智能化技术在机械工程自动化中的应用分析 郭春荣

发表时间:2021/5/28   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:郭春荣
[导读] 摘要:生产领域人工化向机械化的转变使得在各行各业的生产作业中,对于机械设备的依赖性大大提高,机械设备已然成为了生产领域的关键要素。
        广西华蓝建筑装饰工程有限公司  广西南宁  530000
        摘要:生产领域人工化向机械化的转变使得在各行各业的生产作业中,对于机械设备的依赖性大大提高,机械设备已然成为了生产领域的关键要素。信息化背景下的机械工程数量虽然日渐增加,但越来越具有了现代化的特征,机械工程自动化是主要的目标,各种信息化、智能化技术的应用给机械工程的实施提供了先进的技术保障,有效提升了机械工程的自动化水平。基于此,本文从智能化技术的特点出发,详细探究了智能化技术在机械工程自动化中的应用,对提升机械化水平具有一定的意义。
        关键词:机械工程自动化;智能化技术;应用
        近年来,随着国际和国内市场的变化,生产领域的变革成为了新的趋势,机械化生产取代了传统的生产方式,创造了更高的效益。在很多的生产企业,机械工程项目日渐实施,各种大型机械设备的配备和安装,提高了生产效率和效益,但因为机械工程中涉及的要素较多,为提高机械设备运行可靠性,自动化是机械工程领域的关注要点,为促进机械工程自动化目标的实现,智能化技术成为了核心技术,智能化技术在机械工程自动化中的应用优势明显,在未来有着广阔的发展潜力。
        1.智能化技术的主要特点
        1.1不需控制模型
        智能化技术与常规的控制技术相比,在应用的过程中不需要控制模型的建设,正是因为智能化技术的这一特征,使得在相关领域的应用可以克服传统控制技术的局限性,保障控制可靠性。如果利用智能化技术开展控制工作的过程中,需控制的对象相对较多,传统控制方式下难以保障控制的全面性和准确性,对于相应的模型设计流程优化将会产生较大的干扰[1]。而智能化技术应用以后,不需要进行控制模型的建设和优化就可以对全部的控制对象开展精准控制。
        1.2无人化操控
        机械工程领域的智能化技术应用可以促进无人化操作目标的实现,智能化技术的这一特征使得在整个机械系统的运行过程中,响应时间大大缩短,机械工程相应模块的调整和控制都更为灵活,无人化操控实现了控制模式的创新,整个控制过程中的人力资源投入相对较少。因此,自我调节是智能化技术的一大突出特征,在机械工程领域,如果能够有效将智能化技术应用于其中,就可以结合机械系统的运行需求、设备运转状态来自动给予相应的调控,整个管理和控制过程具有更高的灵活性、便捷性和智能化[2]。比如,在10kV配电系统中的PLC技术应用如图1所示。
       
        图1 10kv配电系统中PLC的应用示意图
        1.3一致性相对较高
        机械工程领域的智能化技术应用还存在一致性高的特点,因为机械工程系统的运行过程中,所产生的工程信息数据是非常多的,通过智能化技术的应用,有效改变了数据处理模式,整个的处理效率更高,相应的数据信息实现了有效的利用,控制决策是以处理后的数据信息作为依据的,控制方向与系统运行的一致性非常高。对于每一个控制器而言,其控制对象都存在着较高的变更性特点,而智能化技术下虽然有效改善了整体的控制方式,但智能控制的目标尚未完全实现,未来还有着广阔的技术发展空间,以发挥智能化技术高一致性的优势。
        2.智能化技术在机械工程自动化中的应用
        2.1自动化控制系统
