机械电子工程发展现状篇1
关键词：机械电子工程发展方向
一、机械电子工程行业现状分析
机械电子工程行业是目前来看，我国发展较为迅速，也比较重要的行业之一，因此，有必要对机械电子工程行业的现状进行分析，更好地了解机械电子工程的发展方向。
（一）国民经济支柱产业
从目前的情况来看，现阶段，我国机械电子工程行业发展十分迅速，在整个市场当中，有着十分重要的地位。甚至已经成为我国国民经济的支柱产业。尤其是在当前的国际贸易中，占有着不可或缺的地位。同时，随着经济的不断发展，尤其是随着当今社会的不断发展。消费者对于机电产品的需求量正在不断上升，关注程度也在正在不断提升。因此，伴随着这些需要，相应的出口也就显得越来越关键，国家和政府也在高度关注机械电子工程行业的发展情况。尤其是自我国加入世贸组织以来，我国的机械电子工程行业，实际上正在面临着新的发展机遇。尤其是经过几十年来的发展，实际上，我国的机械电子工程，已经发展得相对比较成熟。甚至已经逐渐成为我国国民经济发展中的第一大类出口商品，从而为社会的进步做出了较大的贡献。
（二）竞争力不断提升
随着市场份额的不断扩大，以及技术的不断成熟。因此，当前我国机械电子工程行业的发展，还在处于竞争力不断上升的阶段，尤其是对于那些现阶段经济全球化发展趋势越来越明显。在国际上的竞争力也是显得极为必要。当然，机械电子工程行业只有在现有的基础上，不断提升其在国际中的竞争力。从而才能够较好继续提升其发展水平。同时，还能够在不断发展中，为国民经济的发展做出较大的贡献。此外，由于我国机械电子工程行业的国际竞争力正在不断提升。当然，这就使得从我国机械电子工程发展来看，我国的机电产品的出口数量，其实是在不断增加的。一方面，我国机械电子工程行业的国际竞争力的提升主要表现两个方面。一是在相应的技术手段上，二是在技术的不断创新和优化上。这是我国机械电子工程行业竞争力不断提升的重要的原因。
二、机械电子工程行业发展方向
（一）机械化程度更高
机械电子工程的发展，很明显是离不开机械化程度的不断提高。因为机械技术是机械电子工程的支撑学科以及关键技术。因为在这一过程中，机械制造技术实际上是最为重要的影响元素。因此，在未来的行业发展中，必须要始终明确机械技术的重要地位。此外，因为机械电子工程，实际上是可以看做是多种技术向机械技术渗透的结果。因此，在实际的应用过程中，还是要注重机械电子产品的实际设计，同时要明确这些产品的设计思维、设计理念以及设计方法等，都是与机械制造技术有着很大的区别的。所以，在未来的行业发展方向中，对于机电行业人员来说，必须要从传统的机械思维模式，向着较为新型的机电思维模式的转变。
（二）电子技术更加完善
在机械工程行业中，另外一项比较重要的技术就是电子技术。因为，在机械工程行业中，实际上需要将电子技术，根据系统的实际要求，从而在实际的应用当中，将电子学的理论联系其中，从而在实际的工作中，不断地运用电子器件与机械元件。尤其是要在工作中采用某种控制策略，通过一定的技术和手段，从而很好地设计和制造出，能够满足用户需求的产品，并且可以实现特定功能的电路或电子系统。因此，做到将电子技术投入到机械电子系统或产品之中。
（三）自动控制技术显著提升
机械电子工程之所以受到广泛关注，这主要是因为现代机械电子工程的能够使得生产运用自动控制技术，很大程度上减少了人力成本。因为当代的自动控制技术主要是应用于生产、生活，以及军事、管理和教育等各个领域，所以应用范围较广，适用面也较广。实际上，自动控制技术能够在特定的情境下，做到不同程度地运用。从而使得这一技术的应用更加广泛。具体来说，就是在机械电子工程中，实际上自动控制技术主要就是控制理论的实践应用。基本上就是通过系统，将已经存在设备当中的硬件设备和软件系统，与其它多种技术相结合，从而能够有效地实现在系统的使用过程中，能够有效地选择控制方式，来很好地完成某种控制任务。从而有效地保证在实际的工作过程中，按照预想进行操作和运用，从而实现某个预设的目标。
（四）信息处理速度加快
现代社会处于信息快速发展的时代，因此就要实现快速处于信息。对于机械电子工程发展来说，未来的发展必须要进一步将信息处理的速度加快。从而能够更进一步地实现发展机械电子工程。同时，在实现信息处理速度的不断提升，需要在实际的工作中，提高信息处理设备的可靠性，从而帮助加快信息处理速度的提升，并且在此过程中，还能够有效地解决抗干扰及标准化问题。
三、结语
总之，机械电子工程行业是我国重要的支柱产业之一，对于我国经济发展，乃至全球经济发展都有着十分重要的意义。因此，在未来的发展中，还要不断地加强，对各方面技术进行不断完善，从而实现更大范围地运用。同时，在机械电子工程发展过程中还要注重产品的不断创新，以及人才的进一步培养，最终达到最佳的目的。
参考文献：
