电气自动化技术在机械设备工程中的应用

吴幸

摘要：机械设备工程中运用自动化技术是多方面的，例如，高铁、船舶、机器人等现代化智能设备。本文首先阐述了电气工程自动化在机械设备制造中的优势，以及发展电气工程自动化技术的意义，分析机械设备工程中电气自动化控制系统存在的问题，并提出一系列电气自动化技术在机械设备工程中的运用，旨在发展我国的电气自动化技术，提升人们的生产生活质量。

关键词：电气工程;机械设备工程;自动化技术

引言：机械工程中运用电气自动化技术在提升机械设备运用价值的同时，正在不断促进工业现代化发展。机械设备工程是一个庞大并且复杂的系统，其中包含了设计、制造以及维修等多个步骤。本文主要探索电气自动化技术在机械工程中的应用，为机械工程中合理地应用电气自动化技术提供一定参考。

1电气工程自动化技术在机械设备制造中的运用优势

1.1提高生产率和生产质量

信息处理与自动控制是电气工程自动化产品的两个重要功能，相较于传统的机械设备使用，运用自动化控制技术在很大程度上提升了生产效率与质量。通过应用自动化控制技术，在工程中节约了一部分的人力，同时也就消除了可能由于人工操作带来误差，提高设备的使用性能。为了提高生产率和生产质量，需要重视的是提升机械设备的精度和灵敏度，令系统能够高效率的处理任务，最大程度上降低由人为操作带来的影响，实现机电健全自动化的目标，提高性能，保证质量。

1.2安全性和可靠性

机械自动化可以使人和设备得到解放，而电气工程自动化除了克服人为因素造成的质量问题外，还有一项重要功能，即具有报警和自动监控功能。其优点是安全可靠，自动化可以对一些存在的安全风险进行自诊断，并对诊断结果进行分析。从自动保护问题到设备故障率。提高了设备运行的安全性，也使得设备的使用寿命相应延长。此外，电气工程自动化调整和维修设备箱，为公司提供了最大化的服务。也为企业创造更多的经济效益。

1.3多功能通用性

电气工程自动化在各类都能有很好的发展，因为这项技术的开发和应用可以满足大多数公司对电气工程自动化的需求，其自动控制可以对机械设备进行控制、保护和调节，而這些多功能的作用可以产生不同领域的电气工程自动化技术需求，以满足用户个性化的需求。而对一些公司来说，资源需求，尤其是人力资源，在公司中占有成本非常高，而电气工程自动化大大降低了人力成本和风险，使企业有了良好的经营环境，也能使企业得到更快的发展。

2发展电气工程自动化技术的意义

近几年来，在各类工程中，对电气资源的消耗是巨大的。而由人为操作不当引发的电气安全问题在全国范围内时有发生，危害了人们的安全健康问题。为了避免在工程中出现对数据收集不准的问题，需要对设备的电气工程开展治理。依照我国的国情，目前我国的定位依然是工业大国，所以在发展中势必是要付出一些代价的。当下的机械设备电气工程项目中，还未完成全方面的自动化设计，一些技术的研究依然处于起步阶段。产业的迅速发展使得城市化水平不断提升，我国是人口大国，因为用电而引起的隐患是要解决的重要问题。关于电气工程自动化技术的发展在国际上也备受关注，我国对于产业发展的同时，也同时对安全隐患排查加深力度，做好相关的安全保护措施，遵循好合理用电原则。因此，进一步的发展电气工程自动化技术，在减少企业安全隐患方面有着重要意义。如果能够发展好这一自动化技术，相信用电隐患这一问题会逐渐的被攻破。我们的产业也能做到更加的绿色健康的发展。

