摘要：将能量进行传递与转换，做到对外做功的效果，就是机械电子工程运行的最终目标。简而言之就是有效功率的输出。由于大部分机械电子工程都是由几个共同协作的运行结构。功率是当前节能控制技术关注的焦点，但是却忽略了不同功率之间的合作在改善局部方面，传统的节能控制技术已经展现出良好的效果，但是为了取得更好的节能效果就必须在传统的节能控制技术上有所改良甚至突破。
关键词：机械电子工程；电子节能；控制技术研究
1工程机械电子节能的含义
工程机械电子节能是指将工程机械运行过程中传递的和转化的能量对外负载做出的有用功，主要是指提高整体机械施工的有效输出功率。在工程机械施工过程中，提高输出功率的条件主要包括对功率进行有效的传输和将支流中不同的功率进行有效的配合。因此，要实现最好的节能效果，必须加强传递功率的提升或者将需求方和供应方之间的动态配合度进行提升，要将作业效率有效提升就必须进行有效的配合才能实现节能的目的。广义的节能概念包括以下几方面：动态匹配，工作效率，不同功率流之间的作业效率和有效配合。
2机械电子工程节能概述
2.1节能理念及其广义的概念
将能量进行传递与转换，做到对外做功的效果，就是机械电子工程运行的最终目标。由于大部分机械电子工程都是由几个共同协作的运行结构组成，所以对有效功率输出有影响因素的是：在功率不同之间的相互合作及其传递的过程。供需双方的合作以及传递过程中的功率是当前节能控制技术关注的焦点。机械工程在单位时间内完成的工作量是工作效率。有些矛盾经常存在于工作效率和节能之间，一方性能的提升就意味着要降低另一方要求的代价。所以消耗能源数据的比较必须保证工作效率相同。
2.2机械电子工程的功率流程
转换的能量，对外做功和传递的过程就是机械电子工程的运行过程，通过能量来进行分析。对其功率流程的研究，是机械电子工程节能分析的重要一步。
分析将柴油机作为动力主要来源的机械工程，柴油的化学能是其主要的动力来源，柴油的化学能被柴油机转化为可输出的机械能。就转速转矩方向来说，通过调速喷油和电控的控制技术来改善优化柴油机的能量消耗特征及其动力特点是目前选择的主流方案。柴油机输出的机械能会被液压泵吸收，与此同时液压泵把机械能转换成为液压能。就压力和流量方面来说，通过恒定功率，切断压力，正流量的控制技术来优化改进液压泵的能量消耗特征及其动力特性是目前的首选方案。能量的供应方和需求方是柴油机和液压泵，对它们之间的供求关系的改进，目前常用方法是采用控制液压泵和发动机的功率极限荷载或者控制转速感应等等，通过这几种方法来改进两者之间的动力特征和能量消耗特点。液压泵传递出来的液压能会被液压能吸收，通过对液压系统的压力、流量和方向调节，输送压力和流量给对应的运行结构，通过LUDV技术对并联回路的负荷差异和分配流量的影响进行消除，或者是通过采用可变流量控制的方式来协调各运行结构共同作业。操作者可以在液压阀控制系统中直接对液压阀进行控制，即操作者的意愿及其对流量的要求都可以显示其工作状态。所以能量的提供方和需求方也是液压泵和液压阀。通过控制负流量或者控制负荷传感的方法来改善优化他们之间的供给与需求的关系。液压阀传递出来的液压能会被油缸和马达吸收，与此同时将转化的机械能输出：力与位移和转速转矩，被输出的部分甚至全部机械能都会对外做功，运行元件对外做功的有效性不言而喻。
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3机械电子工程的节能控制系统
在改善局部方面，传统的节能控制技术已经展现出良好的效果，但是为了取得更好的节能效果就必须在传统的节能控制技术上有所改良甚至突破，通过以下几点可以对传统的节能控制技术进行改善：对固定功率配置进行改善，将机械工程的功率配置实现动态化；对操作者的造作目的要有清晰的方向，工作效率管理系统要建立在操作方式上；对工作方式来说要选择识别技术，设立相对应的功率动态配置系统的操作方式。
