機電一體化控制系統的可靠性分析

吳曉莉

【摘 要】機電一體化也就是把電子技術融合到機械之中，主要涵蓋有信息的處理功能、動力功能以及傳播控制功能等等，換句話來說也就是把機械裝置和電子技術相互融合在一起。當下經濟發展迅速，科學技術不斷進步使得該技術被應用到了各個領域之中。基于此，本文主要探討了機電一體化控制系統的可靠性。

【關鍵詞】機電一體化;控制系統;可靠性

引言

機電一體化的效果得到了業界的普遍認可，同時任何技術的發展都是一個循序漸進的過程，存在問題是在所難免的，只要我們能夠正視機電一體化中存在的問題，降低事故的發生率，確保機電一體化應用的安全性，就能夠實現機電一體化的長久發展。

1機電一體化技術的概述

機電一體化也可以稱為機械電子技術，從國外逐漸傳遞到國內，它是機械工程與自動化技術相結合后的產物。因此可以說機電一體化技術既離不開機械工程技術作為載體，也離不開自動化技術將其升華。雖然機電一體化技術所結合的技術種類比較清晰，但是該技術所涵蓋的領域卻十分廣泛，除了依靠機械工程技術和自動化技術以外，要想達到真正的自動化目的還要結合計算機技術以及電子信息技術，近年來，人工智能技術也快速興起，有關于人工智能技術研究成果頻出，因此機電一體化技術的下一發展階段必將結合人工智能技術。

有關于機電一體化技術的機械設備距離人們的生活并不遙遠，除了工廠和農場中的機械設備以外，汽車中的安全氣囊、防滑剎車系統以及自動售票機都應用到了機電一體化技術。機電一體化技術是由：機械技術、傳感器技術、計算機與信息處理技術、接口技術、伺服驅動技術、自動控制技術等等許多高新技術組合而成的^[1]。

2機電一體化技術的應用優勢

在現代工程項目施工中，機電一體化技術在工程機械中的應用水平，以成本工程施工是否合理的重要依據。在未來科技的進步中，工程機械的機電一體化技術將得到不斷的發展，電子控制機械將成為未來工程機械的主流，其功能將更加強大，所適用的范圍更加廣泛，而機械的復雜程度也將越高，這也對整個機電一體化行業提出了新的要求。由此可見，應用機電一體化的工程機械，具有許多優點，包括在節省能源上，提高生產效率、減少能耗;工程質量上，保證施工質量、提高精確度;性能上，更加趨于穩定、安全、方便可靠;智能化方面，能自動監控運行狀態、故障預警、報警^[2]。

3提升機電一體化控制系統可靠性的措施

3.1定期對其設備進行檢修

電機是機電一體化應用中提供動力的裝置，這也就說明電機會長期處于高負荷的工作狀態中，在這樣的工作強度下，對電機的磨損消耗很大。磨損的產生會導致電機處于異常的工作狀態，加大了發生生產事故的幾率，所以需要定期的對系統內的電機進行全面的檢查。包括電機，傳導軸承和其他的制動部件等等，對需要修理的部件進行維護，對損耗嚴重的部件進行更換，確保能夠排除所有可能導致電機工作異常的因素。

在電機停運后首先要進行外殼清掃，接線盒清掃，對斷路器和接觸器等進行檢查;在準備工作完成后首先進行電機的解體和抽轉子，在清理檢查的過程中，要根據檢修記錄卡的要求將本次檢查數據和上次檢修結果進行對比，確認零件是否有惡化的趨勢，隨后進行預防性試驗，通過試驗后將所有的零件重新組裝，試轉后確認無誤方可結束本次的檢修工作^[3]。

