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摘要:机电一体化技术是结合了操控软件、信息设备和机械设备等多元技术而成的一门综合性技术,具有可视化、透明化、信息化、数字化、自动化的特点。本文针对化工机械领域综述了机电一体化技术的概念、使用价值和发展现状,重点综述了机电一体化在化工机械中的应用,叙述了机电一体化在化工机械中应用的发展方向及趋势,对机电一体化的开发和在化工机械领域的应用具有一定的参考价值。
关键词:机械;机电一体化;化工;应用
1 机电一体化概述
1.1 机电一体化技术概念
机电一体化是指将操控软件、信息设备和机械设备联合运用,通过远程电脑操作,结合多媒体信息技术,实现机电设备的可视化与透明化的一种过程[1]。机电一体化的特点是可视化、透明化、信息化、数字化、自动化。将机电一体化应用于化工领域,可以对机械设备、工艺过程潜在的故障进行筛查,系统可以全方位监控,遇到故障、失控时可以发出警报,非常全面高效,有利于降低成本,还能减少事故的发生。机电一体化技术是一种结合了多种高新技术而成的新技术,机电一体化技术的核心技术是传感信息系统技术,是利用云计算机平台控制信息,从而实现机械设备的自动化控制,用于化工领域,非常有效的提高了经济效益。
1.2 机电一体化的使用与价值
机电一体化技术在化工领域的应用是将监控、软件、管理设备有效的结合在一起,通过电脑进行控制,有效的减少现场人员,减轻工作强度,实现高效、全自动的生产过程。机电一体化的后台监管程序可以帮助人们发现设备和工艺潜在的问题,并报警提示,这样就可以减少事故的发生和人员财产的损失。在化工领域,机电一体化技术的投入成为未来的趋势,其价值在于提高生产效率,实现全面有效的对操纵、运转期间的机械设备的控制、管理与监督,为企业创造稳定、安全的环境,减少了职业危害和潜在的危害。
1.3 机电一体化发展现状
化学工业是人们生活住行离不开的一个行业,但是,该行业危险性大,这就需要借助先进的技术来解决这一问题。随着技术的不断发展,机械技术、信息技术、软件技术都有了突飞猛进的发展,对此,我们试图将机电一体化技术引入化工行业,来解决化工行业的安全性问题。现阶段,机电一体化技术主要是靠微电子处理器的运行模式,随着技术水平的提高,机电一体化的应用也越来越广泛,目前应用较多的是电子管理设备的核心微处理器,其次,则是应用在化工机械领域,这对工艺的稳定性要求较高,但是我国在化工机械设计中对于机电一体化的应用还不够[2]。
2 机电一体化在化工机械中的应用
2.1 监控作用
机电一体化在化工领域的一个重要应用就是监控作用[3]。具体表现在:(1)通过机电一体化技术对设备的运行进行监控;(2)通过机电一体化技术对设备的故障和问题进行监控,化工机械设备常因超负荷工作或人工操作不当而产生故障,化工机械设备多种多样,不同的设备运行方式不同,出现的故障也有较大的差异,如果故障不能及时被发现,经过积累,就会发生事故,使用机电一体化技术对设备的故障和问题进行监控,可以减少设备故障的积累。(3)对工艺参数进行监控,如果设备运行的过程中出现超温超压超流速的现象,通过机电一体化技术也可以第一时间作出报警,并在紧急的时候采取紧急措施。综上所述,在化工机械运行中,机电一体化的应用之一就是监控、警报,工作人员在收到报警后进行排查,或者通过连锁采取必要的措施,从而保证机械系统的正常运行。
2.2 精度控制
机械设备在化学工业中的应用较为广泛,使用电子控制系统对机械设备的运行进行控制,可以提高设备运行效率和设备的做功精度,随着化工行业的需求不断提高,机械行业为了达到化工行业的要求也在不断进步,这就促进了机电一体化技术的发展和应用。尤其是电子控制技术和智能技术,一直都在不断的改进。在化工行业的某个单元使用机电一体化技术,可以实现精度控制,减少人工误差。控制精度的提高,不仅大幅度提高了作业效率,还提升了产品的质量和稳定性,机电一体化技术的应用实现了产品生产和项目施工中的精度控制,使生产更加稳定。
