基于計算機在機械電子控制領域應用的研究

陳海霞

摘 要：機械電子工程的應用范圍正隨著科技的發展不斷壯大，近年來我國的計算機應用技術得到了長足的發展，使得計算機技術在機械電子控制領域內的應用范圍也得到了擴展。在目前計算機技術已經在機械電子控制領域得到了較為廣泛的應用。本文闡述了機械電子工程控制中機電一體化的概念，并列舉了一些計算機技術在機械電子控制領域中的實際應用。

關鍵詞：計算機技術；機械電子規程；信息化控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.127

0 引言

機械電子工程的生產水平在很大程度上影響著我國生產力水平，其融合了機械工程、電子技術、傳感器工程以及信息工程等多種工程技術。計算機技術的發展極大的推動了機械電子工程向現代化、信息化的方向發展，對機械電子工程的生產方式以及管理模式上都有一定程度的改革。在目前國際市場環境下，智能化成為了機械電子工程發展的必然趨勢，這也在一定程度上提高了社會以及企業對于計算機專業人才的重視。為了在國際市場競爭中取得一席之地，提升智能化水平，機械電子生產企業必須充分意識到計算機技術對于機械電子工程的深遠影響，選擇高品質的計算機專業人才，使得計算機技術為機械電子工程領域帶來巨大的價值。

1 機電一體化的概念

機電一體化技術是在機械技術以及電控技術的基礎上，綜合了控制學、機械設計制造以及自動化技術等多種學科而成的電子學科領域，具有較強的綜合性。機電一體化技術在早期主要被應用在電力生產企業中，目前則在設備自動化、機器人以及設備故障監測等領域得到了長足的發展[2]。

機電一體化技術在發展過程中逐漸融合了機械工程、電子工業、傳感器以及信息技術等多項科學領域內的工程技術，傳統的機械設備在生產過程中通過人工操作進行產品的生產，生產效率不高。在后來工程機械設備的生產過程中大規模應用了流水線作業方式，在流水線作業方式中，生產人員只需要專精自己負責的生產環節就可以大幅提高工程機械設備產品的總體生產質量和生產效率。隨著科學技術的發展和人民生活水平的提高，勞動力的價格逐漸提高，企業為了增加工程機械產品的產能，大幅引入了工程機械生產相關生產設備，而這些生產設備中絕大多數用到了機電一體化技術。

2 計算機技術在機械電子控制領域內的優勢

在經濟全球化以及市場經濟的背景下，機械電子工程制造企業所面臨的競爭壓力也在逐步提升。如何提升產品生產質量以及生產效率，增強自身市場競爭力并在高強度的市場競爭中站穩腳跟成為了機械電子工程制造企業需要解決的首要問題。計算機控制技術可以解放工作人員的雙手，降低了企業人力資源成本，同時提高了機械電子工程生產制造的效率，機械電子工程制造產品的精度和穩定性都得到了不小的提升。從發展的角度上來看，盡管計算機控制技術需要大量資金支持以用作自動化設備的購買，但其為企業帶來的效益則在很大程度彌補了這部分支出，同時計算機控制技術在提升產品質量以及生產效率等方面表現更加優秀。

3 計算機技術在機械電子控制領域內的實際應用

3.1 機械電子控制中的仿真技術

我國機械電子控制技術還處在探索階段，在這個階段中，科研人員主要進行有關機械電子控制自動化技術的模擬操作建設技術方面的研究，在經過長時間的探索后，中國相關研究人員已經研究出來了仿真建模技術，其可與發達國家的電機械電子控制技術相媲美。仿真建模技術可以大大提高機電系統的數據傳輸速率，改善數據管理模式。衡量機械電子控制技術自動化水準的一個主要標準就是能否構建可以用于機電系統控制的模擬操作系統，而仿真建模技術正好做到了這一點，其所構建的模擬操作環境不但符合傳統的機電控制規則，同時還在很大程度上實現了機電系統的同步控制。對于一些機電系統中出現的故障，仿真建模技術能夠自主的偵測并排除問題，并且將問題解決過程呈現給操作員，避免問題的擴大。

3.2 專家系統在機械電子控制技術中的應用

專家系統中存儲有大量機電系統運行以及維護的專家知識和經驗，在實際機電系統的運行維護中能夠起到自動控制、故障監測以及緊急處理的作用。目前的專家系統上主要是通過CBR以及RBR共同建立的機電系統故障監測系統進行機電系統的日常維護。在機電系統運行期間，專家系統可以實時監控機電系統相關設備的狀態，并將其與數據庫中的故障內容進行比較。如發現較為相似的案例情況，則迅速采取措施，急停設備或發出警報提醒工作人員檢查等。

3.3 智能控制技術在機械電子控制中的應用

智能控制技術一是可以提高機械電子自動化控制技術的運行安全性，對于機械電子控制系統來說，其擁有的復雜性以及低容錯率的特點，使得傳統的機械電子控制技術難以全面的降低故障發生率，但是智能化控制技術能夠實時并全局監測故障的發生。二是智能化控制技術的可控性，智能化控制技術能夠遠程進行機械電子系統的控制，通過軟件與硬件之間的通訊連接，實現安全和高效的機電系統控制。隨著我國機械電子工程制造企業的體量不斷擴大化，使用人力去控制和運行逐漸困難，這意味著，智能化控制技術對于機電系統自我故障監測以及運行隱患排除上具有重要作用。由于智能控制技術的存在，機電系統的自我故障監測和消除才具有了發展的土壤。圖1是機械電子控制領域內的智能控制技術示意圖。

4 計算機技術在機械電子控制領域內的優化探索

計算機技術在機械電子控制領域內還具有廣闊的發展前景，其集

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成化和并行化的性質不斷得到了加強。集成化是指在機械電子控制領域內通過網絡和計算機應用技術把其他系統如MIS、綠色設計系統、質量保證系統等設備系統與機電設備生產系統聯系起來，實現機電設

備加工過程中的數據共享和傳輸，從而融入到整個企業集成制造系統中以便于更好的決策。并行化是指在機械電子控制領域內通過網絡和計算機應用技術將工程機電設備加工系統與計算機設計軟件CAD、ERP、MRP等相聯，從而使得在產品的生命周期中的其各種產品因素例如質量、成本以及生產進度等都得到了全面的考慮，這是機電設備控制技術中并行性的體現。在集成化和并行化的基礎發展方向上，目前計算機技術在機械電子控制領域內的主要發展前景有儀表監控系統以及自動化設備檢測系統等。