机械电子工程节能控制技术

机械电子工程节能控制技术

彭兆飞

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摘要：目前，我国在发展过程中需要大量资源，但能源总量总体上是有限的，如果长期不受限制地使用，肯定会枯竭。目前能源需要采取一些节约措施，但机械电子的发展需要大量的能源作为支撑，而机械电子的发展消耗的能源越来越多，与可持续发展的理念相悖。我国奉行的科学发展观。

关键词：机械电子工程；节能控制；技术

引言

随着社会、经济的不断发展，科技的不断进步，人类对资源的消耗也越来越大。因此，人们对能源节能的认识越来越深刻，能源节能的技术也得到了飞速的发展。节能控制系统是以节能控制技术为依据构建起来的一种控制系统，采用 PLC可编程自动控制技术，可以让该系统达到自动化控制的目的，这在电子机械工业的节能控制中有着明显的优势。

1节能控制技术在机械电子工程中的重要性

在机械设计领域，采用节能控制技术，将会使机械工程的能耗大大减少，从而减少机械工程的能耗损失。在机械电子在汽车行业中，节能技术的应用已有很久的历史，有关技术人员也对汽车领域的节能技术进行了深入的研究，利用节能技术的应用，可以有效地减少能耗，同时还可以减少汽车生产和技术研发的费用，并利用节能技术，可以实现对节能控制技术在技术上的应用。不但可以保障机电工程的生产效率，还可以保障机电工程生产的发展前景，还可以提高质量，也就是保证所制作出来的产品能够满足人们所期望的标准，也就是确保了机电作品开发的质量一致，所获得的效益一致。这将为以后更深入地开展机电工作打下一定的理论和实践基础，并为以后的机电工作起到很好的示范作用。要达到这个目的，就必须要有与之相适应的企业，例如，在一些采用节能技术的汽车企业中，要举办合适的节能技术应用研发培训班，让更多的技术人员得到了专门的培训，从而可以在汽车的生产和开发过程中，将节能技术更多地运用到汽车的制造和开发中。

2节能减排在机械设计中的具体应用分析

2.1改善动力源

对机械工程而言，内燃机是其最重要的动力源，目前，国际上对这一技术的研究正处于持续深化阶段，部分西方发达国家已获得了比较完备的成果系统。目前，内燃机传动控制方面的研究重点转移到了混合动力技术和燃料电池技术，这两项技术在国际上得到了广泛的应用。伴随着我国科技水平的持续提高，国内对内燃机传动装置的研究也达到了一个新的高度，特别是在内燃机混合动力的研发上，实现了对油电混合动力和油液混合动力的双重分析。在这些优点中，油电混合具有较高的能源密度，因此一般会将它用于小型汽车，并且在实际的使用中表现出了比较好的性能，从而使小型汽车的总体节能性获得了显著的提升。但是，该技术的使用也存在着一定的缺陷，其中最大的缺陷就是对环境的影响比较大，所以不适宜用于某些起动和停机比较频繁的施工机械工程。与之相比，油液混合动力技术具有更加显著的优点，它的特点是对环境的适应性较强、对环境污染不大、造价成本低廉等，到现在为止，该技术已经在国内的一些大型化工厂和机械加工厂中得到了较多的使用，而且它还具有很大的发展潜力。为了达到对机械装备动力源的高效改进，应重视将储能器和电池结合起来，用作混合动力系统的储能部件。在将电力和水力能进行转换的时候，经常会产生一些能量损耗，在未来，要重视这一损耗，就要加强对储能元件和能量转换元件的研究，并将先进的技术概念引入进来。到现在为止，美国在这一领域的技术已经走在了全球的前列，当他们将电力和水力转换为水力之后，能够节省40%以上的燃料。与此同时，德国亚琛理工学院也研发出了一套适合于挖掘机载荷传感的油压复合式液压装置，这种装置的使用，不仅能减少引擎和水泵的尺寸，还能达到节能能源和减少排放的目的。

