。现阶段可以肯定的是，机械设备和电气工程技术是涉及面最为广泛的技术，其涵盖了人们生活中所见到的电力系统技术、电子技术、计算机技术、网络技术、自动化技术等，相关技术的学习过程具有较大的涉及面和较广的综合性。

电气工程技术从大的方向上可以简单划分为两种类型：强电，弱电。两者几乎同现阶段使用的其他各种类型的技术相结合。电气工程技术的应用有效弥补了其他类型的技术缺陷，极大扩展了其他技术在社会经济发展过程中的应用范围，同时电气工程技术在各个行业中的渗透式发展也对电气工程的相关人才提出了更高要求。电气工程自动化技术是电气工程学科的重要组成部分，其在目前的应用中同机械设备的联系越来越紧密，有效提升了机械设备在工业生产中的功能。随着互联网技术的快速发展，机械装备和电气工程理论体系得到了进一步延展，计算机技术、互联网技术以及信息技术等不断同机械装备和电气工程自动化相关的技术进行融合，创造了机械类、电气类传统工科学科全新的发展方向。

1 发展现状

1.1 与传统生产工具的有效结合

机械设备电气工程自动化技术同传统生产工具的有效结合，实质上是电气设备和各种类型机械设备的有效结合，其结合的重点是电力机械设备。传统机械设备通常由人工进行直接操作，并采用人工的方式对系统运行过程和各种故障进行统计记录。在实践过程中，这种方式时常出现各种类型的失误，导致各种损失。当电气工程自动化技术在其中得到应用后，系统能够自动进行记录，极大提升了相关记录的准确率，并能够在系统发生故障和危险时及时监测到系统存在的问题，并有效解决问题。电气工程自动化相关技术的应用，有效提升了电力设备运行的可靠性和安全性，对保障工业生产的安全具有非常重要的意义。

1.2 与信息理论的结合

现阶段信息技术取得了非常迅速的发展，其在实践过程中又被称为信息论，本质上的研究内容为信息的传输、接受和发送。信息技术是维持当前社会发展的基础性技术之一，其在各个行业和其他技术之中都得到了较为广泛的应用。在机械装备电气工程中，信息技术的应用主要体现在对相关的控制指令进行有效传递和发送。在进行生产的过程中，机械设备会产生大量数据，仅仅依靠人力进行相关数据的记录、统计，会出现各种类型的错误，进而导致生产受到负面影响。信息论的引入成功解决了各种类型的机械设备在生产过程中产生的数据传递和记录。在电气工程和机械设备中引入信息理论后，生产相关的各种类型数据成功转化为数据库。在电气自动化的控制系统中，信息论的引入有效提升了控制指令的操控能力，提升了设备的制造能力，降低了在自动控制过程中出现的各种故障。

1.3 与计算机技术的结合

在现代社会中，计算机是构成信息技术的基础，其同机械装备电气工程自动化相关的诸多技术，存在着极为密切的关联。在实践过程中，计算机技术集中应用在机械系统的监控和过程控制中。在工业生产过程中，一个完整的机械控制系统首先需要数据收集模块，其次需要对数据进行各种处理的控制模块，还需要各种类型的软件。在过去的很长一段时间里，数据收集模块由各种类型的电子仪器充当，随着技术的不断进步，各种类型的传感器逐渐取代了电子仪器，随之而来的是各种嵌入式技术、通信技术都在数据收集装置中得到了广泛应用。在监控系统中，控制部分又划分为两个部分：自动控制，其主要应用在低电压的系统之中；电力控制，其主要应用在高电压的系统之中。软件则指系统之中涉及到的各种类型的制表、参数和控制软件。在企业生产的过程中，过程控制发挥着非常重要的作用，使相关技术得到了迅速发展。

1.4 与互联网技术的结合

同互联网技术相比较，机械装备电气工程自动化等技术可以统称为传统技术，随着我国政府推行的互联网+战略，互联网技术在机械装备电气工程自动化领域得到了快速发展。这一巨大变革对机械装备电气自动化技术，既是一种挑战，也是全新的机遇。当前阶段，我国经济发展模式正在由过去传统粗放的生产模式，逐步向绿色环保节能发展模式转变，在转变的过程中，机械装备电气自动化技术和互联网技术的结合发展必将带来更大的用途。

