工程机械设备中机电一体化技术的应用探究

尹帮军

摘 要：机电一体化是一种机械电子工程，将其运用于工程机械设备当中，不仅能降低能源消耗，提高工程生产效率，还能优化工程机械设备运转流程，加强对工程机械设备运行流程的监督，降低技术风险发生率。本文阐述了机电一体化技术在工程机械设备中的应用意义，分析了工程机械设备中机电一体化技术的应用新趋势，探究了工程机械设备中机电一体化技术的应用实践，以供参考。

关键词：工程机械设备;机电一体化技术;应用实践

中图分类号：TH-39;TU60文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）35-0062-03

Abstract： Mechatronics is a kind of mechanical and electronic engineering， its application in construction machinery and equipment can not only reduce energy consumption and improve engineering production efficiency， but also optimize the operation process of construction machinery and equipment， strengthen the supervision of the operation process of construction machinery and equipment， and reduce the probability of technical risks. This paper expounded the application significance of mechatronics technology in construction machinery and equipment， analyzed the new application trend of electromechanical integration technology in construction machinery and equipment， and explored the application practice of electromechanical integration technology in construction machinery and equipment for reference.

Keywords： construction machinery and equipment;electromechanical integration technology;application practice

当前，社会经济快速发展，在推动科学技术发展的同时，也间接推进各学科的深入融合和研究，对社会各行业发展产生重大影响。工程机械行业是社会经济必不可少的组成部分，在现代化信息技术发展与普及过程中，机械工程技术、产品功能、生产方式以及管理模式都有着较大程度的改变，机械工程已从传统机械电气化朝机电一体化方向发展[1]。机电一体化技术是将现代化信息技术、微电子技术、计算机技术等技术结合在一起，再综合运用到工程机械当中的新技术。加强机电一体化技术在工程机械设备中的运用实践，既顺应时代发展趋势，又能满足当前机械工程对技术的特殊需求。然而，在各方因素影响下，社会对机电一体化技术提供了更高要求。为此，有必要研究机电一体化技术在工程机械设备中的运用实践，探究机电一体化技术发展趋势。

1 机电一体化技术在工程机械设备中的作用

1.1 提高工程机械设备作业效率

基于机电一体化技术自动化作业这一特征，将其运用于污水处理工程机械设备当中，不仅能有效减少人力资源成本，还能提高污水处理工程作业效率，增加经济效益。在实际应用中，机电自动化和传统自控管理最大区别在于：传统自控管理模式信息化建设落后，数据信息采集、信息检测等系统功能建设不足，不能进行实时监测，技术管理存在较大漏洞，容易产生技术风险。而机电自动化管理模式增加了数据信息自动采集功能、在线监测水务系统、智能分析数据以及分级预警等功能，不但可以智能化采集和分析数据信息，扩大数据信息收集和系统监测范围，而且能利用短信、光以及警报声等方式及时通知管理人员，并给予相应辅助决策建议，实现精细化管理[2]。

1.2 增强监控效果

在污水处理工程项目中，将机电一体化技术应用于工程机械当中，可以实现自动化监测，增强监控效果。传统污水处理机械设备涉及工艺流程较多，各系统结构错综复杂，只有统一协调配合才能确保机械设备顺利运转。然而，由于该系统工程浩大，且工作人員精力有限，因此在发生技术故障时较难精准判断出故障部位和故障原因。而将机电一体化技术运用到机械设备当中，工程机械监控系统能全面监控机械设备运行情况，当遇到突发故障时，系统会自动发出警告，同时会自动监测，分析查找故障部位和原因，并提出相应辅助决策建议。工作人员能快速诊断故障原因，并及时解决故障，保证工程机械正常运行。

1.3 节能减排

受多种因素影响，传统工程机械设备在节能减排方面建设不足，长期下来，容易影响周围自然环境和居民生活。而将机电一体化技术应用到工程机械当中，能有效较少资源消耗，加快机械设备绿色建设，既符合当前社会发展情况，又能推进生态文明建设进程。

2 工程机械设备中机电一体化技术的应用实践

2.1 监测系统应用实践

在机电一体化技术应用过程中，监控技术是保证工程机械设备正常运转的核心，也是机电一体化技术的主要组成部分。拥有监控技术的工程机械设备可以实现远程跟踪、监控，成功打破了传统监控方式人力资源消耗大、成本高等短板。在工程机械运作过程中，监控系统通过利用计算机技术、微电子技术等，可以随时监测工程机械设备运行情况，如果出现突发故障，监控系统能够及时发出警报，解决机械设备故障，确保工程机械设备正常运转。例如，在污水处理工程中，以网络系统为基础，构建集网络系统、计算机技术、信息技术等为一体的监控系统，该系统可以随时分析污水处理相关数据信息，并对污水处理过程进行及时跟踪，如此以来，管理人员能够随时查看污水处理情况，有助于后续工作开展。

2.2 自动化生产线应用实践

自动化技术主要是指通过运用微电子技术、计算机技术等，使工程机械设备自动化运转的新技术。在自动化技术引导下，工程机械设备能实现自动化生产和运行。工程机械设备可通过应用电子技术宏观控制整个运行过程，比如，运用光电控制系统可实现自动化控制。另外，在工程机械设备体系当中，机电一体化技术不仅能实现自动化控制，还能实现网络自动化管理和操作，减少人力成本。例如，在进行污水处理时，通过应用机电一体化技术中的自动化控制系统，对整个污水处理系统运行进行宏观控制，既能实现机械化管理，又实现网络自动化操作。

