機電控制系統自動控制技術與一體化設計

麥旭均

【摘 要】新時期發展背景下，我國機電自動化控制系統和一體化在機電行業可謂是取得了突出性應用成就，不但能合理優化機電生產質量，大大提高機電生產工作效率，還能極大帶動社會科學技術水平的進步，促使機電行業逐漸開始朝向智能化方向前進。本文在此主要以機電行業為研究主體，對機電控制系統自動控制技術和一體化設計展開詳細分析探討，便于提出相對恰當應用方法，推動機電一體化朝向更好方向邁進。

【關鍵詞】機電控制系統；自動控制技術；一體化；設計

中圖分類號： TP273；TH-39 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）11-0164-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.071

現階段，我國在世界制造領域中可以說是名列前茅，并且隨著生產技術水平的不斷提高，對機電生產制造也相應的提出了更高標準要求，致使越來越多先進技術手段是層出不窮，如計算機技術、人工智能及自動化控制等，不單單為人們提供了相對完善機械需求，還能大大提高機電產品生產效率和質量，有效節省投資成本費用，為機電行業健康發展帶來了極大積極作用。

1 關于機電控制系統和自動控制技術的含義闡述

通常在對機電一體化深入了解之前，首先需要對機電控制系統和自動控制技術兩點內容充分掌握，其中機電控制系統主要是指借助網絡計算機設備對生產流程進行有效設置規劃，利用遠程操控設備對生產全過程監督管理，使其具備智能化和自動化生產優勢。從機電控制系統角度來說，自動化特定可以說是其存在基本特征之一，通過通信行業幫助可對機械生產操作遠程控制，便于相關人員詳細檢測生產期間細節問題，一旦發現任何問題能夠及時采取解決措施。而從工作人員角度來說，機電控制系統的自動化優勢在一定程度上能大大減少其實際工作量，盡可能避免出現員工失誤，當處于相對危險生產環境時也可及時用自動化系統取代人工操作，進一步確保生產人員自身安全性。自動控制技術則是指通過控制器和控制類型裝備對具體生產流程展開規范約束，在不具備任何人力作用影響下，嚴格按照生產標準落實執行，普遍具有準確定位等優勢，即使處于較為混亂環境下也能正常工作運行，為機電生產質量提供一定保障。

2 機電控制系統和自動控制技術的內涵分析

2.1 機電控制系統

隨著科學技術水平的不斷提高，機電控制系統逐漸產生并取得廣泛應用，即便沒有操作人員參與也能順利完成機電生產工作，相關機械設備自動化按照設定流程實施操作，通過較為完善控制系統將控制構件和控制主體有效結合在一起，便于順利完成生產任務。本質上來說，機電控制系統的核心要素便是控制，主要包括微電子、信息處理、網絡計算機及電力等方面技術內容，甚至還會應用到過程控制及通信等手段，往往這些技術并不能被單獨使用而是要生成一種綜合型技術，從而形成傳感技術、信息處理技術及自動控制技術等于一體的系統技術，對機電行業發展有著極大幫助作用，目前已在航海、航空等多個領域廣泛應用。同時機電控制系統還可有效利用過程控制，換句話說就是工作人員可借助網絡計算機來對計算機起到控制作用，根據計算機自身處理性能完成相關工作的一個過程。在此期間還需注意一點就是工作人員在過程控制時，需做好系統運行每一環節的嚴格把關控制工作，一旦發現可能存在問題要立即干預，必要時可向有關部門提出申請，促使機電控制系統應用發揮出最大價值。

2.2 自動控制技術

由上文了解到，自動控制技術具體指的就是利用控制器設備，嚴格要求被控制主體能自覺按照計劃進行，通常根據控制內容的不同可將其分為自適應控制、校正控制、速度控制及定位控制等多方面內容，并且自動控制技術的應用首要前提便是是否具有科學性和合理性特點，促使各機械設備都能高效完成自身任務。同時自動控制技術還包含經典控制理論和現代控制理論兩大依據，其中經典控制理論主要借助相關數學工具來進行函數信息的準確傳遞，并在此基礎上開展有效分析工作，重點研究變量線性是否存在變形問題，因該理論是以自動調節設備為控制原理，所以又可被稱之為自動調節原理。現代控制理論展開研究是在經典控制理論基礎上進行的，通過線性代數、矩陣論等一系列數學工具的合理應用確保自動控制系統能在規定時間范圍內完成分析工作，并利用狀態形式方程描述出來，能夠根據描述內容準確判斷出當前系統運行情況，實現對機電生產操作的最佳控制目標。

3 機電一體化設計手段的介紹應用

3.1 整體性手段

往往該種方法就是指將電子方面和機械設備有效結合在一起，通過其二者的有效整合展開整體化設計工作，便于促使機電一體化設計能夠順利實施。同時機電一體化設計過程還需始終將創新型設計理念放在首要地位，徹底打破以往傳統設計模式，大大提高機電產品使用性能水平和整體質量。也就是說，整體性方法可將機械設備技術和電子技術整合在一起形成一個較為完善整體結構，既能充分展現出機電產品設計的創新獨特性，又能樹立良好創新設計理念，對機電行業可持續發展起到一定積極作用。