2.2改善匹配与控制系统

从当前的角度来看，改进过去的匹配和控制系统，已经成了在机械工程领域中最为关心的问题，因为在许多情况下，工程机械的工作环境比较恶劣，而且机械机械工程的负荷也比较大，为了确保柴油机在运转中不会发生熄火，同时还能维持高的动力，就需要更高的动力匹配。而在系统控制方面，它主要是对传动型系统展开有针对性的控制，它具有很强的目的性，因此可以省去许多中间环节，这也可以让系统运行的展开获得更好的结果，进一步提高液压系统与发动机机械工程之间的匹配程度。然而，目前国内在这一领域还没有一个标准的指标体系，这就导致了发动机和燃油的配置缺少了一个明确的基础，难以确保系统的高效性和安全性。未来，要注重改进液压系统和引擎装置的功能，提高两者的适配度，逐步优化现有的工程机器的配比和控制体系，确保燃料的价值被充分利用，根本解决工程机器在运转时“冒黑烟”的问题。

3节能控制系统的组成和原理

3.1水位调节系统

锅炉运行过程中，水位对其安全性有关键影响，水位过高，影响汽水分离，水进入蒸汽；如果水位过低，锅炉可能会烧坏，严重的甚至会引起爆炸。目前水位控制方面，主要的控制方式有单脉冲、双脉冲、三脉冲等。文中研究的系统采用三脉冲水位控制方案，并介绍了蒸汽管道水位控制方案，以及直接水流量运行，是一个直管柱水位控制系统，其主要参数为锅筒内的水位，替代参数为水流量，将算法应用于水位控制系统可以有效避免虚假水位对水位控制过程的负面影响，可以提供一个锅筒内水位控制效果更显着，不断将锅筒内水位保持在可接受的范围内。使用变送器，将测量数据采集到锅炉水位传感器中，利用内置调节功能，可以自动控制给水泵的转速，使锅筒内的水位保持在一个稳定的状态。采用变频器进行闭环控制后，微能将标准控制信号传送给变频器，实现给水泵的调速，可根据实际水位自动改变给水泵的转速达到精准控制的效果。

3.2蒸汽压力控制

蒸汽压力控制的基本原理是利用蒸汽量的变化作为调节锅炉产热量和合理调节锅炉压力的依据。如果蒸汽流量增加，则蒸汽机的压力降低，这种情况下，为保证大气压力的稳定，可以给出锅筒压力给定值和锅筒压力实测值作为依据为通过PLC进行智能PID运算，有效克服负载干扰，还引入了蒸汽消耗比的正运算。在具体应用中，首先通过转换器采集蒸汽压力传感器的相关测量值，然后利用内置控制功能对锅炉的鼓风机和炉排进行自动同步调节，实现合理增加鼓风机、炉排和排风的转速提高，炉温升高，蒸汽输出量增加，锅炉内气压得到有效控制。在锅炉机电一体化的整个过程中，蒸汽压力是最重要的参数之一，如果蒸汽压力波动过大，会对每辆车的生产工作和产品质量产生负面影响。使用变频器作为闭环控制后，鼓风机和炉排的运行速度会随着蒸汽压力自动变化，达到精确的控制效果。

3.3锅炉燃烧控制

在锅炉燃烧过程的自动化控制过程中，最重要的任务之一就是保证燃烧热量和负荷的需求，以及锅炉的经济运行相匹配。因此，在该系统中，可以通过从转换器输出的信号来控制供煤量，从而通过调节供煤量和鼓风机的比例，使锅炉的燃烧保持在最佳状态。同时还录入烟气参数，自动调节风煤比，提高热效率，保证锅炉燃烧效率。

结语

当前，社会发展迅速，各领域技术不断提高，而在机械工程中，社会的发展给机械工程带来了很大的问题。因此，行业本身也需要不断研发新技术，降低能源消耗，促进生产的发展和进步。减少机械工程中的能量损失，有效提高当前机械工程的工作效率，也是促进国民经济发展的有效途径。

参考文献

[1]白利英.节能控制技术在机械电子工程领域的应用探究[J].市场调查信息,2019(3):1.

[2]夏再鹏,刘晓亮,马良花,等.人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J].南方农机,2019,50(18):3.

[3]时祥宇.人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J].湖北农机化,2020(11):73-74.

[4]徐伟,付占军.人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J].中国金属通报,2020(1):68-69.