機電控制系統(tǒng)自動控制技術與一體化設計

盧世維 邊輯

【摘? 要】近些年我國生產力水平不斷提高，開始廣泛推廣自動化技術。利用自動化技術可以擴大企業(yè)的規(guī)模，保證技術的先進性。要想開展機電一體化設計，就要有效的綜合機電控制系統(tǒng)和自動控制技術，合理調整機電企業(yè)的經濟效益，使機電生產效率不斷提高，實現(xiàn)機電生產的智能化。文章針對機電控制系統(tǒng)自動控制技術與一體化設計進行闡述，希望未來我國的工業(yè)有更大 的發(fā)展。

【關鍵詞】機電控制系統(tǒng);自動控制技術;一體化;設計

在制造業(yè)當中利用機電控制系統(tǒng)自動控制技術，在科學發(fā)展的支持下，人們對于機電控制系統(tǒng)自動控制技術提出更高的要求，為了滿足時代發(fā)展要求，機電控制系統(tǒng)自動控制技術開始進行一體化的設計。

1 概述機電控制系統(tǒng)和自動控制技術

1.1 機電控制系統(tǒng)

機電控制系統(tǒng)的核心元素是控制，在無人操作的狀態(tài)下，控制裝置可以根據(jù)設計方案指令控制管理機械設備，完成指定的任務。機電控制系統(tǒng)可以聯(lián)系控制器和設備等部件，在這個過程中利用了微電子技術和信息處理技術以及通信技術等，因此機電控制技術融合各種技術。近些年我國不斷提升計算機信息技術水平，進一步發(fā)展了機電控制系統(tǒng)，在生產制造領域廣泛利用機電控制系統(tǒng)。

1.2 自動控制技術

自動控制技術主要利用控制器控制設備和產品，使產品和設備可以根據(jù)規(guī)律進行運動。自動控制技術利用自動控制的原理，有效關聯(lián)機械和電器以及設備等，可以完成任務。傳統(tǒng)的自動控制技術利用精確數(shù)學模型，在信息化和智能化技術的支持下，智能控制系統(tǒng)開始占據(jù)主流，在多個方面領域都開始廣泛利用。自動控制技術的作用比較大，直接影響到產品的精度和加工效率等方面，此外機電控制技術居于工程化和實用化等特征，在未來具有良好的發(fā)展空間。

1.3自動控制原理

自動控制技術的應用離不開自動控制原理。這是因為，自動控制技術只是技術上的一種方式，而自動控制原理則是自動控制技術的理論基礎。從當前自動控制原理的研究情況來看，主要包含兩種理論，分別是現(xiàn)代控制理論和經典控制理論。經典控制理論研究的是單變量、線性、不變量的系統(tǒng)。該理論的研究通常需要數(shù)學工具拉普拉斯變換、數(shù)學方法函數(shù)傳遞的支持，并以此對整個系統(tǒng)進行詳細的分析。而現(xiàn)代控制理論的研究通常針對的是非線性、多變量的系統(tǒng)。需要的數(shù)學工具包括線性代數(shù)、矩陣論和集合論。該理論的研究優(yōu)勢在于能夠對整個系統(tǒng)的狀態(tài)進行詳細的分析，從而預測系統(tǒng)下一步可能發(fā)生的狀態(tài)，以此實現(xiàn)更強的系統(tǒng)控制，確保生產的安全性與穩(wěn)定性。

1.4 機電控制系統(tǒng)自動控制技術的應用

在機電控制裝備當中利用：自動控制技術利用控制程序，根據(jù)計算機的指令統(tǒng)一進行機電控制。其中自動控制器發(fā)揮著重要的作用，執(zhí)行設計的控制參數(shù)，動態(tài)跟蹤整體運行情況，實時輸送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了機電控制系統(tǒng)的自動化和智能化。因此當今很多機電企業(yè)都開始廣泛利用PLC控制器，可以進一步提高工作效率和安全系數(shù)，縮小機電故障范圍，降低生產成本，保障產品的質量，進一步擴大生產效益。

在機電微機計算機中應用：自動控制尺寸不斷減小，機電產品的自重和體積隨之不斷減輕，同時也進一步提升了機電產品的運行效率，使其使用年限不斷增加。當今計算機控制器不斷更新，為機電行業(yè)發(fā)展提供不竭的動力，雖然微型計算機控制器比較小，但是具有強大的功能，如果系統(tǒng)發(fā)生偏差，控制器就會立即發(fā)出警報，實施安全保護，使安全事故率不斷降低，在最大程度上降低損失，提高了系統(tǒng)的檢修率，同時也避免發(fā)生事故。微型計算機控制元件不斷發(fā)展，也會促進機電控制一體化的發(fā)展。

