工程机械智能化与信息化发展概况研究论文_任桂锋

工程机械智能化与信息化发展概况研究论文_任桂锋

摘要:本文主要探讨工程机械技术的信息化发展概况以及智能信息化的发展趋势,从而推动工程机械的发展。

关键词:工程机械;智能化;信息化

1工程机械技术智能化发展和信息化发展概括

工程机械朝着智能化、信息化方面进行发展,已成为不可扭转的趋势,是新时代发展之下的必然,与此同时,工程机械智能化、信息化的发展,不仅能够在最大程度上发挥出机械性能,有效提高作业效率,还能减少工程项目对人力资源的依赖,从而促进整体的进步与发展。

1.1工程机械技术信息化发展概况

工程机械朝着信息化方向发展符合时代发展的要求,尤其是在后期各项技术都发展成熟之后,信息化的发展就显得尤为重要。而工程机械信息化发展所包括的信息不仅指售前信息和售后信息,也指工程机械在运行时所产生的实时信息,将这三个方面的信息进行有效的整合,促使工程机械中的工具、产品能够在最大程度上得到利用和智能管理。所谓的售前信息是指与工程机械产品相关的信息、说明以及各项参数等,售后信息是指机械产品在后期使用中所需符合的条件因素信息,而实时信息是指机械工具在进行正常作业时所获得的各项信息。因此,为了促使工程机械信息化的发展,需要将这三方面的信息进行实时整合,以便于后期维修、保养等工作的顺利开展。

1.2工程机械技术智能化发展概况

工程机械的智能化发展指的是工程机械在运用集成信息的基础上,借助传感器及控制系统及时接受外界反馈的信息和操作人员发出的指令,在经过内部核心的控制系统后,进行智能化的分析与判断,在此基础上做出相应的操作指令,工程机械才能准确的控制系统做出相应的操作。工程机械的智能系统包括集成传动控制系统、平衡控制系统、发动机智能控制系统、计量控制系统、热传导控制系统等方面,在这些控制系统的作用下促进工程机械朝着智能化方向得到更好的发展。

2工程机械智能化与信息化的主要方向

2.1工程机械智能化与信息化的主要方向

(1)工程机械和智能信息是指在工程机械中应用信息集成和智能控制技术,工程机械具有一定的自我感知、独立决策和自动控制功能,可归类为工业机器人。随着科学技术的进步和现代大型建筑工程的需求,新一代的工程机械不仅需要实现一体化操作和智能控制,还需要由基于网络的协调控制系统组成的智能车队,使项目建设达到高效、低能耗,并在最短的时间内完成工程施工任务。工程机械产品的信息化和智能化已经成为世界工程机械的重要发展方向之一。

①智能建筑机械:工程机械通过工程机械整合信息、计算机微控制器的应用,通过传感器对外界的动态信息进行监控,接受驾驶员的操作指令,判断,通过对智能输出控制指令的内部核心控制策略的分析,精确和及时的控制与实现理想的控制。与智能控制系统相关的是引擎、传动系统控制、智能控制系统控制、机器热控制系统控制、测量系统控制、空调系统控制、车载音频娱乐系统控制,以及各种工程机械专业的核心控制系统。

②工程机械信息整合:工程机械信息包括售前、售后信息。售前信息是指所有相关信息产品销售之前,这是一种先天性因素的产品质量;售后信息是指各种外部条件下相关的信息(如使用、运输、储存、维护和保养等)后的销售产品,这是一个产品质量的决定性因素。

2.2发动机智能控制

工程机械发动机通常采用柴油机,其智能电控系统由发动机微控制器、高速电磁阀和各种传感器等组成。柴油机智能电控系统通过控制最佳的燃油喷射时间、喷油压力和喷油量等,有效地调整发动机动力输出与负载、环境因素匹配,在满足发动机动力要求的基础上,提高燃料的利用率,确保发动机排出的废气符合环境控制法规要求。其基本工作原理是微控制器(ECU)根据发动机曲轴转速和油门踏板信号,以及水温、进气温度、进气压力和进气量等输入信号,按照预置的控制策略确定出最佳喷油量与喷油正时。系统一般还配置CAN总线与整机控制系统进行数据交换,实现整机的智能化协调控制。