机械电子工程发展现状篇2
关键词：工程机械；机电一体化；机电液一体化
在最近二十多年的时间里，微型电子计算机、电液压控制技术得到了快速的发展，一些发达国家开始将这些技术应用到工程机械中，而且加大了对机电液一体化系统的开发力度。当前，机电液一体化系统在工程机械中得到了广泛的应用，并对设备的监控系统功能提出了多样化的需求。
一、工程机械的概述
工程机械是指在工程建设过程中所使用的施工机械。在建筑、水利、道路以及国防等机械领域中，工程机械具有广泛的应用范围，并且种类繁多。在国家装备工业中，工程机械是一个非常重要的组成部分。具体而言，在建设路面的时候，要与土石方施工工程、建筑工程等工程所需要的机械装备充分结合起来，我们将之称为工程机械。这些工程机械主要应用于国防建设、矿山以及交通运输建设等领域。
二、工程机械机电液一体化技术的发展
（一）液压技术
石油工业于19世纪兴起，在推动近代液压快速发展方面发挥了重大作用。最早实践成功的液压传动装置，应用于军事领域。该装置开始在机床领域得到广泛应用。工程机械工作装置种类繁多，作业形式多样，推动各类复杂运动得以顺利实现。液压传动具被以下几点特征：简单方便、紧凑的结构、容易实现各种运动形式的转换。液压传动不仅能够满足复杂作业的实际需求，还能够为工程机械传动装置奠定坚实的基础。对此，相关人员要不断完善液压传动技术，推动工程机械不断发展，确保产品具备多样性特征。
（二）电子技术
电子技术主要是基于电子学原理，将电子元器设计以及制造某种特定功能的电路充分结合，以便更加顺利地解决一些实际问题。电子技术具备多种功能，具体如下：其一，高效节能。在控制发动机以及传动等系统的过程中，要根据实际情况对功率进行合理的分配，让系统处于最佳运行状态；其二，智能操作。通过利用自动化、半自动的控制，更好地实现系统控制；其三，安全监控。全程监控设备运行状态，及时发现设备故障，并自动发出警报。在一些恶劣的工作环境中，可以利用该系统监控整个运行过程。在工程机械中，操纵与控制是一个非常核心的部分。但如果仅仅依靠机械以及液压技术是难以提高工程机械的质量，基于此，就有必要将电子技术、传感技术以及电液转换技术充分结合起来，推动工程机械的快速发展。
三、工程机械的发展趋势
（一）向绿色型的方向发展
近几年来，机电液一体化技术的发展速度日益加快，通过充分利用控制性能良好以及信息处理能力较强的电子技术，将输出功率与能耗充分结合起来。比如：将电子监控以及紧急制动等系统，安装在挖掘机或者深井勘探器上，这样做不仅有利于延长机器的使用寿命，而且有助于减少机械的耗油量。在研制过程中，通过应用新型材料，能够有效提高零部件装配的工艺，推动工程机械效率不断提高。
（二）向超大型以及超微型化的方向发展
随着机电液一体化的不断发展，我国工程机械产品开始向着小型化与大型化的方向发展。工程机械行业开始向着大型化的方向发展，促使工作效率得以提高。尤其是能源、核电等开采领域来推动工程机械行业的发展。除此之外，挖掘机、挖掘装载机等产品开始转向小型化。在我国工程机械市场中，小型工程机械的发展仍然处在起步阶段。通过不断完善机电液技术，能够壮大工程机械产品小型化发展的趋势。
（三）向着智能化的方向发展
在工程机械发展过程中，智能化是一个主要的发展方向，具体而言，表现在两个方面：其一，自动化。当前，我国机械企业在调整产品结构中存在着一系列问题，但是在对产品结构进行调整的过程中，要将自动化作为主要发展方向。比如：矿山隧道挖凿中会使用半自动、全自动的挖掘机设备；其二，检测故障。智能化使得工程机械的安全性以及可靠性得到了有效提高，防止发生事故危险；将工程机械设备的设计能力充分发挥出来；通过开展故障检测工作，详细分析故障，并寻找出解决这些故障的措施，为优化改造生产过程提供真实的数据以及大量科学的信息。
（四）向着高压化的方向发展
当前，超大型液压挖掘机具有非常大的工作量，该挖掘机主要的作用在于：开发各种大规模的露天矿山以及开展大型基础建设，与此同时超大型挖掘机还应用在填海造地等工程中。像美国、日本、德国等发达国家，已经拥有生产超大型挖掘机的企业，并且这些企业生产的机电液压系统，在国际市场上具有很强的竞争力。
四、机电液一体化的发展前景
机电液一体化技术指的是：将机械技术、电子技术与液压技术充分结合，以及以计算机、自动控制液压等多种学科为基础而发展起来的一种新型技术。
机电液一体化将多种学科技术充分结合的方式，推动了社会生产力的不断发展。通过将机械、电子以及液压技术相结合，能够有效改变工程机械战略性目标，进一步推动机械设计方法、设计概念的发生变化。同时，机电液压一体化技术的应用，加快了产品更新换代的速度，为机械工业发展开辟了新的发展领域。在科学技术的推动下，使得机电液一体化技术具有广阔的发展前景。
