冶金生產(chǎn)機電一體化技術(shù)研究

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摘要：隨著冶金生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，將電子技術(shù)有效的應(yīng)用于各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這就是機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)自身有著電子技術(shù)和機械的共同特點，而在不斷發(fā)展過程中，機電一體化也成為一門獨立的學(xué)科，在這其中將各種控制技術(shù)、電子技術(shù)有效的統(tǒng)一在一起，使得冶金生產(chǎn)技術(shù)水平更高，能夠在運行過程中很好的降低能源的消耗，更好的利用于多個方面。本文就先說明機電一體化發(fā)展內(nèi)容，然后說明機電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍，最后說明機電一體化電機控制和保護內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：機電一體化；電機控制；研究

在機電一體化發(fā)展過程中，在這其中的電機主要是依靠電力電子裝置，來進而保證電機能夠正常運行，并在這其中保證運行的安全和穩(wěn)定、但是，在電機控制過程中，可能會受到外界各種因素的影響，進而導(dǎo)致很多問題沒有有效解決。所以，在機電一體化技術(shù)的實際應(yīng)用中，就需要對電機控制進行深入研究，并明確在這其中的技術(shù)，來推動機電一體化技術(shù)的有效運行。

一、機電一體化發(fā)展內(nèi)容

為了能夠加快經(jīng)濟發(fā)展，將機械和電子設(shè)備有效結(jié)合，進而發(fā)揮兩者的共用優(yōu)勢。在開始階段的機電一體化技術(shù)并不完整，還存在很多的問題沒有解決，而且效果也差強人意，當(dāng)時的社會發(fā)展也不適合機電一體化的發(fā)展。而隨著人們經(jīng)濟水平的不斷提高，信息技術(shù)水平越來越高，那么在這樣的情況下，就推動電子技術(shù)和機械設(shè)備的有效融合，為機電一體化的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。在機電一體化不斷發(fā)展過程中，出現(xiàn)兩種情況。第一，就是該專業(yè)方面的相關(guān)研究人員開始研究機電一體化的整體發(fā)展歷程，并且在這過程中向其它學(xué)術(shù)領(lǐng)域進行擴展，比如出現(xiàn)微機電一體化。第二，在互聯(lián)網(wǎng)的支持下，更多新型技術(shù)出現(xiàn)在人們的眼前，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這讓機電一體化技術(shù)的發(fā)展擁有更多的渠道。

二、機電一體化發(fā)展趨勢

（一）數(shù)字化。在控制器的情況下，就為機電一體化數(shù)字化發(fā)展提供相應(yīng)的幫助，比如說出現(xiàn)的冶金生產(chǎn)軋鋼控制系統(tǒng)。在計算機網(wǎng)絡(luò)的背景下，為數(shù)字化的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品自身需要具備較高的可靠性、可操作性，而通過實現(xiàn)數(shù)字化，就能夠更好的進行遠程操作。（二）智能化。要求機電一體化產(chǎn)品自身必須要具備一定的智能，也就能夠簡單的進行思考，在遇到問題時能夠及時的提出相應(yīng)的問題。比如在軋線生產(chǎn)控制系統(tǒng)增加對話功能，在這其中以數(shù)據(jù)庫作為其支持，進而保證在使用過程中能夠更加方便。隨著各種人工智能技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化技術(shù)的發(fā)展提供相應(yīng)的空間。（三）模塊化。因為就機電一體化的產(chǎn)品來說，當(dāng)前市場上有著非常多的種類，那么相對應(yīng)的機電一體化產(chǎn)品單位模塊就是一項較為復(fù)雜，但是有很好發(fā)展前景的工作。比如，在這其中所研制的變頻調(diào)速電機一體化驅(qū)動單元，就能夠集中多種功能，在進行產(chǎn)品研發(fā)過程中，就可以依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)單元模塊來向外延伸。（四）網(wǎng)絡(luò)化。在網(wǎng)絡(luò)時代下，因為網(wǎng)絡(luò)衍生下的各種操作技術(shù)能夠很好的幫助機電一體化電機控制，而在這其中的遠程控制本身就是機電一體化的一部分。在未來發(fā)展過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)冶金生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)連接，利用網(wǎng)絡(luò)來將家庭中所存在的所有家電結(jié)合在一起，利用計算機或者是手機就能夠?qū)ζ溥M行實時控制，人們就能夠在這其中享受高科技帶來的體驗。

