机电一体化在工程机械设备中的运用

文/吴恩来

工程机械设备的生产水平在很大程度上影响着我国生产力水平，其融合了机械工程、电子技术、传感器工程以及信息工程等多种工程技术。机电一体化技术的不断发展可以促进工程机械设备向现代化和信息化方向发展。对工程机械设备的生产方式以及管理模式上都有一定程度的改革。在目前国际市场环境下，智能化成为了工程机械设备发展的必然趋势，这也在一定程度上提高了社会以及企业对于机电一体化专业人才的重视。为了在国际市场竞争中占有一席之地，提高智能化水平，工程机械设备制造商必须充分认识到机电一体化技术对工程机械设备的深远影响。选择高质量的机电专业人员使机电一体化技术成为工程机械生产的巨大价值。

1 机电一体化的概念

机电一体化技术是一个电子学科领域，它结合了机械技术和电子控制技术等各种学科，如控制科学，机械设计和制造以及自动化技术。具有较强的综合性。机电一体化技术在早期主要被应用在电力生产企业中，目前则在设备自动化、机器人以及设备故障监测等领域得到了长足的发展。

在发展过程中，机电一体化技术已逐步将工程技术融入机械工程，电子工业，传感器和信息技术等众多科学领域。传统的机械设备是在生产过程中通过手动操作生产的，生产效率不高。在后来工程机械设备的生产过程中大规模应用了流水线作业方式，在流水线作业方式中，生产人员只需要专精自己负责的生产环节就可以大幅提高工程机械设备产品的总体生产质量和生产效率。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，劳动力的价格逐渐提高，企业为了增加工程机械产品的产能，与工程机械生产有关的生产设备已经大量引进，这些生产设备大多采用机电一体化技术。

2 工程机械设备中的机电一体化技术实际应用

机电一体化技术在工程机械设备制造领域的主要应用包括实时监控和故障诊断以及紧急停车系统。

2.1 机电一体化技术在实时监测和故障诊断系统中的应用

在工程机械和设备的生产中，可以通过过程控制系统进行整个机械设备生产过程的实时监控和故障诊断。因此，机械设备生产的稳定性和可靠性可以在一定程度上得到改善。过程控制系统可以监测设备生产过程中的系统故障并诊断、对设备生产过程中出现故障的识别振幅，推断故障时间，准确预测故障趋势。过程监测可以通过解析模型的方式来监测设备生产过程中的故障，但这种监测方式由于涉及到的设备以及技术难度较高，所以在目前还未得到普遍应用；过程监测还可以基于系统数据库监测的方式进行设备生产过程中的故障监测，这种过程控制方法较为实用，但仍存在一定的局限性。基于各种诊断方法，相关人员结合相关数据分析和校正，形成了新的设备安全生产监控系统，称为设备过程监控和模糊诊断系统。在这种监测系统中，其可以将故障发生的部分事实以及主元分析结果一同发送到中央处理计算机中，通过专家人为的分析诊断对故障发生情况进行决策。

2.2 机电一体化技术在紧急停车系统中的应用

紧急停机系统的主要任务是监控设备生产过程中主要生产过程的关键参数和工作条件。当发现有危害生产过程中的异常工作行为时系统自动进行紧急停车。一般情况下在机械设备生产过程中紧急停车的方式和作用都是大不相同的。正常停车是因设备需要检修以及维护等原因所进行的有原因、有计划的停车；当发生设备损坏或当地机械设备生产工作区停机和突然停电等事故时，部分紧急停车是一种临时停车行为;综合紧急停车是生产过程中突然断电，水源和气源被切断引起的全面停机。一般来说，紧急停车系统与机械设备生产过程中的生产安全直接相关，因此必须保证紧急停车系统的可靠性。因此，紧急停车系统具有三个串联的工作单元：检测单元，逻辑单元和执行单元串联在一起工作，避免在发生紧急情况时因为某一单元出现故障而造成停车失灵，以确保紧急停车系统的可靠性。在三个单元的工作过程中，其需要遵循独立设置、中间环节最少、冗余以及故障安全等四项基本原则。

3 工程机械设备机电一体化技术的未来发展趋势

3.1 集成化

通过网络和计算机应用技术把其他系统如MIS、绿色设计系统、质量保证系统等设备系统与机械设备生产系统联系起来，实现机械设备加工过程中的数据共享和传输，从而融入到整个企业集成制造系统中以便于更好的决策。

3.2 并行化

通过网络和计算机应用技术将工程机械设备加工系统与机械类设计软件 CAD、ERP、MRP等相联，从而使得在产品的生命周期中的其各种产品因素例如质量、成本以及生产进度等都得到了全面的考虑，这是机械设备加工技术并行性的体现。

4 结语

传统的工程机械设备生产企业由于其设备老旧以及科研水平导致设备在生产过程中的工作效率、安全性以及稳定性较差。机电一体化技术因其优质加工、低能量消耗以及无人控制的优点成为了机械设备制造行业未来发展的主要方向，今天，在中国加速传统制造业的转型中，机电一体化的作用变得越来越重要。在相关企业的实际生产中，有必要逐步提高机电一体化的投资比例。政府部门也可以给予一定的优惠政策，以加快中国制造业的机电一体化进程。