盡管國際金融危機的洶涌來襲給國內機械制造業企業蒙上一層陰影，但隨著《工程機械制造業三年振興規劃》的出臺以及擴大內需的4萬億投資對工程機械行業的推動，國內工程機械行業仍然穩步前行。在利好的刺激下，整個工程機械行業格局也在不斷調整，各大企業也加大了對人才培養、技術創新上的投入。工程機械良好的發展態勢，也在影響著其上游行業——自動化行業的發展，自動化廠商紛紛選擇進軍工程機械行業，以期獲得更大的行業市場與客戶資源。
談到工程機械行業應用的自動化產品，我們會想到與此相關的許多產品指標，諸如高可靠性、高防護等級、良好的電磁兼容性等等。但除卻這些性能因素，在國內制造業節能、環保、高效生產的倡導下，越來越多的工程機械制造商們已經將目光鎖定在“綠色”、“智能”兩大關鍵詞上。同時，這樣的發展趨勢對于自動化產品來說，也是一個極大的利好消息。本期“行業”欄目，我們邀請到三一重工智能控制設備有限公司硬件開發研究所工程師姚洪濤先生，請他為自動化企業支招。
發動機底盤與執行機構存在節能空間
相對于一般行業，工程機械行業對自動化產品的要求較為苛刻。“由于工程機械設備一般體積較為龐大，而且應用環境又十分惡劣。高可靠性與高防護等級是自動化產品最基本的要求，同時還應具有抗振、防潮、防浪涌沖擊、防電擊等特點。因此，應用在工程機械行業的自動化產品的價格也相對較高。”姚洪濤介紹說。
但是如果要在節能方面有所突破，僅僅擁有上述的性能還遠遠不夠。發動機是工程機械所有系統中對環境影響最大的部件，尤其在振動、噪聲和排放指標方面，同時，發動機也是 “耗能大戶”。據了解，目前工程機械行業提倡發動機與傳動系統、工作系統和行走系統的合理匹配，這樣可以達到良好的節能效果。企業當前的目標是研究不同的工程機械對應什么類型的發動機，這樣其功率曲線才能達到節能的效果。
姚洪濤說：“目前，我們在研究如何獲取發動機底盤信息與改善執行機構的項目。盡管相關產品沒有實現批量生產，但是這個項目已經被列在我們的技術研究規劃中。”眾所周知，傳感器產品已經廣泛應用于工程機械發動機工控控制領域，例如位置傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等等。在這個應用中，傳感器、分布式IO模塊等數據采集相關產品將得到更為廣泛的應用與推廣。姚洪濤指出，從發動機以及執行部件上找到能耗的根源，才能從根本上解決工程機械設備耗能大、污染大的問題，也將節能環保的工作提升到更高的技術層次。
專用控制器的研發需關注智能化
控制器及其相關控制系統是工程機械行業關鍵核心技術之一，直接決定了產品的性能。通用的可編程邏輯控制器（PLC）在很多方面難以滿足工程機械行業嚴酷的作業環境與各項功能的要求，而具備高防護等級的專用控制器更具有行業針對性，目前已經普遍應用于挖掘機械、路面機械、起重機械等領域。
姚洪濤介紹，專用控制器首先要適應惡劣作業環境的能力，也要能夠承受大電流與高電壓的沖擊；同時，可以提供工程機械控制所需的各類輸出驅動接口，以及車載系統所需的各類采集接口；還應該能提供針對工程機械控制的各種高級應用軟件算法模塊。
隨著工程機械市場規模的日益擴大，以及信息技術等相關技術的發展，應用在專用控制器上的新技術也層出不窮。“比如說，我們研究的五截臂工程機械設備的運動控制項目，要求每個截臂的連接處可以靈活運動，只需要在末端點安裝一個傳感裝置，就可以實現每段截臂精確而又隨心所欲的動作。這就要求截臂能夠實現路徑的規劃等功能，也對專用控制器提出了很高的要求，在智能化方面要有一個質的飛躍。”姚洪濤介紹。隨著控制器處理能力的不斷提高，許多復雜的算法尤其是智能控制算法可以得到充分的應用。這大大推動了控制領域自動化程度的提高，也使得控制器越來越人性化，對于操作人員的經驗與熟練程度的要求逐漸降低，而操作效率卻不斷提升。
服務門類有待細分
據姚洪濤介紹，三一重工的各大部門各有分工，但彼此之間的業務也是交叉的，這一方面助推了彼此經驗的共享，同時對客戶的服務項目上劃分更加詳細，也得到了用戶的廣泛認可與好評。這樣的組織架構與服務模式，也值得自動化企業借鑒。
“在三一重工，針對嵌入式、電氣、硬件、軟件、系統應用等都有專門的研究所，這樣的組織架構幾乎涵蓋了所有的技術門類，也滿足了工程機械行業的技術需求。在我們硬件開發研究所，主要的任務就是為各類以‘工程’為主題的機械裝備提供關鍵、特色控制部件和系統，并結合工業控制領域專用技術提供工程機械的智能控制綜合解決方案，同時給予相應的技術和服務支持。”姚洪濤解釋道。細分技術部門，并實現服務細分，優勢不言而喻，在貼近行業需求的同時，也開拓了更大片的工程機械“藍海市場”。
近年來，國內工程機械行業的快速發展極大地帶動了其上游產業，這也促進了工程機械行業自動化水平的成熟。目前，與國外一臺先進設備上裝有幾十只，甚至幾百只傳感器的現狀相比，國內工程機械不論在傳感器數量、種類以及采集的范圍方面都存在差距。姚洪濤認為，自動化企業可以抓住機遇，繼續推動傳感器技術的發展，在材料、工藝、使用壽命、抗干擾能力及智能化方面進行進一步的研究。同時，在網絡通訊及遠程診斷技術方面，可以將網絡技術應用于工程機械設備內部各系統間的連接和通訊中。這樣不光可以減少線路連接，提高系統可靠性，也可進行實時診斷、測試和報警，進而實現集中顯示、歷史查詢和自診斷功能。通過網絡通信還可實現機械故障遠程診斷，節約維修時間與成本。
當下，工程機械行業在中國市場的發展形勢可謂如火如荼，自動化產品的客戶認知度與市場基礎也隨著該行業的發展而逐漸成熟與穩固。在行業整體向綠色、智能轉型的同時，自動化廠商也應該更關注工程機械行業的走勢，研發出更適合行業發展的新產品與新技術。
