机械电气一体化技术的探讨

周伟

摘要：本文主要基于笔者研究实践，首先对机械电气一体化技术及其基本特征展开概述，随后在此基础上对其在工程机械行业中的应用进行分析，以供广大同行参考。

关键词：机械电气一体化技术；基本特征；工程机械；应用

一、机械电气一体化技术概述

机械电气一体化技术是指，在机械功能的设计和应用中，在机械结构的主功能、信息处理和功能控制中引入电子技术，将控制装置与电子化集成和控制软件等有机结合起来，形成统一的系统。系统引进电子技术后，在程序预定的操作功能下，综合运用机械技术、微电子技术和电力电子技术，再配合系统布局的各个

功能单元完成机械系统的智能化控制，以保证机械设备的多功能性、高质量、低能耗、环保，进而提高其运行的可靠性。

二、机械电气一体化技术的基本特征

机械电气一体化技术之所以被广泛应用，不仅仅因为其应用广泛，也因为其有着自身的特点，经过查阅相关资料和实际调查，本文作者总结出了机械电气一体化技术的几个特点，具体如下说明：

（一）应用广泛

机械电气一体化技术是多门学科的综合，涉及的技术较多，是一门综合性的交叉技术，正是因为其综合性较强，才使得机电一体化技术得以广泛应用，而不只是限于工程机械领域。固然，本文对于机械电气一体化的研究主要侧重于机械电气一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。

（二）逻辑性很强

机械电气一体化的核心思想就是把各个学科加以合理融合，形成一门独特的综合性技术应用到机械领域中，把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体，形成一个统一的整体，从这个角度来讲，机电一体化技术具有很强的逻辑性，也可以说是具有很强的系统性。

三、机械电气一体化技术的应用

根据笔者对机械电气一体化技术研究可知，该技术目前在工程有着极为广泛地应用，对此笔者将重点围绕于展开探究：

（一）分布式控制系统

相对于集中式控制系统而言，分布式控制系统是通过一台中央计算机对多台计算机进行控制和指挥，由于分布式控制系统强大的功能和可靠地安全性，使其成为机械电气一体化的主流技术。一般情况下，分布式控制系统根据实际情况进行分级，可分为两级、三级或更多级。其核心技术就是通过中央计算机完成对现场生产过程的实时控制等，另一方面，分布式控制系统随着测控技术的不断发展与创新，还可以实现对生产过程的实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能，成为一种集测、控、管于一体的综合系统，可靠性大幅提高。

（二）数控机床

机械电气一体化技术的应用当中，数控机床可谓最成功的典型。随着机械电气一体化的发展，数控机床技术也有了质的提高：结构更合理、功能更广、操作更方便、控制精度更高。数控机床结构的发展逐步趋向总线式、模块化、紧凑型，且采用多CPU、多主总线的体系。在数控机床中，开放性的设计逼近可以在很大程度上提高系统的兼容性和層次性，以便用户的编程和对设备进行改装和升级。一般情况下，可以在系统中引入在线诊断、模糊控制等技术，这些技术可以提高数控机床的智能化水平。其中，在线诊断功能可以将机床中出现的刀具破损等一系列故障或潜在性的故障反馈给操作人员，以便可以根据故障的情况，迅速采取控制手段；模块化的设计，可以丰富系统功能，使得机床控制操作都更加简便，一般情况下，都是通过一台机床控制多台机床，使它们同时、独立的完成各自的任务，实现多过程、多通道的控制。

（三）实时监控

实时监控的功能是机械电气一体化系统在机械工程中的另一个具体应用。与现有的技术相比，传统的机械工程比较落后，不能对操作过程进行实时监控。在这种该情况下，机械工程的整体质量无法得到控制，操作人员的人身安全也无法得到保证。机械电气一体化在机械工程中的应用，这些问题就都可以很好地得到解决，机械电气一体化在机械工程中的应用，主要是通过对某一具体工程的制动、传动、执行等一系列环节进行实时监控。一旦在生产过程中出现问题或者故障，机械电气一体化系统就会立即发出预警，并且对故障就行定位，然后进一步分析问题，只有这样故障人员才能根据具体的故障做出应对办法。也只有这样，机械工程的安全性才能得到保证，机械工程的整体的工作效率爱能得到提高，机械工程的整体质量才能得到控制，还可以节约很多的人力物力，为机械工程企业带来经济效益和社会效益。

（四）确保精度

机械电气一体化系统在机械工程中应用，对于工程质量方面来说，最有意义的一点就是工程的精度的保证。传统的机械工程，工艺比较简单，大都是人工操作，在工程测量、数据统计与计算等环节，误差出现的频率很高，使得机械工程的整体质量得不到保证。在机械工程中，有了机械电气一体化系统的应用，不仅可以提高机械工程数据测量的精准度，还可以实现机械工程测量环节的自动运行，又可以在最大程度上避免传统的数据统计、计算所造成的误差值，为机械施工的整体质量与相关的精准度提供了可靠地保证。在机械工程的精准度有了保证的前提下，机械工程的效率大大增加，施工人员的劳动强度大大降低，还可以节省不少的人力。综上所述，机械电气一体化系统在机械工程中的应用，在确保工程精准度的同时，也加强了机械施工的现代性、高效性与快捷性，使机械电气一体化系统在未来的应用前景变得更加广阔。

（五）控制柴油机

柴油机行业最重要的战略目标，就是缓解外排气污染，然而，要想一边解决外排污染，另一边又想降低柴油机的油耗，这是非常困难的。因此，将这两种参变量调整到一个平衡点。在传统的做法中，大家都只是考虑燃油率，外排污染物虽然有所减少，排放浓度却有了很大的提升，对于控制污染物方面并没有本质上的改观。然而，随着电子技术的高速发展，柴油机可以借助电子调速器，电子油门控制装置，自动停机装置等装置，不仅使柴油机能够满足经济指标，还能使够对最佳喷油进行定时。

（六）降低劳动强度

传统的工程机械施工都是人工操作，而且对操作人员的个人素质要求较高，主要是因为机械工程工作强度大，机械电气一体化技术的应用，将工程机械带入了自动化及半自动化的生产领域，传统工艺中，很多必须人工操作的项目都可以由机电技术中的控制系统来代替，这样一来，大大降低了来动人员的使用率，同时也降低了劳动强度、提高了机械工程的质量，也提高了机械工程工作的准确度。

四、结束语

综上所述，机械电气一体化是未来工程机械发展的主要方向。目前在科技的推动下，机械电气一体化的发展已经取得了一定的成就，其在工程机械中也得到了广泛的应用，极大的提高了工程机械的运行效率，节省了大量的劳动力。

参考文献

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（作者单位：南京特斯拉电气有限公司）