机电液一体化是将其他学科相互结合，并以此为基础而发展起来的一种新型技术。该技术在机电行业的应用，能够在推动机电产业获得快速发展过程中，发挥重要的推动作用。当前，我国社会经济的发展速度日益加快，工业的发展速度也在不断提升。在新的形势下，将机电液一体化技术广泛地应用于工业领域，将推动我国工业获得更好、更快的发展，从而促使工业在推动我国国民经济快速发展的过程中，做出重大贡献。
参考文献：
[1]吕秋硕，程联社.机电液一体化技术在工程机械中的应用及发展[J].科技视界.2012（19）
机械电子工程发展现状篇3
1工程机械智能化发展现状
（1）技术自动化。
现阶段，工程机械领域的操作技术以及控制技术，已经由传统的人工操作逐渐转变为自动化操作。最为明显的表现便是汽车依托电液控制技术实现了自动化变速以及自动化换挡。随着科学技术的不断创新与发展，工程机械领域对自动换挡系统的应用范围也在不断拓展。
（2）技术电子化智能化。
工程机械领域的监控技术以及检测技术也已经实现了电子化智能化，主要体现有三个方面：一是对工程机械事故进行预警处理；二是对工程机械事故进行远程诊断；三是对工程机械事故进行远程智能维护。具体实现原理为：通过智能电子设备对工程机械进行实时有效的检测、预报以及监控，一旦发现工程机械存在故障，便通过远程技术对其进行诊断与修护，这种电子化智能化建设不仅提高了工程机械领域的生产效率，节约了大量的人力资源，还推动工程机械监控与诊断系统实现了智能化、数字化以及自动化建设。
2工程机械智能化的趋势
（1）管理智能化。
工程机械智能化建设进程的不断深入必将推动管理逐渐趋于智能化。传统生产模式的管理方式具有一定的交叉性以及多层次性。随着智能化发展，管理模式将呈现为阶梯型，并由传统的人力资源管理转变为计算机管理，不仅会在很大程度上强化管理能效，节约各个方面的资源投入量，还能有效避免生产管理过程中出现人为管理问题，进而加快工程机械发展速率。除此之外，管理智能化建设还可以帮助工程机械领域对市场发展形势进行有效预测，进而准确把握发展风险，制定具有针对性的解决策略，促使工程机械领域实现健康持续发展。
（2）产品智能化。
市场经济的发展在很大程度上扩大了人民产品需求量，加之消费多样化、个性化以及智能化的发展趋势，工程机械领域的生产模式必将实现智能化发展，只有这样，才能确保所生产的产品与人们消费需求以及社会发展需求相符。基于智能化的生产模式，机械设备可以按照产品的特性对其配备相应的传感器，从而接收生产信号，并利用智能控制系统分析并处理该信号，进而实现产品生产。（3）设备智能化。科学技术的不断创新与发展，生产设备必将实现科技化、自动化以及智能化建设。在未来发展中，工程机械设备要想全面实现智能化，必将有机融合先进管理技术，在管理实现智能化的基础上，结合设备性能参数，对设备运行状况以及生产过程进行实时管理，从而推断产品生产是否符合预计标准。设备智能化建设不仅可以节约生产时间，还能促使工程机械领域的生产力实现进一步发展。
（4）技术智能化。
工程机械领域要想全面实现智能化建设，必须依托先进科学技术。智能化科学技术是工程机械领域在生产管理、机械设备以及产品方面实现智能化的基础保障。工程机械领域在未来发展过程中，其各个环节都将无法脱离智能化的科学技术，其将会成为工程机械领域实现长久生存、健康生产的根本条件。
3工程机械智能化发展策略
（1）综合利用核心技术。
智能化建设的核心技术包括自动控制技术、多传感器技术、计算机技术以及微电子技术等，工程机械领域要想全面实现智能化建设，首要条件便是对这些技术进行有机融合，从而推动控制系统实现一体化，缩小工程机械尺寸与体积，强化生产效率，节约各项资源投入量。
（2）大力开发故障诊断技术。
相关人员可以将适宜的传感器置于机械设备关键部件上，这样可以帮助相关人员充分收集并准确把握工程机械设备的作业状况，例如，燃油的油量运行参数、液压系统回油背压、液压系统油温、控制系统压力、变矩器油温、变速器油压、水温、进水压力、油温以及发动机油压等，除此之外，还可以参考故障实际状况，对其进行分等级警报，在故障发展时，即使相关人员没有及时发现并采取有效措施，控制系统也可以对其进行停机处理，保障设备安全以及人员安全。
（3）大力应用先进科学技术。
利用先进科学技术，可以进一步研发工程机械的远程监控以及智能维护技术。例如，计算机网络通信技术、微电子技术以及人工智能技术。通过收集工程机械故障，并综合分析故障模式、原因以及防治措施，研究易出现典型故障的零部件诊断方式。例如，制动加力器、散热器、气制动阀、电器元件、轴承架、传动系统、动力系统以及液压系统等，构建典型故障部件模式库以及数据库，并以此为基础，建立健全故障诊断数据库，从而工程机械设备进行远程监管。
（4）大力研发机群控制以及智能管理技术。
