麥旭均

【摘 要】新時期發(fā)展背景下，我國機電自動化控制系統(tǒng)和一體化在機電行業(yè)可謂是取得了突出性應(yīng)用成就，不但能合理優(yōu)化機電生產(chǎn)質(zhì)量，大大提高機電生產(chǎn)工作效率，還能極大帶動社會科學(xué)技術(shù)水平的進步，促使機電行業(yè)逐漸開始朝向智能化方向前進。本文在此主要以機電行業(yè)為研究主體，對機電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)和一體化設(shè)計展開詳細(xì)分析探討，便于提出相對恰當(dāng)應(yīng)用方法，推動機電一體化朝向更好方向邁進。

【關(guān)鍵詞】機電控制系統(tǒng)；自動控制技術(shù)；一體化；設(shè)計

中圖分類號： TP273；TH-39 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）11-0164-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.071

現(xiàn)階段，我國在世界制造領(lǐng)域中可以說是名列前茅，并且隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，對機電生產(chǎn)制造也相應(yīng)的提出了更高標(biāo)準(zhǔn)要求，致使越來越多先進技術(shù)手段是層出不窮，如計算機技術(shù)、人工智能及自動化控制等，不單單為人們提供了相對完善機械需求，還能大大提高機電產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量，有效節(jié)省投資成本費用，為機電行業(yè)健康發(fā)展帶來了極大積極作用。

1 關(guān)于機電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)的含義闡述

通常在對機電一體化深入了解之前，首先需要對機電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)兩點內(nèi)容充分掌握，其中機電控制系統(tǒng)主要是指借助網(wǎng)絡(luò)計算機設(shè)備對生產(chǎn)流程進行有效設(shè)置規(guī)劃，利用遠(yuǎn)程操控設(shè)備對生產(chǎn)全過程監(jiān)督管理，使其具備智能化和自動化生產(chǎn)優(yōu)勢。從機電控制系統(tǒng)角度來說，自動化特定可以說是其存在基本特征之一，通過通信行業(yè)幫助可對機械生產(chǎn)操作遠(yuǎn)程控制，便于相關(guān)人員詳細(xì)檢測生產(chǎn)期間細(xì)節(jié)問題，一旦發(fā)現(xiàn)任何問題能夠及時采取解決措施。而從工作人員角度來說，機電控制系統(tǒng)的自動化優(yōu)勢在一定程度上能大大減少其實際工作量，盡可能避免出現(xiàn)員工失誤，當(dāng)處于相對危險生產(chǎn)環(huán)境時也可及時用自動化系統(tǒng)取代人工操作，進一步確保生產(chǎn)人員自身安全性。自動控制技術(shù)則是指通過控制器和控制類型裝備對具體生產(chǎn)流程展開規(guī)范約束，在不具備任何人力作用影響下，嚴(yán)格按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)落實執(zhí)行，普遍具有準(zhǔn)確定位等優(yōu)勢，即使處于較為混亂環(huán)境下也能正常工作運行，為機電生產(chǎn)質(zhì)量提供一定保障。

2 機電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)的內(nèi)涵分析

2.1 機電控制系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機電控制系統(tǒng)逐漸產(chǎn)生并取得廣泛應(yīng)用，即便沒有操作人員參與也能順利完成機電生產(chǎn)工作，相關(guān)機械設(shè)備自動化按照設(shè)定流程實施操作，通過較為完善控制系統(tǒng)將控制構(gòu)件和控制主體有效結(jié)合在一起，便于順利完成生產(chǎn)任務(wù)。本質(zhì)上來說，機電控制系統(tǒng)的核心要素便是控制，主要包括微電子、信息處理、網(wǎng)絡(luò)計算機及電力等方面技術(shù)內(nèi)容，甚至還會應(yīng)用到過程控制及通信等手段，往往這些技術(shù)并不能被單獨使用而是要生成一種綜合型技術(shù)，從而形成傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)及自動控制技術(shù)等于一體的系統(tǒng)技術(shù)，對機電行業(yè)發(fā)展有著極大幫助作用，目前已在航海、航空等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。同時機電控制系統(tǒng)還可有效利用過程控制，換句話說就是工作人員可借助網(wǎng)絡(luò)計算機來對計算機起到控制作用，根據(jù)計算機自身處理性能完成相關(guān)工作的一個過程。在此期間還需注意一點就是工作人員在過程控制時，需做好系統(tǒng)運行每一環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把關(guān)控制工作，一旦發(fā)現(xiàn)可能存在問題要立即干預(yù)，必要時可向有關(guān)部門提出申請，促使機電控制系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)揮出最大價值。

2.2 自動控制技術(shù)

