冶金生產機電一體化技術研究

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摘要：隨著冶金生產技術的不斷發展，將電子技術有效的應用于各個生產環節，這就是機電一體化技術。機電一體化技術自身有著電子技術和機械的共同特點，而在不斷發展過程中，機電一體化也成為一門獨立的學科，在這其中將各種控制技術、電子技術有效的統一在一起，使得冶金生產技術水平更高，能夠在運行過程中很好的降低能源的消耗，更好的利用于多個方面。本文就先說明機電一體化發展內容，然后說明機電一體化技術的應用范圍，最后說明機電一體化電機控制和保護內容。

關鍵詞：機電一體化；電機控制；研究

在機電一體化發展過程中，在這其中的電機主要是依靠電力電子裝置，來進而保證電機能夠正常運行，并在這其中保證運行的安全和穩定、但是，在電機控制過程中，可能會受到外界各種因素的影響，進而導致很多問題沒有有效解決。所以，在機電一體化技術的實際應用中，就需要對電機控制進行深入研究，并明確在這其中的技術，來推動機電一體化技術的有效運行。

一、機電一體化發展內容

為了能夠加快經濟發展，將機械和電子設備有效結合，進而發揮兩者的共用優勢。在開始階段的機電一體化技術并不完整，還存在很多的問題沒有解決，而且效果也差強人意，當時的社會發展也不適合機電一體化的發展。而隨著人們經濟水平的不斷提高，信息技術水平越來越高，那么在這樣的情況下，就推動電子技術和機械設備的有效融合，為機電一體化的發展打下良好的基礎。在機電一體化不斷發展過程中，出現兩種情況。第一，就是該專業方面的相關研究人員開始研究機電一體化的整體發展歷程，并且在這過程中向其它學術領域進行擴展，比如出現微機電一體化。第二，在互聯網的支持下，更多新型技術出現在人們的眼前，比如神經網絡技術，這讓機電一體化技術的發展擁有更多的渠道。

二、機電一體化發展趨勢

（一）數字化。在控制器的情況下，就為機電一體化數字化發展提供相應的幫助，比如說出現的冶金生產軋鋼控制系統。在計算機網絡的背景下，為數字化的發展打下良好的基礎。數字化要求機電一體化產品自身需要具備較高的可靠性、可操作性，而通過實現數字化，就能夠更好的進行遠程操作。（二）智能化。要求機電一體化產品自身必須要具備一定的智能，也就能夠簡單的進行思考，在遇到問題時能夠及時的提出相應的問題。比如在軋線生產控制系統增加對話功能，在這其中以數據庫作為其支持，進而保證在使用過程中能夠更加方便。隨著各種人工智能技術的發展，為機電一體化技術的發展提供相應的空間。（三）模塊化。因為就機電一體化的產品來說，當前市場上有著非常多的種類，那么相對應的機電一體化產品單位模塊就是一項較為復雜，但是有很好發展前景的工作。比如，在這其中所研制的變頻調速電機一體化驅動單元，就能夠集中多種功能，在進行產品研發過程中，就可以依據這些標準單元模塊來向外延伸。（四）網絡化。在網絡時代下，因為網絡衍生下的各種操作技術能夠很好的幫助機電一體化電機控制，而在這其中的遠程控制本身就是機電一體化的一部分。在未來發展過程中，能夠實現冶金生產作業現場總線和局域網連接，利用網絡來將家庭中所存在的所有家電結合在一起，利用計算機或者是手機就能夠對其進行實時控制，人們就能夠在這其中享受高科技帶來的體驗。

三、機電一體化應用

目前，對于機電一體化應用最為廣泛，而且效果最好的就是冶金自動化生產。冶金生產的各工序都引進機電一體化控制系統，并且在這其中對其功能、操作方法等方面的研究，都有著一定的突破性進展。在這其中機電一體化在軋線中運用開放式的而是將誒方法，將軟硬件結構和模塊進行創新性設計，進而使得更加具有兼容性，能夠適應多種情況，進而有效的提高用戶的使用效果。與此同時，在這過程中也實現多功能控制，通過一臺控制設備能夠控制多臺儀器運行。將機電一體化在軋鋼自動化生產中應用，實施自動化軋制，并且還能夠實施監測整個系統的運行情況，一旦出現問題就能夠及時的發現。將單片機作為控制機，在這基礎上安裝相應專業的模板，為其設計出結構更加復雜的數控裝置，為自動化生產提供多種功能，提高加工生產能力。當前，對于機電一體化技術來說，被廣泛的應用于冶金生產工作中，出現在各種自動化裝置、機械上。