3.2 取代性手段

通常來說，該種方法就是將電子形式徹底取代機械設備控制的整個過程，主要適用于電子化產品設計工作。機電一體化設計工作的順利展開可幫助機械設備控制徹底改變以往單一化形式問題，通過電子線路對機電運行機構起到控制性作用。一般可將電子線路控制分為以下流程：先在網絡計算機上編制相對完善程序系統，促使機械設備控制系統能與電子線路有效結合在一起，之后再正式展開取代性工作，即為利用電子線路徹底取代原來機械設備結構，如可將變速機構取代接觸式控制器，只有這樣以往傳統機械設備結構才能得到進一步簡化，充分展現出機電一體化設計理念，大幅度提高機電產品生產質量。

3.3 組合性手段

所謂組合性方法主要就是指功能模塊的系統整合，借助不同使用功能模塊形成一個相對完善機電一體化系統。往往在電子和機械無法實現整合并完成要求任務時，相關操作人員就可合理采用組合性方法，將所有功能模塊全部整合起來，構建一個具備多功能優勢的綜合系統結構，并對該系統展開專業化設計工作使其能夠達到理想效果。據當前情況來看，組合性方法已在機電數控方面展開了廣泛應用取得了突出成效，進而不但使機電模塊使用功能大大提升，還有效保障了機電產品生產質量。除此之外，該種設計手段還普遍具備投資成本較少、應用周期較短等優勢，無論是生產操作還是維修保養工作開展都相對便捷，可對機電行業發展起到一定促進性效果。

4 機電控制系統自動控制技術和一體化的設計分析

現階段機電一體化設計普遍具備應用范圍較廣特點，主要適用于電子、機械設備等領域范圍內，通過機電一體化設計技術的不斷創新研發可對整個機電運行系統起到合理控制約束作用，推動機電行業逐漸朝向智能化方向前進。同時機電一體化設計還具備模塊化、網絡化等優勢，往往在具體開展機電一體化研發工作時，設計人員首先應重點關注產品是否滿足標準規范，基于信息時代背景下，大大增強機電一體化綜合影響能力。

4.1 機電一體化設計的核心思路

隨著我國在世界制造行業中占據地位的愈發重要，國內對機電一體化設計投入和重視程度也越來越高，致使機電一體化已逐漸成為嶄新領域，需設計人員在開展具體設計工作時，首先需對機電產品內部結構、使用功能等內容展開詳細分析探討，并將設計分析結果和最終理想結果展開對比分析，促使機電一體化設計能夠充分具備智能化、專業化、現代化及人格化等優勢，切實增強一體化設計的使用性能，便于為日后機電行業的健康發展提供切實可行參考依據。

4.2 機電運行線路的一體化設計

根據實踐調查分析可知，機電運行線路一體化設計具體體現在電子線路上，在以往傳統機電系統控制工作開展中，因機械控制常常與電子線路處于分離狀態，進而非常容易使機電生產效率面臨著大幅度下降趨勢，并且相關操作人員對機電產品實際情況也不能有一個全面深入掌握。而在機電一體化設計實施后，上述現象便可以得到很好解決，將網絡計算機和控制器設備合理應用到機電控制系統中，徹底代替原有控制性設備，不但能有效提高生產工作效率，還能借助相對完善控制系統順利開展各項生產工作，甚至機電線路的一體化設計還能進一步優化生產質量，大大縮減了操作步驟，促使該方面企業經濟效益也大幅度提升。

4.3 機電功能模塊的一體化設計

所謂機電功能模塊一體化設計就是指對機電控制系統和自動控制技術實施統籌兼顧，將各個環節的最優裝備有效結合應用，借助控制器對各環節之間關系合理調解，并且機電功能模塊一體化設計工作開展還應始終遵循整體化理念。但如果單單只考慮到某一控制設備，不但無法充分發揮出一體化設計存在優勢，還會大大提高相關企業投資成本，對企業經濟效益帶來不利影響。例如：機電類型企業在合理引進各種先進機電設備時，卻沒有及時更換控制器，進而非但不能提高機電產品生產質量，還會起到適得其反效果，需機電行業能夠對該方面內容引起高度重視。因此這就需要工作人員能將各個功能模塊系統整合在一起，使其逐漸形成一體化結構，充分展現出該結構的多功能優勢，如在進行數控車床設計時就可使用多功能模塊方法，先采購車床專用數控裝置和驅動裝置設備，之后再將各個模塊組合在一起，形成一個集多功能模塊于一體的機電一體化數控車床，既能確保機電模塊整合的安全性，又能大大節省設備投資成本，促使機電一體化設計朝向更好未來前進。

5 結束語

總而言之，機電一體化設計開展的首要前提便是機電控制系統和自動控制技術的有效整合，在此基礎上可實現對機電企業經濟收益的合理調整，大大提高機電生產效率，使其進一步朝向智能化方向轉變。因此這就需要機電企業能對機電一體化設計有一個深入了解認識，充分發揮自身存在優勢，推動經濟模式的積極轉變優化，全面提高操作人員專業水平和綜合素質，促使機電生產工作能夠更加安全展開。

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