孔慶波

（廣西交通運(yùn)輸學(xué)校，南寧 530007）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，工程機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)作為工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，正發(fā)揮著越來越重要的作用。通過自動(dòng)化和智能化的方式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的高度自動(dòng)化和優(yōu)化控制，減少人為錯(cuò)誤和工藝不穩(wěn)定因素的影響，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，而且對保障工程的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行也具有十分重要的意義。因此，基于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，分析工程機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)勢在必行。

1 工程機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用意義

電氣工程是機(jī)械工程中的重要內(nèi)容，涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行、電力設(shè)備的設(shè)計(jì)與運(yùn)行等。不斷改進(jìn)和創(chuàng)新電氣工程，可以提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率和運(yùn)行狀況。工程機(jī)械設(shè)備通常在復(fù)雜的環(huán)境中使用，因此保證其運(yùn)行安全非常重要?？茖W(xué)運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障檢測，準(zhǔn)確控制和監(jiān)測工程機(jī)械設(shè)備的各個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)施自動(dòng)化的檢測和反饋機(jī)制，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正生產(chǎn)中的問題，提升產(chǎn)品質(zhì)量和一致性，減少事故的發(fā)生。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的引入可以實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化操作和控制，降低人工勞動(dòng)量和成本支出，提高生產(chǎn)效率[1]。自動(dòng)控制系統(tǒng)可以精確執(zhí)行指令，避免人為的誤差和延遲。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以減少人力資源和物料的浪費(fèi)，加快生產(chǎn)線速度，提升產(chǎn)品質(zhì)量，從而降低廢品率和維修成本。應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)還可以提高工程機(jī)械設(shè)備的技術(shù)水平和競爭力，提升企業(yè)的核心競爭力和市場份額，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向高端制造和智能化方向發(fā)展，可以說，電氣自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械設(shè)備智能化的基礎(chǔ)，基于集成傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能監(jiān)控、預(yù)測維護(hù)和遠(yuǎn)程控制，提高設(shè)備的智能化水平。

2 工程機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)中的控制應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)中的控制應(yīng)用主要涵蓋發(fā)動(dòng)機(jī)控制、傳動(dòng)系統(tǒng)控制和液壓系統(tǒng)控制等。發(fā)動(dòng)機(jī)是工程機(jī)械的核心部件之一，自動(dòng)化技術(shù)可以應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)際應(yīng)用中，自動(dòng)化技術(shù)主要借助傳感器和控制算法，監(jiān)測和控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給、點(diǎn)火時(shí)機(jī)、進(jìn)氣量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)更高的燃燒效率和低排放。自動(dòng)化控制可以提供故障檢測和自適應(yīng)調(diào)整功能，確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行和性能優(yōu)化[2]。傳動(dòng)系統(tǒng)是工程機(jī)械的重要組成部分，自動(dòng)化技術(shù)可以應(yīng)用于傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，包括變速器、離合器和傳動(dòng)裝置等。通過傳感器和控制算法，可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)換擋、扭矩分配和傳動(dòng)比調(diào)整，以滿足不同工況下的需求。自動(dòng)化控制可以提供智能化的故障檢測和保護(hù)功能，延長傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命。工程機(jī)械中廣泛應(yīng)用的液壓系統(tǒng)也可以通過自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行控制。液壓系統(tǒng)控制包括液壓泵、閥門和油缸等組件的控制，通過傳感器和控制算法可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的壓力、流量和位置的精確控制。自動(dòng)化控制還可以提供故障檢測和自適應(yīng)調(diào)整功能，確保液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2 在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)中的監(jiān)測應(yīng)用

一方面，自動(dòng)化技術(shù)可應(yīng)用于工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測。利用傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，可以獲取電氣系統(tǒng)中關(guān)鍵組件的參數(shù)，如電壓、電流、溫度等信息。這些數(shù)據(jù)可以被傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行分析和處理，以評估電氣系統(tǒng)的性能和健康狀況。監(jiān)測電氣系統(tǒng)的狀態(tài)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，預(yù)防潛在故障的發(fā)生，并提供指導(dǎo)進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)。