四、機電一體化中電機控制與保護

對于電機控制來說，主要是對機電相關設施的保養，這也是機電事業能夠穩定發展的重要保證，想要獲得較好的效果，就需要對其進行深入研究。因為自身有著較多的優點，所以在生產實踐中發揮著非常重要的作用。（一）電機控制保護裝置存在的問題。當前的電機控制保護裝置中有很多的環節都需要進行有效調整，比如，在對軋機電機保護過程中，對于鼠籠式異步電機就很容易出現問題，而且對于整個生產線的影響較大。所以，對于電機本身來說，就應該選擇更加可靠的控制保護裝置，這是能夠真正保證生產安全的方法。在正常情況下，對于電機保護的原理是以電磁原理為主。比如，借助熔斷器來進行短路保護，這些都是當前較為廣泛的技術。隨著機械自動化水平的不斷提升，對于電機設備的使用次數也越來越多，這樣就很好的節省人力，將工作內容轉移到機械設備上。但是，在這過程中，卻因為受到啟動時間、電機狀態等等內容的影響，使得機器在這過程中經常出現損壞，無法保證機械的使用壽命。相關研究人員在對其問題不斷研究，希望能夠在這其中找出問題出現的原因，并且根據原因來提出相應的解決方法。在這過程中應該注意到以下幾點，第一，在設計過程中，應該了解這種設備在工作后的維修和養護工作，并且在這其中做好相應的計劃安排，進而保證每一個環節都能夠有效進行。（二）電機保護裝置發展前景。當前機電一體化中電機控制保護效果并不理想，主要還是缺少創新精神，沒有對其迎合時代的發展進行創新設計。在對這個問題在思考過程中，研究人員正在對其不斷改革，并且已經取得較好的效果。通過創新理論和方法，能夠推動機電一體化的向前發展。通過仿真計算的方法，能夠及時的引進所需要的數據和信息，并且以此為基礎，作出準確的判斷。在這過程中的，對于前期所存在的工作內容都需要盡可能的完善，這樣就能夠更好的保證保護控制裝置的靈敏度，也能夠為以后的發展打下良好基礎。對于在這過程中可能出現的新技術，對于電機控制保護裝置的影響也非常大，而且非常重要，需要對其內容進行有效整理，進而通過對內容的分析，就能夠明確問題出現的原因，以此為基礎，來更好的采取相應的措施來解決問題，這樣不僅能夠及時的發揮電機保護控制的各部分功能，還能夠在出現問題前，及時的作出相應的報警工作，真正的達到防患于未然的目的。