2 機電一體化設計措施

2.1 設計方案

機電控制系統(tǒng)一體化設計對于提高生產效率和生產質 量有著十分重要的作用。因此，工業(yè)化改革必須要強化一體 化設計。而機電控制系統(tǒng)一體化設計并不是隨意就能夠完 成。在設計過程中，設計人員需要對機電系統(tǒng)本身特性、系 統(tǒng)結構、產品功能等有深入的了解，并充分考慮到生產的實 際需求，這樣才能設計出對生產有利的一體化系統(tǒng)。除此之 外，整個系統(tǒng)必須要具備模塊化、智能化、網(wǎng)絡化、微型化 以及人格化的特點。這樣一來，才能保障機電控制系統(tǒng)的正 常工作，同時進一步提高系統(tǒng)性能。最后，設計人員一定要 注重功能模組的優(yōu)化配置，確保不同功能板塊不會產生矛 盾沖突。只有這樣，才能保障系統(tǒng)的一體化、整體化，為生產 提供更多幫助。

2.2 設計方法

取代設計法：利用電子線路控制電子產品。在傳統(tǒng)的電子產品控制過程中，通常都是利用機械式控制方式，這種任務完成方式比較單一，無法全面的掌握產品情況，導致產品的使用率比較低。利用電子線路可以利用計算機和控制器等，結合電子線路和機械控制，利用變速裝備取代原有的控制器，這樣一來機械結構和工作程序可以變得更加簡單，也實現(xiàn)了一體化設計，可以提高產品設計質量，突出產品的實用性，因此機電企業(yè)需要大力引進這種新技術，進一步發(fā)展企業(yè)經濟。

整體設計法：結合電子方面和機械設備，利用二者結合實現(xiàn)整體化設計，順利落實機電的一體化設計。在機電一體化設計當中需要注重新型理念，保障機電產品的整體質量，提高其使用性能。利用整體設計法可以整合機械設備技術和電子技術，形成整體結構，創(chuàng)新機電產品設計過程，利用創(chuàng)新的設計理念，促進機電行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

組合設計法：有效組合機械產品的各種標準功能模塊，利用控制器對于各個模塊的關系進行協(xié)調，形成一體化的機電系統(tǒng)。例如在設計數(shù)控機床的過程中，需要分析伺服驅動和數(shù)控以及相關機械裝置，將各個部分有效整合，可以實現(xiàn)數(shù)控車床多項功能于一體。在設計機電一體化的時候，不能單純考慮一體化設計的優(yōu)勢，還要注重企業(yè)的投資成本。例如某個機電企業(yè)引進了新型機電設備，但是控制器卻沒有因此更換，這樣是無法提高產品質量和生產效率的，因此在設計過程中，需要根據(jù)企業(yè)情況，選擇最佳組合方式，提高企業(yè)的經濟效益。利用整體組合方式具有更大的優(yōu)勢，不僅可以提高生產效率，還可以保障產品質量，節(jié)省企業(yè)成本，對于后期的維修和使用等都會提供很大的便利。

3種一體化設計法的差異：從3種一體化設計法的實際應用情況來看，3種方法存在不同的優(yōu)勢，能夠應用在不同領域。組合法的優(yōu)勢在于能夠實現(xiàn)不同的功能，同時由于是不同的現(xiàn)有功能模塊組合而成，因此相比其他設計法所需的時間較短，比較適合應用于數(shù)控機床方面。而取代法的優(yōu)勢則在于能夠簡化傳統(tǒng)的機械結構，在提高機械運行效率和質量的同時也能夠降低機械維護成本，以此為企業(yè)帶來更大的經濟效益。相比起組合法與整體法，取代法比較適合應用于電子化產品的生產。與組合法和取代法不同的是，整體法從整個技術和設計上來說，更加新穎并且富有創(chuàng)新精神。整體法適合用于各個領域的生產，對于改善工業(yè)生產現(xiàn)場，提高社會生產力有著十分重要的作用。當然，在實際的應用過程中還需要根據(jù)實際的生產狀況來挑選合適的一體化設計方法，這樣才能進一步加強機電控制系統(tǒng)的一體化設計工作。

3 結束語

機電控制系統(tǒng)是工業(yè)生產中不可缺少的一部分。而一體化設計與機電控制系統(tǒng)有著十分緊密的聯(lián)系，并且直接關系 到企業(yè)的生產質量和生產效率。因此機電企業(yè)需要深入了解機電一體化設計，將自身的優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來，積極轉變經濟發(fā)展模式，全面開展機電生產工作，提高產品的質量和施工效率，節(jié)省企業(yè)成本。

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