機械控制系統(tǒng)中自動化技術(shù)的運用分析

梁 璨

（江西省機電設(shè)備招標有限公司 江西 吉安 343000）

1 引言

自動化技術(shù)應(yīng)用到機械控制系統(tǒng)中，可以提高機械設(shè)備的運行質(zhì)量與效率。機械控制系統(tǒng)需要根據(jù)實際情況選擇合適的自動化技術(shù)，切實發(fā)揮自動化技術(shù)優(yōu)勢。機械控制系統(tǒng)與自動化技術(shù)融合，要選擇合適的著手點，提高機械控制系統(tǒng)的運行質(zhì)量[1]。

2 自動化技術(shù)內(nèi)涵

在技術(shù)和經(jīng)濟快速發(fā)展背景下，自動化技術(shù)應(yīng)運而生，并且在不同領(lǐng)域表現(xiàn)出重要價值，對人們的工作和生活產(chǎn)生了重要影響。其中，在機械制造行業(yè)，自動化技術(shù)的應(yīng)用，提升了機械控制水平，并在提高機械質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本方面也發(fā)揮出重要作用。該技術(shù)的應(yīng)用符合我國節(jié)能環(huán)保發(fā)展理念，促進了我國可持續(xù)發(fā)展。

由于技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備的不斷更新，自動化技術(shù)在人們的日常生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著重要作用。自動化技術(shù)的應(yīng)用，便捷了人們的生活，提升了人們的生活質(zhì)量和生產(chǎn)水平。自動化技術(shù)是一種綜合性較強的學(xué)科，與計算機技術(shù)聯(lián)系緊密，具體包括控制理論、自動控制技術(shù)以及計算機技術(shù)等內(nèi)容。在機械領(lǐng)域中，將自動化技術(shù)應(yīng)用到內(nèi)部機械控制系統(tǒng)中，可以有效改善機械的運行環(huán)境。在確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的同時，推動機械控制系統(tǒng)朝著自動化和智能化的方向發(fā)展，大大提升了系統(tǒng)的運行效率，降低了機械的能耗水平，為我國機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

3 機械控制系統(tǒng)中自動化技術(shù)運用價值及現(xiàn)狀分析

3.1 運用價值

自動化技術(shù)在機械控制系統(tǒng)中的意義主要體現(xiàn)在便捷性和安全性方面。

3.1.1 便捷性

機械作為一?種重要的工具進入人們的生活，由于人們生活節(jié)奏的不斷加快，因此市場對機械的便捷性也提出了新的要求。在運行過程中方便運行也成為人們的追求。并且機械一旦出現(xiàn)問題，需要及時維修，這種維修工作也會浪費較多時間。而應(yīng)用自動化技術(shù)之后，運行人員能夠快速地接收反饋消息，并且?guī)椭夹g(shù)人員快速完成維修工作，極大提升了維修的效率，擴大了技術(shù)的應(yīng)用效益[2]。

3.1.2 安全性

運行安全是人們關(guān)注的重點內(nèi)容，在機械運行過程中意外事故時有發(fā)生。電氣自動化技術(shù)在電氣設(shè)備的自動控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位，該技術(shù)的適應(yīng)能力較強，整體外形輕巧，具有明顯的微型化優(yōu)勢；另一方面功耗較低，也在很大程度上降低了成本。由于相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，集成板塊的功能不斷完善，這也提升了電氣設(shè)備的自動化控制水平。

3.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

3.2.1 維修費用過高

當前，自動化技術(shù)的應(yīng)用在機械控制系統(tǒng)中依然處于初始階段，因此在自動化技術(shù)的應(yīng)用過程中還存在一定的問題，需要維修工作人員做好維護管理工作。但自動化技術(shù)綜合性較強，因此技術(shù)成本也比較高，在維修時需要耗費一定資金。另一方面，由于維修難度較高，大部分自動化技術(shù)的維修需要付出相對較高的成本。