五、機電一體化電機控制的優缺點

當前在機電一體化電機控制過程中還存在一些問題，但是從整體發展上來看，依然處于穩定發展的情況，對在這其中的優缺點進行研究。（一）優點。對于機電一體化來說，其中的電機控制可以使用數字來進行顯示，并且在這過程中可以利用程序來更好的控制，很好的減少按鍵操作，操作變得更好方便，而且所有的動作都能夠都能夠實現重復。在這其中的一些高級產品，還能夠通過對參數的變化，來找到自己理想的工作程序，實現操作最優化。對于電機的控制來說，在這其中的會存在自動報警、監視等等功能，一旦在這過程中出現電力故障，就能夠實現自動報警，有效的提高安全。（二）缺點。在機電一體化電機控制在發展過程中，不斷增加輸出的轉矩，同時也增加電動機的輸出功率，但是在這其中電機的工作情況會有所變化，容易出現超負荷情況，給控制帶來非常大的安全隱患。針對電機控制所存在的缺點，在使用電機控制裝置的時候，就應該注意周圍環境，保證電機控制不會受到周圍因素的影響，還應該小心謹慎的進行操作。比如說，電機在和機械結合過程中，會有不同種連接方式，如果在這其中沒有保證連接監督，就會損壞電機，還會導致在這其中存在的軸承存在問題。而如果電機帶有刷子，那么刷子就會隨著時間的不斷增長，自身出現一些問題，需要定期對其檢查，保證能夠在正常情況下進行使用。對于一些超出規定溫度的電機，如果超出溫度范圍，就需要減少轉矩，防止在這其中發生意外。在操作機電一體化過程中，出現的很多生產事故都和電機的控制有關，比如在自動化機床中應用機電一體化，如果這個階段機床不能夠有效的執行相應的操作，就會威脅到操作人員的人身安全，這些事故出現的原因可能是因為電機不再正常工作情況下，或者是因為過熱導致電機無法運行。但是如果電機出現異常情況，相應的保護裝置應該及時啟動，如果電機保護裝置在這過程中沒有及時啟動，就會容易出現安全事故。在機電一體化系統中缺少電機保護系統，導致電機不在控制范圍內，而系統自身的保護裝置又因為需要接受信息，才能夠發送相應的指令，在這過程中會產生一段時間的緩沖器，而事故就會在這個階段出現，主要是因為硬件功能不滿足要求，進而使得電機控制不能夠滿足應用需求。

六、機電一體化應用中電機控制和保護路徑

（一）強化對電流和電壓的控制。電機是機電一體化中的重要組成部分，在這其中最核心的動力還是來源于電力，通過電磁之間的有效轉化，來帶動整個系統進行運行。在這其中的電力驅動都會有兩個標準，也就是電流和電壓，這是保證電機能夠正常運行的兩個重要方面。而且對于不同種類的電機來說，都有著相應的電壓、電流，如果在這其中電機處于正常作業狀態，那么所對應的這幾個指標也都是正常的，而如果在這其中出現一些問題，那么就能夠通過這些數據有效的看出其中的問題。對于在電機中存在的電壓和電流數據比較容易獲取，通過常規的檢測儀器就能夠對其進行檢測。當電壓出現異常的時候，就可能是電機內部的電容出現問題。而如果是電流出現問題，就可能是電機內部出現短路問題，通過對電壓和電流的檢查，據能夠了解電機在這其中所存在的故障，進而及時的找到出現問題的位置，并對其進行有效解決，實現機電一體化中對電機的有效控制。（二）定期對設備進行維護。在機電一體化中電機是主要的動力供應方法，那么就說明電機會長期處在運行的狀態下，自身難免在這過程中會出現損耗，而如果在這過程中沒有真正重視這些損耗，那么對于機電一體化的運行就會產生非常大的影響。所以，就需要定期對其內部系統進行有效的檢查，在這其中檢查的部分包括電機、軸承等等相應部件，對于所檢查的部分如果發現損耗嚴重，就需要及時更換，并且排除一些可能在運行過程中會出現問題的不見，保證電機的運行始終在最佳狀態下。在正常情況下下，機電一體化中的電機使用壽命高不能夠超過10萬小時，對于已超過使用期限的電機，應該及時的對其進行更換，以此來保證整個系統的正常運行。（三）清理電機作業環境。這項工作對于電機控制保護工作有著非常重要的作用，不管是在任何情況下，清理都非常重要，也是能夠保證工作能夠穩定進行的方法。因為在冶金環境下，電機在運行時就可能會受到周圍環境的影響，可能會長期處在多灰塵、通風不暢的狀態下，電機在這樣的情況下就容易出現灰塵堆積的現象，導致電機無法有效散熱，而如果電機無法有效散熱，那么就會影響電機輸出效率。還因為如果是在惡劣條件下進行運行，想要進行全面檢查就會非常，麻煩，所以就應該通過清理的方法，來去除掉電機上所存在的灰塵，保證電機的穩定運行。

七、結語

總而言之，通過對冶金生產機電一體化中電機控制進行深入研究，了解在這其中電機控制策略，并且在這過程中認識到其中所存在的問題，針對問題及時的進行解決，這對保證生產穩定運行十分有意義。

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作者:魏朝征 單位:唐鋼一鋼軋廠