基于智能化的机械设备电气自动化技术应用研究

引言

在全球化的今天，制造业的竞争格局正经历着前所未有的变革。随着科技的进步和信息化的加速推进，制造业正在从传统的劳动密集型产业向知识和技术密集型产业转变。这一转变的核心驱动力便是“新质生产力”，即通过融合信息技术、自动化技术和先进材料技术等多学科交叉的技术创新来提升制造业的整体效能。作为全球人口最多的国家之一，我国拥有庞大的制造业基础和丰富的劳动力资源。制造业作为立国之本、强国之基，对于实现可持续发展战略具有重要的意义。

1 智能工程机械电气设备概述

智能工程机械电气设备作为现代工程机械的核心组成部分，正引领着行业的变革与发展。它融合了先进的电子技术、信息技术、自动控制技术以及传感器技术，赋予工程机械智能化、自动化的特性，大幅提升了工程机械的性能、效率与可靠性。从系统构成来看，智能工程机械电气设备主要包含电源系统、控制单元、传感器、执行器以及通信网络等部分。电源系统为整个设备提供稳定的电力支持，不仅要满足电气设备正常运行的功率需求，还要具备良好的稳压和抗干扰能力，确保在复杂工况下也能稳定供电。控制单元是电气设备的“大脑”，常见的有可编程逻辑控制器（PLC）和微控制器。它依据预设程序和传感器反馈的实时数据，对工程机械的运行状态进行精确分析与判断，并发出相应控制指令。传感器则像是设备的“感觉器官”，各类传感器如压力传感器、温度传感器、位置传感器等，分布于工程机械的各个关键部位，负责采集设备运行过程中的物理参数，并将其转化为电信号传输给控制单元。执行器接收控制单元的指 trianglelefteq ，实现对工程机械动作的精确控制，如电机驱动液压泵实现工作装置的升降、回转等动作。通信网络则搭建起了设备各部分之间以及设备与外部之间信息交互的桥梁，常见的有控制器局域网（CAN）总线，它具有高可靠性、实时性和抗干扰能力，保障了数据在不同设备和系统之间快速、准确地传输。智能工程机械电气设备在功能上展现出诸多优势。其自动化程度大幅提高，通过自动化控制程序，可实现如物料装卸、挖掘作业等复杂操作的自动执行，减少人工干预，降低劳动强度，同时提高作业精度和效率。以自动挖掘系统为例，借助传感器实时感知挖掘位置和土壤状况，控制单元精确调整挖掘动作，使挖掘作业更加高效精准。在故障诊断与预警方面，电气设备具备强大的自我监测能力。通过对传感器数据的实时分析，一旦检测到设备参数异常，就能迅速判断故障类型和位置，并及时发出警报，提醒操作人员进行维护，有效避免故障扩大，降低设备停机时间和维修成本。

2 智能化技术的关键应用场景与实践策略

2.1 基于AI 的机械故障实时诊断系统

机械设备与电气设备在发生故障的情况下，技术人员需要立即对其实施全面的故障检测，以期在最短的时间内准确识别故障。基于智能化的机械电气故障诊断模式既能够节约故障检测的成本，又能够防止出现错误诊断的后果。具体在诊断与维修变压器故障、变电站的一次设备与二次设备故障过程中，重点在于采用自动液位计进行准确的计量，并需要结合机械电气系统故障的实际情况展开综合的判断。企业人员应紧密围绕机械电气系统的安全使用目标，采取因地制宜的电气故障处置方案，旨在优化配置机械设备的系统运维资源，快速恢复机械电气系统的正常使用。例如，人工智能控制系统能够自动监测门式起重机的运动参数变化情况，对于门式起重机的运动参数异常情况予以准确反馈，因此有助于企业人员采取及时有效的处理方案。利用计算机软件自动生成门式起重机的参数变化曲线，可确保起重机的运行变化过程得到直观地反馈，方便全面排查故障风险因素。

2.2 改进电路动作程序

电气化自控系统的广泛应用实质性地降低了对人力资源的依赖，同时减少了人为操作的错误发生，还极大地提高了生产作业的效率和质量，以满足现代生产对高标准的追求。因此，电气化自控系统的应用领域正在不断扩展，并在实际操作中显示出其优越性，应特别关注设备的诊断流程，将严格审查控制电路动作程序作为核心，以寻求更科学和有效的故障诊断策略。通过对设备断电和复位操作的深入分析，结合设备的故障点分布，优化和扩大故障检测的范围，高度重视万能表的使用，特别是在设备和供电电压的深度检查中，能够提前定位故障部位，从而对主电路进行高效维修和处理。在调整电路操作流程之前，确保所有组件符合规范并正常运行是基础，特别是要深入研究主电路的电压和元件的工作状态，以保证故障排除工作的效果。

2.3 智能调度与优化

在汽车制造领域，智能调度与优化对于提高产品生产效率也有重要作用。通过云计算平台，可以实现对生产线中各个机器人和设备的实时监控和调度。 系统会根据生产需求和设备状态，进行自动分配任务并优化生产流程，从而减少等待时间和资源浪费。同时，通过大数据分析和机器学习技术，该系统还能不断优化全车间的生产过程，从而提高设备的利用率和生产效率。

2.4 闭环温控系统的智能传感与PID 优化

基于智能化原理构建温度控制的闭环系统，可以针对目标区域的环境温度进行准确的感测。具体应当利用传感器进行准确检测，智能传感器的输出信号可以通过 A/D 设备转换为数字信号，然后通过自动化的数据提取，并且与系统的温度设定值进行对比，针对数据计算误差借助 PID 的控制方法予以避免。例如，智能传感器主要以模拟量输出模块作为载体，将原始的数据信号转化为模拟信号，并且以此为基准实现全过程的温度控制目标，将温室气体进行有效的排放。对于自动化的制冷机在实时调节运行温度参数时，重点在于通过冷热气流交换来达到降温目的，或者采用闭环控制的形式来调节室内的空气温度。在智能控制系统的整个运行期间，系统有可能受到元器件的温度差异、气体压力波动、温度不均匀等因素影响，对此可通过闭环控制来保持室内温度的均衡与稳定。依托 PID 控制模式来优化闭环控制系统的构建方案，确保其具备良好的实用性、便捷性与灵活性。技术人员还需要借助实验测试的方法，针对智能化的系统控制器参数进行合理的改进，通过观察温度曲线的动态变化图予以调整，经过综合对比得出最佳的系统响应曲线方案。

结语

综上所述，在新时代的背景下，智能化技术在机械设备电气自动化控制系统中的应用在未来将实现进一步的深化与拓展，无论是在提升生产效率、优化资源配置，还是在确保系统安全与稳定方面，都将展现出前所未有的优势与潜力。同时，其也将推动制造业朝着更加高效、智能、绿色的方向发展，这不仅仅是工业升级的必然趋势，更是实现我国经济高质量发展与可持续发展的重要途径。

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