3.2保證電機的作業環境

保證電機的作業環境，有利于電機控制和保護工作，也是相關工作的最佳途徑。有些作業環境相對惡劣，由于長期的通風不暢，會導致惡劣環境下有大量灰塵的堆積，這種情況下會導致電機內部堆積灰塵，在電機工作時產生的熱量不能夠及時的散出，嚴重的阻礙電機輸出效率;由于有些工作環境比較復雜，想要對設備進行監測和維護的難度較大，因此需要改善作業環境來保證電機控制，保護工作能夠進行。比如可以定期的對電機作業通道中的灰塵行進清理，延長電機堆積灰塵后需要清潔的周期;改善電機的通風路徑，加強空氣的循環流通，讓電機在作業時能夠有效的散熱。再或者，為了保證設備設施作業的安全性而設計的環境檢測系統，在部分礦山開采企業試用后證實了該系統的數據準確性和穩定性，工作人員能夠通過服務器的端口實時監測數據了解作業環境，為工作人員的安全提供保證，都可以應用到實際中去。

3.3電機的速度控制

在對電機的速度的控制上，我國目前采用的是雙環控制方案。內環為速度環，外環為位置環。速度環是為了實現對電機實際的轉速進行調節和控制，可以使用速度調節器，對PWM 波發生器的載波頻率進行調節可以達到這一目的;位置環的主要作用是為速度環提供速度設定值的參考，主要是根據位置環的當前位置速度設定，使用速度給定發生器實現^[4]。

4探索機電一體化在未來的發展方向

4.1系統化

當前，機電一體化技術應用于系統結構設計層面，主要基于開放性、模式化特征進行總線系統設計，通過將系統進行任意剪裁、組合，實現對多個子系統的控制與管理，借助光學技術實現傳感系統、動力系統與信息處理系統的改造，確保系統有充足冗余，允許系統生成信息、改變行動，彰顯顯著的系統化、集成化趨勢。

4.2 環保化

當前，環境污染問題是我國經濟建設過程中一個亟待解決的問題，為促進社會穩步及可持續的發展，機電一體化技術也應該面向環保化的方向發展。可以從材料方面入手，采用一些健康的、綠色環保的材料，同時提倡節能減排，以減少機電一體化產品生產過程中對環境造成的破壞。

4.3 模塊化

模塊化生產的最初形式體現在分工作業方面，隨著科學技術的不斷進步，在機電一體化當中模塊化的生產方式得到了廣泛的運用。利用此種方式，不僅能夠提高企業生成的效率，還可以是企業產生成本得以有效降低，在滿足市場新需求的同時，還能夠獲取更豐厚的利潤^[5]。

4.4 微型化

就目前而言，在信息技術發展背景下，微型化技術在各行業中得到了廣泛的運用。而作為現代新型的機電一體化技術，勢必也會在未來產品生產設計的過程中融入微型化技術，通過這樣的方式，使產品在運輸及移動的過程中更為便捷，從而減輕人們的負擔，促進工作效率的提高。

4.5 智能化

機電一體化的理論基礎為控制理論，而生理學、計算機科學技術在其應用于不同領域的過程中起到了重要的支持作用，通過模擬人類的智能、情感等構建人與機器間的關聯性，進而利用人工智能取代人力從事生產活動，以此實現最高控制目標。當前人工智能技術已深入滲透機電一體化，如智能機器人、智能生產線等產品的研發力度正不斷加大，進一步為機電一體化技術的發展與創新奠定了良好的基礎^[6]。

結束語

機電一體化就是把電子技術應用到信息的溝通上、傳播控制方面等等，從其構成內容上分析就是電子技術和機械的相互融合，以此保證兩者之間的優勢能夠互為一體共同促進行業的進步和發展。隨著科學技術的提升機電一體化漸漸變成了一門專業的學科，它將電子技術、自動控制技術以及各項機械技術全部集成在一起，使得最終的工程技術能夠實現低能耗、高質量。該技術的應用和發展使得電機使用效率大大提升，但是很多人卻忽視了對該設備的控制，因此對其進行詳細分析具有一定的現實意義。

參考文獻：

[1] 劉國平.機電一體化中的電機控制的探討[J].電源技術應用，2013.

[2] 王濤.論機電一體化與我國的經濟發展[J].中國經貿導刊，2010.

[3] 胡素梅.機電一體化設計與控制[J].電子制作，2014，1：54.

[4] 羅俊.淺談機電一體化的設計和控制[J].山東工業技術，2014，13：156.

（作者單位：咸寧職業技術學院）