自動控制技術在機械中的應用

文/任翔

1 自動控制技術的主要控制方式

自動控制技術是指借助具有控制功能的自動化裝置或是系統，實現控制目標，這是一項較為先進的技術，自問世以來便獲得快速發展，現已在多個領域中得到廣泛應用。自動控制系統的主要控制方式有兩種，一種是開環控制，另一種是閉環控制。

1.1 開環控制

這種控制方式又被稱之為程序控制，是根據預先編制好的程序，利用信號傳送控制指令，從而對被控對象的運行過程進行控制。按照信號產生條件的不同，可將開環控制分為以下幾種類型：條件控制、次序控制、時限控制。PLC（可編程邏輯控制器）是開環控制的代表，它以微電子技術為核心，在工業控制領域中獲得廣泛應用。對于部分復雜程度較高或是運行過程較為繁瑣的系統，則需要通過多種類型的程序進行控制。

1.2 閉環控制

這種控制方式又被稱之為反饋控制，其控制原理與人的目的性具有非常相似之處。常規的閉環系統由三個部分組成：傳感器、控制裝置以及執行機構。其中傳感器的作用類似于人的感覺器官，能夠對被控對象的狀態信息進行檢測，并將這部分信息轉換為可進行傳送的物理信號，發給控制裝置，當控制裝置接收到傳感器發出的信息后，會自動生成一個控制信號，通過執行機構對被控對象的運動過程進行控制。閉環控制的種類較多，如模糊控制、智能控制、自適應控制、最優控制以及專家控制等等。

2 自動控制技術在機械中的應用

機械是機器和機構的統稱，是一種能夠幫助人們降低工作難度、減輕勞動強度、節省工作時間的裝置。機械是生產與服務的五大要素之一，其種類較多，比較常見的有農業機械、礦山機械、紡織機械等等。下面重點對自動控制技術在各類機械中的應用進行分析。

2.1 自動控制技術在農業機械中的應用

我國是一個農業大國，為提高農業生產效率，可將自動控制技術應用于農業機械當中。

2.1.1 應用優勢

在農業機械中，自動控制技術具有以下應用優勢：

（1）能夠對農業機械進行實時控制。在農業機械中，自動控制技術主要是以電氣控制為主，通過信號傳輸來達到控制效果。由此可實現對農業機械運行過程的實時控制。

（2）可提升農業機械的整體性能。自動控制技術在農業機械中進行應用時，通常采用的是I/O 信號，由此可使農業機械的內部電路與外部環境之間被隔離開，通過濾波裝置，能夠對干擾進行有效抑制，從而使農業機械的整體性能得到進一步提升。

（3）可實現故障自診斷。由于農業機械需要在地里田間作業，受到環境因素的影響，使得農業機械常常會出現各種故障，而自動控制技術的應用，可實現農業機械故障自診斷。當故障問題發生時，農業機械中的自動控制裝置或是系統，會在第一時間對故障進行診斷，通過自我修復的方式對故障進行處理，對于無法處理的故障問題，機械會發出報警提示，由此確保運行的安全性和穩定性。

2.1.2 具體應用

目前，在農業生產中，一些傳統的機械無法滿足現代化作業的需要，為有效解決這一問題，可對自動控制技術進行合理運用，以此來提升農業機械的各方面性能，從而使其達到現代化農業生產的要求。如，大型聯合收割機，這是在傳統收割機的基礎上引入自動控制技術，利用計算機便可使機械自動完成收割、晾曬、脫粒等作業，由此使農業生產效率獲得大幅度提升。在該農業機械中，應用的自動控制技術為視覺技術，可對作業目標進行準確定位，通過遠程控制中心發出的指令，可操控收割機自動完成相關作業。

2.2 自動控制技術在紡織機械中應用

我國是一個紡織大國，每年需要出口大量的紡織品，為提高紡織品的產量，可將自動控制技術應用于紡織機械當中。目前，在紡織機械中得到應用的自動控制技術主要有以下幾種：

2.2.1 PLC 技術

PLC 是具有可編程功能的電子系統，編輯好的程序可以直接存儲至存儲器當中，紡織機械可以按照相應的代碼指令，自動完成生產任務。在紡織機械中，PLC 技術主要用于清花機和并紗機上，由此使得機械設備的工作效率獲得大幅度提升。

2.2.2 交流伺服

伺服是一個反饋控制系統，在紡織機械中，交流伺服技術常被用于梳棉機、粗紗機和并條機等設備當中，通過交流伺服技術的運用，可以使上述紡織機械的穩定性、精準性獲得大幅度提升，并且機械的反應速度也將變得更快，能夠滿足紡織品的生產需要。

2.3 自動控制技術在煤礦機械中的應用

我國既是產煤大國，也是用煤大國，為提高煤炭的總產量，可在煤礦機械中對自動控制技術進行合理運用。在煤礦采掘機械中，遠程自動控制系統的應用較為廣泛，該系統能夠對采煤機、刮板輸送機等設備進行遠程自動控制。

2.3.1 在采煤機中的應用

遠程自動控制系統在采煤機中的應用，可實現對采煤機的實時定位和視頻跟蹤，通過遠程操控中心，可以對采煤機的啟停及運行速度進行自動控制，由此使得采煤機能夠在作業面按照預先設定好的程序自動調高和加減速，不但使采煤效率大幅度提升，而且還能防止安全事故的發生。

2.3.2 在刮板輸送機中的應用

刮板輸送機是煤礦生產中不可或缺的重要機械設備之一，通過遠程自動控制技術的應用，可對輸送機的運行過程進行在線監測、實時控制，大幅度提升了刮板輸送機的運行穩定性。

3 結論

綜上所述，隨著科技的快速發展，使得自動控制技術日趨完善，該技術以其自身所具備的各種優勢，在諸多領域中得到廣泛應用。自動控制技術在機械領域中的應用，能夠使機械設備的運行安全性、穩定性和可靠性獲得大幅度提升，由此可使相關的生產效率顯著提高。