劉洪軒 徐東雪 李福雷

(山東科瑞機(jī)械制造有限公司，山東 東營 257000)

近年來我國的機(jī)械工業(yè)逐漸開始引進(jìn)電子技術(shù)，尤其是微電子技術(shù)，從硬件與軟件兩方面的結(jié)合提高機(jī)械性能，促使我國傳統(tǒng)的普通機(jī)械逐步向智能化機(jī)械發(fā)展。這個(gè)發(fā)展趨向?qū)?huì)催生我國機(jī)械行業(yè)的重大變革，石油機(jī)械作為產(chǎn)能耗能高的行業(yè)，迫切需要向機(jī)電一體化方向改革。

1機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的新發(fā)展方向

1.1高效率、高精度

利用微型計(jì)算機(jī)這些高科技控制手段，讓微電子技術(shù)與機(jī)械設(shè)備完美契合，讓機(jī)械設(shè)備具備更好的精密度，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)對(duì)話，能夠依據(jù)作業(yè)控制指令做出反饋，迅速形成信息判斷進(jìn)行分析，讓控制變得高速度、高精度。比如，數(shù)控專用精密機(jī)床就可以利用激光檢測刀具實(shí)現(xiàn)精度的精準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)精確到亞微米級(jí)的微細(xì)加工；熱模鍛壓力機(jī)能夠自動(dòng)檢測和控制潤滑系統(tǒng)，對(duì)于軸承溫度做出反應(yīng)，對(duì)噸位、尺寸做出指示，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料下料，模具的傳遞與更換也能實(shí)現(xiàn)，其速度、準(zhǔn)確度是人力無法相比的。

1.2處理變得更加可靠

機(jī)電一體化的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)診斷和檢測，當(dāng)設(shè)備過熱或者出現(xiàn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，能夠自動(dòng)停止，或者按照其他方式來進(jìn)行事故的處理。比如，當(dāng)前很多的機(jī)械設(shè)備開始嘗試使用電動(dòng)來代替液壓驅(qū)動(dòng)，因?yàn)殡妱?dòng)具有優(yōu)勢，能夠消除油污，當(dāng)故障發(fā)生的時(shí)候能夠自動(dòng)診斷，迅速完成零部件的更換，讓維修工作變得更加迅速，維修變得相對(duì)簡單。

1.3程序控制更加靈活

機(jī)械設(shè)備在計(jì)算機(jī)的控制下，其程序控制變得更加的靈活可變。計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)條件的變化與工藝的不同要求，及時(shí)調(diào)整其作業(yè)程序、工作內(nèi)容、運(yùn)動(dòng)軌跡等，因此讓設(shè)備具備柔性特點(diǎn)，更加容易去適應(yīng)條件的變化。比如，現(xiàn)階段飛機(jī)的電腦系統(tǒng)，能夠隨時(shí)檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，及時(shí)發(fā)出故障警告，還能根據(jù)飛行情況進(jìn)行導(dǎo)航，飛行距離比較長的，還能計(jì)算出在哪個(gè)機(jī)場加油更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

1.4結(jié)構(gòu)簡化，產(chǎn)品緊湊

當(dāng)前機(jī)械設(shè)備的技術(shù)比較先進(jìn)，采用的多是新型傳感技術(shù)、集成電路與微處理器等，原有的電驅(qū)動(dòng)裝置所需的控制柜等設(shè)備比較笨重，因此這些新型技術(shù)的應(yīng)用能夠讓設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加簡化，產(chǎn)品變得緊湊，零部件的數(shù)量也大大減少。比如汽車?yán)锍逃?jì)，原先采用的機(jī)械式里程計(jì)，是經(jīng)過蝸輪蝸桿減速后再用軟軸傳至里程表，經(jīng)過減速器轉(zhuǎn)換成里程，而現(xiàn)在的繼電計(jì)數(shù)器，能夠?qū)④囁僦苯愚D(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)傳送到計(jì)數(shù)器，結(jié)構(gòu)變得更加簡單，同時(shí)提高了可靠性。