另一方面，自動(dòng)化技術(shù)可以應(yīng)用于工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的故障預(yù)測和診斷。通過采集和記錄電氣系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以建立模型和算法來分析數(shù)據(jù)，檢測故障的早期跡象，并進(jìn)行故障預(yù)測。根據(jù)預(yù)測結(jié)果做出相應(yīng)的應(yīng)對處理，如提醒操作員進(jìn)行維護(hù)或修復(fù)工作，以避免故障的發(fā)生或縮短停機(jī)時(shí)間。此外，自動(dòng)化技術(shù)可以結(jié)合人工智能等方法進(jìn)行故障診斷，通過分析傳感器數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)庫識(shí)別故障原因，并提供相應(yīng)的解決方案[3]。

總之，自動(dòng)化技術(shù)在工程機(jī)械電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)測診斷中的應(yīng)用，有助于提高工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的可靠性、安全性和維護(hù)效率，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題，避免或減少設(shè)備故障引起的停機(jī)和生產(chǎn)損失。

2.3 在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用

在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)中，自動(dòng)化技術(shù)可用于系統(tǒng)運(yùn)行能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析。首先，利用傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置獲取電氣系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)，如電能、燃料消耗等。其次，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行能耗分析和評估。最后，基于能耗數(shù)據(jù)的分析結(jié)果實(shí)施能耗優(yōu)化控制策略，如調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、優(yōu)化負(fù)載分配和協(xié)調(diào)系統(tǒng)之間的相互作用，以減少能源的消耗。自動(dòng)化技術(shù)可以結(jié)合其他節(jié)能減排技術(shù)措施，進(jìn)一步提高工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的能效。例如，采用自動(dòng)化控制和智能算法可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能啟停，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整設(shè)備的工作狀態(tài)，避免無效運(yùn)行和能源浪費(fèi)[4]。自動(dòng)化技術(shù)還可以應(yīng)用于能量回收和再利用，如余熱利用、動(dòng)能回收等，最大限度降低能源消耗。基于自動(dòng)化控制優(yōu)化工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，能夠有效減少能源損失和不必要的能耗，降低工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的能耗和排放，提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。

3 工程機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 智能化水平不斷提高

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，工程機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的智能化水平將會(huì)不斷提高。未來的工程機(jī)械電氣設(shè)備將配備更多的傳感器和感知技術(shù)，能夠更全面地感知環(huán)境和工作狀態(tài)。同時(shí)，智能算法和人工智能技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用，使設(shè)備能夠根據(jù)感知到的信息做出更智能的決策。例如，設(shè)備可以根據(jù)工況自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)或故障診斷。電氣設(shè)備將具備更高級(jí)的自主操作能力，通過集成導(dǎo)航系統(tǒng)、自主定位技術(shù)和避障傳感器等，設(shè)備可以在復(fù)雜的工作環(huán)境中自主導(dǎo)航和執(zhí)行任務(wù)，工程機(jī)械電氣設(shè)備之間也可以進(jìn)行協(xié)同工作，相互通信和配合來完成任務(wù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，工程機(jī)械電氣設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。利用云平臺(tái)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，操作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備的狀態(tài)、能耗和工作情況，并進(jìn)行遠(yuǎn)程操控和管理，全面提高設(shè)備的利用率和生產(chǎn)效率，同時(shí)減少人力資源的浪費(fèi)[5]。未來的工程機(jī)械電氣設(shè)備將會(huì)更加依賴數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化，通過大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，設(shè)備可以學(xué)習(xí)和優(yōu)化自身的工作模式，提升性能和能效。設(shè)備制造商和運(yùn)營商也可以利用大數(shù)據(jù)分析來優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)和維護(hù)計(jì)劃，以提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)。

