摘 要：工程机械一体化监测系统是确保工程机械安全使用的重要系统。工程监测系统的能否运转正常，将对工程机械操作性能、安全与可靠性产生重要的影响。工程机械的安装与使用，由于由多个零件构成，功能不一，结构不同，建立统一优化的检测系统十分必要。文章在分析工程机械一体化基本内涵的基础上，利用相关理论与技术对工程机械一体化监测系统的优化与设计开展了一系列的讨论。
关键词：工程机械；一体化；监测系统；优化
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0078-02
加强工程机械一体化监测系统的优化与设计，对于提高工程机械的使用性能、操作效率，提高其自身运行的安全性与可靠性具有十分重要的意义。随着机电一体化技术的发展，对于工程机械一体化监测系统的技术进步及优化提供了新的物质基础和理论能量。本文将在探讨工程机械一体化的基础上，对于如何认识目前工程机械一体化存在的各种问题，提高工程机械的使用效率和操作性能进行深入的探讨和分析。
1 工程机械一体化及监测系统优化
1.1 工程机械一体化的定义
工程机械一体化是为了确保工程机械操作的舒适性、安全性以及可靠性而进行的一系列的系统设计和安排。工程机械一体化主要是为了工程机械自身每个设备和构件的功能得到良好的发挥，在确保使用工程机械安全可靠的基础上，通过一系列的系统设计和优化，从整体上最大程度的激发工程机械可以发挥的潜力和能量，从而使工程机械的使用效率和操作质量得到最大程度的提升。工程机械一体化需要强有力的监测系统来作为保障，实施工程机械一体化监测是为了促进工程机械一体化的有效展开，确保工程机械一体化的进度和质量，有效控制工程机械一体化过程中出现的各种问题。
1.2 实施工程机械一体化监测系统的意义
将工程机械一体化监测系统技术引入到工程机械当中，可以极大的改善工程机械的性能和质量，使工程机械的经济性、可靠性以及安全性，操作性大大提高。例如工程机械的液压技术与电子控制技术相结合，就可以大大提高工程机械的操作效率和质量。目前微机处理器在工程机械应用到相当普及，并且取得了不错的效果。随着机电一体化技术的发展，工程机械与机电一体化技术的融合达到了前所未有的高度，电子监控系统技术已经深入到工程机械的诸多领域，并且还有拓展和扩大的趋势。一体化监测将确保工程机械使用的可靠性得到极大提升，同时也可以保证工程机械不出现安全事故，提高操作的效率和质量。通过以上分析可以发现一体化监测系统对于工程机械的使用性能、操作效率、安全与可靠性、节能、自动化等多个方面都产生重要影响。但是需要指出的是使用工程机械的毕竟是人，因此在将一体化监测系统引入到工程机械当中的时候，不能忽略人的主体作用。要充分重视人的主动能量，只有这样才能更好的发挥一体化监测系统的作用，提高工程机械的使用效率，推动一体化监测系统的发展和进步。
2 现有工程机械一体化监测系统常见的问题
现有的工程机械一体化监测系统和设备由于不具有通用性，因此经常出现各种问题，导致工程机械一体化监测系统的功能得不到良好的发挥，效率得不到提升。因此有必要认识到目前监测系统存在的各种问题，然后采取针对性的措施加以解决，目前工程机械监测系统及设备存在的问题主要表现在以下几个方面。
2.1 系统监测项目不够齐全
由于应用到工程机械一体化监测系统的各种配件不够齐全，型号不一，类型不同，因此各种测量型的仪表组合并不能完全满足工程机械的监测要求，从而造成对工程机械的一体化监测无法发挥拥有的功能，存在诸多问题，其中一个突出表现就是监测的项目不齐全。工程机械一体化监测项目涉及的范围和领域非常丰富，常见的监测项目包含了电流、气压、电流、气压、油压、油温、水温、转速等，而对于这些项目仅仅依靠一个设备或者不同类型的设备组合是不行的，因此在系统监测项目不够齐全，直接影响了工程机械一体化监测的效果和质量，例如关于电压的监测设备就一般具有对油压的监测功能，无法计算相应的流量和工作时间数等。
2.2 监测设备质量不过关，无法实现系统的正常化
多数用于工程机械一体化监测的设备在质量上由于无法匹配工程机械的性能和操作系统，因此其监测的仪表过多而且比较复杂，其面板的布置也相当不方便。现有的监测仪表大多是很多厂家外购的产品，其种类型号都是不同的，因此用于工程机械一体化监测的仪表种类繁多，质量上无法完全达到工程机械一体化工作的要求，而且由于大小，样式存在差异，导致工程机械一体化的仪盘表看起来十分混乱，不容易观察和监测到数据，直接影响到了工程机械系统运行的正常化，影响工程机械一体化的工作效率和质量。
2.3 工程机械一体化监测设备容易损坏而出现故障
在工程机械一体化监测设备运行过程中，由于种类、型号繁多，生产厂家不同导致其在工作中无法正常运行。再加上在运行中，如果工程机械的操作使用人员对于某个型号的设备的工作原理不能理解，或者理解不透，都会带来种种问题。此外受到生产厂家技术水平的影响，监测设备由于工作环境不合理，不恰当，导致这些设备容易损坏和失效。