相关人员在项目建设过程中，首先要深入了解智能管理体系，确保其可以对工程机械设备的运行状况进行远程监管，进而参考项目实际情况，对机群内部的机械设备进行优化配置，提高调度管理的科学性以及合理性，从而优化设备作业方式以及路线，并对设备进行有效的修护管理，从而提高智能化管理体系的远程故障制度以及修护性能。除此之外，通过开发机群控制以及智能管理技术，还可以帮助相关人员充分采集并有效处理施工现场的各项数据，并对机群管理子系统、网络化通信系统、协同控制系统、调度机群体系等进行合理优化配置。
（5）大力研发新智能机。
机械电子工程发展现状篇4
关键词：机电一体化工程机械应用
1引言
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化“为特征的发展阶段。
2工程机械中机电一体化技术的应用
2.1机电一体化和工程机械的关系
思考对于较传统工程机械来说，在现阶段，通过利用机电一体化技术，能够使得各种性能方面都得以明显改善，比如操作舒适性能够得以有效提高；机械能耗能有效大幅度降低，明显提高机械功效。可靠性不断提高；不断提高相应的作业精度和作业效率。
2.2机电一体化对工程机械功能的改进探讨
在现代工程机械领域中，高性能的要求表现无所不在：第一，需要较高的机械功效且较小的能耗；第二，系统一般具有监视运行状态的功能，以及故障自诊和自动报警功能；第三，应具有较高的技术性价比；第四，较低的使用成本；第五，越来越高的自动化程度及精度；第六，具有较长的使用寿命，较为简单且安全的操作。下面对于现代工程机械的电子控制相关内容进行分析。
2.2.1控制柴油机
要想进一步深入发展柴油机技术，应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。在电子技术发展十分迅速的今天，采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗，还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化，这样的条件下，电子控制自动变速，还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现，能够使得在各种变工况下的柴油机，在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时，能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
2.2.2降低能耗，提高生产率
在现代工程机械的发展中提高能量利用率显得十分必要，这是因为传统工程机械的燃料能量利用率非常低，往往只有20%左右。通过在日本小松公司生产的新型挖掘机上应用新型节能控制器（OLLS系统），具有比较好的节能效果，相比可节省能源23%。该系统能有效地利用发动机功率，满足发动机转矩和泵吸收转矩能保持在最佳配合状态，通过动作迅速的作业机构而实现生产率的大大提高。
2.2.3保证成品的作业精度
通过在某些工程机械设备上引入电子控制系统，能够满足系统对于称量精确且过程自动化的要求，同时还能使得劳动强度的以降低，工作效率不断提高，使得人工称量的误差尽可能减少，从而使得拌合成品的作业精度有所保证。比如，对于沥青、混凝土拌合机械设备来说，其计量功能都基本实现自动化，微机控制技术在电子计量系统中被广泛采用。
2.2.4作业过程的自动化或半自动化
为了尽可能的提高工程机械的运作质量和效率，通过采用自动化或半自动化控制方式，一方面能够使得操作者的劳动强度有所降低，另外一方面也能保证作业精度也不会受到操作人员的技术和生产经验的影响。
2.2.5电子监控、自动报警及故障自诊
为了进一步保证作业人员和机械设备的安全，避免机件或设备事损坏故的发生，应该监控工程机械的发动机、传动系统和液压系统等的运行状态，这是通过电子监控和故障诊断专家系统设置各种类型的传感器得以实现。在在故障发生之前预先发现问题更有助于问题的解决。
2.2.6提高安全性
微机控制的力矩限制器在一些国外的塔式起重机和轮式起重机应用，这一般是为了提高作业安全性，防止翻车和断臂事故，当出现超负荷问题的情况，应该立即报警。另外，通过无线遥控装置的许多井下挖掘机能够实现无人驾驶的特点，这对于在有放射性物质污染地区和高温或水下等危险地点上进行作业就尤为必要。
2.3其他应用