由上文了解到，自動控制技術(shù)具體指的就是利用控制器設(shè)備，嚴(yán)格要求被控制主體能自覺按照計劃進行，通常根據(jù)控制內(nèi)容的不同可將其分為自適應(yīng)控制、校正控制、速度控制及定位控制等多方面內(nèi)容，并且自動控制技術(shù)的應(yīng)用首要前提便是是否具有科學(xué)性和合理性特點，促使各機械設(shè)備都能高效完成自身任務(wù)。同時自動控制技術(shù)還包含經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論兩大依據(jù)，其中經(jīng)典控制理論主要借助相關(guān)數(shù)學(xué)工具來進行函數(shù)信息的準(zhǔn)確傳遞，并在此基礎(chǔ)上開展有效分析工作，重點研究變量線性是否存在變形問題，因該理論是以自動調(diào)節(jié)設(shè)備為控制原理，所以又可被稱之為自動調(diào)節(jié)原理。現(xiàn)代控制理論展開研究是在經(jīng)典控制理論基礎(chǔ)上進行的，通過線性代數(shù)、矩陣論等一系列數(shù)學(xué)工具的合理應(yīng)用確保自動控制系統(tǒng)能在規(guī)定時間范圍內(nèi)完成分析工作，并利用狀態(tài)形式方程描述出來，能夠根據(jù)描述內(nèi)容準(zhǔn)確判斷出當(dāng)前系統(tǒng)運行情況，實現(xiàn)對機電生產(chǎn)操作的最佳控制目標(biāo)。

3 機電一體化設(shè)計手段的介紹應(yīng)用

3.1 整體性手段

往往該種方法就是指將電子方面和機械設(shè)備有效結(jié)合在一起，通過其二者的有效整合展開整體化設(shè)計工作，便于促使機電一體化設(shè)計能夠順利實施。同時機電一體化設(shè)計過程還需始終將創(chuàng)新型設(shè)計理念放在首要地位，徹底打破以往傳統(tǒng)設(shè)計模式，大大提高機電產(chǎn)品使用性能水平和整體質(zhì)量。也就是說，整體性方法可將機械設(shè)備技術(shù)和電子技術(shù)整合在一起形成一個較為完善整體結(jié)構(gòu)，既能充分展現(xiàn)出機電產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)新獨特性，又能樹立良好創(chuàng)新設(shè)計理念，對機電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到一定積極作用。

3.2 取代性手段

通常來說，該種方法就是將電子形式徹底取代機械設(shè)備控制的整個過程，主要適用于電子化產(chǎn)品設(shè)計工作。機電一體化設(shè)計工作的順利展開可幫助機械設(shè)備控制徹底改變以往單一化形式問題，通過電子線路對機電運行機構(gòu)起到控制性作用。一般可將電子線路控制分為以下流程：先在網(wǎng)絡(luò)計算機上編制相對完善程序系統(tǒng)，促使機械設(shè)備控制系統(tǒng)能與電子線路有效結(jié)合在一起，之后再正式展開取代性工作，即為利用電子線路徹底取代原來機械設(shè)備結(jié)構(gòu)，如可將變速機構(gòu)取代接觸式控制器，只有這樣以往傳統(tǒng)機械設(shè)備結(jié)構(gòu)才能得到進一步簡化，充分展現(xiàn)出機電一體化設(shè)計理念，大幅度提高機電產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3 組合性手段

所謂組合性方法主要就是指功能模塊的系統(tǒng)整合，借助不同使用功能模塊形成一個相對完善機電一體化系統(tǒng)。往往在電子和機械無法實現(xiàn)整合并完成要求任務(wù)時，相關(guān)操作人員就可合理采用組合性方法，將所有功能模塊全部整合起來，構(gòu)建一個具備多功能優(yōu)勢的綜合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對該系統(tǒng)展開專業(yè)化設(shè)計工作使其能夠達(dá)到理想效果。據(jù)當(dāng)前情況來看，組合性方法已在機電數(shù)控方面展開了廣泛應(yīng)用取得了突出成效，進而不但使機電模塊使用功能大大提升，還有效保障了機電產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。除此之外，該種設(shè)計手段還普遍具備投資成本較少、應(yīng)用周期較短等優(yōu)勢，無論是生產(chǎn)操作還是維修保養(yǎng)工作開展都相對便捷，可對機電行業(yè)發(fā)展起到一定促進性效果。

