机电系统集成技术的应用与发展探索
方文山 石鹊华
杭州鹏成新能源科技有限公司 311402
一、机电系统集成技术应用的现状分析
第一,系统之间数据传递不通畅。各子系统在设计时选用的数据格式和通信协议不通,致使数据传递过程中出现信息遗漏或错读现象。如有些老式设备的数据接口不能和新型智能系统相衔接,进而造成整个机电系统的数据共享很难达成,限制了系统的协同工作能力[1]。
第二,设备兼容性问题明显。机电系统包含各类设备,不同厂家生产的设备在性能、规格上存在差别,这些差异导致设备组合运行时易出现不兼容情况。部分传感器与控制器的参数设置不能相互适应,致使系统稳定性与可靠性下降,故障发生几率增大。
第三,集成技术标准不完善。由于没有统一的行业标准,企业进行机电系统集成时只能按照自身经验和需求来制定标准,这就导致不同企业的集成系统之间无法互相兼容、协同工作。企业内不同部门开发的子系统因为标准不一致,所以在集成中遇到了很多问题,降低了系统集成的整体效率。
二、机电系统集成技术的应用策略
(一)构建跨平台数据交互框架
关于数据交互不畅的问题,企业需建立分层式数据转换机制。在实际操作中,可先对现有设备执行数据端口梳理,绘制详细的设备端口拓扑图,明确每个设备的数据传输特点和需求,再据此采用模块化的接口设计方案,把不同种类的设备数据端口统统一为能适应多种协议的复合型接口。
为确保硬件接口改造工作能顺利推进,企业可与业硬件制造公司合作,一起研制定制化的转接模块,让旧有设备通过转接模块与新系统实现物理上的连接。软件方面,在开发标准数据中间件前,安排技术人员分析各个子系统所包含的数据协议和格式,形成一份详尽的数据字典。所开发的中间件具备协议解析、格式转换及数据校验功能,企业还可把各子系统的原始数据转变为同一格式,保障数据在传输过程中既完整又准确。
通过区块链技术建立分布式数据存储系统,搭建时根据自身业务流程和安全需求设置不同的数据访问权限等级。利用区块链不可篡改的特性保证数据交互的安全性,并借助智能合约实现自动授权共享的功能,进而有效解决数据孤岛的问题,为系统的协同运作提供可靠数据支撑。
(二)推行设备性能动态适配方案
要破解设备兼容性难题,就要建立设备性能动态适配体系。企业先组建由机械工程师、电气工程师、软件工程师构成的跨学科技术团队,然后针对机电系统的各类设备展开性能参数梳理。梳理过程中,不仅要把设备的工作电压、信号输出范围、响应时间等重要指标记录下来,还需对设备在不同工况下的性能波动情况执行测试,并予以剖析,创建详细且动态更新的设备性能数据库。
在此基础上,开发自适应控制程序时,技术团队要仔细探究模糊控制算法在机电设备参数调整中的应用原理,依靠实际设备运作的数据对算法加以改进,该程序可以随时观察设备运作状况,利用模糊控制算法动态地调整传感器和控制器的参数。在选配设备的环节,采用专门的仿真软件创建包含各种设备型号和参数设定的虚拟运作环境,模拟不同设备组合运作效果时,要充分考虑设备之间的协同运作情况,例如生产线的开启关闭、负载的变动等,提前筛选出兼容性较好的设备搭配方案,从根本上杜绝设备不匹配的问题,提升系统的运作稳定性。
(三)打造协同创新的标准生态
完善集成技术标准需要行业各方共同建设,行业协会应当发挥主导作用,在成立标准制定联盟之前,开展深入的行业调研活动,通过问卷调查、走访企业等方式,充分了解企业的实际需求和技术发展态势,确定标准制定的重点和方向。联合高校、科研院所和龙头企业成立标准制定联盟之后,制定包括硬件接口、软件协议和系统架构在内的标准。
标准制定期间,采用开放众创模式,搭建线上线下结合的意见征集平台,广泛征求行业内中小企业意见和建议。对征集到的建议,组织专家团队开展分类整理与分析评估,保证标准的普适性和实用性。标准发布后,形成标准执行反馈体系,设置专门的反馈途径,定时搜集企业在应用过程中遇到的难题。企业自身也要参与标准制订,在参加时,将自身在长期实践中积累的技术优势,如独特的设备接口设计、高效的数据传输协议等加入标准内容。通过标准推行加强企业的行业影响力,凭借统一标准消除企业与部门之间的技术阻碍,推动机电系统整合行业总体进步,优化产业协同创新能力[2]。
三、机电系统集成技术的发展趋势探索
(一)智能化深度融合
未来,机电系统集成技术将与人工智能、物联网、大数据等技术深度结合,实现系统的高度智能化。物联网可以让设备实时收集并上传运行数据;大数据分析技术能找出数据有用信息,作为系统决策的依据。人工智能技术可赋予系统学自主学习、自主决策能力,使系统根据不同的工作情况自动改变运行策略,从传统的自动化变成智能化,如此能够提高生产效率和产品品质,减少人力成本。
(二)绿色低碳化发展
在全球绿色发展形势下,机电系统集成技术会朝着绿色低碳方向发展,研发高效节能的机电设备及系统,改良系统运作流程,缩减能源耗费和碳排放。利用新式材料和制造工艺,提升设备的能效比;通过系统改良设计,削减设备闲置时间,节约能源耗费,做到机电系统可持续发展,符合社会对绿色工业的需求 [3]。
结语:
综上所述,机电系统集成技术对工业发展非常重要。只有通过对现状进行分析,制定相应应用策略,明确发展趋势才能有效解决出现的问题,促进该技术的快速发展。后续,随着研究深入与实践探索,机电系统集成技术可在工业领域中带来更多创新和突破。
参考文献:
[1] 崔婷 . 机电设备管理的信息化技术应用效果研究 [J]. 中国高新科技 ,2021(07):62-63.
[2] 张小勇 . 探索煤矿机电运输系统中自动化技术的应用分析 [J]. 中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术 ,2024(5):0112-0115.
[3] 余羽翔 . 智能控制技术在机电一体化系统中的应用 [J]. 造纸装备及材料 ,2025,54(4):110-112