现在一些电子控制的自动化变速器在推土机、装载机等工程机械上的使用，能够根据实际的施工要求来改变传动系统的传动化，这不仅能够提高工作的效率，一定程度上还提高了燃料的经济性，简化了人工的操作过程，降低了劳动的强度。比如在推土机、装载机上面加上电子控制的自动变速器，它就能根据负荷的变化情况来自动改变传动系统的传动比，这不仅仅提高了发动机的工作效率，同时也提高了燃油的经济性，而且也降低了工作难度，减轻了劳动强度。总结机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势，也是振兴和发展机械工业的必经之路。
3工程机械中机电一体化技术的展望
3.1计算机与信息处理技术
计算机是实现信息处理的主体，信息处理技术包括范围应用比较广，主要包括信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。要想工程机械机电一体化技术发展不断进步，应该大力发展计算机应用及信息处理技术。
3.2电子控制理论
工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术，通过其应用和推广，在相关控制理论指导下，能够满足系统智能化设计的要求，完成相关的设计后的系统仿真等等。
3.3传感器技术
目前，传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛，比如，发动机可以通过机油压力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制；沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点，还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技术的迅猛发展的今天，精度要求越来越高，可靠性和稳定性也能不断提高，越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展，所以，未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。
4.结语
从以上分析可以看出，工程机械机电一体化技术已经应用较为广泛，但是随着工程技术不断发展，工程机械机电一体化还会向着更高的阶段升级和发展，朝着机、电、光、磁的综合应用发展。
参考文献
机械电子工程发展现状篇5
[关键词]煤矿机械；电子式变频控制；晶闸管
1引言
目前变频控制技术比较普遍的工作机理是采用特殊制造的离合器使机械的减速机构和机械主驱动电机相连接，这种特殊制造的离合器是根据液体粘性传动机理制造完成的。这种技术的开发与应用最早可以追溯到上世纪70年代的西方发达国家。在这种零负载的工况下启动机械设备，其从初始状态达到额定速率只需要很短的时间，而系统的控制依托于相应的液压装置，逐步驱使机械的静摩擦片和动摩擦片相互趋近，从而达到传递动力的目的。
随着时代的发展，变频控制技术不光在西方国家逐步推广应用，在中国很多学者机构也开始着手研究这项技术并取得了不错的成绩。本文通过分析对比不同启动方式的优缺点，阐述工作机理，从而引出设计思想和方法。
2重要性
随着现代工业规模的扩大和技术的发展，煤矿机械尤其是带式传送机在向大载荷、长距离、高功率、高带速、大倾角方向发展。基于物体传送过程中惯性的原因，其启动、减速及运行过程中存在许多急需解决难题，相应的技术先进的控制系统也就应运而生，解决这些难题，优化设备系统，完善控制过程。
与变频控制相对应的是硬启动方式，其工作原理简单来讲就是供电装置与电机直接相连，这种启动方式存在很多的缺点，例如在设备刚开始启动时会产生过高的电流，这种冲击电流会在电机轴承上产生很大的扭矩，甚至会超过正常扭矩的300%，促使供电装置过载，从而加大了电机的机械磨损和齿轮损耗，对其造成了很大的冲击。这种所谓的硬启动方式也是根据很多煤矿机械设备自身的特性所发展衍生的。而变频控制方式的工作机理简而言之便是使机械设备平稳启动以及稳定停车，这种可控性的实现正式由于这种启动方式的原因。和上文硬启动方式的比较，变频控制方式最大的特点便是变频控制方式拥有限制电流功能，即通常所说的限流，显而易见，这样的话便可以很好地避免过高的冲击电流对机械设备以及供电装置的冲击和机械损耗，延长设备的使用寿命和周期。在整个系统中，触发系统可以说是其最重要的也是最核心的部分，正是因为这一点，才对触发系统提出了很多严格性的要求，例如抗干扰能力，这里的干扰指的是噪声或者其他的干扰项。此外在可控硅方面也必须具有极高的操纵性和灵敏度。
由此可以看出，开发与推广煤矿机械变频控制方式技术具有重要性和必然性。
3工作机理