3机械设备工程中自动化技术控制存在的问题

3.1系统干扰问题

随着近年来机械设备运用广泛运用200～500kW逆变器，电气自动化在工厂运行过程中由于所处环境差异，容易受高低压变频器产生的谐波影响，弱电信号被干扰。例如，设备运行过程中，高炉内水压收到绞盘转换器干扰，经测试数据波动0.5MPa，影响设备运行。经技术人员进一步测验，绞车启动过程中，数据波动较为明显，由此推断，影响电气设备可靠运行的主要因素是逆变器谐波干扰影响。因此，技术人员将转换器电缆做接地处理，为了控制设备运行效果，接地2m以上，消除了系统干扰问题，确保电气自动化设备运行稳定。

3.2操作环境问题

电气自动化控制设备对运行环境要求较高，尤其这些电气类的PLC、DCS对环境温度、空气相对湿度以及灰尘情况极为敏感。如果夏季温度高，运行过程中如果没有保持良好通风，会导致设备停机。为了保持电气自动化设备稳定运行，运行环境要求空气相对湿度控制在65%，温度保持在28℃左右，配电室使用防火阻燃材料，同时，电缆沟、配电室门窗应采取防尘设置，配电柜底部做好防潮、防尘措施。

3.3提高系统运维的稳定性

电气自动化控制内部是由复杂的硬件和软件构成，选择设备过程中应注重自动化设备的构件质量、安装质量及售后服务，提高系统运行的稳定性。例如，单位选用西门子S7400自动化控制系统，技术人员在安装过程中由于操作不当，导致设备零件连接松动，系统显示供电端错误，施工人员将220V交流电直接接入模块，导致模块损毁。因此，设备出厂后，需要专业的技术人员提供后续维护和保养，延长设备的使用寿命，提高设备运行的稳定性。4电气工程自动化在机械设备制造中的应用

4.1全监控系统的调试

在自动化调试系统正式应用之前，我们需要将工作人员的工作资历以及对设备的维修、控制、保养等工作经验等信息录入其中，这样一来系统的规范性、科学性就能够被大大提高。将该系统应用于实际生产的过程当中，我们可以实现对机械电气设备的实时监控。机械电气设备在运行的过程中会产生一定的数据，将这些数据与标准数据信息进行对比研究，我们可以对设备当前的运行状态有一定的了解。在安全监控系统的辅助作用下，相关部门可以及时的获取与设备有关的信息，并且进行数据的传输和预警监控。在此基础上，技术人员能够对设备的具体情况有充足的了解，进而制定出相关的调试方案，以保证设备的正常运转。在机械设备检修中的应用检修技术对于机械工程是非常重要的，因为在机械工程的发展中，需要经常的对其运行状况进行监控，主要包含了对设备的运行状态，运行方式等，检修技术可以在这些设备运行中出现故障时发出警报，然后由工作人员进行维修，而且检修技术也能够对设备在运行时各方面的数据进行一定的处理，如果数据异常，就会有工作人员去解决，这样可以避免危险的发生。

通过检修技术数据的分析，工作人员可以根据数据精准的找到设备出现问题的地方，然后对设备进行维修。在检修技术中，应用机械自动化可以很好的发现设备在工作时出现的问题，传统的检测故障的技术在检测设备的过程中，不仅时间长，而且也难以找到设备出现故障的位置，自动化的应用可以使机械工程在工作时的安全性有所提高，而且及时发现故障的地方并维修，也能减少设备受到的损害。如运输机械设备中进行PLC技术的使用，可以实现对运输机械设备运行的自动化和智能化安全保护，当机械设备出现断裂、急停、撕裂、烟雾等异常的情况，自动化技术就能够对设备自动停止运行，实现对设备的保护;还能够对输送设备软起动、合闸、抱闸和分闸等自动启停，且具备监控、扩展等功能，能够对运输系统各类实时数据实现真实、准确反映，借助此类数据还能够对设备运输系统故障自动诊断，同时电气自动化还能够和控制系统实现联动效果，从而能够结合实际运行情况以手动、自动切换等方式对机械设备进行监控与维护。

