关于机械设备电气自动化控制的应用分析

王森 赵涛 史继光

（济南建设设备安装有限责任公司，山东济南 250033）

0.引言

建筑机械设备电气自动化控制技术的应用结合了机械制造、电气工程、控制技术以及计算机智能技术为一体，随着经济的发展，当前建筑机械设备自动化已经成为一门热门学科，比较传统机械施工而言，施工的过程当中需要投入巨大的人力物力，且施工质量和施工效率难以保证。而随着建筑机械自动化研究进展的加快，更多的科学元素以及先进工艺得以在机械设备的设计和制造中渗透，机械设备的电气自动化控制技术也逐步趋于完善，为整个建筑施工带来了良好的基础条件。

1.机械设备电气自动化控制的核心技术

1.1 机身位置识别技术

建筑机械的机身位置识别技术主要是指机械设备本身具备一定的自动辨别能力，通过核心技术和计算机的反馈配合能够清晰地判断自身所处位置，并为下一步工程施工提供参考。整个机身位置识别技术包含内部识别和外部识别两种识别功能，其中内部位置的识别以传感器为识别核心，能够通过对自身设备的运行速度、角度、路径数据进行收集积累，并将其整理反馈至计算机中心进行处理，从而确定自身所处位置的方位参数；外部识别以超声波和电磁波为技术核心，但识别的过程当中需要在施工现场进行预设位置的辅助，并以辅助点为基准点进行位置识别。

1.2 位置诱导技术

整个位置诱导技术以机身位置识别技术为基础，通过机身位置识别技术进行机械自身所处位置的判断，再利用位置诱导技术按照预定好的设备作业路线进行施工作业。该过程当中能够准确实现机械设备定位，并利用位置诱导技术下达工作命令，保证机械设备按照预定路线以及相关指令完成施工作业，实现自动化系统的控制。而且在整个过程当中位置诱导技术会对错误的运行进行识别判断同时发出预警信息，一旦检测到路径偏离则会启动复位装置，实现良好的位置、速度以及施工控制。但在该过程当中要注意预设路线的确定，注意将施工误差控制在合理的范围之内，在整个机械自动化控制的过程当中，需要不断地对其进行位置和路线进行校准实现闭环控制[1]。

1.3 集群协作控制技术

集群协作控制技术是多种机械设备自动化控制技术的联合，其根本宗旨在于将各个机械设备的运行路线和运行状态、位置等基本信息进行整合分析并得以反馈，在中央控制室的控制之下利用计算机综合分析并完成作业方案的优化从而实现合理施工分配。整个过程当中，不仅能够控制施工现场机械设备的工作状态和运行轨迹，同时也能够进行运输车辆位置识别，并在完成识别处理之后将最有效的作业方式通过指令传输渗透于各个机械设备控制程序当中，保证相关机械设备收到指令后能够按照指令要求进行全方位的施工作业。可以说集群协作控制技术是保证合理施工进度、提升工程质量、发挥机械设备电气自动化技术优势的集成体现，也是整个施工现场完成更高效、更安全、更可靠、更优质的服务体系保障。

1.4 作业对象识别与评价技术

作业对象识别与评价技术以超声波为技术核心，是建筑机械设备实现自动化的基础功能也是根本标志。该技术在超声波信号感知器的使用之下能够及时反馈施工当中所涉及对象的位置、形状以及姿态，并对其进行综合评价和认识。例如，当前可以在挖掘机上进行超声传感器的安装，该项技术能够精准测出作业平面的位置，再结合设备本身的高度以及综合信息进行识别对比，同时识别所挖掘的土方、沙石以及岩块粒径、形状等基本为后续作业提供有效参考。

1.5 安全保障技术

整个建筑施工过程当中除了要保证施工质量和施工工期，最重要的就是实现安全保障。对于建筑工程本身而言，涉及多种作业不仅施工现场复杂机械设备众多，在材料的堆放上也会存在相应的危险系数。因此利用机械设备自动化控制技术将安全保障渗透其中，才能保证各个机械设备在运行时以合理合规的方式完善施工，即便有突发事件发生时也能够通过自动识别系统进行危险识别启动预警和紧急制停措施，以保证施工过程当中相关人员以及机械设备等安全，最大限度地减少经济损失和人员伤亡。

2.机械设备电气自动化控制发展的影响因素

2.1 人为因素

建筑机械设备电气自动化控制技术是一门综合学科，同时也具备较强的专业性。在其发展促进的过程当中不仅需要专业且丰富的理论知识为基础，更应该具备扎实的实践经验为进阶，结合实际工程需求对其进行整体的设计和完善。在影响电气自动化控制技术发展的因素中，人为因素占比较大，这是因为很多技术人员在理论基础知识储备上不够扎实，相应的实践经验有所缺乏，导致在自动化控制过程当中技能衔接不够娴熟，即便在机械设备制造中面临各种技术性问题也未能实现精准分析并采取针对性措施优化，难以实现对建筑机械设备作业生产率以及生产产品质量的有效控制，阻碍了机械设备电气自动化控制发展。

2.2 机械作用力

建筑工程当中所涉及的机械设备比较复杂，各个机械设备的作用力各不相同，在对其实施电气自动化控制时会受到众多因素的影响，如型号、参数、性能等，若干机械部件会组成不同的工作模块，这些模块运行过程当中原理不同基本操作不同，所以实现统一的控制，且在对其进行机械自动化控制的过程当中一旦受到震荡、离心加速或者机械冲击等外部作用力的影响时，会导致控制板块内的电子器件受到损坏，这样一来，就导致了整个自动化控制系统难以发挥正常且稳定的控制功能[2]。