煤矿机械电子变频控制装置可以有效的控制机械在启动的初期所产生的相关的负效应，比如明显的电压减低以及过大的冲击电流，根据载荷的大小智能的调节电流的大小，减小电机轴的不利扭矩，减轻机械磨损，这一点在前文中进行了相关的阐述，这样的有点不光是可以延长机械设备的使用周期，而且也可以有效的保护在实际生产过程中不可避免与机械设备相接触的操作人员，实现安全生产，也可以节约能耗，实现可持续发展，此外电子变频控制方式也具有硬启动方式无法比拟的系统优势，由于其体积小，操作方便，构造也很简单，因此故障率极低，这也是机械电子变频控制方式装置得到重视的原因之一。
对于机械硬启动方式来讲其主回路是通过普通的晶闸管作为开关，但是变频控制技术方面，大功率的晶闸管是作为主回路开关元件的首选，导通角的智能化系统控制是通过单片机的应用实现的。煤矿机械电子式变频控制装置的具体工作机理是：①在最开始的启动阶段，晶闸管的导通角逐渐升高，电机两端的电压也会随之产生变化，由此会对晶闸管的输出电压产生调节功能，当电机转速升高到启动扭矩时，启动过程便结束。②机械电子式软起动装置还具有一个关键的功能――限流，当晶闸管处于完全导通状态时，电机便会处于额定功率下工作，再加上旁路接通起的同时启动，可以有效地延长晶闸管的使用周期，此时电机进入到稳定运行状态。③当机械需要停车时，第一步是旁路接通起器的断开，这样做的直接目的是减小旁路接通器内晶闸管的导通角，这样的话电机转速归零，机械停车，处于关闭状态。启动过程如图1。
3.1传统启动方式的阐述
煤矿领域内的常用工程机械例如带式输送机因为可靠性高、运行连续、工作效率高以及适应能力强等优点，已成为现代重载荷运输的常用设备，尤其是在煤矿采矿领域内得到广泛的重视，但是伴随着机械化工业化程度的不断提高，各种机械设备的运行功率也在不断攀升，输送机当然也不例外。在采矿机械的不断发展应用的过程中，人们发现传统的启动方式不能满足大规模生产发展的需要，归结于一点就是其无法避免的诸多缺点。在这种情况下，电子式变频控制装置的出现，很好地解决了一系列难题，因其运行稳定，体积小，故障发生率低，不光是在煤矿采矿领域内，在冶金、码头、港口领域内也达到了很好地应用。本文列举若干传统的启动方式的弊端：①故障率较高，由此引发了高昂的维修养护费，并且在启动初期在供电装置与电机之间会产生很强的冲击电流，在电机轴内会有很高的扭矩，往往会超过正常扭矩的150%，这种弊端使得其具有很大的局限性，即工作条件比较苛刻，例如无法满足井下防爆安全的要求；②启动过程中的冲击电流会对机械部件产生很大的不利影响，增加机械磨损，对供电系统造成冲击，限制了启动周期和频率；③在一些已经安装了软起动装置的相对比较现代化的煤矿机械里，在实际的生产经验来看，运行比较平稳，但是电流智能化调节无法实现，承受载荷能力也不会有很大提高。
3.2电子式变频控制过程分析研究
电子式变频控制不仅能够保证机械装置在启动、运行以及停车过程中的平稳而且能够有效地减少冲击电流的危害，降低机械磨损，伴随着计算机技术的发展，启动过程与计算机相连，实现交互式操作智能化程度更高。由此不难发现机械电子式变频控制装置具有很大的发展潜力与发展前景。解决机械震荡以及冲击电流的不利影响的最为有效地途径便是运行前根据预定的可控曲线进行设置，分阶段慢速有序的启动机械系统，这样一来便可以解决很多动力学问题。现在简单介绍几种常用的电子式变频控制方式：①斜坡恒流：电流升高的速度越快，启动速率越高。这种方式是以一定的速率提高电流，直到预定的制定电流后，再以恒定的电流运行，直到启动阶段完成；②斜坡电压：启动电压由低到高逐步攀升，不需要闭环控制电流的过程。这种启动方式的最大优点是机理简单易懂，系统故障率低，但是缺乏对电流的控制，因此晶闸管会受到电流的冲击，使用寿命降低；③阶跃式：启动阶段加载启动扭矩，这个扭矩一般很大，这样可以有效降低负载的静摩擦力，但是这种方式的弊端是会对供电装置产生强干扰；④矩形转矩：这种启动方式相比较上述三种而言，体积较小，故障率低，结构完善紧凑，设计更加合理优化，安全措施齐全，载荷能力大。
4煤矿机械电子式变频控制装置的设计思想与方法
4.1硬件设计
煤矿机械电子式变频控制装置的硬件设计主要集中在电路设计上，其中主回路的控制是核心因素，关键是晶闸管的设计，连接顺序为供电装置与电动机，其中晶闸管的导通角设计也是重要的一点，前文讲到单片机技术的应用可以有效控制导通角的变化，使输出电压逐步升高直至额定电压。以采矿领域内常用的带式输送机为例，通过流程图的方式简明说明硬件设计过程，如图2。
4.2软件设计
在电子式变频控制装置中，控制器的质量以及工作原理直接决定着控制系统的优劣，目前通常的控制器为可编程化的控制器，这种控制器的可靠性较高，可以实现系统的优化和平稳运行，整个运行系统的控制上位机通常是由电子计算机来担当，由此可见，可编程控制器以及电子计算机是关键的两个因素，需要进行相应的程序计算与设计，这种程序设计的过程优化以及结果的完备性、可靠性、准确性直接影响到机械运行的可靠性、稳定性。
