摘要：电子节能控制技术作为一项基于广义节能概念的机械电子工程节能技术，对实现机械电子工程节能化有着十分重要的推动性作用。尤其是近些年来，机械电子工程面对不断提高的高工作性能，低能量消耗要求，做不到节能化俨然已经很难适合现代化社会的生产需求。所以，以下笔者围绕机械电子工程技能控制技术展开粗浅的探讨与分析，以期为突破传统节能控制技术，取得更加良好的节能效果做有意的铺垫。
关键词：工程机械；机械电子；节能控制技术
引言
面对当前不断提高的对机械电子工程易操作性、低能量消耗、高工作性能的要求，如何将机械电子工程系统达到局部能量最佳， 是值得我们重视的问题。就我国目前情况而言，与世界先进水平相比，还有一定的进步空间。
1.对机械电子工程的节能概述
第一，节能理念的广义概念。机械电子工程运行的终极目标就是在传递、转换能量的过程中，能够实现对外做功的实际效果。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。因此，当前人们往往都将节能控制技术的主要关注焦点放在了供需双方的共同合作以及传递环节之上。机械工程在单位时间内完成的工作量是工作效率。而矛盾恰恰就出现在工作效率与节能之间，也就是说性能的提升也就意味着要以另一方需求降低为前提条件。所以，比较消耗的能源数据之时，必须要保证其能够等同于工作效率。
第二，对机械电子工程的功率流程分析。机械电子工程的运行过程也就是其所转换的能源对外做功、传递的过程。因此， 在功率流程的研究过程中充分借助能量实施分析，可谓是开展机械电子工程节能研究的一个重要步骤。以下笔者即以动力主要来源为柴油机的机械工程进行举例分析。柴油的化学能就是柴油机机械工程的主要动力来源所在，其可被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。这是因为液压泵会吸收掉柴油机输出的机械性能， 并将其转换为液压能。而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。这是因为柴油机与液压泵分别是能量的供应方与能量的需求方，为此就必须要改进他们之间的供求关系，可采用控制液压以及发动机功率极限荷载等手段对动力特征与能源消耗特点实施改进。而液压能够吸收液压泵传递出来的能量，并通过调节液压系统的压力、流量、方向，给对应的运行结构输送相应的压力与流量，通过 LUDV 技术最大限度的消除在并联回路上的负荷差异、分配流量，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。
2工程机械电子节能控制技术
节能控制的传统技术已经在局部优化层次上取得了预期的优化效果。要想不断提高节能效果，就需要在优化传统节能技术成果的基础上进行改进突破。可以从以下几方面来突破传统技能控制技术范畴：第一，操作人员需要明确操作的目的。建立全面掌控的操作管理体系。第二，突破功率匹配的固定参数，进行优化，使其在工程机械管理中构建功率动态配置。第三，采取识别作业模式，在基于作业模式的基础下，建立动态功率分配系统。
2.1全局节能控制体系
基于广义意义，进行工程机械电子的节能控制，要进行研究的对象是负载情况以及整体情况，把多执行部分进行的协调管理控制、原来工程机械电子的节能控制技术以及作业效率这三个部分之间相互结合起来，能够为了统一的目标进行最优化的工程机械节能控制管理。要想良好地定量好工程机械节能控制技术的最终节能效果，还需要定义出以下关于节能方面的指标。在单位油耗内、单位时间段内，工程机械做出的对外有效功，即有效功率比上油耗，被称为全局节能指标。它涉及到了多执行部分进行的协调管理控制、原来工程机械电子的节能控制技术以及作业效率这三个方面，可以全面地比较和分析工程机械节能效果。把工程机械全局的节能指标当成总的大目标，可以构成一个全方面的、多个层次的工程机械节能体系。
2.2全电控的功率控制系统
原来的节能控制虽然有了很大的节能控制效果，但从以下几个方面，打破原来的节能控制管理范畴，还能够取得更多的节能效果。一是改变原来的参数功率，进行柔性的参数功率匹配；二是借助于作业模式技术，进一步完善功率分配系统，这种系统属于一种动态系统，能够基于作业模式上；三是清晰明白驾驶员的意图，完善作业效率控制系统，这种系统能够基于操作模式上。从以上三个方面进行工程机械的电子节能控制，还需要有全电控制的执行层面以及分布管理方式的控制层面，组成一个全新的工程机械电子节能控制功率系统。全电控转动部分由液压马达、控制阀、液压泵、柴油机构成，这些部分都是电控制的。全电控进行元件之间的转换以及功率之间的传递，让硬件功能变的优化，也增加了硬件之间的通用性。这样一来，就能够进行更方面深入的感知，也更加，泛地进行控制管理。全电控制管理系统的专用作用以及控制作用由软件承担，能够在线调节相关的控制参数，让其适应现实的操作情况以及工作情况。做到参数的柔性化管理，取得广义的节能效果。
2.3 节能分布式控制技术
全电控液压控制系统的建设构建过程中，首先着手从建设全电控的功率系统开始，同时也需要高速度的信息传输控制系统，解决液压系统中存在的压力信息问题。来实现节能控制系统的长远发展目标。根据实际操作中现有的技术方面条件，通过控制机械工程中的器械仍然无法满足及时解决压力信息处理的要求。只有有效的开发多样化的特定液压泵控制设备，液压阀控制设备及其发动机控制系统设备机械，才能实现第一时间处理信息数据传递速度和数据整理的目标。进而实现建立总线控制分布式体系。操作员运用具体指令进行接收特定液压阀控制设备的数据。具体操作指令传达的命令主要是要采取以下步骤：首先实施监控液压阀，其次向总线传送这些显示数据，总线利用控制指令接收控制设备传达的信息。最后，采用总线上的分布式控制系统。这样的流程能够有效的处理信息及提高监控信息的速度，实时控制系统的操作进程，从而更好地实现节能分布式控制技术的要求，实现全面化节能理念。使用总线分布来控制执行系统，要保证机械设备的发动机耗油量和运输参数的传达到总统计系统，能够保证处理信息的效率和速度双提升，实现节省全线电子监控系统机械设备的能源消耗目标。
2.4电子功率控制节能系统
全局性的节能指定指标按照以下公式进行计算：
考虑到多执行机构协调公共作业、作业效率及传统节能控制三方面。全智能指标是有有效功率和油耗的比值，或者对外有效功与作业时间和油耗乘值的比值两种方式来计算的。该比值是用来全面比较和评价节能效果。
整个节能控制目标如图所示，可以分为三大目标即：作业效率目标，协调目标及传统作业目标。这三块大目标又可以下附属于多个小目标，可以做到节能以下优点：(1)保持各个结构控制目标的一致性。 (2)为实现节能的全局面和科学有效性的控制，将最终目标定位于整体结构节能。(3)节能的前提是保证经济效益和作业效率。 (4)评价体系指标合理化并具有说服力。
结语
通过本文上述的描述可以看出来，落实当前全新的节能电子控制系统目标，就要完善传统性的电子控制系统存在的缺陷不足，同时将传统控制系统中的有效途径进行突破，构建实现分布式总线控制系统和全电控的功率系统。只有基于总线分布来控制执行的状态下，才能实现传统电子控制系统的完善。这样的技术效果可以实现分工况的动态参数功率匹配及基于操作模式的效率管理系统，从而为建立工程机械电子节能控制技术路上扩展空间，有效引导现代工业节能机械技术的发展。
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论文作者:高志勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：节能论文; 机械电子论文; 功率论文; 作业论文; 工程论文; 技术论文; 控制系统论文; 《基层建设》2019年第17期论文;