3.2.2 缺少專業(yè)工作人員

自動化技術(shù)的維修難度相對較大，因此對維修人員的專業(yè)能力有著一定的要求。但通過進一步調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，由于我國自動化技術(shù)研究起步較晚，技術(shù)的發(fā)展與發(fā)達國家相比還有很大差距，因此相應(yīng)的維護人才也非常稀缺。不管是在專業(yè)層面還是綜合素質(zhì)層面，我國的技術(shù)人員水平離發(fā)達國家還有較大差距。加上實際工作經(jīng)驗的不足，導(dǎo)致在維修過程中無法及時準確鎖定問題，針對性完成維修工作。通常在維修之后，還存在一定的問題和漏洞，不僅增加了維修成本，同時也影響設(shè)備的正常使用，甚至存在一定的安全隱患。

3.2.3 自動化技術(shù)的智能化問題

自動化技術(shù)對機械系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在控制方面，但由于機械系統(tǒng)控制中的應(yīng)用越來越廣泛，暴露出來的問題也越來越多樣化，特別是智能化的問題。（1）就當前我國自動化技術(shù)而言，預(yù)判方面依然存在不準確的問題，在處理時通常會按照程序進行，缺乏針對性，效率不夠高，整個自動化處理不夠靈活。（2）識別技術(shù)發(fā)展相對滯后，因此在發(fā)揮自動化技術(shù)價值方面相對發(fā)達國家還有較大差距。

4 機械控制系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用分析

4.1 機械運行過程中的應(yīng)用

在機械正常運行過程中，有時會遇到一定的問題，通過自動化技術(shù)的應(yīng)用，可以對機械的運行情況進行實時監(jiān)控，并且對運行過程中遇到的問題進行快速識別和模擬，同時根據(jù)實際情況，快速找到問題的解決辦法。這樣處理不僅可以解決控制系統(tǒng)的問題，還能有效避免安全事故的發(fā)生，保障了機械用戶的運行安全[3]。

4.2 安全與穩(wěn)定性方面的應(yīng)用

在機械控制系統(tǒng)中應(yīng)用自動化技術(shù)最明顯的作用就是提升了機械運行的安全性和穩(wěn)定性。由于自動化技術(shù)能夠為機械系統(tǒng)提供完整的監(jiān)測程序，還能對機械自身的運行情況進行檢查，對于存在故障的部分及時發(fā)出警告，讓運行人員第一時間發(fā)現(xiàn)問題，甚至部分問題通過自動控制能自行修復(fù)，從而降低了事故發(fā)生的概率。

例如，金屬磨損自修復(fù)技術(shù)就是將修復(fù)材料注入到機械的摩擦界面中，進而起到降低摩擦系數(shù)和進行超精研磨的目的。因為超精研磨能夠促使金屬表面的微凸體斷裂，進而起到降低摩擦力的作用。同時，自修復(fù)材料還可以與金屬表面發(fā)生置換反應(yīng)，從而在鐵基金屬表面生成一層鐵基硅酸鹽的保護層，進而起到對磨損的防護作用。在機械運轉(zhuǎn)的過程中，組成零件之間可能會一直發(fā)生磨損，有時因為磨損嚴重還會附帶產(chǎn)生大量的熱量，而這個熱量就可以促進置換化學(xué)反應(yīng)的持續(xù)發(fā)生，進而起到提高金屬表面光潔度、修復(fù)磨損部位和降低摩擦系數(shù)的作用。

4.3 PLC技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)機械控制自動系統(tǒng)中，通常會使用電磁性的繼電器，相對于其他類型的繼電器，這種設(shè)備更加省力，但器件本身也存在一定的缺陷，就是安全性相對較低，在使用過程中容易發(fā)生觸電現(xiàn)象，因此對機械控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性也會造成不利影響。從另一個角度而言，這種電磁繼電器設(shè)備的外接線相對復(fù)雜，導(dǎo)致安裝之后，后期的維護工作開展起來具有較大的難度。

