【機電一體化在工程機械中的應(yīng)用7100字（論文）】

第第頁機電一體化在工程機械中的應(yīng)用目錄TOC\o"1-3"\h\u30678一、引言 132292二、機電一體化內(nèi)涵及作用 224968（一）機電一體化的內(nèi)涵 21828（二）機電一體化的作用 220197三、機電一體化關(guān)鍵技術(shù) 25652（一）傳感器檢測方面的技術(shù)應(yīng)用 219614（二）工程機械信號處理技術(shù) 33692（三）機械工程故障診斷技術(shù) 415279（四）數(shù)控技術(shù) 413074（五）工程機械設(shè)備的自動和半自動化生產(chǎn) 52516（六）電子監(jiān)控方面的應(yīng)用 524442四、機電一體化在工程機械中的應(yīng)用 624248（一）傳感技術(shù)的具體應(yīng)用 630366（二）接口技術(shù)的具體應(yīng)用 727515（三）信息處理技術(shù)的具體應(yīng)用 87912五、提高工程機械中機電一體化技術(shù)應(yīng)用的措施 914208（一）設(shè)備損失的有效控制 923114（二）推進自動化技術(shù)的不斷優(yōu)化 923721（三）加強機電一體化系統(tǒng)的整體優(yōu)化 1017417六、結(jié)語 1030307結(jié)束語 1118963參考文獻(xiàn) 11機電一體化在工程機械中的應(yīng)用【摘要】隨著機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，由于科技的數(shù)字化、集成化和交叉化，微電子信息技術(shù)的快速發(fā)展變得更加普遍。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，中國的科學(xué)技術(shù)也在飛速發(fā)展，特別是在某些方面，處于領(lǐng)先地位。隨著機電一體化的發(fā)展，工程機械在機電一體化的大環(huán)境中的應(yīng)用也隨之發(fā)展。文章從機電一體化的相關(guān)特征入手，對機械工程的相關(guān)概況、現(xiàn)狀和應(yīng)用作了簡單的闡述，并提出了提高機電一體化技術(shù)在工程機械當(dāng)中的應(yīng)用措施?！娟P(guān)鍵詞】機電一體化工程機械機電技術(shù)一、引言在工程施工中，施工設(shè)備是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在工程建設(shè)中，合理配置機械設(shè)備，以確保工程項目的正常運行。隨著我國機械行業(yè)的發(fā)展，對工程建設(shè)提出了更高的要求。在新的歷史條件下，傳統(tǒng)的工程施工方式已經(jīng)不能滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展的要求。結(jié)合時代發(fā)展的需求，強化現(xiàn)代機械設(shè)備的整合與創(chuàng)新，才能更好地發(fā)揮其在工程中的作用。在工程機械行業(yè)，由于工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，對其發(fā)展的要求也越來越高。加強機電一體化技術(shù)在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用，在社會和經(jīng)濟上都有著重大的意義。二、機電一體化內(nèi)涵及作用（一）機電一體化的內(nèi)涵“機械電子”，即“機電一體化”，是在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的一種新技術(shù)。它是一種將電腦、機械制造、機械控制等技術(shù)結(jié)合在一起的技術(shù)。以達(dá)到更有效的運作要求。從本世紀(jì)中葉起，已有一些應(yīng)用于機械作業(yè)的案例，并已取得了一些實際效果。在以后的發(fā)展過程中，電子技術(shù)和機械技術(shù)的結(jié)合和發(fā)展。隨著機電一體化的發(fā)展，智能化、高效率將是未來發(fā)展的主題。