具体而言，可以从以下几个方面来阐述电子式变频控制装置的软件设计：①可编程控制器往往采用面向运行过程的controllanguage和面向问题的imagelanguage，其特点是结构简单紧凑，过程直观易懂，它的程序设计方案一般是根据流程图来实现的；②以电子计算机为上位机的计算机软件选取，伴随着现代科技的不断发展，现代计算机软件的功能也日趋强大与完善，可靠性不断提高，这些软件通常都会选择面向对象以及可视化的设计方法，同样，煤矿机械电子式变频控制装置控制系统的控制软件应该具有响应速度快、敏感度高和分析点准确、过程优化等特点，操作界面与接口模块采用不同的程序语言编写也就成了必然条件。这是软件设计里面比较重要的一步，首先要把握操作主界面的设计，要求界面简单，直观，功能齐全。
5结束语
从目前的使用状况和调查分析来看，煤矿机械电子式变频控制装置仍然无法满足我国大规模现代化建设的需要，无法满足煤矿产值的增长需要，这不仅仅表现在数量上的缺乏以及普及度的欠缺，也表现在使用中的装置系统也存在许多缺陷，例如系统优化程度不高，程序化设计欠缺，结构紧凑度较低，故障率无法实现理论值等，这也需要我们在生产实践的过程中不断地发现问题，进而分析问题解决问题，不断完善变频控制技术，使之与生产实际相结合，提高生产率，减少风险点，更好地为我国的现代化建设服务。
[参考文献]
[1]李润方，龚剑霞.接触问题数值方法及其在机械设计中的应用[M].重庆大学出版社，1991.2（8）：64-70.
机械电子工程发展现状篇6
关键词：机电一体化工程机械应用
中图分类号：TH-39文献标识码：A
机电一体化也就是所谓的机械电子学,这是一门新兴的边缘综合科学,包括机械技术、信息技术、计算机技术以及微电子技术等等结合[1]。通过微电子技术应用,能够把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。本世纪的70年代中期,越来越多人们在工程机械领域上应用机电一体化技术,使得工程机械的面貌得以大幅度改善,满足在工程领域省能化、智能化和自动化。
1.机电一体化的发展趋势
1.1高智能化
高智能化是机电一体化技术和传统机械自动化技术的主要不同之处。它是在控制理论的基础之上结合了心理学、生理学、计算机科学等多种学科知识的思想和方法，通过对人类的智能进行模拟，对人和机器的接口进行分析和推理，最终以机器来取代人的劳动，从而达到最高的控制目标。
1.2微型化趋势
微型机电一体化，是机电一体化发展的必然趋势，将一体化产品向体积小、耗能小、运动灵活的方向发展。现在的机电一体化产品都向着不超过1立方厘米的体积来发展，甚至是微米、纳米。
1.3网络化趋势
计算机网络的普及，各种应用网络的远程控制盒监控技术的迅速发展和在工程机械中的使用，这使得机电一体化技术朝着网络化方向发展成为必然趋势。
1.4个性化趋势
在信息时代，机电一体化产品在生产模式和结构以及观念都发生改变，使得机电一体化呈现个性化的发展趋势。现代的机电一体化呈现智能制造、模拟制造、敏捷制造等个性化的特点。
1.5绿色化趋势
机电一体化的产品在向绿色化的发展趋势前进，只要是在机电一体化的使用时不污染生态环境，产品报废后能够进行回收利用，减少资源的浪费和对生态环境的影响，实习绿色化的机电一体化，是适应社会未来发展的一大特点。总之，机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值，对机电一体化专业人才的需求也是社会发展的必然趋势。将机电一体化应用到工程机械上就是最终的目的。
2工程机械中机电一体化技术的应用
2.1机电一体化和工程机械的关系
思考对于较传统工程机械来说,在现阶段,通过利用机电一体化技术,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。
2.2机电一体化对工程机械功能的改进探讨
在现代工程机械领域中,高性能的要求表现无所不在:第一,需要较高的机械功效且较小的能耗;第二,系统一般具有监视运行状态的功能,以及故障自诊和自动报警功能;第三,应具有较高的技术性价比;第四,较低的使用成本;第五,越来越高的自动化程度及精度;第六,具有较长的使用寿命,较为简单且安全的操作。下面对于现代工程机械的电子控制相关内容进行分析。
2.2.1控制柴油机
要想进一步深入发展柴油机技术,应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗,还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化,这样的条件下,电子控制自动变速,还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现,能够使得在各种变工况下的柴油机,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时,能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