三、機電一體化應(yīng)用

目前，對于機電一體化應(yīng)用最為廣泛，而且效果最好的就是冶金自動化生產(chǎn)。冶金生產(chǎn)的各工序都引進機電一體化控制系統(tǒng)，并且在這其中對其功能、操作方法等方面的研究，都有著一定的突破性進展。在這其中機電一體化在軋線中運用開放式的而是將誒方法，將軟硬件結(jié)構(gòu)和模塊進行創(chuàng)新性設(shè)計，進而使得更加具有兼容性，能夠適應(yīng)多種情況，進而有效的提高用戶的使用效果。與此同時，在這過程中也實現(xiàn)多功能控制，通過一臺控制設(shè)備能夠控制多臺儀器運行。將機電一體化在軋鋼自動化生產(chǎn)中應(yīng)用，實施自動化軋制，并且還能夠?qū)嵤┍O(jiān)測整個系統(tǒng)的運行情況，一旦出現(xiàn)問題就能夠及時的發(fā)現(xiàn)。將單片機作為控制機，在這基礎(chǔ)上安裝相應(yīng)專業(yè)的模板，為其設(shè)計出結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的數(shù)控裝置，為自動化生產(chǎn)提供多種功能，提高加工生產(chǎn)能力。當(dāng)前，對于機電一體化技術(shù)來說，被廣泛的應(yīng)用于冶金生產(chǎn)工作中，出現(xiàn)在各種自動化裝置、機械上。

四、機電一體化中電機控制與保護

對于電機控制來說，主要是對機電相關(guān)設(shè)施的保養(yǎng)，這也是機電事業(yè)能夠穩(wěn)定發(fā)展的重要保證，想要獲得較好的效果，就需要對其進行深入研究。因為自身有著較多的優(yōu)點，所以在生產(chǎn)實踐中發(fā)揮著非常重要的作用。（一）電機控制保護裝置存在的問題。當(dāng)前的電機控制保護裝置中有很多的環(huán)節(jié)都需要進行有效調(diào)整，比如，在對軋機電機保護過程中，對于鼠籠式異步電機就很容易出現(xiàn)問題，而且對于整個生產(chǎn)線的影響較大。所以，對于電機本身來說，就應(yīng)該選擇更加可靠的控制保護裝置，這是能夠真正保證生產(chǎn)安全的方法。在正常情況下，對于電機保護的原理是以電磁原理為主。比如，借助熔斷器來進行短路保護，這些都是當(dāng)前較為廣泛的技術(shù)。隨著機械自動化水平的不斷提升，對于電機設(shè)備的使用次數(shù)也越來越多，這樣就很好的節(jié)省人力，將工作內(nèi)容轉(zhuǎn)移到機械設(shè)備上。但是，在這過程中，卻因為受到啟動時間、電機狀態(tài)等等內(nèi)容的影響，使得機器在這過程中經(jīng)常出現(xiàn)損壞，無法保證機械的使用壽命。相關(guān)研究人員在對其問題不斷研究，希望能夠在這其中找出問題出現(xiàn)的原因，并且根據(jù)原因來提出相應(yīng)的解決方法。在這過程中應(yīng)該注意到以下幾點，第一，在設(shè)計過程中，應(yīng)該了解這種設(shè)備在工作后的維修和養(yǎng)護工作，并且在這其中做好相應(yīng)的計劃安排，進而保證每一個環(huán)節(jié)都能夠有效進行。（二）電機保護裝置發(fā)展前景。當(dāng)前機電一體化中電機控制保護效果并不理想，主要還是缺少創(chuàng)新精神，沒有對其迎合時代的發(fā)展進行創(chuàng)新設(shè)計。在對這個問題在思考過程中，研究人員正在對其不斷改革，并且已經(jīng)取得較好的效果。通過創(chuàng)新理論和方法，能夠推動機電一體化的向前發(fā)展。通過仿真計算的方法，能夠及時的引進所需要的數(shù)據(jù)和信息，并且以此為基礎(chǔ)，作出準(zhǔn)確的判斷。在這過程中的，對于前期所存在的工作內(nèi)容都需要盡可能的完善，這樣就能夠更好的保證保護控制裝置的靈敏度，也能夠為以后的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。對于在這過程中可能出現(xiàn)的新技術(shù)，對于電機控制保護裝置的影響也非常大，而且非常重要，需要對其內(nèi)容進行有效整理，進而通過對內(nèi)容的分析，就能夠明確問題出現(xiàn)的原因，以此為基礎(chǔ)，來更好的采取相應(yīng)的措施來解決問題，這樣不僅能夠及時的發(fā)揮電機保護控制的各部分功能，還能夠在出現(xiàn)問題前，及時的作出相應(yīng)的報警工作，真正的達到防患于未然的目的。

