物联网技术在液压机控制中的应用现状及展望浅析

刘红梅

（安徽三联学院，安徽 合肥 230601）

液压机常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻造、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等，广泛应用于汽车工业、航空航天、高速列车、石油开采、军工、手机通讯、家电、管道等各行业领域。

随着科技的不断发展和对产品要求的不断提高，设备用户对液压机控制系统的要求也越来越高。例如不仅对其压力、速度、位移等重要参数的控制要求越来越高，对液压机控制的智能化程度的要求也越来越高。设备使用者或维修者希望液压机在出现故障时能得到更多的故障信息，企业管理者则希望随时可以获取液压机的相关数据，如运行时间、故障时间、产品件数、产品合格率等等数据。这些都给液压机的控制提出了新的挑战，而应运而生的物联网技术可以大大提高液压机控制的智能化水平。

物联网（Internet of things，IoT）被认为是继计算机、互联网之后全球信息产业的第三次发展浪潮。物联网是利用感知技术、通信技术和计算机技术实现物物相连的网络。物联网涉及的关键技术主要有传感技术、识别技术、微机电系统、通信和网络技术、物联网软件和算法等[1]。现今，物联网技术在液压机控制中的应用还处在初级阶段。主要体现在传感技术、HMI、微机电系统等物联网相关技术。

1 液压机控制技术发展过程

液压机控制技术与电子技术的发展是分不开的。随着电子技术的不断反展，液压机的控制技术经历了以下三个发展阶段。

1.1 继电器控制方式

继电器控制技术主要出现在早期的液压机控制以及对液压机要求不高的小型液压机控制中。继电器控制技术具有电路结构简单、成本低、控制功能简单等特点，主要适用于单机或者产品加工精度要求不高的控制中，也可组成简单的生产线。该种控制方式稳定性差，柔性扩展能力弱。早期主要是受电子技术发展的限制，没有先进的电气控制元件可以使用。而现在主要是利用继电器控制技术成本低、操作简单等特点。

1.2 可编程控制器控制方式

随着汽车工业的不断发展，继电器控制方式的液压机控制技术已不能满足要求。可编程控制器就是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来并逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。目前，可编程控制器已被广泛应用于各种生产设备以及自动化生产线中。随着电子技术的不断发展，可编程序控制器的功能更加强大。可编程序控制器在功能上已经由早期只能进行简单的逻辑控制发展到现在的模拟量控制、运动控制以及各种算法控制。可编程控制器控制方式具有稳定性高、灵活性好等特点。

1.3 工业计算机（工控机）控制方式

工业计算机（工控机）控制方式，是结合计算机控制技术发展而来的一种具有高技术含量的控制方式。这种控制方式以工业控制机等作为主控单元，通过外围接口器件或相应的比例阀实现对液压系统的控制，同时又利用各种传感器来组成闭环回路的控制系统，最终实现精确控制的目的。该控制方式具有人机交互性好、控制精度高、稳定性好等特点，可以实现数据库的存储，具有一定的自诊断功能，但还不能很好地实现智能化。

2 物联网技术及其应用

目前液压机的控制技术已有了很大进步，不仅可适用于大型自动化生厂线，还具有了一定的人机交互功能，主要体现在以下三个方面：

（1）当前液压机控制中大量使用各种传感器来实现开环和闭环控制，旨在提高液压机控制的精度和自动化程度。这一举措是物联网技术应用于液压机的关键。

（2）当前液压机控制中大量使用工控机和触摸屏来实现人机交互，旨在提高液压机控制的人机交互性和自诊断能力。这一举措将为物联网技术应用于液压机提供大量的数据。

（3）当前液压机控制中大量使用电液比例控制系统和伺服控制系统，旨在提高液压机局部控制的精度和智能化程度。这一举措再加上物联网技术将大大增加液压机管理的智能化。

3 智能液压机控制展望

随着科技的大力发展，物联网技术也将日趋成熟。作为能将物和物相连的物联网技术也将被应用在各行各业。液压机是当今工业生产中必不可少的设备，液压机行业也必将是物联网技术大力应用的行业之一。

3.1 智能液压机技术框架

未来的液压机控制必将向智能控制方向发展。未来物联网技术下的智能液压机，通过智能传感器装置采集液压机的各个信息参数，信息参数经过加工处理后，经过网络对数据进行传输存储，最终到达具有决策能力的智能液压机应用服务层。这一系统实现的技术框架共有三层，分别是：智能液压机信息收集层，数据网络传输层，智能液压机的使用及管理的应用服务层。如图1所示。

图1 未来物联网技术下的智能液压机技术框架

3.2 群智能液压机自动运行系统

未来无人车间将会越来越多，车间里的设备将需要具备远程监控、能自动运行功能。利用物联网技术的智能液压机技术框架生产出来的智能液压机将会成为无人车间的设备之一。这些智能液压机首先单台可以被远程监控，其次可以组成机器群被远程监控。未来物联网技术下的群智能液压机自动运行系统逻辑结构框图如图2所示。

图2 未来物联网技术下的群智能液压机自动运行系统逻辑结构框图

4 结语

在工业4.0、互联网+、物联网、大数据、机器人、智能制造、先进制造等新经济、新产业的大力发展下，液压机的控制技术也必须要适应经济的发展。那么利用物联网技术来提高液压机控制的自动化和智能化程度是未来智能液压机的发展方向。尽管目前的液压机控制技术已经达到一定的自动化水平，但还远远达不到智能化的水平，还需要大力利用物联网技术来设计制造智能液压机。

[1]闫东方.物联网关键技术及相关产业研究综述 [J].河南科技，2014，（12）：9.

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