機(jī)械設(shè)備具備了上述的4個(gè)特點(diǎn)，會(huì)在很大程度上提高經(jīng)濟(jì)效益。我國的石油工業(yè)等部門屬于重工業(yè)，對(duì)于原材料的耗費(fèi)比較嚴(yán)重，典型的耗能大，經(jīng)濟(jì)效益低。比如石油工業(yè)部門采用的電動(dòng)機(jī)，對(duì)于電能的消耗比較高，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國大約55%以上的電能被電動(dòng)機(jī)消耗。我國現(xiàn)階段的泵類機(jī)械和風(fēng)機(jī)大約有1600余萬臺(tái)，倘若能夠?qū)?00萬臺(tái)采用交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，能夠節(jié)約用電30%～40%。

2石油機(jī)械機(jī)電一體化的問題探討

石油機(jī)械涉及面比較廣泛，設(shè)備包括了固定設(shè)備、車裝與船載設(shè)備、大型設(shè)備、精密儀器，施工環(huán)境包括陸地、海洋、地面、地下，這些導(dǎo)致其作業(yè)勞動(dòng)量大，能源消耗多，危險(xiǎn)系數(shù)高，勞動(dòng)效率不高，經(jīng)濟(jì)效益不能體現(xiàn)。如果能夠通過機(jī)電一體化的途徑，將傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造，在初級(jí)階段逐漸提升石油機(jī)械工業(yè)的水平，需要注意如下幾個(gè)問題。

2.1重視機(jī)電一體化問題，提高認(rèn)識(shí)度

傳統(tǒng)機(jī)械比較簡單，主要由傳統(tǒng)裝置、動(dòng)力裝置和工作裝置組成。機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的構(gòu)成有很大區(qū)別，主要由計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)組成，除了機(jī)械主體還有其他輔助系統(tǒng)的配合。因此，石油機(jī)械企業(yè)的管理人員、設(shè)計(jì)人員、教育工作者等，都要提高機(jī)電一體化的認(rèn)識(shí)，完善管理體制，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、操作系統(tǒng)等方面來實(shí)施改進(jìn)，加以重視。

2.2深入調(diào)查研究，制定可行性強(qiáng)的規(guī)劃

作為石油企業(yè)要注重對(duì)國內(nèi)外機(jī)電一體化的現(xiàn)狀作出研究，根據(jù)收集的相關(guān)資料，預(yù)判機(jī)電一體化的發(fā)展水平以及未來的發(fā)展趨勢，注意引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)與成熟經(jīng)驗(yàn)。由于石油機(jī)械經(jīng)常開展野外作業(yè)，需要面臨復(fù)雜多變的工作環(huán)境，需要找出石油機(jī)械行業(yè)的優(yōu)勢與薄弱環(huán)節(jié)，通過分析和統(tǒng)計(jì)，對(duì)亟須改善的產(chǎn)品做出更新，制定切實(shí)可行的規(guī)劃。可以先從普及率高、成本低的簡單機(jī)電一體化產(chǎn)品入手，逐漸摸索經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而改造現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備，讓機(jī)械與電子深度結(jié)合的產(chǎn)品逐步推廣使用，實(shí)現(xiàn)機(jī)器儀表的自動(dòng)化、高智能化。

2.3提高石油機(jī)械機(jī)電一體化的實(shí)用性

石油機(jī)械機(jī)電一體化是一個(gè)重要的技術(shù)問題，需要通過試點(diǎn)、推廣的方式逐步突破。具體來說：①石油化工設(shè)備，除了對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的計(jì)算機(jī)管理和控制，還要對(duì)風(fēng)機(jī)、泵的交流電機(jī)調(diào)速，完成自動(dòng)測試、數(shù)據(jù)的記錄和處理；②設(shè)備集中的臺(tái)站，要對(duì)轉(zhuǎn)油站、泵站等開展自動(dòng)檢測與動(dòng)態(tài)測量，運(yùn)行監(jiān)視；③成套車裝設(shè)備的程序控制，比如測井設(shè)備、大型壓裂設(shè)備、注水泥設(shè)備等，要引進(jìn)自動(dòng)程序控制，提高作業(yè)質(zhì)量；④鉆井等危險(xiǎn)作業(yè)、遠(yuǎn)距離輸油管線等，開展隨鉆測試與自動(dòng)化管理。

3結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代社會(huì)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域已將實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)，提升了工業(yè)化的生產(chǎn)效率。石油機(jī)械機(jī)電一體化，也將成為石油行業(yè)未來機(jī)械生產(chǎn)與控制技術(shù)的主流趨勢。采用機(jī)電一體化，能夠有效提高石油行業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也是促使石油行業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的重要手段，需要引起石油企業(yè)的高度重視。