4.2变速器设计中的应用

变速器是改变机械运转速度或者牵引力的一种装置，具有变速快、输出高等优点，通过应用变频器可以保证工作人员按照实际生产需求适当地调整变速器扭矩和转速，确保实际生产需要。为了进一步发挥出变速器操作便捷、调速快等特点，可以在原有基础上增加一些自动化变速装置，将发动机的实际应用价值全面发挥出来，确保满足实际设备运转需求。设计人员可以将计算机技术合理地融入变速器机械设计当中，构建变速器数字运算模型，明确划分各个构件的结构、功能等，保证各个零部件可以正常运转，和变速器使用需求相符合。当前自动化变速器在汽车生产中有着较为广泛的应用。在汽车变速器设计生产中，设计师需要深入分析机械变速器的各项性能，其中重点要对轻量性和稳定性两方面进行深入地研究。在轻量性方面，需要根据实际需求计算模具数量、运作齿轮体积总和等内容，确保各项参数协调。此外，通过有机结合变速器和电气自动化技术，可以将汽车传动方式改善，尽量保证利用齿轮有效地变换汽车档位，同时，还可以根据实际情况适当地调整齿轮数量，减少发生故障的概率，将变速器对减速器产生的负面影响尽量消除。

4.3做好设备调试和移交程序

其实应用自动化调试技术的过程也是一个动态管理的过程，相关工作人员需要始终坚持以质量建设为核心，保障生产效率为基础的工作原则。在大部分情况下，造成电气系统无法正常运转的原因原因在于机械电气设备的零部件出现了一定的问题。通过对机械设备的故障原因进行全方位的总结分析，我们可以对相应的调试方案和生产方案进行一定的整改，这样能够有效的降低故障发生的频率，同时尽可能地排除一些安全隐患。企业需要规范各个环节的移交流程，这样才能够尽可能的避免外界因素的干扰，进而保证调试工作的精确度。比如说在设备运输的过程中，我们首先要对设备进行全方位的检查，在保证设备质量完好的前提下进行优质的打包。在试运行的过程中，我們需要给设备提供一个正常的工作状态，这样才能够保证其调试效率。机械电气设备自投入生产之后便处于一种不确定的状态，每个设备的实际状况都会存在一定的差异。在此基础上，即便不同的设备产生了同样的故障，它所需要的调试方案也可能存在着很大的不同。相关的调试人员要充分明确这一点，在进行设备调试的过程中，要以实际情况为基础，对调试方案进行合理的变动，这样才能最大程度的保证设备的调试效果及其使用寿命。在确定故障原因及其调试方案之后，相关的工作人员可以对自动调试装置输入相对应的指令，如下图所示。

由于自动化调试技术在一定程度上脱离了人类的操控，所以还存在一定的出现突发情况的可能性。因此相关人员在输入指令之前，需要对可能出现的突发状况进行一定的预估，以避免造成不可挽回的损失。

4.4运用人工智能技术

电气系统与我们的日常生活息息相关，随着人工智能技术的成熟，也被应用到电气系统的各个方面，为提高我们的日常生活品质提供了有效助力。例如：我们日常生活中的照明灯，将人工智能技术应用其中，利用其人体红外处理技术，为深夜归家的人们自动开启一盏温暖的灯，给人们心里带来一丝慰藉。人体智能感应照明灯开关构造示意图如下图所示。

人工智能在电气设备操作中的应用主要在于控制机器设备，以其自主性、智能性对整个系统进行宏观调控。在以往电气设备的控制过程中，往往采用一些传统的控制方式，即使在现在，一些电气的控制设备还是采用单纯的人工操作控制，但是由于人随着工作机械强度的增大，出错率也在增大，每年由此引发的安全事故也屡见不鲜，但是人工智能引入电气设备操作恰恰可以改观这一点，代替人完成一些强度大的工作。而从国家战略安全的角度来看，人工智能在电气设备中的应用也是历史的趋势。

结论：机械设备自动化技术的发展体现了国家的科技实力，在电气自动化技术发展中，研究人员应该明晰工程的实际情况，遵循机械工程在电气自动化使用中的各项原则，同时结合各项应用技术，确保我国电气自动化技术能够充分地与当前机械工程进行有机融合，保障机械工程生产效率。

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