以機電一體化為主線，涵蓋了機械制造、電子、資訊、機械控制、系統(tǒng)感知服務(wù)等各個方面。（二）機電一體化的作用通過運用機電一體化技術(shù)，在機械行業(yè)，可以更好的進行設(shè)計，更好的配合。從而使機械智能化的發(fā)展更上一層樓。結(jié)合實際應(yīng)用需要，目前采用機電一體化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品多是具有輕巧、易操作、便于攜帶等優(yōu)點，可以更好地為用戶提供信息服務(wù)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)、控制、電子、智能機器人的出現(xiàn)，都在推動著整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從整體上來看，促進了我國目前的社會經(jīng)濟發(fā)展和目前的生產(chǎn)方式的優(yōu)化[1]。三、機電一體化關(guān)鍵技術(shù)（一）傳感器檢測方面的技術(shù)應(yīng)用機電一體化技術(shù)在如今工程機械技術(shù)運用中成了焦點，縱觀其運用階段，還有許多眾所周知的應(yīng)用優(yōu)點。在工程機械當(dāng)中，機電一體化技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，并取得一定的成果和經(jīng)驗。首先，在傳感器檢測中對技術(shù)進行了運用，做為工程機械信號轉(zhuǎn)換形式之一，傳感器檢測技術(shù)實現(xiàn)了機械工程數(shù)據(jù)信息的采集和數(shù)據(jù)整合，并且這種技術(shù)是由機電一體化技術(shù)來實現(xiàn)的。機械工程運行監(jiān)控中信號轉(zhuǎn)換，在當(dāng)代傳感器技術(shù)發(fā)展進程中，與電子信息技術(shù)、計算機相結(jié)合，能夠?qū)Ω鄼C械設(shè)備進行穩(wěn)定，同時也能夠?qū)Π踩到y(tǒng)中的有關(guān)信號進行傳輸。傳感器技術(shù)還具有一定的抗干擾能力，能夠?qū)ν饨绺蓴_源起到屏蔽作用，從而確保機械正常運轉(zhuǎn)。當(dāng)機械工程面臨外部干擾時，能夠增強項目抵抗能力，使得工程機械設(shè)備的故障率下降。但是，傳感器等檢測技術(shù)，比較易受外界環(huán)境干擾，運用過程中要注意技術(shù)運用密閉性，提升技術(shù)質(zhì)量的制標(biāo)準(zhǔn)。將該技術(shù)需要應(yīng)用于較安全環(huán)境，以確保數(shù)據(jù)收集準(zhǔn)確。具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。圖1基于傳感器的機電一體化控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)（二）工程機械信號處理技術(shù)工程機械設(shè)備每天都處于運行使用階段，就有各種各樣的信號，以信號為處理對象的處理技術(shù)，在機電一體化技術(shù)中同樣具有重要的應(yīng)用要點。信號的處理與分析，是整個機械自動化控制設(shè)備正常運行的前提保障，只有做好信號的處理和分析，才能確保機械產(chǎn)品能夠更好地完成設(shè)計要求。對信號處理工作而言，能夠確保機械工程的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，并且在我國科技技術(shù)日益進步的今天，多種技術(shù)的融合應(yīng)運而生，信號處理技術(shù)可以與信號處理技術(shù)相結(jié)合，通過與處理器相連，二者協(xié)同發(fā)揮作用，可以檢測出機械設(shè)備在工作過程中所存在的各種信息，把信號傳出去。根據(jù)相關(guān)研究人員的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在機械設(shè)備的運行期間，其內(nèi)部所包含的大量的信息都與信號處理技術(shù)相結(jié)合，從而得到更加準(zhǔn)確，可靠的設(shè)備運行數(shù)據(jù)。