4 機電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)和一體化的設(shè)計分析

現(xiàn)階段機電一體化設(shè)計普遍具備應(yīng)用范圍較廣特點，主要適用于電子、機械設(shè)備等領(lǐng)域范圍內(nèi)，通過機電一體化設(shè)計技術(shù)的不斷創(chuàng)新研發(fā)可對整個機電運行系統(tǒng)起到合理控制約束作用，推動機電行業(yè)逐漸朝向智能化方向前進。同時機電一體化設(shè)計還具備模塊化、網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)勢，往往在具體開展機電一體化研發(fā)工作時，設(shè)計人員首先應(yīng)重點關(guān)注產(chǎn)品是否滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，基于信息時代背景下，大大增強機電一體化綜合影響能力。

4.1 機電一體化設(shè)計的核心思路

隨著我國在世界制造行業(yè)中占據(jù)地位的愈發(fā)重要，國內(nèi)對機電一體化設(shè)計投入和重視程度也越來越高，致使機電一體化已逐漸成為嶄新領(lǐng)域，需設(shè)計人員在開展具體設(shè)計工作時，首先需對機電產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使用功能等內(nèi)容展開詳細(xì)分析探討，并將設(shè)計分析結(jié)果和最終理想結(jié)果展開對比分析，促使機電一體化設(shè)計能夠充分具備智能化、專業(yè)化、現(xiàn)代化及人格化等優(yōu)勢，切實增強一體化設(shè)計的使用性能，便于為日后機電行業(yè)的健康發(fā)展提供切實可行參考依據(jù)。

4.2 機電運行線路的一體化設(shè)計

根據(jù)實踐調(diào)查分析可知，機電運行線路一體化設(shè)計具體體現(xiàn)在電子線路上，在以往傳統(tǒng)機電系統(tǒng)控制工作開展中，因機械控制常常與電子線路處于分離狀態(tài)，進而非常容易使機電生產(chǎn)效率面臨著大幅度下降趨勢，并且相關(guān)操作人員對機電產(chǎn)品實際情況也不能有一個全面深入掌握。而在機電一體化設(shè)計實施后，上述現(xiàn)象便可以得到很好解決，將網(wǎng)絡(luò)計算機和控制器設(shè)備合理應(yīng)用到機電控制系統(tǒng)中，徹底代替原有控制性設(shè)備，不但能有效提高生產(chǎn)工作效率，還能借助相對完善控制系統(tǒng)順利開展各項生產(chǎn)工作，甚至機電線路的一體化設(shè)計還能進一步優(yōu)化生產(chǎn)質(zhì)量，大大縮減了操作步驟，促使該方面企業(yè)經(jīng)濟效益也大幅度提升。

4.3 機電功能模塊的一體化設(shè)計

所謂機電功能模塊一體化設(shè)計就是指對機電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)實施統(tǒng)籌兼顧，將各個環(huán)節(jié)的最優(yōu)裝備有效結(jié)合應(yīng)用，借助控制器對各環(huán)節(jié)之間關(guān)系合理調(diào)解，并且機電功能模塊一體化設(shè)計工作開展還應(yīng)始終遵循整體化理念。但如果單單只考慮到某一控制設(shè)備，不但無法充分發(fā)揮出一體化設(shè)計存在優(yōu)勢，還會大大提高相關(guān)企業(yè)投資成本，對企業(yè)經(jīng)濟效益帶來不利影響。例如：機電類型企業(yè)在合理引進各種先進機電設(shè)備時，卻沒有及時更換控制器，進而非但不能提高機電產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，還會起到適得其反效果，需機電行業(yè)能夠?qū)υ摲矫鎯?nèi)容引起高度重視。因此這就需要工作人員能將各個功能模塊系統(tǒng)整合在一起，使其逐漸形成一體化結(jié)構(gòu)，充分展現(xiàn)出該結(jié)構(gòu)的多功能優(yōu)勢，如在進行數(shù)控車床設(shè)計時就可使用多功能模塊方法，先采購車床專用數(shù)控裝置和驅(qū)動裝置設(shè)備，之后再將各個模塊組合在一起，形成一個集多功能模塊于一體的機電一體化數(shù)控車床，既能確保機電模塊整合的安全性，又能大大節(jié)省設(shè)備投資成本，促使機電一體化設(shè)計朝向更好未來前進。

5 結(jié)束語

總而言之，機電一體化設(shè)計開展的首要前提便是機電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)的有效整合，在此基礎(chǔ)上可實現(xiàn)對機電企業(yè)經(jīng)濟收益的合理調(diào)整，大大提高機電生產(chǎn)效率，使其進一步朝向智能化方向轉(zhuǎn)變。因此這就需要機電企業(yè)能對機電一體化設(shè)計有一個深入了解認(rèn)識，充分發(fā)揮自身存在優(yōu)勢，推動經(jīng)濟模式的積極轉(zhuǎn)變優(yōu)化，全面提高操作人員專業(yè)水平和綜合素質(zhì)，促使機電生產(chǎn)工作能夠更加安全展開。

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