鄧宇航

摘要： 加強智能化技術在機械工程自動化當中的運用，對于在現(xiàn)階段促進工業(yè)轉型升級創(chuàng)新發(fā)展，提供了重要的物質保障，在生產(chǎn)實踐中智能化的機械工程可以有效的提高機械工程的生產(chǎn)效率，同時也能減少生產(chǎn)過程中的人工工作量，提高生產(chǎn)工作的效率。

關鍵詞： 智能化技術；機械工程自動化；應用

機械工程的自動化應用可謂是大大的解放了更多的人力，機械自動化所需要的只是由電力或者能源力帶來的無盡的不止不停的力量，不會像人一樣的需要休息，需要更多都回報，只需要通電或者加以能源，它便可以24小時無差錯的去工作，這是人力所不能達到的結果。

一、智能化技術在機械工程自動化中的應用

1 順序控制和邏輯順序或系統(tǒng)狀態(tài)控制

順序控制可以是固定順序，也可以是邏輯順序，根據(jù)不同的系統(tǒng)狀態(tài)執(zhí)行不同的操作。狀態(tài)指的是系統(tǒng)使用或順序情景中可能出現(xiàn)的各種情況。一個例子是電梯，它根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)使用邏輯來響應其狀態(tài)和操作員輸入來執(zhí)行某些操作。例如，如果操作員按下地板n按鈕，則系統(tǒng)將根據(jù)電梯是停止還是移動、上升或下降，或者門是打開還是關閉以及其他情況而作出響應。繼電器在開發(fā)用于控制其他設備之前首先用于電報網(wǎng)絡，例如在啟動和停止工業(yè)級電動機或開關電磁閥時。使用繼電器進行控制可以實現(xiàn)事件驅動的控制，即響應外部事件，可以按順序觸發(fā)操作。這些響應比剛性單序列凸輪定時器更靈活。更復雜的例子涉及維護安全順序的設備，如擺動橋控制裝置，其中需要在橋可移動之前釋放鎖栓，并且在安全門已經(jīng)關閉之前不能釋放鎖栓。在一些工廠中，繼電器、凸輪計時器和鼓音序器的總數(shù)可以達到數(shù)百甚至數(shù)千。需要早期的編程技術和語言來使這種系統(tǒng)易于管理，其中第一個是梯形邏輯，其中互連繼電器的圖表與梯子的梯級相似。稱為可編程邏輯控制器的特殊計算機后來被設計成用單個更容易重新編程的單元代替這些硬件集合。在典型的硬接線電動機啟動和停止電路中，通過按動啟動一對繼電器的“啟動”或“運行”按鈕來啟動電動機?！版i定”繼電器鎖定觸點，使按鈕釋放時控制電路保持通電。另一個繼電器激勵一個開關，該開關為主電源電路中引發(fā)電機啟動開關的設備供電。大型電機使用高電壓，使得速度在制造和斷開接觸方面非常重要。啟動電路中的“鎖定”觸點和電機的主電源觸點通過其各自的電磁鐵保持接合，直到按下“停止”或“關閉”按鈕，從而斷開繼電器中的鎖定。通?；ユi被添加到控制電路。定時器，限位開關和電眼是控制電路中的其他常見元素。電磁閥廣泛用于壓縮空氣或液壓流體，用于驅動機械部件上的執(zhí)行器。雖然電機用于提供連續(xù)的旋轉運動，但是對于間歇性地為機械部件創(chuàng)建有限范圍的運動，致動器通常是更好的選擇。

2 開環(huán)和閉環(huán)（反饋）控制

在機械自動化中主要有兩種智能控制回路：開環(huán)控制和閉環(huán)控制。在開環(huán)控制中，來自控制器的控制動作獨立于“過程輸出”。一個很好的例子就是一個集中供熱鍋爐，只有定時器才能控制，因此不管建筑物的溫度如何，熱量都會持續(xù)一段時間。在閉環(huán)控制中，來自控制器的控制動作取決于過程輸出。在鍋爐類比的情況下，這將包括用于監(jiān)測建筑物溫度的恒溫器，并由此反饋信號以確?？刂破鲗⒔ㄖ锞S持在恒溫器上設定的溫度。閉環(huán)控制器因此具有反饋回路，該回路確?？刂破魇┘涌刂苿幼饕越o出與“參考輸入”或“設定點”相同的過程輸出。為此，閉環(huán)控制器也被稱為反饋控制器。

