淺析工程機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計

時間:2022-03-06 05:19:01

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淺析工程機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計

現(xiàn)有工程機(jī)械一體化監(jiān)測系統(tǒng)常見的問題

現(xiàn)有的工程機(jī)械一體化監(jiān)測系統(tǒng)和設(shè)備由于不具有通用性,因此經(jīng)常出現(xiàn)各種問題,導(dǎo)致工程機(jī)械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的功能得不到良好的發(fā)揮,效率得不到提升。因此有必要認(rèn)識到目前監(jiān)測系統(tǒng)存在的各種問題,然后采取針對性的措施加以解決,目前工程機(jī)械監(jiān)測系統(tǒng)及設(shè)備存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。系統(tǒng)監(jiān)測項目不夠齊全由于應(yīng)用到工程機(jī)械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的各種配件不夠齊全,型號不一,類型不同,因此各種測量型的儀表組合并不能完全滿足工程機(jī)械的監(jiān)測要求,從而造成對工程機(jī)械的一體化監(jiān)測無法發(fā)揮擁有的功能,存在諸多問題,其中一個突出表現(xiàn)就是監(jiān)測的項目不齊全。工程機(jī)械一體化監(jiān)測項目涉及的范圍和領(lǐng)域非常豐富,常見的監(jiān)測項目包含了電流、氣壓、電流、氣壓、油壓、油溫、水溫、轉(zhuǎn)速等,而對于這些項目僅僅依靠一個設(shè)備或者不同類型的設(shè)備組合是不行的,因此在系統(tǒng)監(jiān)測項目不夠齊全,直接影響了工程機(jī)械一體化監(jiān)測的效果和質(zhì)量,例如關(guān)于電壓的監(jiān)測設(shè)備就一般具有對油壓的監(jiān)測功能,無法計算相應(yīng)的流量和工作時間數(shù)等。監(jiān)測設(shè)備質(zhì)量不過關(guān),無法實現(xiàn)系統(tǒng)的正?;鄶?shù)用于工程機(jī)械一體化監(jiān)測的設(shè)備在質(zhì)量上由于無法匹配工程機(jī)械的性能和操作系統(tǒng),因此其監(jiān)測的儀表過多而且比較復(fù)雜,其面板的布置也相當(dāng)不方便。現(xiàn)有的監(jiān)測儀表大多是很多廠家外購的產(chǎn)品,其種類型號都是不同的,因此用于工程機(jī)械一體化監(jiān)測的儀表種類繁多,質(zhì)量上無法完全達(dá)到工程機(jī)械一體化工作的要求,而且由于大小,樣式存在差異,導(dǎo)致工程機(jī)械一體化的儀盤表看起來十分混亂,不容易觀察和監(jiān)測到數(shù)據(jù),直接影響到了工程機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的正?;?,影響工程機(jī)械一體化的工作效率和質(zhì)量。工程機(jī)械一體化監(jiān)測設(shè)備容易損壞而出現(xiàn)故障在工程機(jī)械一體化監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行過程中,由于種類、型號繁多,生產(chǎn)廠家不同導(dǎo)致其在工作中無法正常運(yùn)行。再加上在運(yùn)行中,如果工程機(jī)械的操作使用人員對于某個型號的設(shè)備的工作原理不能理解,或者理解不透,都會帶來種種問題。此外受到生產(chǎn)廠家技術(shù)水平的影響,監(jiān)測設(shè)備由于工作環(huán)境不合理,不恰當(dāng),導(dǎo)致這些設(shè)備容易損壞和失效。如果工程機(jī)械在使用與操作過程中,一些監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)備不能經(jīng)常性的使用,就會導(dǎo)致這些設(shè)備在工程機(jī)械操作過程中失去作用,而操作人員只能在工程機(jī)械監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下,完全依靠自身的經(jīng)驗去判斷和操作,直接影響了工程機(jī)械的使用效率和質(zhì)量。2.4工程機(jī)械一體化監(jiān)測系統(tǒng)復(fù)雜不容易操作對于工程機(jī)械一體化的監(jiān)測來說,提高其系統(tǒng)的操作性將是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前很多機(jī)械上的監(jiān)測系統(tǒng)都是安裝比較復(fù)雜的設(shè)備,在信息的傳遞上效率不高,傳遞所使用的方式也比較落后。例如有些監(jiān)測設(shè)備的信息傳遞主要依靠管路傳遞,這些管路的使用不但增強(qiáng)了監(jiān)測系統(tǒng)難度而且對于安全性以及信息傳遞的可靠性也造成影響。因此優(yōu)化工程機(jī)械一體化的監(jiān)測系統(tǒng)是十分必要的。

