機電控制系統自動控制技術與一體化設計探討

張文峰

(蘇州健雄職業技術學院，江蘇 蘇州 215411)

0 引言

機電控制系統是融合了機械工程、計算機信息技術、電子通信技術、材料工程等眾多學科的綜合性系統，隨著科學技術的發展，如今在各行各業都獲得了廣泛的應用的同時，也間接推動了我國經濟的發展。機電控制系統的自動控制技術和一體化技術包括控制、驅動、信息、通信等眾多功能，逐漸呈現出多樣化、高效化、安全化的特點，在滿足工程需要的基礎上，增加了對工程的控制能力，可以方便地管理各種電子設備，促使其發揮出最大能效，成為機械工程發展進步的不竭動力[1]。

1 機電控制系統中自動控制技術與一體化設計的概念

機電控制系統是使用接口實現信息的傳遞，通過和主機設備進行關聯來控制整個機電系統。傳統的機械電氣工作流程煩瑣，技術人員承受的工作壓力大，自動控制技術和一體化技術的應用可以使得對機械的操作不被環境、地理位置、時間等客觀條件所影響，簡化各種工作的流程，從而提高機械工作效率并降低控制成本。

1.1 自動控制技術

自動化控制如今在人們生活的方方面面都有所呈現，從日常起居到工作、購物等，與傳統的人工控制的工作模式相比，自動化控制技術只需要人員的簡單協助，就可以進行復雜的生產工作。自動控制技術使用控制器和控制裝置對系統和設備進行預先程序設定，并按照相關法律法規和設計進行生產活動，將復雜的操作流程進行簡化，提高操作的準確度、穩定性和安全性。

1.2 一體化設計

機電控制系統的一體化設計能夠突破時間和空間的限制，通過使用電子信息和控制設備進一步縮減生產流程。一體化設計對于功能化、模塊化的要求更高，通過優化的配置提高機電系統的性能，使得工作高質、高效地完成

2 機電控制系統自動控制技術與一體化設計的意義和優勢

機電控制系統能夠使日常生活和工業生產更加智能化、高效化，通過借助計算機技術的預判性能，遠程控制設備的運行和操作，可以降低人工操作時帶來的失誤和不穩定，在提高系統的生產效率的同時減輕了工作人員的工作負擔，也進一步減少了安全事故發生的可能性，創造了極大的經濟效益[2]。一方面，從自動控制技術的角度來說，自動控制技術可以使系統持續的輸入和輸出，即使在外界環境不穩定的時候，系統也可以保持自己的運行狀態，準確判斷出各種操作節點并及時予以反饋，而不會因為震蕩的周邊環境對機電控制系統造成影響。另一方面，從一體化設計的角度來講，一體化設計的應用范圍很廣，發展空間很大，可以對各種生產情況進行統籌管理，整體一體化、分功能模塊化的特點有利于機電控制系統的升級和更新，進而實現企業自身的穩定運轉和前進?？偟膩碚f，機電控制系統自動控制技術和一體化設計的應用是機械電氣行業健康發展的源泉，有利于推動整個行業的改革和創新。

3 自動控制技術要點和應用

3.1 自動控制技術要點

自動控制技術的任務有很多，其控制要點也不盡相同，下面將介紹幾種常見的技術任務。首先，在機電控制系統應用的前期，需要對程序內容進行預先錄入?？刂迫蝿盏匿浫胧鞘褂脺蚀_的語法和語言對系統進行科學的規定，一般使用自然語言表達法，利用固定格式的文本將任務輸入，以保證系統能夠明確任務的內容和效果[3]。其次，還需要選擇傳感器、PLC結構，傳感器設備是機電控制系統工作的關鍵，可以用來獲取各種信息，再將信息傳輸到其他設備上，一般有光敏傳感器、溫度傳感器、氣敏傳感器等，可以將各種環境信息準確地轉化為電子信號。PLC結構能夠完成內部存儲、邏輯運算、計時計數等功能，經濟實用而性能穩定。最后，自動控制計數還可以進行伺服系統的連接、數據的自動檢索等功能，進一步提高機電控制系統的工作效率。

3.2 自動控制技術的具體應用

目前，自動控制技術在各行各業都有所應用，最廣泛的是在工業生產中的應用，機械電氣工程要想更加科技化和創新化，必須融入并充分利用自動控制技術。自動控制技術可以使機械設備更為智能化、穩定化，挖掘出機械電氣工程更深層次的潛在應用價值，同時降低了人為操作的失誤性和不安全性。在日常生活中，服務行業也開始使用自動控制技術，比如自助結賬、自助點餐等功能的推廣，都是自動控制技術應用的體現，自動控制技術進一步提高人們的生活質量。此外，在一些專業性比較強的系統中，自動控制技術也不斷融入，比如各種監測系統中，加入了自動控制技術的監測系統可以實現數據的實時監測，比如醫療、汽車領域，自動控制技術可以幫助人們監督危險，及時發現設備運行中監測對象存在的問題，分析問題原因并給出合理的解決建議，必要時候采取強制的報警或求救措施，以此來充分發揮自動控制技術的作用和優勢。

4 一體化設計思路和應用

4.1 一體化設計的思路

一體化設計通常采用組合法、取代法、整體法等設計方法進行產品創造。首先，機電控制系統一體化設計會對機電控制系統的材料和功能進行創新，通過更全面的考慮來選擇更合適的產品材料，比如綜合試驗材料的抗壓性、抗腐蝕性、抗震性等，以保證機電控制系統的質量。對功能的創新是指結合系統所使用的位置、環境、市場需求等信息，對系統功能進行定制化創造，通過優化功能來提高一體化設計的管理。然后，一體化設計通過對設備進行實時監控，及時掌握機械系統的運行狀況，有利于全面排查設備的故障信息，掌握各種元件的使用情況，通過與以往數據或正常運行時候的數據進行對比來判斷設備是否需要整改或維修，以降低故障發生率或者設備損失率。最后，對機電控制系統進行模塊化、系統化的整合，考慮到機電控制系統的使用范圍廣，需要對不同應用場景的系統功能進行明確劃分，此時模塊化開發至關重要，而系統化設計可以是控制系統在整體上處于一種開放、包容的特色，各個系統之間可以協調統一地進行合作，提高系統的精確性，以使機械電氣工程的效益最大化。

4.2 一體化設計的應用

一體化設計和自動控制技術相輔相成，在控制系統、機械裝置中普遍存在。在控制系統中，一體化設計突破了固有的設計局限，使機械電氣工程更加智能化、網絡化、模塊化。一體化的設計使得硬件和軟件元素更加和諧統一，提高了產品的競爭力。在機械裝置中，一體化設計的系統特性使得裝置的流程銜接更為嚴密，保證了各部分元件功能性更強的同時，互相之間的聯系更為自然、便捷。比如傳感系統和信息系統由于接口的存在，可以方便地進行數據轉換和傳輸?？傊?，一體化設計的應用使得機電控制變得更加簡單而高效，是現代科技理念最好的體現。

5 結語

工業的發展對國家經濟水平的增強至關重要，工業化程度決定了一個國家的硬實力。在機電控制系統廣泛應用的今天，自動控制技術與一體化設計作為其中最重要的技術類型，需要結合目前的發展明確未來的發展方向，對理論和技術進行同步的革新和深化。相關行業的工作者應該從實際出發，不斷探索科學、合理的設計方案，結合目前節能減排、綠色管理的大趨勢，將自動控制技術和一體化設計的能效最大化，不斷提高企業的生產效率和質量，以推動我國工業技術的可持續發展。