鑒于大量資料，對機械設(shè)備狀態(tài)進行判斷，并通過大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用，通過處理機械設(shè)備信號，了解機械設(shè)備最終效果如何。工程機械采用信號處理技術(shù)，在機電一體化方面取得了創(chuàng)新性的應(yīng)用開發(fā)，機械在工作時，開展自我診斷和自我監(jiān)控，達(dá)到獲取、顯示和處理信息的目的。經(jīng)傳輸系統(tǒng)進行人機交互，這也是全裝置工作的重要優(yōu)點。尤其對于工程機械設(shè)備發(fā)生故障時更是如此，信號處理技術(shù)能夠報警，提醒有關(guān)維修人員第一時間做好闡述工作，確保機械設(shè)備在正常工作狀態(tài)下。（三）機械工程故障診斷技術(shù)在工程機械設(shè)備的日常運行中，由于用時久、頻率高，不可避免地會發(fā)生零件和其他許多方面的失效問題，在機械設(shè)備中難以避免的現(xiàn)象問題之一，所以與機電一體化技術(shù)相結(jié)合，就機械設(shè)備的故障處理診斷這一方面而言，具有許多技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，具有必然發(fā)展性。在工程機械作業(yè)期間，組建了運行故障自我診斷系統(tǒng)，通過對機械設(shè)備有關(guān)資料，開展工程機械自我問題的檢測，并增加機械運作之效率。現(xiàn)在很多設(shè)備都采用了智能化故障診斷技術(shù)，這種方法對于機械設(shè)備自身的性能具有很大程度的提升作用。事實上，每個人的生活中，還產(chǎn)生了專門針對故障進行智能檢測的各種技術(shù)，例如，每個人的電腦都能實現(xiàn)人工智能故障檢測，它是現(xiàn)代化技術(shù)在其中的重要運用。與故障檢測技術(shù)相結(jié)合，減少工程機械在作業(yè)時發(fā)生故障的幾率，還可對運行條件加以改善，例如，能夠降低機械設(shè)備工作時產(chǎn)生的噪聲，給工作人員創(chuàng)造一個好的環(huán)境，工作質(zhì)量得到提升。工程機械故障設(shè)備診斷技術(shù)應(yīng)用到實際工作中，與人工智能化的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，可以實現(xiàn)自動診斷和自動檢測，經(jīng)由電子檢測系統(tǒng)將信號回饋給有關(guān)人員，可以對故障進行分析，同時還可以開展診斷工作。在具體的工程機械維修工作開展時，將自動化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運用其中，能夠?qū)C械的整體狀態(tài)進行監(jiān)控與監(jiān)測，并根據(jù)其情況做出相應(yīng)的處理措施。有關(guān)工作人員還可根據(jù)數(shù)據(jù)反饋信息輸入故障種類，對故障鎖定進行修復(fù)，這種技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)機械行業(yè)中是無法企及的。經(jīng)過機電一體化技術(shù)的運用，使得整個工程機械的故障診斷這個環(huán)節(jié)變得更便捷和簡單。機械設(shè)備在日常運行過程中出現(xiàn)故障問題，其成因比較復(fù)雜，若無法與智能化檢測技術(shù)相結(jié)合，勢必給員工帶來很大的壓力，影響工作進度。（四）數(shù)控技術(shù)在機械加工的時候，機電一體化技術(shù)能夠?qū)C械進行有效的改造和優(yōu)化，從而提高了機械加工的效率以及產(chǎn)品的精度。數(shù)控加工過程中，機電一體化技術(shù)得到了合理應(yīng)用，不僅可以促進機械制造質(zhì)量提高，也提高了企業(yè)提高經(jīng)濟效益。因此，在現(xiàn)代機械制造的過程之中，應(yīng)該加強對于機電一體化技術(shù)的運用和研究。同時數(shù)控生產(chǎn)加工過程中，在機電一體化技術(shù)應(yīng)用過程中，機械制造精確程度將得到提高，從而促進數(shù)控加工水平的提高，推動了機械制造企業(yè)發(fā)展。