        机械工程自动化控制系统中包含的各种机械构成要素非常多,复杂的机械控制系统下使得在整个机械工程的运行过程中,可以对单一或者多个的控制对象加以保护和监测,也就使得在智能化技术应用在机械工程自动化以后,可以实时掌握机械工程的功率、状态等基本信息,一旦相应的参数超出了正常标准,控制系统会立即启动相应的应急机制,自动中断相应的连接,避免参数过大对机械设备造成的冲击[3]。机械工程自动化控制系统内,包含了集中监控控制系统和分布式控制系统两种模式,具体来说,集中监控控制系统的全部功能都应用在控制器中,这种控制模式下,整个控制器的控制处理负担非常大,机械设备的扩展和兼容都面临着较大的挑战;分布式控制系统下的机械工程控制中,可以达到分布式控制的目的,但因为缺乏统一技术标准的指导,再加上各个生产厂家的生产技术和工艺不一致,使得分布式控制系统的扩展难以实现。
        信息时代到来以后,智能化技术包含了越来越多的技术种类,这些智能化技术不仅可以单独使用,更可以通过多种技术的集成来达到更好地智能化控制效果,比如可编译逻辑控制器就是智能化技术集成的体现,其中融合了计算机技术、电子信息技术和通信技术等,在机械工程自动化领域中的应用使得机械工程的顺序控制方式得以转变,因为内部使用了单片机,可编译逻辑控制器的集成化特点突出,在机械控制中呈现出组态灵活、功能多样的调整,在机械工程中的应用突破了传统控制系统的功能限制,完全可以发挥在控制中的逻辑运算功能,满足定时、顺序等各种逻辑控制的作用[4]。机械工程自动化控制中的可编译逻辑控制器应用,有效实现了智能化与自动化的综合,在原有控制模型基础上进行了相应的优化,完全可以满足机械工程可靠运转的要求,整个控制模式更为复杂化,在经由升级和优化以后的智能控制系统,不仅可以对机械工程的各个参数、状态信息加以精准分析和掌握,更可以开展精准预测和判断,始终保持机械工程处于最佳的运转条件下。
        2.2故障诊断
        整个机械工程中包含的机械要素非常多,各种机械设备、系统的运行控制过程中,存在很多的内外部影响因素,各种机械故障增大了机械工程的运行威胁,阻碍了机械工程自动化水平的提升。传统的机械工程自动化控制中,主要以事中和事后控制为主,并未实现全过程的控制,因为缺乏前期控制和预测,也就使得机械工程中受到环境等因素的干扰非常大,在机械工程中的数据采集、处理和分析存在着明显的滞后性,难以全面、精准地掌握机械工程的运行和使用情况,增大了机械设备、控制系统的安全风险。当下的技术条件下,智能化技术越来越成为了机械工程中的关键技术,对故障的识别、诊断和处理具有重要的作用。因为智能化技术下可以对机械工程中的全部信息加以实时掌握,也就使得这些信息和数据可以作为控制决策的参考,根据采集信息与历史数据的对比,也就可以智能识别出机械工程中的潜在故障,做好最为精准的判断,及时根据故障定位和原因分析结果来进行故障的处理,在最短的时间内恢复机械工程的运行状态,降低机械工程中的故障几率[5]。
        智能化技术在机械工程自动化中的应用是一种模仿人类思维模式的控制系统,在该系统内包含了关于机械工程领域的很多专家知识和技术,在智能化控制系统的运行过程中,系统中所集中的专家知识和技术就可以自动对机械工程自动化开展相应的分析、判断和预测,在掌握了机械工程中所包含的相关问题以后,智能化模块就可以立即模拟专家的问题处理方式,解决机械工程领域的复杂性问题。机械工程自动化中的智能化系统使用,有效综合了机械工程领域的大量理论知识和技术,并集中计算机信息技术、人工智能学习机制等在机械工程中构建智能化故障诊断系统,该系统在机械工程运行的同时,无论是对相关信息的采集还是分析和处理,都具有极高的智能化特征,所采集和处理的信息数据与智能化系统知识库中的情况加以对比和匹配,故障信息的掌握更为及时和高效,可以在最短的时间内根据对故障种类、原因等的智能化分析来制定最佳的故障处理对策,最快解决机械工程领域的各类故障。智能化技术下故障处理主要依赖的是专家系统的解决问题能力,随着专家系统内相关故障信息的不断更新和经验积累,专业人员也就可以不断对智能化故障诊断系统中的专家模块进行知识模型的更新、程序的修改,也就使得故障识别、诊断的智能化程度有所提升。此外,智能化故障诊断还可以由远程监控技术、在线监测技术、传感技术和可视化技术等来实现,因为在这些技术的相互配合下,机械工程的有关故障可以及时被发现,而故障报警机制在获得了故障信息以后,就可以快速将故障信息反馈给相应模块,最快对机械设备加以调节与控制。