2.3 数控管理系统应用实践

在机电一体化技术体系中，数控管理系统是指在现有技术条件和资源环境下，通过运用计算机技术和信息技术建立的数字化控制管理系统。数控管理系统可以提升机电一体化技术在工程机械设备中的应用价值，也是机电一体化技术的核心。在工程机械运行中，数控管理系统最明显的应用特征在于使工程机械设备管理运转更加精细化和标准化，加强对工程机械设备每项运转流程的精细化管理，规范机械运转流程，避免出现操作失误，提高工程机械设备运行效率。以污水处理工程为例，通过运用数控管理系统可以收集和分析污水处理过程中涉及的数据信息，如鼓风机出风量、水泵提升流量、压力、温度、振动与噪声等，在分析过程中，可以清楚了解污水处理环节和具体情况，还能根据数据分析信息发现潜在隐患，规避风险，提高工程作业质量。

2.4 智能管理系统应用实践

随着信息技术的迅速发展，智能化已逐步成为机电一体化产品发展的新趋势。就实践来看，将智能化技术运用到工程机械设备当中，可以进一步优化机械设备运行和管理系统，实现人工智能化运转管理。比如，污水处理工程涉及较多技术工艺及相关系统程序，对工作人员专业技能要求较高，而加强智能管理系统应用，可以省略较多繁杂处理程序，化繁为简，使工程机械设备系统设施更加精细化，便于员工管理和操作，实现智能化运行。

3 工程機械设备中机电一体化技术的应用新趋势

3.1 智能化

随着计算机技术的快速发展和普及，智能化建设已成为当前工程机械设备中机电一体化技术创新发展的新方向。所谓智能化，便是将现代化信息技术充分运用到机电一体化技术当中，再渗入人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学以及生理学等新思想和新方法，模拟人工智能，使机械电子工程实现智能化、自动化运转。就当前机电一体化在工程机械设备中的运用情况来看，设备虽然实现了自动化运转，但是仍旧需要人工操作，如设置参数等，自动化建设并不完全。而在未来机电一体化技术创新过程中，人工设置参数等操作将完全由智能化技术取代，不仅如此，机电一体化还将运用AI技术全面模拟人工智能系统，实现“智能化+自动化”全自动运转模式。

3.2 绿色化

新时代，机电一体化技术的绿色化已是未来主要发展趋势。目前，工业化迅速发展，在改善人们生活质量和生活水平的同时，也带来一定负面影响，如自然资源减少、生态环境遭受污染等。在这种情况下，人们呼吁保护环境，重视绿色发展，加强绿色建设已是当今时代的发展趋势。在设计、制造、使用以及销毁的全生命周期中，绿色产品符合环境保护和人体健康要求，对生态环境危害较小，资源利用率较高。而制造绿色的机电一体化产品，可以强化工程机械设备的绿色化和环保化，提高机电一体化系统利用效率，减少对周围自然环境的危害。

3.3 网络化

当前，信息技术迅速发展。网络技术是科学技术发展的产物，也是互联网时代的重要发展成就。网络技术的发展给工业生产、政治、军事以及教育等不同领域带来巨大变革，也间接推动了这些行业的可持续发展。机械电子工程作为新时代工程机械设备运行的基本技术保障，将新网络技术中的远程监控技术深入运用到机电一体化技术系统当中，可以进一步优化机电一体化技术系统运行流程，提升机电一体化系统监控水平和监控质量，实现自动化技术监控，保障工程机械设备内部系统运行的标准性和规范性，减少技术事故的发生率，提高工程机械设备整体运行质量和运行效率。在未来机电一体化技术改革中，智能网络监控、网络化技术操控、网络数据检测系统、网络风险预警机制等都将是机电一体化技术系统改进的新内容。

3.4 微型化

伴随微电子技术和信息技术的不断发展，微型化已成为机电一体化产品的重要发展趋势。通常，微型化的机电一体化产品具有体积小、耗能少、运动灵活等基本特征。机电一体化技术通过将微米技术、纳米技术等融合在一起，再综合运用到机电一体化产品生产中，能减少产品体积，便于工作人员操作，提高工作效率，降低人力成本。同时，这样还能降低产品能源消耗，提高能源利用率，减少工程机械整体运行成本。未来，微米、纳米等微型技术将会是机电一体化产品的核心技术保障，不仅对工业可持续发展具有积极推动作用，而且在军事、通信等方面具有重要价值。

3.5 系统化

机电一体化产品系统化是指系统可以自由组合形态，从而组合成新的系统功能，系统内部结构之间相互依存、相互影响，形成一个系统性的机械电子工程。从特征角度来看，机电一体化系统化最主要的表现有二。其一，系统体系结构进一步采用开放式和模式化总线结构，系统之间可以灵活组合，同时也寻求子系统之间的协调控制和综合管理。简而言之，子系统可以相互组合，形成新的系统功能，也可相互协调，达成综合管理目标，进而提高总系统运转效率。其二，机电一体化产品通信功能增强，智能化、人性化等性能增强，即更加注重产品和工作人员之间的关系，如模拟人工智能，实现机电一体化产品自动化、智能化运转，既能降低作业成本，还能提高作业质量，减少误差。

4 结语

机电一体化技术是将电子技术、计算机技术、信息技术等结合在一起，再综合应用到工程机械设备中的新技术。在机电一体化技术运用过程中，工程机械设备不仅实现了自动化运行、智能化管理和操作，还能自动监测机械设备运行过程，提高风险防范能力和作业效率。新时代，要想进一步推动机电一体化技术发展，就必须着眼当下，放眼未来，结合人工智能、网络技术等，制造绿色化、系统化、模块化、微型化、网络化以及智能化的机电一体化技术产品，推动工程机械领域的可持续发展。

参考文献：

[1]安军.浅析工程机械设备中机电一体化技术的应用[J].中外企业家，2020（20）：145.

[2]徐刚，朱婕.工程机械中机电一体化技术的应用研究[J].景德镇学院学报，2020（3）：16-18.