2 发展趋势

2.1 机电一体化发展

机电一体化技术已经得到了工业界的实施，但是机电一体化系统不只包含机械和电气部分的产品，而是充分应用微机、微电子等技术制造出能够实现特定功能的机电一体化系统。这一系统包含传动系统、控制系统、传感器系统等。这种系统式的发展，将极大提升我国现阶段各种机械装备的制造和使用水平。

2.2 智能化、网络化发展

随着网络通信技术的快速发展，当前阶段只要在有网络的地方就能够实现信息的传输和交换，人们的生活和社会的生产已经逐渐无法脱离网络而单独进行。网络技术在机械电气设备之中的应用，极大提升了机械设备的自动化生产效率，有效促进了整个机械制造行业的发展。在工业生产的过程中，采取有效的技术手段实现计算机网络同机械电气设备的连接，不仅能够显著提升机械设备各方面的性能，还能够对企业的内部人员组织进行有效优化，进而使企业的生产效益得到较大提升。

2.3 模块化、标准化发展

在工业生产的过程中，为满足不同的生产需要，设计了各种各样的机械设备，但实际上这些机械设备存在较大的相似性，即都是由传动系统、运动系统、控制系统等组成。标准化、模块化在机械设备和电气中的发展已经经历了较长时间，例如机械设备中常用的各种螺栓、螺母、轴承等零部件，已经实现了标准化的设计。在此后的发展中将出现标准化设计的传动系统、控制系统等，进而有效降低机械产品在设计、制造过程中的复杂性，进而有效降低其成本，提升对机械设备使用的效益。电气自动化设备中也存在大量的零部件已经实现了标准化和模块化的发展，在此后的发展过程中需要实现将其系统化，依据系统的需要进行标准化的生产和制造。随着机械设备和电气设备模块化和标准化程度的逐步提升，在此后的工业生产过程中，一台机械电气自动化设备可以根据实际需要进行拆分，然后再依据自身的需要进行组装，极大提升了单一机械电气自动化设备的使用范围，减低了生产企业的固定资产成本。

3 应用实例

3.1 工程机械的自动化作业

在工程建设的过程中，应用最为广泛的机械设备就是挖掘机和推土机，在这两种机械上使用机械电气自动化技术能够显著提升设备的施工质量和施工效率。推土机在最初被发明时是一种履带式机械，以蒸汽系统作为实现自身运动的动力，在其前面安装人力实现提升的推土装置。此后随着技术的不断进步，推土机械不断得到发展，经历了轮式阶段、静压履带阶段和轮式静压阶段，推土机的动力系统也由最初的蒸汽系统逐步转变为内燃机系统和电力系统。挖掘机的发展历程则同推土机具有一定的相似性。

1970 年代后，人们应用先进的传感器技术和控制技术开始对挖掘机和土动机进行无人化改造，到1990 年代通过在挖掘机和推土机上安装各种类型的传感器使其能够实现对各种工作环境的数据收集，再借助推土机和挖掘机中安装的控制系统实现对工作环境的判断，进而完成了挖掘机和推土机的无人自动化作业，有效提升了挖掘机和推土机的作业能力，降低了工程建设的相关成本，使人类的工程建设水平进入到了一个全新的阶段。

3.2 给排水设备的自动化应用

技术的不断进步使人们不断感受到技术改善了人们的生活，机械设备电气自动化技术广泛应用于给排水工程中。在城市给排水系统中，现代城市每天消耗大量水资源并产生大量废水，需要机械电气自动化的设备实现对清洁水资源的输送和污水的处理。生活中常见小设备的应用，例如自动感应的马桶、自动感应的水龙头等，这些小设备包含了一整套的数据收集、分析和控制元器件，给人们的生活带来了巨大便利，奠定了人们享受现代生活的基础。