机械设计制造及其自动化智能化控制系统研究论文_胡振海

机械设计制造及其自动化智能化控制系统研究论文_胡振海

哈尔滨石油学院机械工程学院2013级机械7班 黑龙江哈尔滨 150028

摘要:随着工程机械技术的不断发展,电子信息科技的应用也取得了重大突破。而与以往的工程机械相比,不断发展的工程机械水平在高效、集约化、节约成本、环保方面取得了良好的成绩。就目前而言,我国工程机械设备的运用大都采用的是国外先进水平,之后则是通过一定的手段对其进行技术的改造,而要彻底的包托我国工程机械水平落后的局面,其难度比较大。虽然部分设备产品已经能够满足市场的需求,但相比于国际先进水平,存在的差距是非常大的。为此,我们要不断促使对工程机械智能化控制系统的研究,以促使机械设备产品能够具备一定的安全性、智能性以及环保性。

关键词:工程机械;智能化控制系统;研究

随着技术的不断研究和发展,我国工程机械水平的形成已经取得了一定的成果。同时在智能网络化技术的应用当中,使工程机械设备的智能化特征得以有效体现,而在整个系统当中,各控制单元都能够对之间的相互通信进行实践,使得工程应用能够在信息知识的基础上,促使精细化工程的有效实施。为此,依据我国技术水平的实际情况,进一步研究工程机械智能化控制系统,不断促使工程机械向智能化、网络化、分布式控制的方向发展,从而最大程度的提升我国工程机械装备的技术水平。

一、工程机械智能化系统中存在的问题

1.工程机械智能监控系统中的问题

工程机械的智能化、设计人性化、大型化、节能环保化和高效化发展。在这种发展趋势下工程机械对其智能监控技术的要求就越来越高。目前国内的各大工程机械主机厂商都对其主机进行了智能监控系统的设计。这些系统能够基本完成对主机的各种运行参数的监控与显示,并且能够实现远程监控的功能与简单的专家诊断系统功能。但是总体来说目前国内的智能监控系统存在以下问题:1)关键元件问题。目前各大主机厂商设计的智能监控系统中使用的核心处理与显示单元都是依赖于进口的设备。这些进口设备不仅价格昂贵而且其功能上并不是专门为工程机械所设计的。其越来越不能满足工程机械智能监控系统的要求,具体表现在:工程机械对大量数据存储、视频监控、多总线接口、多种类输入输出端口,及其远程服务等需求。 2)系统硬件结构问题。目前设计的系统中,为了实现特定的监控功能,多采用各种独立的专用检测装置,当整个智能监控系统需要实现较为复杂的功能时,整个系统的硬件结构将会非常复杂,这样将会影响系统的稳定与可靠性。 3)软件开发期问题。包括两个方面:a.系统的编程软件不是为工程机械所定制,因此不能很好解决工程机械特有功能或者图形的编程。b.工程机械智能监控系统还没有确定一个系统体系结构,以至于编写的智能监控软件可读性、开放性、可靠性都比较差。 4)系统功能扩展问题。由于目前设计的监控系统中,为实现各自功能的硬件装置都是对立的,各种资源都基本使用完,因此如果当监控系统功能提升时,将会面临整个系统由于资源不足,需要重新设计整个主机的智能监控系统。

2.工程机械维修业发展存在的问题

在国外,工业化发达国家都比较重视维修业发展,专门设有维修管理机构。维修企业形式多样,维修市场已趋于成熟,经常举办维修设备展览和维修理论、维修工艺大型学术会议,有力地促进了维修业的发展。 20世纪70年代初,我国工程机械维修研究和应用才进入较快的发展时期,建立了科研机构、学术团体、推广应用维修新设备、新工艺,取得了一定成效。目前,我国工程机械维修业还不够规范,主要表现在:1)工程机械维修业的宏观管理缺乏统一的归口部门。工程机械维修业受到国家部委和工商行政管理部门等几个部门的管理,权力分散、责任不清,难以在政策上协调统一。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 2)缺乏保护维修业正常发展的法律法规,致使维修业发展无法可依,无章可循。3)工程机械维修企业性质相对单一,基本上局限于集体、私营性质的中、小型维修企业,融资意识淡薄。 4)维修业竞争、评价、监督和激励机制还没有建立,标准的制度不够完善,维修质量评价无据可依。

二、发展对策

现代的工程机械行业应综合利用机器人技术、数字化技术、网络技术、智能技术与高性能计算机技术等对我国现有的工程机械主导产品进行系统的技术改造和性能提升,并结合我国国情,采用自主创新与技术引进相结合的方式研制新一代智能化工程机械主导产品,带动我国传统工程机械产品在尽可能短时期内实现跨越式发展,提高我国工程机械产品的国际市场竞争力,并促进其产业化的形成。

1.综合应用计算机、微电子、自动制及多传感器融合技术,研究开发工程机械集成化操作与智能控制系统。主要解决电子控制中央润滑系统、自动称重系统、声光报警装置、基于全自动的电液控制变速器的自动变速系统、可编程控制与无人操作技术等。这一技术是工程机械智能化的核心关键单元技术,因此必须首先加以解决。

2.研究开发工程机械故障诊断技术与系统通过分布在工程机械各关键零部件上的传感器收集工程机械的工况,如发动机油温、油压、水温、进气压力、变矩器油温、变速器油压、制动系统压力、液压系统油温、液压系统回油背压、燃油油量等运行参数,并能按照故障类型,分别给出不同等级的声、光报警,用以监视机械的工作情况,对于出现严重故障而司机又没有采取措施的情况,控制系统可自动停机,以保证安全。

3.应用微电子、人工智能、计算机网络通信等技术,研究开发工程机械远程监控与智能维护技术与系统通过收集分析工程机械的各种故障,研究产品故障模式、原因、机理和预防对策,研究各种易发生故障的工程机械典型零部件的故障机理与诊断方法,包括动力系统(如发动机)、液压系统(如工作泵损坏、窜油,液压缸损坏,分配阀漏油等)、传动系统(如变矩器涡轮组、变速器超越离合器、驱动桥半轴断裂、螺旋锥齿轮、齿轮齿圈等)以及电器元件、轴承件、散热器、气制动阀和制动加力器等,在建立关键零部件的故障模式库与数据库的基础上,最终建立工程机械故障诊断数据库,实现机械的远程操纵与维护。

4.研究与开发工程机械机群控制及智能化管理系统施工调度员。通过该系统可在车载中央控制中心随时了解各施工车辆的作业状况,根据需要对整个机群的各种机械(车辆)再次进行优化匹配,实时调度,优化机械(车辆)的作业方式和运行线路,安排施工机械(车辆)的维修保养以及远程故障诊断和维护。该系统应包括现场施工作业数据采集与处理、机群优化配置、机群优化调度与协同控制、机群网络通信和机群智能管理等子系统。

5.研制面向机群控制的新一代智能原型样机。该样机除具有一般工程机械的功能外,还应具有以下配置:机载智能化电子监控、故障诊断与远程维护装置、面向机群控制的移动接收/发射装置,以实现机器的远距离控制、智能集成控制和自动维护保养功能。

参考文献

[1]郭英训.工程机械装备智能化系统研究[J].建设机械技术与管理,2014(03).

[2]吴国祥,李玉河.工程机械智能化与信息化发展概况[J].工程机械,2013(01)

作者简介

胡振海(1993.11.19-),男,哈尔滨石油学院机械工程学院2013级机械7班,学号—201303140703,身份证号—654326199311190012

论文作者:胡振海

论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期

论文发表时间:2017/7/12

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