五、機電一體化電機控制的優(yōu)缺點

當(dāng)前在機電一體化電機控制過程中還存在一些問題，但是從整體發(fā)展上來看，依然處于穩(wěn)定發(fā)展的情況，對在這其中的優(yōu)缺點進行研究。（一）優(yōu)點。對于機電一體化來說，其中的電機控制可以使用數(shù)字來進行顯示，并且在這過程中可以利用程序來更好的控制，很好的減少按鍵操作，操作變得更好方便，而且所有的動作都能夠都能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)。在這其中的一些高級產(chǎn)品，還能夠通過對參數(shù)的變化，來找到自己理想的工作程序，實現(xiàn)操作最優(yōu)化。對于電機的控制來說，在這其中的會存在自動報警、監(jiān)視等等功能，一旦在這過程中出現(xiàn)電力故障，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動報警，有效的提高安全。（二）缺點。在機電一體化電機控制在發(fā)展過程中，不斷增加輸出的轉(zhuǎn)矩，同時也增加電動機的輸出功率，但是在這其中電機的工作情況會有所變化，容易出現(xiàn)超負荷情況，給控制帶來非常大的安全隱患。針對電機控制所存在的缺點，在使用電機控制裝置的時候，就應(yīng)該注意周圍環(huán)境，保證電機控制不會受到周圍因素的影響，還應(yīng)該小心謹(jǐn)慎的進行操作。比如說，電機在和機械結(jié)合過程中，會有不同種連接方式，如果在這其中沒有保證連接監(jiān)督，就會損壞電機，還會導(dǎo)致在這其中存在的軸承存在問題。而如果電機帶有刷子，那么刷子就會隨著時間的不斷增長，自身出現(xiàn)一些問題，需要定期對其檢查，保證能夠在正常情況下進行使用。對于一些超出規(guī)定溫度的電機，如果超出溫度范圍，就需要減少轉(zhuǎn)矩，防止在這其中發(fā)生意外。在操作機電一體化過程中，出現(xiàn)的很多生產(chǎn)事故都和電機的控制有關(guān)，比如在自動化機床中應(yīng)用機電一體化，如果這個階段機床不能夠有效的執(zhí)行相應(yīng)的操作，就會威脅到操作人員的人身安全，這些事故出現(xiàn)的原因可能是因為電機不再正常工作情況下，或者是因為過熱導(dǎo)致電機無法運行。但是如果電機出現(xiàn)異常情況，相應(yīng)的保護裝置應(yīng)該及時啟動，如果電機保護裝置在這過程中沒有及時啟動，就會容易出現(xiàn)安全事故。在機電一體化系統(tǒng)中缺少電機保護系統(tǒng)，導(dǎo)致電機不在控制范圍內(nèi)，而系統(tǒng)自身的保護裝置又因為需要接受信息，才能夠發(fā)送相應(yīng)的指令，在這過程中會產(chǎn)生一段時間的緩沖器，而事故就會在這個階段出現(xiàn)，主要是因為硬件功能不滿足要求，進而使得電機控制不能夠滿足應(yīng)用需求。

