對機電控制系統的一體化設計探討

摘要：在信息化技術迅速發展的新時期，我國機電控制行業的競爭力在逐漸加強，由于多種因素的影響，我國以往單一、落后的技術應用形式在悄然發生著變化。近些年，我國對機電控制系統的一體化設計的應用越來越重視，技術水平得到了迅速的提高。本文對機電一體化的控制系統的類別和應用情況進行探討，并為將來的發展趨勢作簡要的闡述。

關鍵詞：機電控制系統；一體化設計；研究探討

一體化設計通過利用目前較為先進的科學理論和有關的研究方法，不僅可以提高企業的工作效率，還可以保證產品的質量。由于市場環境在逐漸發展，在實際工作過程中，機電控制系統也要進行創新和改進，以利于技術水平在應用過程中逐步提高。因此，為了使機電控制系統的一體化設計更好的適應市場的需求，相關政府部門和企業也加大資金和技術的投入，使機電控制系統的功能更加強大，繼續向市場化、經濟化的方向發展。

一、機電控制系統的主要功能

高壓和大電流開關設備的體積是很大的，一般都采用操作系統來控制分、合閘，特別是當設備出了故障時，需要開關自動切斷電路，要有一套自動控制的電氣操作設備，對供電設備進行自動控制。電氣設備與線路在運行過程中會發生故障，電流（或電壓）會超過設備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動調整的保護設備。電是眼睛看不見的，一臺設備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要設置各種視聽信號，如燈光和音響等，對一次設備進行電氣監視。燈光和音響信號只能定性地表明設備的工作狀態，如果想定量地知道電氣設備的工作情況，還需要有各種儀表測量設備，測量線路的各種參數，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。在設備操作與監視當中，傳統的操作組件、控制電器、儀表和信號等設備大多可被電腦控制系統及電子組件所取代，但在小型設備和就地局部控制的電路中仍有一定的應用范圍。這也都是電路實現微機自動化控制的基礎。

二、機電控制系統的一體化設計應用

1.自適應控制

在進行控制時，多數被控制對象都可以通過采用確定的方式，對相關重要的參數進行及時的改進和調整，所以在使用一體化系統的過程中，可以直接通過應用自適應控制的方式對系統運行的性能進行全面性的控制，從而獲取良好的機電控制效果。另外，在對非線性過程進行判斷的時候，可以根據變化運行的實際條件對已經測量的數據進行修正和調度，這樣就可以給出其準確的判斷，從而將控制器參數適應性設置為V參數，在滿足相應設計條件的基礎上完成各項控制工作。

2.故障診斷與監控控制

一體化智能控制不僅具有自動故障診斷功能，而且具有較為突出的監控功能。在系統實際運行的過程中，不僅會自動對外部故障所產生原因進行檢測，同時也會對內部的相關情況進行檢測。通過對故障影響的實際情況進行診斷，進而直接對輸出變量進行全面的檢測。一體化智能控制還可通過相應信號評估完成檢測工作。當測量的數值一直處于一個正規的狀態時，系統會自動展開容差檢測，但如果容差數值超出了規定的范圍之內，此時系統就會發出警報的聲音，使相關人員可以及時對系統進行優化和調整。

三、機電一體化控制系統的設計方向

模塊化的應用在控制系統中起著決定性的作用，它直接決定系統在未來發展中的方向和趨勢。目前機械設備的樣式多種多樣，其來源于各個地區的供應商或者生產機械設備的企業，容易因為生產標準不完全一致而對系統中比較重要的接口使用造成一定的影響。為此需要對多個接口根據實際情況進行優化設計，其主要接口包括：訊號接口、連接接口、轉化接口等，在這個過程中通過利用模塊化，使多種控制模塊可以直接應用在設備的控制系統中，有利于企業的優化升級，同時也可作為企業之間溝通和交流的橋梁。

智能化是機電控制系統非常重要的設計方向。智能化給予了控制系統深入而全面的分析能力和控制能力，可對機電控制系統的應用進行合理化的完善。除此之外，對于各行各業的不同需求，結合實際情況，加大終端設備和計算機的支持，充分發揮企業的實際效益，以此來提升工業生產力，也增加企業的經濟效益。

四、對機電控制系統一體化設計的全面闡述

機電一體化設計具有較為廣泛的覆蓋領域，主要體現在機械、電子等領域，只有不斷強化機電一體化加工技術，才能實現對整個機電控制系統的完善，加快機電智能化發展進程。機電一體化的集中特點是網絡化、模塊化、智能化和微型化，尤其是模塊特征更加明顯。鑒于制造業的龐大規模，類型復雜，在進行機電一體化產生研發的時候，要注重模塊化，形成產品標準，注重新型機電產品的研發。微型化的特征主要立足信息技術的發展，不受時刻限制，較大程度地提升了機電一體化的影響力。

這一領域的設計主要體現在電子線路方面。傳統的機電控制中，實現了線路與裝備的隔離，設備運行中，很難實現對產品的全面、及時的了解，設備使用率不高。在應用機電一體化之后，微型計算機和控制器作用于系統，工作效率提升。在一體化設計中，產品質量被優化，工程流程被簡化，因此，機電企業需要重視引進，對傳統機電設備進行淘汰，發揮科技的力量，加快模塊經濟的發展。這一應用主要是指對整個機電控制系統和自動化控制技術進行統籌，將各個部分進行聯結，借助控制器實現對各個部分的控制。模塊一體化設計要立足整體，突破單一部分的功能，最大限度地發揮一體化的優勢。要立足企業實際，選擇最佳機電組合，最大限度地實現經濟效益。

參考文獻

[1]張凱.機電控制系統自動控制技術與一體化設計探討[J].科技與創新，2017（15）：118，121.

[2]趙磊，張安良.機電控制系統自動控制技術與一體化設計[J].建筑工程技術與設計，2018（21）：2986.

[3]楊海濤.機電控制系統自動控制技術與一體化設計[J].建筑工程技術與設計，2018（14）：834.

作者簡歷：李向哲，遼寧省沈陽市，本科，就讀于機械電子工程學院，研究方向：測控技術與儀器。

（作者單位：遼東學院 機械電子工程學院）