電力系統(tǒng)運行中引入PLC技術(shù)，有助于提升系統(tǒng)運行效率，如可以將傳統(tǒng)電磁繼電器用虛擬繼電器取代，提高繼電器的反應(yīng)效率，進一步提升系統(tǒng)運行效率。例如實際工作中，斷路器較為常見，利用PLC技術(shù)改善傳統(tǒng)斷路器控制方式，可以顯著提升斷路器反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時間。另外，還可以在自動切換系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，這種器件本身具有反應(yīng)速度快的優(yōu)點，因此可以提升對設(shè)備和器材的保護力度，相對于傳統(tǒng)的方式也會更加穩(wěn)定，提升了安全性能。此外，PLC技術(shù)具有較好的數(shù)據(jù)存儲能力，可以對存儲空間進行調(diào)整，提升實際價值。

4.4 人工智能的應(yīng)用

在機械自動化系統(tǒng)的運行過程中，時常會出現(xiàn)機器發(fā)生故障的情況或者由于人工失誤而導(dǎo)致機械自動化系統(tǒng)無法正常運行，這不僅對系統(tǒng)的運行過程和效率造成了影響，還有可能對工作人員的生命安全造成傷害。避免以上問題發(fā)生的最佳途徑是在機械自動化控制系統(tǒng)中加入智能技術(shù)，從而對其運轉(zhuǎn)情況進行全天在線檢測和監(jiān)控，對可能發(fā)生的機械故障進行分析和預(yù)估，將發(fā)生故障的可能性降到最低。

傳統(tǒng)排查故障的方式是通過一些診斷經(jīng)驗和方式，對已經(jīng)發(fā)生的故障進行分析，這種方式的弊端是無法減少發(fā)生故障的可能性，只能對已發(fā)生的故障進行排查，由于發(fā)生故障而導(dǎo)致的風(fēng)險和損失無法挽回。人工智能可以通過控制系統(tǒng)采集的信息進行分析，并將收集的數(shù)據(jù)進行存儲，作為以后可以借鑒的經(jīng)驗，對電器自動化控制系統(tǒng)的運行模式進行進一步的優(yōu)化，避免之后出現(xiàn)相同的事故。機械控制領(lǐng)域中運用機械自動化技術(shù)，最顯著的就是人工智能技術(shù)，最常見的兩種形式為模糊控制技術(shù)與專家系統(tǒng)，通常實際中兩者聯(lián)合使用，利用專家系統(tǒng)完成模糊推論，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化控制。

4.5 模塊化運行

模塊化運行生產(chǎn)，主要是適應(yīng)現(xiàn)代市場的競爭需求，因為機械設(shè)計產(chǎn)品的更新周期不斷縮短，若企業(yè)采取整體式生產(chǎn)加工，必然會影響到產(chǎn)品性能的更新周期，導(dǎo)致相應(yīng)產(chǎn)品失去市場競爭力。為規(guī)避該類風(fēng)險，在機械設(shè)計制造時，對產(chǎn)品進行模塊化設(shè)計運行，針對產(chǎn)品的某一模塊進行研發(fā)，不斷升級其模塊產(chǎn)品性能，確保該機械產(chǎn)品始終具備核心競爭力，保證機械產(chǎn)品的整體加工質(zhì)量與效率。在機械產(chǎn)品模塊化運行環(huán)境下，對社會科研力量進行了集中，針對具體產(chǎn)品模塊進行研發(fā)，提高社會資源的綜合利用效率，避免企業(yè)投入更多人力物力，增加企業(yè)的管理運營壓力。這就需要根據(jù)實際情況選擇合適的著手點，打破傳統(tǒng)機械控制運行的不足，充分利用自動化技術(shù)提高設(shè)備運行質(zhì)量與效率，推動行業(yè)技術(shù)進步與發(fā)展[4-5]。

5 結(jié)語

綜上所述，自動化技術(shù)在機械系統(tǒng)控制中發(fā)揮著重要作用，因此自動化技術(shù)的發(fā)展對于拓展機械的功能、提升機械的穩(wěn)定性和安全性都具有重要意義。自動化技術(shù)的發(fā)展依賴現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，因此在實際應(yīng)用中與其他方面還有很大的關(guān)系。當前，我國的自動化技術(shù)發(fā)展相對緩慢，因此國家需要重視資金的投入，同時激發(fā)科研人員的創(chuàng)新意識，使自動化技術(shù)在機械控制系統(tǒng)以及其他領(lǐng)域中發(fā)揮出更大的價值。