淺析機電控制系統的自動控制技術與一體化設計

摘 要：隨著近年來我國機械制造業的迅速發展，其在我國經濟發展中占據了越來越重要的地位，并為我國經濟發展做出了巨大貢獻。作為重要的推動機械制造業發展因子的機電控制系統，與機械制造與控制等息息相關。從這點考量，本文即針對機電一體化設計，通過對幾點控制系統、自動控制系統的研究分析，淺析幾點控制系統的自動化控制技術與一體化設計思路。

關鍵詞：機電控制系統；自動控制系統；機電一體化

機電控制系統是我國機械制造業得以發展和進步的重要因素和基礎。在制造業的發展過程中，機電控制系統的性能和結構以及作業精度正在經受越來越嚴格的考驗。在當前形勢下，傳統機電控制系統已經逐漸不能適應行業發展。在這一背景下，如何通過對機電控制系統和自動控制系統的研究促進機電一體化產品設計的加強，成為了機械行業研究的重點課題。

一、機電控制與自動控制系統概述

（1）機電控制系統

機電控制系統指的是不需要人為參與而僅依靠相關的設備按照預先設定的流程指令機器和設備進行自動化設計的一種系統，這種系統使用的是全方位的控制系統，利用其對控制器、控制對象進行連接，最終實現目標控制的一種系統。這一系統的核心在于控制。從技術層面看，機電控制系統是一個綜合性的、利用傳感檢測、伺服傳動、自動控制以及包含電極、微電子等技術實現遠程操作的系統。從控制形式的層面看，機電控制系統又主要以遠程控制為主，換言之，指的是在不同的地域操作人員能夠依靠互聯網方式對器械實現控制。此處需要指出的是，在進行遠程控制的過程中，如果需要操作人員對運行的每個步驟進行控制和監督，并根據實際情況進行調整和干預的情況，這種控制形式指的就是保持型遠程控制，這種控制對于當前行業發展而言，更為有利，更有利于設備控制的精確實現和實際操作。

（2）自動控制系統

自動控制系統指的是在控制器的控制下，使被控對象按照事先預定的原理實現自動規律性運行的系統。按照控制內容進行分類，可以將其劃分為自適應控制系統、高精度控制系統、速度控制系統以及自診斷控制系統等幾類。這一系統的核心在于實用性和高效性，即言能夠通過合理利用協調機械和電器的各部分順利實現預設目的和內容。

二、機電一體化設計的基本思路

當前格局下，我國是世界制造業大國已成為公認的事實，隨著我國市場經濟的穩步發展和產業結構的升級、調整，制造業對機電一體化產品設計以及相關的一系列運作的要求越來越嚴格和迫切。當前，機電一體化已經成為了一門新興學科，主要要求設計人員設計產品的過程中對產品的結構、實用性、功能等各方面進行綜合全面系統的分析和考慮，并根據實際情況和分析結果來進行產品設計，最終達到理想中的預期效果，實現產品的最優化。從系統的角度看，設計人員進行產品設計時要確保設計的機電一體化系統包含了智能化、人格化、模塊化、網絡化以及微型化等特點，并以此來提升系統的各項性能。從具體來看，就是李彤機械技術和自動控制系統的結合，并輔之以微電子技術，實現各模塊單元的合理配置，促進系統的合理優化，使功能更加完善和實用。

三、機電一體化產品的設計方法

（1）以電子線路取代機械控制機構

通過對傳統的機電控制系統分析，發現其有關的控制大多建立在單一的控制結構上的，因此在設計機電一體化產品時，可考慮引入電子線路裝置來對這種單一結構進行改進，以此來實現預期的控制效果。具體方式如下：（1）利用微型計算機或者可編程控制器，實現原有機械控制結構同電子線路裝置的結合；（2）原有的機械控制結構中的插銷、步進開關等接觸式控制器利用變速機構和凸輪進行替代，實現電子線路裝置對傳統機械控制接口的替代從而不僅能夠實現機械結構的簡化，更能實現其的改良，從而促進機電一體化產品的質量提升。

（2）電子與機械部分的有機整合

實現電子與機械部分的有機整合是另一個有效的方法。通過對機電一體化設計的分析能夠知道，在設計過程中突破傳統的設計格局是設計的靈魂，只有突破，才能切實提升控制系統的運行效率和控制的精度。值得一提的是，在機電一體化設計過程中，本身設計原理并未發生改變，而進行相關技術的改變也僅僅是為了能夠促進產品質量和性能的提升，如實現電子與機械部分的有機整合也是這個理念。通過這種方式能夠實現產品功能的完善和整合，使之實現相關控制工作的協調。例如電液比例控制系統，通過將比例電磁鐵和液壓閥的整合，能夠使其共同構成一體化比例閥，而對于電子與機械部分的有機整合這一設計理念，便是機電產品進行一體化設計的優良理念。

（3）相關功能模塊的整合

如果在進行機電一體化產品設計的過程中，利用一般的、簡單的機械構建同電子線路裝置整合的方式無法實現預期的效果，則相關的產品設計人員還要對機電一體化系統的不同功能模塊進行重新整合，目的不僅是確保不同的模塊之間的功能能夠順利實現，更能夠將促進不同模塊有機整合，達到共同構成一體化的機電系統的效果。比如，對于數控車床的機電一體化系統設計時，利用的就是不同功能模塊之間整合的設計理念。第一步，對可供車床使用的專用數控裝置和伺服驅動裝置及其他不同的相關設備的功能和類型進行研究和分類，正確采購；第二步，將采購的不同模塊裝置進行有機整合，最后，設計人員綜合利用上述步驟設計集合不同功能模塊于一身的數控車床，從而保障工作能達到高效完成的目的。通過上述例證能夠看出，不同功能模塊之間利用整合的方式能夠保障機電一體化系統下的產品的功能和質量，此外還能夠有效節省設備的成本，對于機電一體化產品的經濟性而言也是十分不錯的選擇。

綜上所述，本文在對機電控制系統和自動控制系統進行概念和理論闡釋的基礎上，對機電一體化設計理念進行了分析和結合，對機電一體化產品的設計理念進行了三個方面的闡述和探究。通過研究表明，這種機電一體化設計的方式，對于當我國機械制造行業而言，有著重要的作用和意義，有著廣闊的前景。

參考文獻

[1]黎洪洲.機電控制系統自動控制技術與一體化設計[J].信息系統工程，2Ol3，O8（15）：36—37.

[2]朱發智.機電控制系統自動控制技術與一體化設計分析[J].科技創新與應用，2016，11（10）：133.

作者簡介：

蔣正川（1977.05-），性別：男，民族：漢，籍貫：四川，當前職務：處長，當前職稱：高級工程師，學歷：大學本科，研究方向：工程技術方面。

（作者單位：貴州航天控制技術有限公司）