智能化技术在机械工程中的应用研究

智能化技术在机械工程中的应用研究

陈孝刚

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摘要：目前，随着我国物联网行业的不断发展，智能化技术也有了进一步的提升，在很多领域方面都融入智能化技术进一步提高了企业的生产水平，促进我国人民的生活水平有了进一步提高，为人民的日常生活带来更多的便利。在制造业当中，由以前传统的生产技术变为现在以数控机床为主的自动生产流水线，可以很大程度减少对操作工人的依赖，将生产环节中重复枯燥的生产流程以机器代替，使得企业将工人分配到其他岗位中，可以让工人从事更有价值的工作，为企业的可持续化发展作出进一步贡献，也可以提升自身的工作品质和生活质量。

关键词： 智能化；机械工程；自动化

一、开环和闭环反馈控制

在机械自动化当中，开环控制和闭环控制是两种主要的智能控制回路。通过以上两种智能控制回路可以有效减少人工的参与式，使自动化生产线完全实现智能化，进一步解放了看守流水线的人手。在自动化生产中两种不同的智能控制回路起到的效果以及工作原理也有一定的区别。在开环控制中，来自控制器的控制动作受控过程变量的影响。例如，在集中供热锅炉的应用中，启动供热锅炉需要通过定时器来进行控制，保证供热锅炉的温度受控制器的控制。在定时器没有结束之前，供热锅炉会一直持续供热。因此，在供热时间不管建筑的温度如何变化，供热锅炉都会对建筑进行持续供热，只有到达定时器结束标准后，供热锅炉才会自动停止。在闭环控制中，过程输出会影响控制器的控制动作，使控制器的控制动作发生一定的变化。依旧采用集中供热锅炉进行说明。在供热锅炉使用过程中有专门的仪器对建筑物的温度进行监测，并将监测信号进行反馈，保证控制器能一直接受建筑的温度变化。当控制器将建筑物的恒温器设定在一定温度时，闭环控制器会因此具有反馈回路，该回路的作用是保证控制器持续对建筑进行供热，使建筑物的温度一直保持在设定的温度上。在工程中将闭环控制器常常称为反馈控制器。

二、顺序控制和逻辑顺序或系统状态控制

顺序控制又被称为固定顺序，也是一种逻辑顺序。其中，系统状态设置在使用系统使用或顺序情景中出现的各种各样的情况。比如，对电梯的使用，电梯自身的状态与操作人员的输入都会影响电梯系统的状态。操作人员通过输入某一操作后，电梯系统会接收该操作指令，并控制电梯，使电梯的状态发生改变。例如。当操作人员按下地板按钮时，系统需要检测电梯当前状态是停止状态、移动上状态、上升状态或下降状态等，电梯系统根据不同的状态做出不同的响应。继电器逻辑是顺序控制的基础。通过继电器逻辑，电气继电器结合启动或中断设备电源的电器触点完成顺序控制。继电器最早应用于电报网络当中，之后随着我国科技的不断发展变化，继电器的应用范围也越来越广。继电器在应用于电报网络中可以对工业级电动机或开关电阀进行启动和停止控制，使用继电器进行控制可以实现事件驱动的控制以及物体响应外部事件按顺序触发操作。这些响应比刚性单序列凸轮定时更加灵活，当涉及到维护安全顺序的设备时，其整个控制流程更加复杂。例如摆动桥控制装置在按顺序触发操作时需要在桥可移动之前释放锁栓，并且锁栓的释放也有一定的要求，需要安全门全部关闭时才能将锁栓进行释放。

早期使用编程技术和语言对这些器件进行管理时非常方便，其优点在于管理采用梯形逻辑，即互联继电器的图表与梯子的梯级类似。随着编程技术和语言的不断优化和更新，对可编程逻辑控制器的特殊计算机进行优化设计之后变为单个更容易重新编程的单元代替这些硬件集合，使整体的控制效果更优秀。在硬接线电机的启动和停止电路中，通过按动继电器上的启动按钮或运行按钮来实现对电机的启动和运行。大型电机在运行时需要采用高电压进行启动，因此在制造和断开接触方面需要保证其速度达到应有标准，这对速度的要求标准相比以前也有了提高。启动电路中的锁定触点和电机的主电源触点通过其各自的电磁铁保持接合。当按下停止或关闭按钮后，继电器中的锁定会因此断开。在控制电路中添加互锁，这也是一种常被使用的方法。另外，在控制电路中会经常见到定时器、限位开关和电源等元素，这些元素也是控制电路进行控制的主要部件。