六、機電一體化應(yīng)用中電機控制和保護路徑

（一）強化對電流和電壓的控制。電機是機電一體化中的重要組成部分，在這其中最核心的動力還是來源于電力，通過電磁之間的有效轉(zhuǎn)化，來帶動整個系統(tǒng)進行運行。在這其中的電力驅(qū)動都會有兩個標(biāo)準(zhǔn)，也就是電流和電壓，這是保證電機能夠正常運行的兩個重要方面。而且對于不同種類的電機來說，都有著相應(yīng)的電壓、電流，如果在這其中電機處于正常作業(yè)狀態(tài)，那么所對應(yīng)的這幾個指標(biāo)也都是正常的，而如果在這其中出現(xiàn)一些問題，那么就能夠通過這些數(shù)據(jù)有效的看出其中的問題。對于在電機中存在的電壓和電流數(shù)據(jù)比較容易獲取，通過常規(guī)的檢測儀器就能夠?qū)ζ溥M行檢測。當(dāng)電壓出現(xiàn)異常的時候，就可能是電機內(nèi)部的電容出現(xiàn)問題。而如果是電流出現(xiàn)問題，就可能是電機內(nèi)部出現(xiàn)短路問題，通過對電壓和電流的檢查，據(jù)能夠了解電機在這其中所存在的故障，進而及時的找到出現(xiàn)問題的位置，并對其進行有效解決，實現(xiàn)機電一體化中對電機的有效控制。（二）定期對設(shè)備進行維護。在機電一體化中電機是主要的動力供應(yīng)方法，那么就說明電機會長期處在運行的狀態(tài)下，自身難免在這過程中會出現(xiàn)損耗，而如果在這過程中沒有真正重視這些損耗，那么對于機電一體化的運行就會產(chǎn)生非常大的影響。所以，就需要定期對其內(nèi)部系統(tǒng)進行有效的檢查，在這其中檢查的部分包括電機、軸承等等相應(yīng)部件，對于所檢查的部分如果發(fā)現(xiàn)損耗嚴(yán)重，就需要及時更換，并且排除一些可能在運行過程中會出現(xiàn)問題的不見，保證電機的運行始終在最佳狀態(tài)下。在正常情況下下，機電一體化中的電機使用壽命高不能夠超過10萬小時，對于已超過使用期限的電機，應(yīng)該及時的對其進行更換，以此來保證整個系統(tǒng)的正常運行。（三）清理電機作業(yè)環(huán)境。這項工作對于電機控制保護工作有著非常重要的作用，不管是在任何情況下，清理都非常重要，也是能夠保證工作能夠穩(wěn)定進行的方法。因為在冶金環(huán)境下，電機在運行時就可能會受到周圍環(huán)境的影響，可能會長期處在多灰塵、通風(fēng)不暢的狀態(tài)下，電機在這樣的情況下就容易出現(xiàn)灰塵堆積的現(xiàn)象，導(dǎo)致電機無法有效散熱，而如果電機無法有效散熱，那么就會影響電機輸出效率。還因為如果是在惡劣條件下進行運行，想要進行全面檢查就會非常，麻煩，所以就應(yīng)該通過清理的方法，來去除掉電機上所存在的灰塵，保證電機的穩(wěn)定運行。

七、結(jié)語

總而言之，通過對冶金生產(chǎn)機電一體化中電機控制進行深入研究，了解在這其中電機控制策略，并且在這過程中認(rèn)識到其中所存在的問題，針對問題及時的進行解決，這對保證生產(chǎn)穩(wěn)定運行十分有意義。

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作者:魏朝征 單位:唐鋼一鋼軋廠