如果工程机械在使用与操作过程中，一些监测系统的设备不能经常性的使用，就会导致这些设备在工程机械操作过程中失去作用，而操作人员只能在工程机械监测设备出现故障的情况下，完全依靠自身的经验去判断和操作，直接影响了工程机械的使用效率和质量。
2.4 工程机械一体化监测系统复杂不容易操作
对于工程机械一体化的监测来说，提高其系统的操作性将是一个关键环节。目前很多机械上的监测系统都是安装比较复杂的设备，在信息的传递上效率不高，传递所使用的方式也比较落后。例如有些监测设备的信息传递主要依靠管路传递，这些管路的使用不但增强了监测系统难度而且对于安全性以及信息传递的可靠性也造成影响。因此优化工程机械一体化的监测系统是十分必要的。
3 工程机械一体化监测系统的优化设计的内容
3.1 工程机械一体化监测系统的硬件准备
本系统主要由传感器、中央处理器、显示装置、控制装置四大部分组成。由于工程机械监测系统所要测量的参数较多，且类型不同，所以要采用的传感器也就依具体情况来选用，但总体的原则是均采用现代电子式传感器，即可提高测量精度，也有利于对信息的传递与处理。如电磁式速度传感器、热电偶温度传感器、半导体压力传感器、涡流流量传感器、热线流量传感器等。中央处理器可采用目前比较成熟的单片机处理种功能的软、硬件技术。以日本东芝公司生产的单片机TMP87CH46N/47U为例，其ROM为16 kB，RAM为512 kB，有8个8位A/D转换器，2个8位计时器和2个16位计时器等，且具有功能强大的指令系统，其RAM可实时采集并存贮机械在一定时间内的测量参数，需要时可通过处理器的输出接口输入到计算机内进行处理。显示装置可采用目前较为流行的彩色图文液晶显示屏，由于采用全固体器件，工作可靠，便于适应工程机械的使用要求。目前常见的此种显示屏可具有内置国标汉字库、串行通讯速率20k/s、指令代码编程、16种颜色、单一电源供电等功能，而且可以以模拟与数字共同显示方式显示所测数据，即直观，又准确，完全可以适应工程机械监测的显示之用。控制装置可随时控制显示模式，选定显示参数，各测量参数即可固定显示，也可按控制装置的设定自动轮流显示。
系统开始工作后，各个传感器直接将收集的信号进行转换然后发送至处理器，处理器通过专家系统来进行数据分析并进行判断，如果经过分析判断系统为正常状态，那么则继续监测工作，如果判断系统为异常，则开始报警。然后系统会自行开始对出现的故障和问题进行诊断，以发现其故障原因，并提示出可以采取的维修方式和方法。如果通过诊断发现不了原因，则需要将发生故障时的各种技术参数记录下来，然后借助专家系统数据库将这些故障记录下来，从而形成知识库。
3.2 系统软件设计
系统软件利用中央处理器自身的控制指令，用汇编语言编写，通过编程器输入CPU，机械启动后，该系统自动加电启动，经对各端口及寄存器进行初始化后，开始接收各传感器传来的数据，并对各数据进行处理，经端口检验，将接收到的数据与该端口测量参数的故障极限数据进行比较，若超出正常数据值，则经声光方式给予报警，若所测数据在正常范围内，则不予报警，并将数据存入RAM，然后将数据送入显示模块进行显示。为有效利用该系统的功能，各测量数据由软件设计自动存入其RAM内，需要时可通过系统的输出接口输入到外部计算机内，在计算机上对数据进行详细分析，以进一步了解其工作状况及故障发生时的情况。从以上分析来看，关于工程机械一体化监测系统的优化与设计应该根据工程机械自身的特点来进行，系统的优化设计的一个基本目标是要注重监测系统的可靠性有稳定性，要在注重经济性的同时，采取一些相对简单而又能应付恶劣工作环境的设备，从而提高监测系统的整体性能。
4 结 语
加强工程机械一体化的监测系统的优化设计，已经成为改善工程机械一体化作业精确度和效率的重要途径。针对目前监测设备容易出现各种问题的实际情况，本文对于工程机械一体化监测系统的设计与优化，可以在某种程度上解决当前工程机械一体化操作带来的问题，从而提高工程机械一体化运行的效率和质量。总之，随着现代信息技术的发展，尤其是计算机技术的发展，将微电子控制技术作为核心的机电一体化监测技术必将在工程机械使用以及操作、改造中发挥重要的作用，极大推动工程机械自身性能的改进和技术的创新，这对于推动工程机械技术的发展，提高工程机械的使用效率，将产生重要的影响和价值。相信未来机电一体化技术在工程机械应用的领域和范围将会更加的广泛和深入，因此工程机械一体化监测系统的优化与设计作为一个理论与实践相结合的研究课题具有深远的意义。
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