三、计算机控制

在执行顺序控制和反馈控制时，可以采用计算机进行执行。在工业应用中，常使用单台计算机进行顺序控制和反馈控制。在当前机械工程自动化应用过程中，常用的控制器为可编程逻辑控制器，又称PLC控制器，是一种专用微处理器，是目前应用最为广泛的一种控制器，为自动化流水线的实现提供了坚实的基础，通过PLC控制器可以代替许多硬件组件，包括继电器、定时器和鼓定序器。随着社会的发展进一步加快，计算机技术也不断地深化，使计算机更有效地取代独立控制器，实现了单台计算机就可以控制数百个控制器进行操作，大大提高了其控制能力。另外，过程控制计算机有极为强大的数据处理能力，对PLC仪表和控制器网络的数据进行高效处理，使数据的传输更加快捷，从而实现多单个变量的典型控制。自动柜员机的控制就是使用过程控制计算机的一个很好的例子。计算机将联网数据库中检索到的信息与用户选择执行的逻辑进行响应，从而更快速地完成相应的操作。不同的逻辑回应称为情景。这些过程的实现通常需要前期借助用例和流程图来设计，之后根据用例和流程图进行细致化的软件代码编写，从而将这些复杂的流程在现实中得以实现。

四、智能化工具

在智能化技术不断发展的过程中，工程师针对自动化设备进行智能化控制，进一步地将智能化技术应用在各个领域当中，使产品生产得到进一步的提高。而促成该现象出现的主要原因是应用程序和人类活动的范围正在迅速扩大，如果不采用智能化技术就需要大量的人力参与其中，阻碍企业的发展和我国经济的腾飞。在创建复杂系统的数学和组织工具的过程中需要使用辅助计算机技术。进一步来提高其工程效率，缩短开发时间。CAD软件和计算机辅助制造是应用计算机辅助技术的典型案例。通过计算机辅助技术可以实现产品的改进、设计、分析以及制造，对于工业是有益的。在进行设计、实施和监控控制系统的过程中，将信息技术、工业机械以及工艺进行融合，可以进一步地完成既定目标，并且得到一个高效的控制系统。可编程逻辑控器是工业控制系统中的一个优秀案例。可编程逻辑控制器的设计是经过专门加固的计算机，可以进一步同步传感器输入流，使整个自动化流水线有更高的工作效率。PLC控制器在工业自动化生产过程中有着不可替代的位置，使自动化得到进一步的提高。在PLC控制系统中有人机界面，也可以称为计算机人机界面，通过该界面可以实现PLC控制器与其他计算机进行相互通信。HMI对设备进行监控和控制可以进一步减少操作人员的工作量，并提高对设备的控制。

五、总结

对我国目前的制造业市场环境进行研究发现，我国制造业技术与发达国家相比还需要有进一步的提升。我国制造业当前面临着巨大的压力。因此，想要对我国制造业进行优化改革，就需要提高其制造技术，寻找经济发展新动能，实现新旧动能的有效转换，实现传统制造业的转型升级。只有这样才能保证我国经济飞速发展。国家针对制造业领域也有较高的重视，并出台一系列的政策，使我国从制造大国向制造强国进行转变。在制造业发展过程中离不开智能化技术的应用，通过将智能化技术与机械工程企业进行有效融合，在技术、管理等方面进行创新，提高企业竞争层次与竞争力。

参考文献：

[1]董志强. 新时期下智能化技术在机械工程自动化中的应用研究[J]. 湖北农机化, 2020, 000(002):90.

[2]赵玉彬. 智能化技术在机械工程自动化中的应用研究[J]. 今日自动化, 2019, 000(006):220-221.

[3]张宝. 新时期下智能化技术在机械工程自动化中的应用研究[J]. 现代商贸工业, 2019, 000(022):187.