2.3 提高生产效率
机电一体化在化工领域的另一个重要应用是提高生产效率。在化工机械中运用机电一体化,可以对机械设备的运行进行管理,达到自控效果。机电一体化的运用提高了监控强度,提高了控制精度,从而有效降低了事故发生的概率,自动监测系统可以及时发现设备的故障,提醒操作人员进行检查或者自行启动应急措施,这样就有效提高了设备运行的效率,间接提高了生产效率[4]。
2.4 节能作用
化工机械的运行需要较高的能量,尤其是大型机械设备,因工作负荷量大,运行过程中需要的能耗也就更大,我们都知道,如果机械设备的运行功率不能达到额定功率,会产生更大的能源消耗,且运行效益难以保证。在设备运行过程中,使用机电一体化技术,可以通过对机械设备的监视和控制,自动调节机械设备的实际运行功率,有效防止过载情况的发生,减少了机械运转过程中的无用功,提高了机械运行过程中的动能转换率,起到节能作用。
2.5 制造化工机械设备
利用机电一体化技术还可以制造化工机械设备,这里主要使用的技术是CAE技术(计算机辅助工程)、模糊控制、CAD(计算机辅助设计)技术和人工神经网络。CAE技术是机械自动化中的一种核心技术,可以计算和分析化工机械制造中的力学性能;利用模糊控制可以按照化工机械的相关指标,分析数据,并优化调整化工机械的结构功能;利用CAD技术可以对化工机械进行建模,有利于对模型进行修改,有助于降低化工机械制造成本;运用人工神经网络可以对化工机械进行动态设计,提高化工机械的制造效率。
3 机电一体化在化工机械中应用的发展方向及趋势
3.1 使化工机械的形象具体化
随着社会的发展、科学技术的进步和人们生活质量的提高,人们对产品的质量要求越来越高,对产品多样化的需求也越来越大,为了达到这一需求,化工机械需要更加形象具体化,也需要更加智能化,如果在不久的将来,我们能够开发出具有逻辑判断和推理能力的化工机械,化工行业的前景将更加美好。
3.2 使化工机械的多元化
化工机械产品具有非常广泛的用途,无论是经典的化工机械还是新开发的化工机械,都具有较为广泛的应用前景,因此,将化工机械多元化将成为化工机械近期发展的一个重点方向,尤其是开发远程控制的终端设备、将化工机械智能化、将机电一体化与网络相结合,实施多元化的管理,都将是化工机械后期发展的目标,而且,这些目标一旦达成,就是重大的突破。
3.3 使化工机械应用多样化
目前,机电一体化技术在化工领域中应用的最多的是石油化工,这是因为石油化工的工艺比较成熟,生产更趋于连续化。但是,在精细化工领域,由于工艺的不稳定、生产的不连续导致机电一体化技术很难应用,因此,我们需要加大力度研究化工机械及其机电一体化技术,使其能够应用到更多的化工领域中,这对于减少安全事故具有重要的意义。
4 结语
机电一体化技术是的一门综合性技术,具有可视化、透明化、信息化、数字化、自动化的特点。本文针对化工机械领域综述了机电一体化技术的概念、使用价值和发展现状,重点综述了机电一体化在化工机械中的应用,具体包括监控作用、精度控制、提高生产效率和节能作用四个方面,最后本文叙述了机电一体化在化工机械中应用的发展方向及趋势,包括化工机械的形象具体化、化工机械的多元化和化工机械应用多样化等方面,对机电一体化的开发和在化工机械领域的应用具有一定的参考价值。
参考文献
[1]李浩然. 机电一体化在石油化工机械中的应用浅谈[J]. 石化技术, 2019, 26(10): 354-355.
[2]张静. 机电一体化在化工机械中的应用[J]. 化工设计通讯, 2017, 43(06): 254.
[3]马斌. 化工企业中机电一体化技术的应用探究[J]. 电工技术, 2019(12): 124-125.
[4]丛培东. 化工工程机械中机电一体化技术的应用[J]. 辽宁化工, 2020, 49(03): 312-314.