        2.3设备设计
        机械工程中因为包含了多种的机械设备,而机械工程自动化中智能化技术的应用同样体现在机械设备设计方面,传统的机械设备设计工作中,全部的设计工作都是由专业设计人员来完成的,设计人员需掌握很多关于机械设备方面的专业知识,且应具有极高的专业素质,人工设计中面临的设计难点相对较多。但智能化技术则有所不同,即使机械设备的工艺流程复杂,智能化技术下的设计可以克服诸多的设计难题,高效、高质量地完成机械设备设计任务。与常规的人力设计方式相比,智能化设计下因为可以达到可视化设计的目标,经由专业化模型的构建,实现设计全过程的模拟,也就可以减少设计人员的设计工作量,整个的设计效率更高,且能够达到机械设备的性能、功能标准,使得最终的机械设备符合生产需求[6]。即使在机械设备设计中出现了设计问题,因为在专有化设计模型下不同机械设备构成要素之间建立了紧密的关联,当对其中一个设计模块开展调整时,其他相应模块也会自动调整,同步变化,整个的设计变更相对简单。
        2.4安全防御
        机械工程中还伴随着一定的安全风险,为发挥机械工程在生产领域的突出作用,有关部门在机械工程的实施中,同样要加强风险管理和安全防控。在智能化技术尚未出现以后,机械工程的安全防御手段相对单一和通用,缺少针对性,并没有根据机械工程中的安全风险类型来制定有效的防御手段,机械工程中的安全事故频繁出现,造成了巨大的事故和损失。而智能化技术出现以后,机械工程领域的安全防御有了更多的技术支持和保障,智能化系统形成以后,可以根据对设备安全风险类型等的判定来智能化选取对应的安全防御技术,即使机械工程中出现了未知风险或者病毒,也可以在最短的时间内获得相应的信息,根据智能化的分析结果来制定风险、病毒防御对策。因此,机械工程自动化中的智能化技术应用,给各种机械设备和子系统的运行和使用提供了安全保障,是一种主动的安全防御手段,可以在前期就充分识别出安全风险,进而从根本上进行病毒和异常入侵的识别和防控,因此,智能化技术下的机械工程自动化防御能力有所增强。比如,在某机械工程自动化中使用了智能化安全防控系统,该系统与智能化控制系统等的相互结合,使得病毒等安全风险的自动识别和防护越来越有效。随着我国智能化时代的到来,网络环境和机械工程的复杂化都加剧了安全风险,而智能化技术在安全防御中的应用可以帮助机械工程自觉抵御各种安全隐患,使得系统的防护能力得以增强。
        结束语:
        工业化和城市化进程不断加快的过程中,机械工程自动化项目逐步增多,而在技术不断进步的今天,智能化技术在此类项目中得到了越来越多的应用,克服了机械工程领域的诸多技术难题。未来的技术发展趋势下,智能化技术在机械工程自动化中还存在很大的技术发展空间,必将带动整个机械工程领域的变革。
        参考文献
        [1]朱澄.探究智能化技术在机械工程自动化中的应用[J].科技经济导刊,2017,02(592):86.
        [2]杨浩天.探究智能化技术在机械工程自动化中的应用[J].中国设备工程,2018,000(009):213-215.
        [3]郭兴举.探究智能化技术在机械工程自动化中的应用[J].中国房地产业,2017,000(015):163.
        [4]张秋洁.智能化技术在机械工程自动化中的应用研究[J].世界有色金属,2018,497(05):33+35.
        [5]高天然.智能化技术在机械工程自动化中的应用研究[J].新商务周刊,2020,000(005):223.
        [6]谭力.论智能化技术在机械工程自动化中的应用[J].中国战略新兴产业,2019,000(006):110.
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