3.2 結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

未來，工程機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)將與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械電氣設(shè)備之間的互聯(lián)，使它們能夠相互通信、共享信息并協(xié)同工作。操作人員可以通過云平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)、運(yùn)行情況和能耗等信息，及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況并做出相應(yīng)的調(diào)整和決策。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以收集大量的設(shè)備數(shù)據(jù)，包括運(yùn)行參數(shù)、傳感器數(shù)據(jù)和工作記錄等，然后傳輸?shù)皆破脚_(tái)進(jìn)行集中存儲(chǔ)和分析。利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)來識(shí)別模式、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并優(yōu)化設(shè)備的性能和能效，有助于提高設(shè)備的效率、延長使用壽命并減少能源消耗。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用能夠使工程機(jī)械電氣設(shè)備具備更高級(jí)的自主智能決策能力，設(shè)備可以根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)和環(huán)境信息，自動(dòng)調(diào)整工作參數(shù)、選擇最優(yōu)方案并執(zhí)行任務(wù)。自適應(yīng)控制技術(shù)也可以應(yīng)用于工程機(jī)械電氣設(shè)備，使其能夠根據(jù)不同工況和需求自動(dòng)調(diào)整工作模式和能耗[6]。

3.3 大力開發(fā)利用新能源

使用新能源可以降低能源消耗和減少排放，因此未來發(fā)展工程機(jī)械電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)需要大力開發(fā)和利用新能源。通過混合動(dòng)力系統(tǒng)、電池技術(shù)、可再生能源應(yīng)用以及能源回收與再利用等手段，可以實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械電氣設(shè)備的能耗減排和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)即將傳統(tǒng)燃油動(dòng)力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)相結(jié)合而形成的混合動(dòng)力系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過智能控制和優(yōu)化算法，根據(jù)具體工況和能源需求自動(dòng)調(diào)整動(dòng)力來源，最大限度利用可再生能源，如太陽能、風(fēng)能等，并減少對化石燃料的依賴。隨著電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，工程機(jī)械電氣設(shè)備可以采用電池作為主要能源儲(chǔ)存裝置。電池技術(shù)的發(fā)展將使設(shè)備更加輕巧、高效，并具備更長的續(xù)航時(shí)間。同時(shí)，通過智能化的電池管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對電池的充放電控制和優(yōu)化，提高能源利用效率。工程機(jī)械電氣設(shè)備還可以利用可再生能源作為主要的能源供應(yīng)來源。例如，安裝太陽能板或風(fēng)力發(fā)電裝置，將光能和風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，為設(shè)備提供動(dòng)力。采用自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對可再生能源的智能管理和優(yōu)化利用，確保設(shè)備在不同環(huán)境條件下都能穩(wěn)定工作。

3.4 更高效的人機(jī)交互體驗(yàn)

隨著智能化和自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，工程機(jī)械電氣設(shè)備可以提供更直觀、便捷和友好的用戶界面，使操作人員能夠更輕松地與設(shè)備進(jìn)行交互。傳統(tǒng)的物理按鈕和控制器可能會(huì)被更先進(jìn)的觸摸屏和可視化界面取代。通過直觀的圖形界面和用戶友好的操作界面，操作人員可以更容易地了解設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置和工作流程，并直接操作設(shè)備功能。借助語音和手勢識(shí)別技術(shù)，操作人員可以通過語音命令或手勢動(dòng)作與設(shè)備進(jìn)行交互。這種交互方式可以使操作更加自然和便捷，減少對復(fù)雜控制面板的依賴，提高操作效率。利用云平臺(tái)和遠(yuǎn)程連接技術(shù)，操作人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作工程機(jī)械電氣設(shè)備，實(shí)時(shí)了解設(shè)備的狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)和工作情況，并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和調(diào)整。此外，未來工程機(jī)械電氣設(shè)備將配備更智能的輔助系統(tǒng)和自動(dòng)化決策功能。例如，根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)和算法分析，設(shè)備可以自動(dòng)識(shí)別并糾正操作人員的錯(cuò)誤動(dòng)作，提供實(shí)時(shí)建議和優(yōu)化方案，幫助操作人員更好地完成任務(wù)。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，機(jī)械設(shè)備的種類、規(guī)模和數(shù)量逐漸增多，在生產(chǎn)過程中采用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，可以提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。要想保證機(jī)械設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)具有較高的專業(yè)技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn)，還要不斷學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，提高自身的專業(yè)水平，積累電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的使用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)工作可持續(xù)開展。