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2.3牵引/变速控制

行驶是工程机械的主要功能之一,与动力传动线路工程机械传动系统有很大的不同,有引擎和传动装置的直接连接,也有引擎和扭矩转换器连接,直接连接到传动系统、发动机和液压泵上。对于不同的型号,牵引/变速控制根据操作意图,控制开关机的速度和范围,使发动机运行与驱动系统的状况相匹配,实现了舒适性和燃油经济性的目标。

2.4调平控制系统

调平是多种工程机械共同的功能需求,但不同工程机械对于调平系统的功能要求各具特点。

摊铺机要求作业中熨平板的高度与道路设计标高线保持一致不变,使最终完成的摊铺路面平整,因此调平系统需要调整浮动熨平板的牵引铰点,消除整机随路基起伏引起的高程波动,使熨平板在摊铺过程中始终保持在理想高度附近。

平地机和推土机的调平是在作业过程中自动控制铲刀高度液压缸,使刮铲面保持一定高度,减轻驾驶人员的劳动强度并提高作业效率。路面铣刨机、路面再生机和桥梁运输车等也都需要不同的调平系统。

调平系统通常由传感器(高程、角位移传感器)、控制器、人机界面和执行元件(比例、开关电磁阀)组成。调平系统可以独立组成系统,也可以与整机控制系统进行协调控制。徕卡公司的3DGPS平地机控制系统,由定位基站接收GPS卫星的时间和位置信息,平地机接收基站与GPS卫星信号并综合坡度传感器信号,计算出平地机铲刀准确方位,同时调取系统计算机内置的工程设计数据,由铲刀控制器将铲刀控制在理想位置,驾驶员完全无需操作铲刀,可显著提高平地效果与作业效率。

2.5挖掘机智能控制系统

机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向之一,最终目的是人性化并实现自动操作。近几十年来,作为工程机械的主要产品之一,液压挖掘机已逐渐改进,其工作装置、主要结构部件和液压系统已基本完成。目前,挖掘机的机械和电气一体化研究主要集中在水力挖土机的控制系统上。

2.6工程机械远程监控与服务系统

随着现代计算机、网络技术和GPS/GIS地理信息技术的快速发展,远程监控与服务技术已应用于许多行业,如公交、出租车、物流、农业机械以及军事领域等。

在工程机械行业,利用GPS/GIS、GSM/GPRS、Internet和数据库等技术,工程机械远程监控服务系统可以实时监测工程机械所处位置,监测产品实时运行状态,发现产品可能的极限工作状态,及时准确地针对各种参数做出不同等级的报警,直至直接参与控制、防止危险发生。监控服务平台可以提供大量产品相关服务,包括定位/历史轨迹、作业历史记录、故障诊断、呼叫/信息查询服务、服务人员调度、按揭销售管理、车辆残值评估和销售趋势评估等,为工程机械生产厂商、经销/租赁商以及最终用户,提供不同的个性化服务,从而增强生产企业的竞争能力,提高用户的企业管理水平与生产效率,实现工程机械相关方合作多赢的良性伙伴关系。

3结束语

总而言之,随着互联网技术和网络技术的发展进步,必然会在很大程度上提升工程机械的智能化与信息化。它可以改变传统行业的信息集成和智能化控制,从而推动行业的整体技术进步。机械制造企业要想实现操控的网络化、自动化,就要将工程机械设备与计算机操控二者紧密结合起来,从而生产出科技含量高,档次高的工程机械产品,逐渐达到世界机械制造业的水平。

参考文献:

[1]樊涤非.工程机械技术现状与智能化信息化趋势分析[J].好家长,2017(49):180.

[2]余佞,钱敏.工程机械技术现状与智能化信息化趋势[J].技术与市场,2016,23(05):244.

[3]方英.智能化和信息化在工程机械发展中的应用[J].科技传播,2017,9(05):74-75.

论文作者:任桂锋

论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期

论文发表时间:2018/10/17

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