2.2.2降低能耗,提高生产率
在现代工程机械的发展中提高能量利用率显得十分必要,这是因为传统工程机械的燃料能量利用率非常低,往往只有20%左右。通过在日本小松公司生产的新型挖掘机上应用新型节能控制器(OLLS系统),具有比较好的节能效果,相比可节省能源23%。该系统能有效地利用发动机功率,满足发动机转矩和泵吸收转矩能保持在最佳配合状态,通过动作迅速的作业机构而实现生产率的大大提高。
2.2.3保证成品的作业精度
通过在某些工程机械设备上引入电子控制系统,能够满足系统对于称量精确且过程自动化的要求,同时还能使得劳动强度的以降低,工作效率不断提高,使得人工称量的误差尽可能减少,从而使得拌合成品的作业精度有所保证。比如,对于沥青、混凝土拌合机械设备来说,其计量功能都基本实现自动化,微机控制技术在电子计量系统中被广泛采用。
2.2.4作业过程的自动化或半自动化
为了尽可能的提高工程机械的运作质量和效率,通过采用自动化或半自动化控制方式,一方面能够使得操作者的劳动强度有所降低,另外一方面也能保证作业精度也不会受到操作人员的技术和生产经验的影响。
2.2.5电子监控、自动报警及故障自诊
为了进一步保证作业人员和机械设备的安全,避免机件或设备事损坏故的发生,应该监控工程机械的发动机、传动系统和液压系统等的运行状态,这是通过电子监控和故障诊断专家系统设置各种类型的传感器得以实现。在在故障发生之前预先发现问题更有助于问题的解决。
2.2.6提高安全性
微机控制的力矩限制器在一些国外的塔式起重机和轮式起重机应用,这一般是为了提高作业安全性,防止翻车和断臂事故,当出现超负荷问题的情况,应该立即报警。另外,通过无线遥控装置的许多井下挖掘机能够实现无人驾驶的特点,这对于在有放射性物质污染地区和高温或水下等危险地点上进行作业就尤为必要。
2.3其他应用
现在一些电子控制的自动化变速器在推土机、装载机等工程机械上的使用，能够根据实际的施工要求来改变传动系统的传动化，这不仅能够提高工作的效率，一定程度上还提高了燃料的经济性，简化了人工的操作过程，降低了劳动的强度。比如在推土机、装载机上面加上电子控制的自动变速器，它就能根据负荷的变化情况来自动改变传动系统的传动比，这不仅仅提高了发动机的工作效率，同时也提高了燃油的经济性，而且也降低了工作难度，减轻了劳动强度。总结机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势，也是振兴和发展机械工业的必经之路。
3工程机械中机电一体化技术的展望
3.1计算机与信息处理技术
计算机是实现信息处理的主体,信息处理技术包括范围应用比较广,主要包括信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。要想工程机械机电一体化技术发展不断进步,应该大力发展计算机应用及信息处理技术。
3.2电子控制理论
工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术,通过其应用和推广,在相关控制理论指导下,能够满足系统智能化设计的要求,完成相关的设计后的系统仿真等等。
3.3传感器技术
目前,传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛,比如,发动机可以通过机油压力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点,还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技术的迅猛发展的今天,精度要求越来越高,可靠性和稳定性也能不断提高,越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展,所以,未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。
4.结语
从以上分析可以看出,工程机械机电一体化技术已经应用较为广泛,但是随着工程技术不断发展,工程机械机电一体化还会向着更高的阶段升级和发展,朝着机、电、光、磁的综合应用发展。
参考文献
[1]黄洪钟.机电一体化技术在工程机械上的应用[J].筑路机械与施工机械化,1990(7):6-8.
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