因此，我們必須重視并加強對機電一體化技術(shù)在機械加工行業(yè)中的應(yīng)用研究。從現(xiàn)狀來看，在對于CNC機床的應(yīng)用過程中，多數(shù)企業(yè)都已合理地運用了智能管理，同時也運用了控制系統(tǒng)。這使得數(shù)控機床能夠?qū)崿F(xiàn)更加智能化的操作和控制，從而為我國機械制造行業(yè)提供了一個良好的平臺。合理利用的智能控制技術(shù)，機械設(shè)備在實現(xiàn)線上整隊的技術(shù)基礎(chǔ)上，一種新型三維仿真模擬技術(shù)和主線模式應(yīng)運而生。在這個階段，直線模式和CPU都已，機械制造過程中占據(jù)著十分重要的作用。隨著計算機科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對于數(shù)控設(shè)備的控制方式也越來越先進，而主軸驅(qū)動系統(tǒng)作為數(shù)控機械制造領(lǐng)域中一個核心部分，其運行效果直接影響著整個機械加工行業(yè)的效率。開展主線應(yīng)用過程中，以期可以更好地提升數(shù)控機床的生產(chǎn)質(zhì)量和工作效率，使數(shù)控機床在制造過程中信息能更精確，更科學(xué)地傳遞，在整個機床加工中，均需分析數(shù)據(jù)與資料，并進行模擬操控，從而更好地推動企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。（五）工程機械設(shè)備的自動和半自動化生產(chǎn)盡管當(dāng)前階段機電一體化技術(shù)已經(jīng)在我國機械設(shè)備制造生產(chǎn)過程中得到有效運用普及，然而，在特定生產(chǎn)過程中，仍受資金和生產(chǎn)規(guī)模成本影響，多數(shù)機械制造企業(yè)還未全面實現(xiàn)機械自動化生產(chǎn)。然而，在特定的生產(chǎn)過程中，操作人員人數(shù)已有效降低，大大減輕了機械生產(chǎn)過程中工作人員勞動量。有關(guān)企業(yè)也需對自動化有足夠的認(rèn)識，數(shù)字智能化替代了傳統(tǒng)機械化，在當(dāng)前機械設(shè)備生產(chǎn)過程中，這是一種必然的發(fā)展趨勢。在生產(chǎn)技術(shù)升級和轉(zhuǎn)型過程中，有關(guān)企業(yè)和工作人員要提高對于一體化技術(shù)在企業(yè)中運用的關(guān)注度，介紹先進生產(chǎn)基礎(chǔ)等，逐步增強機械生產(chǎn)控制力和自動化水平。機械自動化為機械設(shè)備向智能化發(fā)展提供了重要依據(jù)，能夠顯著提高機電設(shè)備在生產(chǎn)過程中的精準(zhǔn)度。（六）電子監(jiān)控方面的應(yīng)用機電一體化技術(shù)在工程機械電子監(jiān)控方面的運用，能及時發(fā)現(xiàn)工程機械作業(yè)時可能遇到的各種問題，能對各環(huán)節(jié)生產(chǎn)進行監(jiān)測。使用機電一體化技術(shù)的人員能夠知道電子信息系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種故障，并找出機械設(shè)備出現(xiàn)故障的原因，使機械設(shè)備操作失誤的情況降低。另外，電子監(jiān)控系統(tǒng)，能集成自動報警功能，在發(fā)生設(shè)備機械故障時，自動報警系統(tǒng)可以及時通知管理人員，減少故障處理所需時間，能最大限度地減少工程機械設(shè)備存在安全隱患，將機電一體化技術(shù)運用到工程設(shè)備當(dāng)中，也能夠?qū)崿F(xiàn)對機械設(shè)備進行定期維護與檢修。四、機電一體化在工程機械中的應(yīng)用發(fā)揮化工工程機械機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢，能夠給化工工程的發(fā)展帶來很好的益處。能夠運用這一工藝的化工工程機械，不但有日常用電子設(shè)備，精密儀器儀表，它也包括科教和生產(chǎn)方面的機器，所以，把這項技術(shù)推廣和應(yīng)用，是一個綜合性的課題。就化工工程機械的水平而言，機電一體化技術(shù)的運用主要表現(xiàn)在如下三個方面。