机械电子式软启动装置控制系统的设计研究

赵世涛

摘 要：随着科技的发展和进步，农业发展也开始走向机械化。当前机械设备变得庞大和复杂，需要有更加完善和先进的系统装置予以控制，机械电子式软启动装置对控制机械设备的运行具有重要的作用。作为重要的机械电子技术之一，软启动技术对于农业机械化发展具有重要的意义。文章围绕着机械设备装置控制系统进行分析，对软启动技术进行研究，设计出机械电子式软启动装置控制系统，对机电一体化的发展具有重要的意义。

关键词：机械电子；软启动装置；控制系统

前言

机电一体化已经成为当前农业机械生产制造的发展趋势，将电子设备与机械设备紧密结合，形成机械电子系统，主要起到对机械设备的启动和控制作用。当前的机械设备具有连续、高效的运行能力，在农机生产当中起到关键性作用，随着农业机械生产的规模的扩大对于相关技术的要求也就有了很大的提升，这就需要先进的控制系统对大型机械设备进行有效的控制，实现稳定的机械化生产。

1 软启动装置的重要性

电子设备在机械运行中发挥着重要作用，现代农业机械设备业都是与电子设备实现操作控制的，需要供电设施进行电力提供，来维持发动机等电动机械设备的运转。电动机在启动过程当中，会在短时间内产生高强电流，一定程度上给供电系统以及电动机械设备带来一定的冲击，增加电力荷载，长期积累下来，会给电动机械设备造成一定的破坏，不利于机械电子设备的工作运行，因此，就需要能够有效控制机械设备运行的装置，软启动技术是良好的选择。通过机械电子式软启动，可以对机械设备有效的进行控制，保证机械在启动过程当中所产生的高强电流能够得到控制，避免产生危害。软启动装置有效的缓解了电力荷载压力，将电流限制在合理的范围内，同时保证机械设备的正常运行。机械电子式软启动装置控制系统的应用，能够满足当前农业机械设备生产的需求，对机械电子系统平稳有序的运行具有重要的作用，在农业机械设备当中，软启动装置发挥着重要的作用[1]。

2 机械电子式软启动装置的优势

农业机械设备多是大型机械设备，在启动过程当中会由于压降产生冲击转矩和高强电流，而软启动装置能够对其予以很好的限制，以更好的保护机械设备降低能耗。软启动装置能够对启动电流进行有效的控制，将电动机械设备需要承担的荷载限制在一定的范围内，保证机械设备的正常运行工作。软启动装置的特点是占据空间小，并且容易操控，便于维护，避免其故障的发生。随着科技的发展和进步，农业生产水平有了很大程度上的提升，对于机械设备控制系统有着极大的提升，原有的软启动装置已经不能满足发展的需要了，因此机械电子式软启动装置开始得到广泛的应用，有着较大的优势。

2.1 故障频率低

传统的软启动装置在应用之初发挥了很重要的作用，但是由于机械设备的功能得到了极大的完善和拓展，传统的软启动装置在某些方面的不足开始显现出来。随着电动机械设备的功率不断提高，软启动装置对其的调控力不足，在长期的使用当中很容易发生故障，难以保证电动机的平稳启动。因此，机械电子式软启动设备开始得以应用。与传统软启动设备相比，在控制故障的方面有着很大的优势。机械电子式软启动设备能够更好的适应当前机械设备所产生的强电流，承担荷载压力，能够有效的避免故障的发生，同时，机械电子式软启动设备由于其便于操作和维护的特性，能够及时将故障隐患予以消除极大的降低了故障的发生频率[2]。

2.2 启动平稳

在传统的软启动设备的应用当中，由于长时间的使用，加上机械设备自身的改进和完善，软启动设备渐渐跟不上大型电动机械设备的要求，对于电动机启动时产生的强电流不能限制在合理范围内，长此以往，机械设备容易发生故障，在运行过程当中难以保持平稳。机械电子式软启动设备就极大的改善了这一问题，软启动设备能够对电动机械设备启动时所产生的高强电流能够有效的进行控制并根据机械设备运行的基本需要，对产生的电流和荷载进行调控，将其维持在合理的数字范围，电动机械设备的启动也就更加平稳。在传统软启动设备的基础之上，将最为先进的机械电子式软启动技术引用其中，实现机械电子式软启动装置控制系统的建立，使大型电动机械设备更加平稳有序的工作[3]。

3 机械电子式软启动装置启动设计

3.1 启动方式设计

为了农业机械设备平稳的启动，良好的运行，需要对机械电子软启动装置的启动方式进行科学合理的设计，以实现机械自动化控制。主要的启动方式设计有斜坡电压式，斜坡恒流式以及矩形转矩式。斜坡电压软启动操作简单，在操作过程当中省略了电流闭环控制的环节；斜坡恒流式软启动则是将电动机启动电流呈现阶梯式增长，并将电流最大值设置在最合理的范围内，当电流增长到该值时，进行有效的控制，保持其恒定状态，可以极大的缩短启动时间；矩形转矩式软启动则是以满足荷载要求为前提，对软啟动装置予以保护，实现电动机的安全启动，以上几种方法，具有各自的优势喝缺陷，因此需要根据电动机械设备运行的实际需要加以合理利用，保证安全稳定[4]。

3.2 软件设计

农业机械设备电子式软启动的控制系统的设计离不开高新技术的应用，以计算机信息系统作为基础，将可编程控制器作为核心设备，对软启动设备进行科学程序设计。首先，采用控制语言以面向运行过程，采用形象语言以面向问题，建立最直观简单的结构，在该结构下进行程序设计。以控制系统的流程图以及功能需要进行设计，以完善机械电子式软启动装置的功能。其次，进行根据程序编写需要进行最优化的设计。选取编程软件，将计算机作为上位机，面向设计对象和可视化程序进行设计，采用不同的语言进行编写，使机械电子式软启动软件在运行过程当中反应和执行的效率更高。再次，依然以计算机作为上位机，进行软件系统的设计。包括对软件系统主界面、图形界面、菜单和相关工具栏的设计。最后，设计故障报警系统，以实时监控软件的运行，及时发现机械电子式软启动装置的故障，并采取有效的措施予以解决，保证其高效、稳定的运行[5]。

3.3 硬件设计

相比于软件设计，机械电子式软启动装置的硬件设计就显得比较简单，需要对机械电子式软启动装置进行电路设计。在主电路的设计只是在电源和电动机定子之间接上晶闸管，能够有效控制电压以及电机转速，实现对其的调控，以更好的控制软启动装置的启动，在很大程度上提升了农业机械设备的生产能力。

4 结束语

机械电子式软启动装置控制系统的设计研究，需要对软启动技术进行完善和改进。为了满足农业机械生产的实际需要，需要对机械电子装置控制系统进行针对性的设计发挥其自身优势，拓展多样化的功能，在未来的社会生产当中，经过优化的机械电子式软启动装置控制系统将会发挥更为重要的作用，对农业机电一体化的发展具有重要的意义，对农业的发展具有重要的意义，推动了社会的发展进步。

参考文献

[1]赵明阳.机械电子式软启动装置控制系统的设计[J].通讯世界，2014，6：38-39.

[2]何晓燕.机械电子式软启动装置控制系统及软件设计[J].机械工程与自动化，2005，3：36-38.

[3]孙一平.机械电子式软启动装置[J].山东农业技术，2015，11：143.

[4]刘琦.机械电子式软启动装置传动系统的优化设计[J].机械管理开发，2013，1：49-50.

[5]徐瑞银，林晓磊，杨永滕，等.机械电子式软启动装置系统的研究[J].矿山机械，2004，12：65-66.