機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)分析

摘 要：機(jī)電一體化和自動(dòng)化控制在機(jī)電控制領(lǐng)域應(yīng)用范圍越來越廣，它們能優(yōu)化機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率，轉(zhuǎn)變機(jī)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，促進(jìn)行業(yè)智能化，機(jī)電企業(yè)要抓住發(fā)展機(jī)遇，積極迎接自動(dòng)化、一體化挑戰(zhàn)，提升企業(yè)綜合實(shí)力。文章以機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)的概念為基礎(chǔ)，闡述了自動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中的積極意義，結(jié)合當(dāng)前機(jī)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化在機(jī)電控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用途徑，以期促進(jìn)機(jī)電一體化持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)電控制系統(tǒng)；自動(dòng)控制技術(shù)；機(jī)電一體化；智能化

我國是當(dāng)前世界上制造業(yè)大國之一，隨著生產(chǎn)力水平不斷提高，對(duì)機(jī)電等制造行業(yè)提出了更高的要求，不僅需要滿足人們?nèi)找娑鄬哟蔚臋C(jī)械需求，更要利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率，基于此，機(jī)電一體化應(yīng)運(yùn)而生，它能幫助機(jī)電企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，在行業(yè)中占據(jù)越來越重要的地位。

1 機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)的概念

在了解機(jī)電一體化含義之前，需要理順機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)概念：

1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)概念

機(jī)電控制系統(tǒng)是指利用計(jì)算機(jī)設(shè)置生產(chǎn)程序，通過控制裝備遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)過程，它具有自動(dòng)化、智能化、高效化[1]等三個(gè)特征，從機(jī)電控制系統(tǒng)本身來說，自動(dòng)化是其最基本的特征，它能借助通信領(lǐng)域的力量，遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)械生產(chǎn)，工作人員能夠通過微型計(jì)算機(jī)檢測生產(chǎn)細(xì)節(jié)，當(dāng)生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題時(shí)，能較快解決；從機(jī)電企業(yè)工作人員角度來說，智能化特征能夠幫助工作人員減少工作量，在一定程度上避免人工失誤，當(dāng)機(jī)械生產(chǎn)環(huán)境較危險(xiǎn)時(shí)，智能化機(jī)電控制系統(tǒng)能夠代替人力作業(yè)，保障工作人員安全；從機(jī)電行業(yè)的角度來說，機(jī)電控制系統(tǒng)將行業(yè)連接成一個(gè)整體，高效化特征能提高行業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)新技術(shù)手段和綜合控制系統(tǒng)出現(xiàn)。

1.2 自動(dòng)控制技術(shù)的概念

自動(dòng)控制技術(shù)是指依靠控制裝置和控制器，設(shè)定生產(chǎn)工作程序，在沒有人力直接參與的情況下，按照一定生產(chǎn)規(guī)律運(yùn)作，相對(duì)人工控制而言，它具有獨(dú)特優(yōu)勢，比如自動(dòng)控制技術(shù)中的硬盤驅(qū)動(dòng)，這種“伺服系統(tǒng)”能精確定位，在嘈雜的工作環(huán)境中依然能穩(wěn)定工作。

2 機(jī)電控制系統(tǒng)中自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用途徑

隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)的途徑越來越多，主要集中在以下兩個(gè)方面。

2.1 自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電控制裝備

自動(dòng)控制技術(shù)核心內(nèi)容是控制裝備和控制器，用一個(gè)簡單的實(shí)例來說，當(dāng)需要記錄機(jī)電控制裝備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度時(shí)，要利用控制器來測試。在目前很多機(jī)電企業(yè)都開始引進(jìn)新型自動(dòng)控制技術(shù)，比如PLC，即可編程邏輯控制器[2]。

機(jī)電控制裝備中加入控制器，將生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)合成整體，工作人員在監(jiān)控生產(chǎn)過程時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決，這樣不僅避免了企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，也優(yōu)化了產(chǎn)品質(zhì)量。在這個(gè)自動(dòng)化過程中，控制器在一定程度上能代替人力作業(yè)，以精密的計(jì)算程序代替人腦，減少人工失誤。

2.2 自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電微型計(jì)算機(jī)

自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電微型計(jì)算機(jī)，其利用控制裝備建立數(shù)學(xué)模型，同時(shí)在微型計(jì)算機(jī)的輔助下，控制相關(guān)生產(chǎn)程序，它具有三方面的優(yōu)勢，第一方面，從微型計(jì)算機(jī)生產(chǎn)價(jià)值來說，協(xié)調(diào)了自動(dòng)控制和機(jī)電規(guī)律之間的關(guān)系，促進(jìn)了單元技術(shù)的融和，自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電領(lǐng)域以來，產(chǎn)生了巨大的生產(chǎn)價(jià)值，提升了產(chǎn)品科技含量，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，同時(shí)延長了設(shè)備使用周期，減少了企業(yè)投入[3]，需要注意的是，在這個(gè)過程中，促使了工程師不斷研發(fā)新型機(jī)電模型，提高了工作能力；第二方面，從安全角度來說，微型計(jì)算機(jī)中加入自動(dòng)化，能較快感知危險(xiǎn)，比如機(jī)電生產(chǎn)線中某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏洞，自動(dòng)控制裝備能立即停止機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失；第三方面，從機(jī)電一體化的角度來說，自動(dòng)化技術(shù)為機(jī)電一體化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，比如傳感檢測等。