（一）傳感技術(shù)的具體應(yīng)用傳感器主要功能是傳遞信息，把傳感器裝到化工工程機械中，能及時檢測設(shè)備實際工作情況，以及將探測得到的數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)換為信號，向控制中心發(fā)送信號，從而讓操作人員對機械的運行狀態(tài)有所認(rèn)識。就機電一體化的技術(shù)而言，傳感技術(shù)已成為其中一個重要環(huán)節(jié)，傳感技術(shù)要想真正發(fā)揮其應(yīng)有作用，對信息處理進行升級勢在必行、信號處理層面，使這種技術(shù)可以放大信號，以及檢測所述信號，同時研制了參數(shù)顯示、參數(shù)顯示，參數(shù)調(diào)整及其它諸多功能，由此使得傳感技術(shù)的靈敏性和精確性、抗干擾能力得到了增強，達(dá)到自動診斷，自動修正的目的，使得化工工程機械可以進行自動化運作。同時傳感技術(shù)也可被用來機械地感知與采集外部信息，從而使得化工工程能夠有效地支撐其正常進行。傳感裝置在得到外界信息之后，把外界的信息變成化工工程需要的信號，一部分可供利用的信號被直接傳輸?shù)津?qū)動單元，通過所述驅(qū)動單元對所述信號進行識別，以及實現(xiàn)所述信號所需要的機械運動及運算，由執(zhí)行單元完成執(zhí)行；信號的另一部分將傳送給控制單元，后者依據(jù)工作指令區(qū)分信號，將取指令需要的信號傳送給驅(qū)動單元，動力單元，再根據(jù)所述信號指令，經(jīng)由所述執(zhí)行單元執(zhí)行，完成化工工程機械的操作。另外執(zhí)行單元還向傳感裝置返回化工工程機械的執(zhí)行結(jié)果，再通過傳感裝置將其轉(zhuǎn)換為信號傳送給控制單元，從而準(zhǔn)確地進行機械運動的實施，如圖1。比如在催化和裂化裝置有關(guān)機械的改造中，機電一體化技術(shù)能夠在其中得到運用，使得催化和裂化工作的效率得到了提高，使原材料的反應(yīng)速率保持穩(wěn)定。催化劑用量可以通過電腦系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定，采用計算機與傳感器相結(jié)合的方式，對催化劑的投放進行計量控制，在催化劑投放計量不符合電腦系統(tǒng)所設(shè)催化劑用量情況下，傳感器則能夠感應(yīng)催化劑的投放計量，構(gòu)成感應(yīng)信息，同時向電腦控制系統(tǒng)發(fā)送感應(yīng)信息，由此提示操作員要搞好催化劑投放量的調(diào)控，確保催化生產(chǎn)穩(wěn)定進行。圖2傳感技術(shù)在化工工程機械中的應(yīng)用圖示（二）接口技術(shù)的具體應(yīng)用接口技術(shù)通常應(yīng)用于化工工程機械的各種模塊和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的聯(lián)接，能夠有效地實現(xiàn)機電一體化。在化工工程機械領(lǐng)域，常見接口技術(shù)有I/0等擴展接口、常規(guī)外設(shè)接口，這些接口在PLC調(diào)試系統(tǒng)中經(jīng)常會出現(xiàn)，用PLC實現(xiàn)化工工程機械的自動控制[3]，參見圖3。圖3接口技術(shù)在化工工程機械中的應(yīng)用接口技術(shù)和PLC控制系統(tǒng)有著緊密的聯(lián)系。就PLC控制系統(tǒng)而言，將界面分為外設(shè)界面和I/O擴展界面2種，在這2種界面中，外設(shè)接口主要用于將外部設(shè)備與編輯器相連，此界面可用來構(gòu)成PLC控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了編程功能、聯(lián)網(wǎng)功能和監(jiān)控功能。比如目前在石油化工的生產(chǎn)過程中，許多化學(xué)用品都能給操作人員造成傷害，可以通過接口技術(shù)實現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)和石油化工工程機械之間的連接，利用PLC實現(xiàn)化工工程機械的自動化控制，從而達(dá)到自動化控制取代人為控制的目的，有效地避免了操作人員接觸有毒有害的化學(xué)物品，使得化工生產(chǎn)人身安全有了保證，還促進了化工的高效生產(chǎn)。