3 計算機控制

計算機可以執(zhí)行順序控制和反饋控制，通常單臺計算機都可以在工業(yè)應用中使用。可編程邏輯控制器（PLC）是一種專用微處理器，它取代了許多硬件組件，如繼電器邏輯類型系統(tǒng)中使用的定時器和鼓定序器。通用過程控制計算機已經(jīng)越來越多地取代了獨立控制器，而單臺計算機能夠執(zhí)行數(shù)百個控制器的操作。過程控制計算機可以處理來自PLC，儀表和控制器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)許多單個變量的典型（如PID）控制，或者在某些情況下，可以使用多個輸入和數(shù)學操作實現(xiàn)復雜的控制算法。自動柜員機（ATM）的控制是交互過程的一個例子，其中計算機將基于從聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中檢索的信息對用戶選擇執(zhí)行邏輯推導的響應。ATM過程與其他在線交易過程相似。不同的邏輯回應稱為情景。這些過程通常是借助用例和流程圖來設計的，這些用例和流程圖指導了軟件代碼的編寫。

4 自動化限制

目前的技術無法使所有期望的任務自動化。許多使用自動化的操作具有大量的投資資本并產(chǎn)生大量的產(chǎn)品，使得故障成本極高且潛在危險。因此，需要一些人員來確保整個系統(tǒng)正常運行，并保證安全和產(chǎn)品質量。目前工業(yè)過程中人類的許多角色已經(jīng)超出了自動化的范圍。人類模式識別、語言理解和語言生產(chǎn)能力遠遠超出了現(xiàn)代機械和計算機系統(tǒng)的能力。需要主觀評估或合成復雜感官數(shù)據(jù)以及戰(zhàn)略規(guī)劃等高級任務的任務目前需要人類專業(yè)知識。在許多情況下，甚至在可能實現(xiàn)工業(yè)任務自動化的情況下，使用人類比機械方法更具成本效益?？朔@些障礙是后稀缺經(jīng)濟學的理論化途徑。

二、機械工程智能化的發(fā)展方向

1 更高的精度與效率

根據(jù)我國當前機械工程的發(fā)展態(tài)勢，在未來機械工程會趨向于兩種主要的發(fā)展趨勢，一是精密化，二是微型化。要想成功實現(xiàn)這兩大目標，需要一個最關鍵的推動因素，那就是納米技術。目前，納米技術已經(jīng)被廣泛應用到諸如光學、食品學、電子學等多種領域。如果在機械工程中，建立起納米技術平臺，那么其必然會為機械工程實現(xiàn)精密化與微型化兩種發(fā)展趨勢提供最強的技術支撐。

2 更高的自動化與智能化程度

在未來，機械工程中的一部分安全性低的工作種類，將會由自動化的機械完全取代人工操作，相信在不久的將來，機械工程智能化的覆蓋范圍會涉及到機械工程生產(chǎn)領域的方方面面，我們可以隨處可見自動化機械的身影。從早期的僅限于機械調度、數(shù)據(jù)采集等簡單的工作，到現(xiàn)在大量的復雜工作，都可以由自動化機械來代勞。未來其覆蓋范圍還會進一步擴大，其適應的工作環(huán)境也必將更加復雜。

3 更高的柔性化程度

更高的柔性化程度主要體現(xiàn)在生產(chǎn)加工系統(tǒng)且能夠進一步滿足加工制造的自由度這一方面。這與我國社會主義市場經(jīng)濟體制的日益完善有著密切的關系，在此背景下，產(chǎn)品更新的速度越來越快，產(chǎn)品種類日新月異，周期更是越來越短。如果柔性化程度得到提高，生產(chǎn)加工人員便可以隨時進行生產(chǎn)任務、生產(chǎn)能力以及生產(chǎn)時間等諸多方面的調整，大大提高了加工制造的自由度。

4 更高的可視化程度

可視化程度得到有效提高的原理是以計算機圖形學的相關理論為基礎，完成科學工程計算，然后通過非常直觀的形式表達出來。關于此種技術的適用范圍非常廣泛，包括CAD制圖在內的多個領域都可以適用此技術。此技術最大的優(yōu)勢在于，其可以將單一的文字轉化成為圖形甚至是圖像的方式，大大豐富了信息量?？茖W計算可視化程度的提高必然會在機械工程領域中產(chǎn)生強烈的影響。

5 更高的網(wǎng)絡化程度

借助網(wǎng)絡化技術，便可以成功將不同種類的子計算機和各種各樣的電子產(chǎn)品緊密聯(lián)系在一起，以網(wǎng)絡協(xié)議為基礎，實現(xiàn)溝通互信，進而實現(xiàn)不同用戶之間的資源共享。此外，網(wǎng)絡化的程度得到提高，其會在產(chǎn)品推廣的環(huán)節(jié)發(fā)揮巨大的作用，網(wǎng)絡化技術的優(yōu)勢會在此環(huán)節(jié)中得到全面展現(xiàn)，其不僅完美實現(xiàn)了跨界銷售，更有效地拓寬了營銷渠道。

結語

智能化機械工程生產(chǎn)技術能夠有效地提高機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，智能化機械工程本質上是追求機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的智能化，兼顧機械產(chǎn)品的智能化，使得機械廠家能夠根據(jù)客戶的產(chǎn)品需求進行工業(yè)生產(chǎn)，完善了客戶的產(chǎn)品體驗。

參考文獻

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