3 機(jī)電控制系統(tǒng)中一體化設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域較廣，主要有機(jī)械、電子等，掌握機(jī)電一體化加工技術(shù)，能完善機(jī)電控制系統(tǒng)，促進(jìn)機(jī)電行業(yè)智能化進(jìn)程。

機(jī)電一體化具有智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化等基本特征，其中需要注意的是模塊化特征，由于目前制造業(yè)龐大，種類繁多，在研究機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，難以將各廠家聯(lián)合起來，但是如果將機(jī)電一體化設(shè)計(jì)“模塊化”，制定產(chǎn)品各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)新型機(jī)電產(chǎn)品，小企業(yè)在這個(gè)過程中可以自主尋求合作廠家，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提升生產(chǎn)效率。微型化特征是網(wǎng)絡(luò)背景下所獨(dú)有的，它突破了時(shí)間、地域限制，提升了機(jī)電一體化的影響力，用先進(jìn)的微型技術(shù)改變了機(jī)電領(lǐng)域現(xiàn)狀。

3.1 機(jī)電線路中的一體化設(shè)計(jì)

機(jī)電線路中的一體化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在電子線路上[4]，在傳統(tǒng)的機(jī)電控制中，電子線路與控制裝備隔離，使得在生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中無法及時(shí)了解產(chǎn)品情況，降低了設(shè)備使用率，機(jī)電一體化后，微型計(jì)算機(jī)和控制器應(yīng)用于機(jī)電控制系統(tǒng)，代替了原來的控制裝備，提升了工作效率，比如在汽車零部件生產(chǎn)工廠，建立了一體化機(jī)電線路后，能快速生產(chǎn)各類產(chǎn)品。

在機(jī)電線路中一體化設(shè)計(jì)優(yōu)化了產(chǎn)品質(zhì)量，簡化了工作程序和結(jié)構(gòu)，凸顯了“一體化”的優(yōu)勢，機(jī)電企業(yè)要大力引進(jìn)，淘汰傳統(tǒng)機(jī)電控制裝備，利用新科學(xué)技術(shù)，發(fā)展企業(yè)模塊經(jīng)濟(jì)。

3.2 機(jī)械裝置中的一體化設(shè)計(jì)

機(jī)電控制是一個(gè)完整的系統(tǒng)，統(tǒng)籌機(jī)械裝備、自動(dòng)化控制裝備、生產(chǎn)裝備三者之間的關(guān)系，能促進(jìn)一體化設(shè)計(jì)，這對(duì)機(jī)電工程師提出了更高的要求，工程師要找到三者之間的平衡點(diǎn)，加入一體化設(shè)計(jì)，優(yōu)化機(jī)電裝置整體性質(zhì)。

機(jī)電工程師要敢于打破常規(guī)，運(yùn)用創(chuàng)造性思維，多學(xué)習(xí)和探討機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)機(jī)電企業(yè)要加大人員培養(yǎng)力度，多引進(jìn)高素質(zhì)人才，開展多種一體化實(shí)踐活動(dòng)，讓工作人員在團(tuán)結(jié)協(xié)作的氛圍里創(chuàng)新一體化設(shè)計(jì)，用高科技改變機(jī)電一體化模式，提升企業(yè)綜合實(shí)力。

3.3 機(jī)電功能模塊中的一體化設(shè)計(jì)

功能模塊中的一體化設(shè)計(jì)主要是指統(tǒng)籌整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)，將每個(gè)部分最優(yōu)的機(jī)電裝備組合在一起，用控制器協(xié)調(diào)各部分之間的關(guān)系。

模塊一體化設(shè)計(jì)需要貫徹“整體”的理念，不能單純地考慮某一個(gè)控制裝備或者控制器，這樣不僅不能把一體化設(shè)計(jì)優(yōu)勢發(fā)揮出來，甚至有可能增加企業(yè)成本投資，比如機(jī)電企業(yè)引進(jìn)最先進(jìn)機(jī)電裝置，卻沒有更換控制器，這樣也無法提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，所以機(jī)電企業(yè)只有根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況，選擇最優(yōu)的機(jī)電組合，才能追求最大經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

綜上所述，機(jī)電一體化是機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它能協(xié)調(diào)企業(yè)投資和收益之間的關(guān)系，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，推進(jìn)智能化進(jìn)程。企業(yè)要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，大力開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，用信息化、自動(dòng)化帶動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型，從粗獷型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型經(jīng)濟(jì)，節(jié)約生產(chǎn)成本，提升工作人員素質(zhì)，培養(yǎng)機(jī)電一體化人才，制定機(jī)電一體化整體營銷戰(zhàn)略，打造企業(yè)良好品牌。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：朱發(fā)智（1974，10-），男，漢族，籍貫：甘肅省臨洮縣，學(xué)歷：本科，講師，研究方向：生產(chǎn)過程中的自動(dòng)控制。