2.3 元器件工艺水平差异

建筑机械设备构成比较复杂使用频率较高，因此需要进行及时的维护和保养，但对其进行电气自动化控制的过程当中，整个控制系统具备较为烦琐的结构，会涉及众多的元器件。而就我国当前机械制造水平而言，尚未达成一站式生产，所以不同的厂家会负责不同的元器件的生产任务，但在此过程当中相应的工艺水平差异也就显现出来。一旦在使用过程当中核心元器件发生老化或者损坏，会使整个生产活动发生矛盾，而且安装作业当中出现不规范操作行为也会导致设备运行中的故障发生，这也严重阻碍了机械设备电气自动化控制发展。

3.机械设备电气自动化控制发展优化策略

3.1 加强人员建设，实现辅助发展

在智能化、信息化、自动化迅速发展到今天，技术人员的研发设计是促进整个机械设备实现自动化控制的核心。因此相关技术人员要与时俱进，及时适应智能化发展趋势，结合科学发展理念，在建筑机械自动化控制领域开拓思维潜心钻研，将精准化定位以及功能把控放在核心位置，最大程度地实现业内资源优化。同时能提升自身的文化素养，积极学习先进技术，在理论基础之上积累经验，并结合施工实际推进建筑机械自动化控制技术[3]。

在整个机械设备电气自动化控制技术的推动过程重而道远，纵观整个机械设备自动化控制技术发展史研究和实现的过程当中经历了重重困难，但我国自改革开放以来，积极引进先进技术、学习先进国家制造经验，经过不断的努力，取得了突破性的进展。不仅是在建筑行业，在工业、农业以及国防领域也得到了有效的延伸，推动了社会建设的工业化进程。当前建筑工程当中对设备领域采用的自动化控制技术装备在技术研发人员的努力之下更是实现了跨越式的发展。例如，自动化推土机在工作过程中结合了先进的ICT电子检测控制系统，该控制系统能够实现推土机工作过程当中的自动监控，实现载荷检测同时也能够进行故障诊断以及自动怠速等电控功能。而在自动化压路机的应用层面，引用了相应的检测装置以及数据处理和远程通信装置，在作业的过程当中以预设地面基准点为依据，利用测算仪和机载自动跟踪仪完成整个压实工作面的确定，并通过中央控制系统发号精准指令，有效完成大规模路面压实作业。

3.2 合理采购设备严格执行操作

合理采购设备严格执行操作标准不仅能够有效保证建筑机械设备的质量控制，同时对于提升其自动化控制也有着积极的作用，因为在采购的过程当中，机械设备的质量和参数的统一性能够促进机械设备电气自动化控制的标准化实施。而通过及时的检查和维护能够发现设备运行当中存在的问题，并根据应用实际进行优化调整，同时在该过程当中可以对机械设备形成整体的概念，清楚地了解每一台机械设备的工作特点，并根据其自身的特点引进先进的技术完成协同合作，促使其向着智能化、自动化的方向进一步发展。另外，在此过程当中应该注意机械元件的安装和检查防止因为操作失误而产生不良的影响。

任何机械产品的故障都是在所难免的，要保证其在运行过程当中自动化控制的有效实施，需要对其结构部分进行加强，也要对其进行安全评估。评估的因素包含使用周期、管理风险指标以及风险控制的可能性，评估的过程要考虑机械本身的性能，也要考虑自动化的性能，评估之后以风险要素为切入点，对可能出现的故障进行预测并制定相应的预案，从而提升设备稳定性，将故障问题引发的损失降到最低[4]。

3.3 坚持可靠性安全性的基本原则

在建筑工程当中想要实现机械设备的自动化控制，既要保证机械功能使用需求，也要保证实际生产需求，而当前建筑工程施工的过程变得越发复杂，施工质量的控制也有着更高的需求，所以对建筑机械自动化技术提出了更为强烈的需求。但无论何种需求，此过程中必须以安全性和可靠性为基本原则，所以在对机械进行自动化控制的设计过程当中综合考虑生产制造以及基本操作需求，注重对安全控制系统的研究，在此基础上，充分结合机械设备本身的特点，进行信息处理的强化和基本能力的优化，从而为建筑机械设备电气自动化控制的发展奠定基础。

3.4 结合科学发展促成更深层次发展

随着网络的普及，信息资源共享实现了广阔的覆盖，而对于机械设备电气自动化控制而言结合网络发展实现智能化控制是未来的发展趋势之一。在此过程当中，为了推进机械自动化的应用同时方便施工过程当中的维护和管理，整个设计应该以标准化和模块化为基础，结合先进的计算机技术同时融入传感技术、超声波技术以及位置识别远程通信等技术，在操作软件的编写下，利用科学合理的手段融入建筑机械设备制造当中，这样一来在建筑施工工作的过程当中即便不需要人为干预也能够通过计算机就能实现全方位的控制。

4.结语

机器自动化控制技术是当今机械设备行业较为重要的组成，在建筑领域电气工程自动化控制技术的应用可保障各项施工工序按照既有的操作步骤完成，不仅能够实现质量的提升同时大大节省作业时间提高生产效率。而且建筑机械设备自动化技术具备相应的稳定性和重复性，能够减少人为因素的干扰避免施工过程当中危险元素的发生。在未来，机械设备电气自动化控制还有很大的发展空间，只有积极掌握新技术、新理念、新动向实现技术创新才能够促使其发挥出更优质的效果，促进整个建筑工程的可持续发展。