工程機(jī)械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容

中央處理器可采用目前比較成熟的單片機(jī)處理種功能的軟、硬件技術(shù)。以日本東芝公司生產(chǎn)的單片機(jī)TMP87CH46N/47U為例,其ROM為16kB,RAM為512kB,有8個8位A/D轉(zhuǎn)換器,2個8位計時器和2個16位計時器等,且具有功能強(qiáng)大的指令系統(tǒng),其RAM可實時采集并存貯機(jī)械在一定時間內(nèi)的測量參數(shù),需要時可通過處理器的輸出接口輸入到計算機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。顯示裝置可采用目前較為流行的彩色圖文液晶顯示屏,由于采用全固體器件,工作可靠,便于適應(yīng)工程機(jī)械的使用要求。目前常見的此種顯示屏可具有內(nèi)置國標(biāo)漢字庫、串行通訊速率20k/s、指令代碼編程、16種顏色、單一電源供電等功能,而且可以以模擬與數(shù)字共同顯示方式顯示所測數(shù)據(jù),即直觀,又準(zhǔn)確,完全可以適應(yīng)工程機(jī)械監(jiān)測的顯示之用??刂蒲b置可隨時控制顯示模式,選定顯示參數(shù),各測量參數(shù)即可固定顯示,也可按控制裝置的設(shè)定自動輪流顯示。系統(tǒng)開始工作后,各個傳感器直接將收集的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換然后發(fā)送至處理器,處理器通過專家系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并進(jìn)行判斷,如果經(jīng)過分析判斷系統(tǒng)為正常狀態(tài),那么則繼續(xù)監(jiān)測工作,如果判斷系統(tǒng)為異常,則開始報警。然后系統(tǒng)會自行開始對出現(xiàn)的故障和問題進(jìn)行診斷,以發(fā)現(xiàn)其故障原因,并提示出可以采取的維修方式和方法。如果通過診斷發(fā)現(xiàn)不了原因,則需要將發(fā)生故障時的各種技術(shù)參數(shù)記錄下來,然后借助專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫將這些故障記錄下來,從而形成知識庫。系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件利用中央處理器自身的控制指令,用匯編語言編寫,通過編程器輸入CPU,機(jī)械啟動后,該系統(tǒng)自動加電啟動,經(jīng)對各端口及寄存器進(jìn)行初始化后,開始接收各傳感器傳來的數(shù)據(jù),并對各數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,經(jīng)端口檢驗,將接收到的數(shù)據(jù)與該端口測量參數(shù)的故障極限數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,若超出正常數(shù)據(jù)值,則經(jīng)聲光方式給予報警,若所測數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi),則不予報警,并將數(shù)據(jù)存入RAM,然后將數(shù)據(jù)送入顯示模塊進(jìn)行顯示。為有效利用該系統(tǒng)的功能,各測量數(shù)據(jù)由軟件設(shè)計自動存入其RAM內(nèi),需要時可通過系統(tǒng)的輸出接口輸入到外部計算機(jī)內(nèi),在計算機(jī)上對數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析,以進(jìn)一步了解其工作狀況及故障發(fā)生時的情況。從以上分析來看,關(guān)于工程機(jī)械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化與設(shè)計應(yīng)該根據(jù)工程機(jī)械自身的特點(diǎn)來進(jìn)行,系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計的一個基本目標(biāo)是要注重監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性有穩(wěn)定性,要在注重經(jīng)濟(jì)性的同時,采取一些相對簡單而又能應(yīng)付惡劣工作環(huán)境的設(shè)備,從而提高監(jiān)測系統(tǒng)的整體性能。

加強(qiáng)工程機(jī)械一體化的監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,已經(jīng)成為改善工程機(jī)械一體化作業(yè)精確度和效率的重要途徑。針對目前監(jiān)測設(shè)備容易出現(xiàn)各種問題的實際情況,本文對于工程機(jī)械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化,可以在某種程度上解決當(dāng)前工程機(jī)械一體化操作帶來的問題,從而提高工程機(jī)械一體化運(yùn)行的效率和質(zhì)量??傊?,隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,尤其是計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,將微電子控制技術(shù)作為核心的機(jī)電一體化監(jiān)測技術(shù)必將在工程機(jī)械使用以及操作、改造中發(fā)揮重要的作用,極大推動工程機(jī)械自身性能的改進(jìn)和技術(shù)的創(chuàng)新,這對于推動工程機(jī)械技術(shù)的發(fā)展,提高工程機(jī)械的使用效率,將產(chǎn)生重要的影響和價值。相信未來機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍將會更加的廣泛和深入,因此工程機(jī)械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化與設(shè)計作為一個理論與實踐相結(jié)合的研究課題具有深遠(yuǎn)的意義。

本文作者:李國銘申寧工作單位:煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院