机械电气控制的特点分析

机械电气控制的特点分析

王晓亮

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摘要：随着科学技术的不断发展，尤其是计算机技术的广泛应用，电气控制系统也在不断更新与发展。本文主要介绍了机械电气控制体系的概述以及特点。

关键词：机械电气；控制；特点；分析

    随着科学技术的发展，机电一体化已经成为现代机械设备发展的必然趋势，越来越多的电气自动控制系统被用于机械设备之中，提高了机械设备控制的稳定性及加工精度的同时，有效地简化了机械电气线路与结构。学习并掌握机械设备中的电气控制方法是培养新时代机电工程专业技术人才的重要内容。  

1机械电气控制的定义

所谓的电气控制技术是指以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象，以实现生产过程自动化的一种控制技术。其中的电气控制系统是电气控制技术的主要部分，也是实现工业生产自动化的重要技术手段，被广泛应用于国民经济各行各业中的部门之中，并得到了很好的发展与不断地创新。而电气控制指的是通过控制电气设备的电压、电流、频率、通断、连锁、速度等，完成工艺过程的动作要求。

2电气控制系统的功能

    具有监督功能。一台机械设备放置在施工场地，无法判断是否处于通电或者断电状态，此时就需要电气控制系统发挥其监督功能，比如设置视听信号，进行对设备的电气监督与控制。

    具有保护功能。机械中的电气设备在运行过程中出现的故障问题在所难免，由于电压超过负荷而造成的线路短路等问题也是常见故障，此时，电气控制系统就会就会提供一套检测设备对于出现的线路故障进行调控与管理。

    具有自动控制功能。这种自动控制功能主要表现在设备遇到故障自动切断电路的功能，在设备运行中由于高压或者超大电流产生时，如果人工操作性不足的情况下就会自动切换系统，保证电路的畅通与正常运行。

    具有测量功能。灯光和音响等视听信号只能对设备进行监听，了解设备的工作状态，而先要得到电气设备的集体工作情况，各种仪表测量设备、测量线路的不同参数，例如电压、电流、频率和功率的大小等，仍然要有基本的设备保障进行机械电气的测量工作。

    3机械电气控制的发展历程

    随着社会的不断发展，科学技术也有了很大的提高，无论是生产工艺还是机械设备或者高端技术，都在不断的发展之中，机械电气控制系统的发展也是蓬勃向上的。它的发展历程可以从三个方面来分析：

    （1）操作工作的发展。电气控制的操作系统以前是以笨重的操作为主，所投入的人力物力是现在所不能简单理解的，电气设备电压的调控、电流的检测以及通断情况都要进行人工操作，流程复杂而且工序繁琐，对于工作人员的专业要求极高。而随着科学技术的发展，电气控制的操作主要开始信息化的历程。不仅减少了人力的浪费，而且提高了机械电气控制的效率与质量，操作的全程信息化处理减轻了电气控制过程的复杂性，简单化操作不仅省时省力，而且电力运行更为快捷，减少浪费。

    （2）控制原理的发展。由单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到智能控制系统。继电器控制系统在生产工艺设备中的应用是比较广泛的，属于基础性的电气控制系统，它主要是由继电器、接触器、按钮、行程开关等部分组成，虽然具有具有便捷实用、价格低廉、控制简单、易于维护且抗干扰能力强的优点，但是仍然有不足之处，主要表现在它的接线方式比较固定，灵活性能比较差，在适应复杂或者程序可变的控制对象的需要上具有一定的难度，另外它的工作频率比较低，触点容易遭到损坏，可靠性比较差。为了弥补继电器控制系统的缺陷，于20世纪60年代发展起来一种新型的工业控制装置：智能控制系统，即就是以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统，它具有很高的可靠性以及比较强的通用性，并且能够适应恶劣的工业环境进行正常工作，另外，指令系统简单易操作、编程简便易学、便于掌握，体积占地小、维修工作量少、现场的连接与安装方便操作，这些优点促使这种系统逐步发展，在各个领域各个行业都得到了广泛的应用。

    （3）控制方法的发展。由全部的手动控制发展到现在的自动智能化控制。自动智能化控制大大减少了电气控制的工作量，为器械电气控制提供了简洁有效的控制方法，提高了电气控制的效率。

    4机械电气控制的特点

    随着技术的不断进步，机械电气控制系统的发展也在不断完善，现代电气控制系统具有了传统电气控制的特点以及后期发展所具备的特点，在隧道施工机械的电气控制上也具备了此类特点，主要表现在以下几个方面：

   （1）可靠性高。在隧道施工中，施工难度比较大，尤其是电气控制困难大，因此对于机械的要求尤其是机械的电气控制要求比较高。而电气控制的高可靠性，就为隧道施工机械的高效率运转提供了保障。比如，隧道中起重机械的工作，一般情况下，起重机的工作是属于间歇性的，具有变动性大的特点，它在工作中时而开动时而停止，负重时而轻时而重，因此它的电气控制必须具有很大的可靠性才能保证起重机工作的正常进行。机械电气控制的可靠性在保证隧道施工的安全性与高质量具有不可忽视的作用。

    （2）灵活性能好。电气控制的灵活性能是其重要特点之一，灵活性的操作对于机械的运转至关重要。隧道起重机的启动在进行负载工作中，要进行提升重物的速度调换，这样对于电动机的要求就比较高，那么电气控制的灵活性就显得至关重要。电气控制线路中的控制器灵活操作便于起重机起重时的速度改变。

    （3）指令简单易操作。PC机控制系统的应用，简化了指令的操作性。计算机的快速运行使得某些电器元件间的接触点实行了无触点操作，大大简化了操作的复杂性。现代电气控制系统的发展，改变了之前起重机操作性低的困境，对于隧道施工的发展具有重要作用。简单的指令操作没有高级技术的要求，容易掌握和操作，对于机械操作人员的工作带来了极大的便利。

    （4）现场连接与安装的方便性。与以往链接与安装的困难度相比，机械电气的现场连接与安装逐渐趋于简便化，这也是电气控制不断发展的一个成果。电气控制运用软件逻辑，在安装时提供正确的指导以及技术准备，降低了现场连接与安装的难度。

    （5）采用软件进行的逻辑控制。在隧道施工中的挖掘机设备尤其体现了这一点，运用软件进行控制，减少了控制电气和线路的使用，并且即使电路中的控制与参数发生改变，软件逻辑控制只需要对程序进行改动就能使得电路达到所需要的标准。

    （6）维修工作困难小。隧道施工的机械难免会出现故障而无法运行，通过电气控制在机械内部装置故障警报器，一旦发生故障就会及时通知给司机，并明确显示故障出在何处，是什么原因引起的，这样就为机械的维修员进行维修的工作减轻了负担，提供了正确的引导，大大提高了机械维修的效率，从而保证隧道施工的正常进行。

    5总结

    机电控制系统设计是指根据设计规划确定的基本技术方案，从技术上逐层全部展开，直至完成试制产品样机所需全部技术图纸及文件的过程。系统总体设计包括人机对话系统的详细设计、总体布局设计、维护及维修对策的设计、与制造单位的工艺协调、事前准备的未来发展对策设计、产品性能及最终运行条件的设计等。

    参考文献：

    [1]石宝德,张士伟. PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J]. 湖南农机,2011,11:80+82.

    [2]田宇. PLC远程监控运输机械电气控制系统[D].武汉理工大学,2002.

[3]张卫民,张黎明.机械设备的组成与机械电气控制的特点[J].铸造,2022,71(04):514.