（三）信息處理技術(shù)的具體應(yīng)用在化工工程機械的作業(yè)過程當(dāng)中，以便機械硬件能夠及時做出反應(yīng)，需借助于信息處理技術(shù)，以增強裝置抗干擾性和可靠性[4]。這個過程可以人機接口為依據(jù)，利用聲或者像這樣的載體，使得智能化轉(zhuǎn)型成為可能。比如化工廢水的治理，可通過傳感技術(shù)監(jiān)測污水成分，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把獲取到的監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，以及實時記錄污水處理設(shè)備各時刻污水處理數(shù)據(jù)信息，對上述數(shù)據(jù)進行信息處理，得到污水成分信息圖像，污水處理監(jiān)管人員可在任何時間，任何地點通過終端設(shè)備查看圖像信息，從而掌握了化工污水處理的實時狀況，確保污水處理的結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，具體見圖4。圖4信息處理技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用五、提高工程機械中機電一體化技術(shù)應(yīng)用的措施將機電一體化技術(shù)引進到工程機械中，對于提高工程建設(shè)的工作效率有著十分重要的作用。為充分利用機電一體化技術(shù)在工程機械領(lǐng)域的優(yōu)越性，本文提出如下改進措施。（一）設(shè)備損失的有效控制在工程施工中，機械設(shè)備是必不可少的配套設(shè)施。柴油機等常規(guī)機電設(shè)備在運行中存在著諸多問題，已無法適應(yīng)新時期的發(fā)展。所以，要把施工機械與市場的發(fā)展有機地結(jié)合起來，從節(jié)能的觀點出發(fā)，加大對節(jié)能技術(shù)的研發(fā)力度，使工程機械和設(shè)施的高效運轉(zhuǎn)，大幅度地減少能源的消耗，有效地減少對環(huán)境的影響，從而達(dá)到更好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。（二）推進自動化技術(shù)的不斷優(yōu)化機電一體化技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于工程機械領(lǐng)域，并已取得了良好的效果。但是，我們也應(yīng)當(dāng)看到，隨著企業(yè)的規(guī)模的擴大，對建筑的需求也在不斷提高。為了更好地發(fā)揮機電一體化的作用，需要在系統(tǒng)的功能上進行改進，并不斷地進行自動化技術(shù)的革新，以使其更好地適應(yīng)新的發(fā)展。在未來，我們要向全自動化方向發(fā)展，在人力投入的情況下，進一步降低基礎(chǔ)管理，以最小的投入達(dá)到最大的價值。另外，在緊急情況下，機電一體化技術(shù)的運用也會起到很大的作用。隨著建筑規(guī)模的擴大和發(fā)展的需要，機械和電子技術(shù)也需要在新技術(shù)上進行更新，特別是在處理現(xiàn)場的突發(fā)情況和急救措施等方面，以更好地降低對工程施工全過程的沖擊。比如，可以建立一個自動化的操作系統(tǒng)，通過利用光學(xué)技術(shù)，對傳感器進行敏感度的檢測，不斷地改善設(shè)備的精確度，從而使技術(shù)的應(yīng)用更加有效。（三）加強機電一體化系統(tǒng)的整體優(yōu)化同時，從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略發(fā)展視角，結(jié)合經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)機電一體化的高效運行。一般情況下，許多機器和設(shè)備在不同的區(qū)域中都有各自的作用，既要對各個設(shè)備的操作進行控制，又要對整個系統(tǒng)的安全和質(zhì)量進行監(jiān)控。所以，必須強化整體計劃，建立可靠的