3.1全电控节能控制技术
对于机械工程系统来说，依靠电比例液压泵、电比例马达、电比例液压阀和电控喷油柴油机来组成一个通过全电控来进行作业的传动系统。由于采用的转换原件和功率输出装置全部电控，所以硬件功能最小化且硬件的使用程度大幅度提升。与此同时，还可以实现智能控制的高级化、感知的深入化。因为软件承担了系统的控制和专用功能，所以操作者可以根据操作情况和实际工作情况在机械运行中对参数进行在线的调节和控制，柔性化的参数匹配得以实现，全局的节能效果也就更好的获取。
3.2分布式节能控制技术
对全电控的功率系统，尤其是全电控的液压系统的建立，相应系统的压力信号需要被控制程序进行处理，这也就是一种非常高的要求对控制系统的响应速度，这种对压力信号进行及时处理的需求，凭借当前的机械工程控制器的技术水平来说还无法完全满足。
要满足对各种数据、信号处理速度的硬性需求，就要研制专用的以总线为基本的液压阀控制器、发动机控制器和液压泵控制器，高速总线与每个控制器相互连接，建立一种以总线为基础的分布式节能控制系统，达到节能的目的。
发动机的喷油量由发动机控制器依据操作者的指令和发动机的运行状态，与此同时，将与其有关的数据传递到总线，其他控制器的指令也可以在总线上获取；参照液压泵出口的压力信号，液压泵控制器可以调节其排量信号，总线接收相关数据，并且接受其他控制器的控制命令；操作者的操作命令由液压阀控制器接收，并且依据命令对液压阀进行控制，发送相关数据到总线，同时通过总线接受其它控制的控制命令。
这种以总线为基础的分布式控制系统，对信息的传输和处理速度的控制都有了特别大的提升，分布式节能控制技术的应用，可以对全电控功率系统的控制需求给予满足。
3.3全局节能控制系统
对机械工作性能的增强、能耗的降低来说，全局节能的意义重要且深远。把外界的负载和整个机械工程进行研究，才可以建立全局节能控制系统，并且要将作业效率、传统的节能控制技术和协同控制的多个执行机构设置为节能目标，才能够取得节能效果的最大化。对于简便的定量分析节能效果，全局的节能标准可以定义如下：全局节能标准=有效对外做功/（工作时间*耗油量）=有效功率/耗油量。该定义对协同控制的多执行机构、作业效率和传统化的节能控制技术多方面的内容均有考虑，对机械工程的特性评价也较为全面。划分为三个目标有助于全局节能目标的实现，目标即传统节能目标、工作效率目标和协同工作目标。每个目标都可以在自身的基础之上细分成为系统目标，元器件目标和小部件目标，控制机械工程中的各个部件的工作效率情况，能源消耗情况和协同工作情况，实现全局节能的目的。
结束语
通过本文对械电子工程节能控制技术研究可以得知，要想目前新型的节能电子控制系统目标得以实现，对传统的机械电子工程中控制系统存在的各种不足和缺陷需要完善和改进，与此同时，要突破传统机械电子工程中控制系统中的一些可取且有效的方式和途径，实现全电控节能控制技术、全局节能控制系统和分布式节能控制技术的建立、完善和发展。取得的技术成果扩展了机械电子工程中控制系统中节能技术的发展空间，对现代化工业机械技术的节能化发展进行了有效的引导作用，也开辟了机械电子工程节能的无限技术空间。
参考文献：
[1]游阳林，唐世波.工程机械电子节能控制技术研究[J].山东工业技术，2017（01）：13-14.
[2]杨哲.工程机械电子节能控制技术研究[J].中国市场，2014（07）：08-09.
论文作者:闫涛,马国强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/15
标签：节能论文; 功率论文; 机械电子论文; 液压泵论文; 工程论文; 控制系统论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第34期论文;