淺析機電自動控制技術的應用研究

武洲

摘要：本文介紹機電自動控制技術原理與作用，分析了機電自動控制技術在中央空調螺桿機組中的使用、及微機計算機控制技術，利用涼茶生產案例探討機電自動控制技術應用。

關鍵詞：機電;自動控制;應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）11-0079-01

0 引言

現如今，各國紛紛意識到自動化控制技術將會成為一個國家的重要標志，并將其作為重點項目審視。很多國家都有將自動化控制技術應用在農業、工業甚至是國防、醫藥、生物等各個領域。從其特點和發展趨勢來看，今后的機電自動控制技術將會朝向智能化、微型化前進。

1 機電自動控制技術原理與作用

所謂的自動控制如同字面意思一樣，就是在沒有人參與情況下，通過外加裝置與設備，這里通常指的是控制器和控制裝置讓機械設備自動化生產，保障其生產參數、工作狀態，也就是控制量能夠有規律、有計劃地運行。自動控制的理論基于自動控制規律和相關科學技術。為了完成對各種復雜設備的操控，需要先將控制器和被控制對象用統一方式連接，構成有機整體形成自控系統。自控系統被控對象輸出量有著明確的指標，要在特定時間段內保持恒定值。控制設備當中有著人工輸入的數據，控制設備頂替了人工操作，能夠完成人工操作參數的輸入和輸出，并負責著被控制設備的操作，屬于反饋控制系統。

2 中央空調螺桿機組中的機電自動控制

通過理論數據的支持完成了實驗探索，改進PID控制模式，整合出模糊算法自適應系統。隨后將該系統應用在中央空調自動化控制。從實際案例中的275kW螺桿式冷熱水機組實驗結果反饋的數據得出，這種模糊算法自適應系統的應用能夠極大的提升機組運行質量與能力。

2.1 螺桿冷熱水機組

本次分析對象是一臺擁有275kW容量的螺桿冷熱水機組，所用壓縮機為緊湊型雙螺桿壓縮機，設備自帶能量調節功能，可以進行無段式調節，制冷量為50%至100%。

2.2 PID調節器數學模型

這里所說的PID調節器很多時候又稱比例積分微分調節器，總共包括微分、積分、比例三個作用。其特征方程為y=Kc（e+edt+TD）[1]。這個公式里面的TD表示的是微分時間，TI是積分時間，KC是比例系數。三者共同構成了PID調節器的功能。三者的作用為，比例作用主要就是根據偏差量情況調整自己的調節量，擁有快速抑制干擾能力，是整個系統中最基礎的調節部分。積分能夠完成偏差量調節，完成靜差問題的控制。積分根據偏差量變化速率調節量，有著縮短調解時間、超前調節作用。該調解器能夠充分匹配自身的條件，完成系統匹配、調節的過渡。

2.3 模糊控制算法

參照過往經驗模糊算法能夠得出很多種規律，并制定控制表，將各種數據錄入到計算機內部。在控制設備中靠著偏差變化率和偏差大小搜索控制表，得到對應控制量。其控制規則為u=，k0，1[2]。該公式當中u的意思是控制量輸出模糊量，E代表的是偏差模糊量、偏差變化率模糊量，a代表的是量綱修正系數。因為模糊控制中幾組的運行波動不大，并且調整速度相對很快，所以在調整制冷系統變工況中意義十分突出。不過這種方法沒有足夠良好的適應能力，并不適合被廣泛推廣和應用，尤其是中央空調中不應該單獨使用。本文中局部模糊算法運行中能夠修正系統熱力學參數，并將參數存儲在數據庫。在出現工況重復現象的時候能夠直接控制制冷量，調節制冷量。從試驗結果中可以看到，在模糊輔助控制方式的支持下，機組控制滯后問題得到了很好的控制，對提高機組運行經濟性來說意義重大。

2.4 控制目標

眾所周知傳統螺桿機組應用的是熱力膨脹閥，機組運行過程中在熱負荷變化以后，此時的膨脹閥開啟度就需要通過壓力、溫度平衡決定。自己做不到數字化控制，沒有足夠的準確度與精度。本文所討論的對象是螺桿冷熱水機組，應用的是電子膨脹閥。利用生產設備廠家給出的數據，該壓縮機可調節范圍在50至100%之間。不過在筆者實驗中卻得出，依靠壓縮機自己調節，在機組負荷變小以后，此時的機組軸功率速度顯然已經跟不上制冷量減少速度，這意味著該階段EER值在大幅度降低。也就是說運行中需要做好排氣量控制。壓縮機排氣量需要超過75%，這樣才能夠保障節能效果、節能質量。

3 機電自動控制中的微機計算機控制技術

從科技的發展條件、發展背景來看，當前信息技術、電子技術、計算機技術有充分結合。微型計算機控制系統、步進電機控制、馬達控制、報警技術、數據采集、A/D以及D/A、現場總線、PID控制等一系列技術的應用為機電設備的自動控制提供了極大的支持。這些技術讓設備的修改、維護與使用變得十分直觀、簡便和清晰。單片微型計算機在芯片組中完成了對A/D轉換器、串行通信口、定時器、計數器、RAN、CPU、ROM等一系列部件的集成。控制系統依靠計算機測量參數根據特定數學模型計算最佳給定值。在調節器的支持下保障工作有著穩定狀態。利用最優控制、分級控制、集中控制、順序控制辦法頂替人腦功能，解決各種人們所需要處理的問題。

4 涼茶生產加工中自動控制機電一體化的應用

4.1 生產加工設備應用

利用機電一體化自動控制系統，涼茶生產的效率得到了很好的提升。在涼茶生產中的每一步工藝和加工流程參數都得到了精準化處理能夠精準殺毒。此外該技術還能夠有效控制生產現場的空氣進入，以免茶葉被空氣中的養分所氧化，減少茶葉成分流失。此外在煮茶過程中，因為有自動控制機電一體化技術的支持，能夠隨時測量水中的溫度，以此保障煮茶文水浴質量，最大化煮茶質量和效益。在流水線式的操作中減少了人工操作的誤差發生可能性，保障了產品最后的合格率與生產質量。

4.2 涼茶生產中的自動控制機電一體化技術

在機電一體化技術的支持下，很好的規避了過去傳統模式生產中人為失誤的發生概率。并且能夠應對傳統生產設備不只能的問題。操作中的每一個環節都可以停止，而過去往往無法在操作半路停止，因為很有可能會影響到后面的生產精度和質量。傳統生產需要在設備發生故障以后才可以停止設備運作。比如因為人為因素導致大量劣質茶品進入到生產線，污染與影響到整個生產線的生產質量。而在自動控制機電一體化技術的應用以后，能夠在第一關就把握與驗證茶葉質量。并且可以精細化殺菌，從源頭減少茶葉的質量問題，保障了產品的性質，不會影響到涼茶的口感。自動化控制技術有效解決了過去所遇到的各種問題。

5 結語

隨著科技不斷發展、人們不斷探索的過程中，計算機控制技術漸漸實現了全面的普及。在人們的生活、生產、國家防衛中均有所體現。因為PLC技術優點眾多，所以才會在每個行業中出現。相信在經濟、科技以及社會進一步發展的未來，機電自動控制技術會有更廣泛的使用范疇。

參考文獻

[1] 袁健.機電自動控制中傳感器技術的應用分析[J].數據通信，2019（04）：52-54.

[2] 雒雪峰.機電一體化設計理念與自動控制技術應用分析[J].科技創新導報，2019（18）：5-6.