機電控制系統自動控制技術與一體化設計

陸天賢

（廣西金桂漿紙業有限公司，廣西 欽州 535008）

當前，我們國家已經邁入了信息化時代，在此背景下使得機電工程技術得到了很多改進和創新的契機。在研究機電設施時，相關技術人員將信息技術加以運用在其中，能夠使得機電設施具備自動化功能，繼而可以在實際使用這些機電設施時，保障生產速度以及生產效果得到顯著的提升。換言之，機電工程向著自動化方向發展以后，能夠幫助相關企業縮減各類資源成本的投放量，促使企業得到永續發展。

1 相關概述

1）機電控制技術概述。機電控制技術工作機理從目前情況來看，機電控制技術是一項具備很強系統性的技術，在實際使用這項技術時，要想保證機電控制系統照常運轉工作，就需要反饋控制系統參照其本身收集得到的數據信息做出篩選、辨別和分析，在此基礎上對錄入量、產出量的差額做出調整，之后將相應的反饋信息傳送到自動控制系統之中，如此便可保證機電自動控制設施發出正確地工作指令，使得被控制對象可以精準地執行相應的指令，完成工作內容。除此之外，基于反饋控制系統的工作程序就是向機電設施元件傳送產出量的同時，監測機電設施元件的運轉情況，從而得出實際產出量，通過對比元件實際錄入量、元件設定的錄入量，分析差值，最后經過校對和調整被控對象的實際錄入量，以實現操控被控對象的目的。

2）“自動控制”系統。這一系統的核心——控制器，控制器的作用是在生產運行中保證對象按照之前設計好的規律化流程進行。自動控制建立在實用性的基礎上，包括校正控制與自診斷控制等。通過這一設計，讓機電系統的各個部分自動完成任務。而這一控制系統的兩大理論分別是現代控制理論，即借助集合論與規矩論，通過線性代數這一工具進行分析；經典控制理論是借助拉式轉換來進行函數的傳遞與計算的，同時還要配合系統分析。在現代控制理論中，第一步利用狀態分析法，在時間域內提供系統運行過程的分析；第二步利用狀態方程描述出第一步的分析；第三步是分析自適應、隨機與最優控制，這些分析借助的主要是前兩部獲得的相關數據與資料。

3）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一體化設計的基本方法

1）組合法。組合法主要指的是先設計系統的各個模塊或者單元，然后將各個模塊或者單元進行組合，進而構成一個整體系統。為了有效確保系統各個模塊的質量，同時降低成本，在設計時要注意行業發展動態以及市場情況，運用多種組合方法進行系統設計，從而實現最優設計。

2）整體法。整體法的設計步驟是：例如，在設計數控機床的時候。第一步，要先采購伺服驅動裝置、專用數據控制裝置，還有與之相關的種種機械各一套，以供車床使用。第二步，整合各個部分，這樣一臺功能模塊相整合的機電一體化數控車床就組成了，可以實現多種功能。像這樣的方法在實踐中應用非常方便，在機電一體化的設計過程中，如果單一的電子部分與機械的整合不能滿足需求時，設計者們就需要構建一個整體，讓這種多功能整體來達到預期效果。

3）取代法。取代法指的是在系統設計過程中將原有的某些構件進行替換，以提升系統的整體性能，比如以電子線路替代機械控制線路，采用靈敏性較高的電子元件和線路，可以有效提升系統的控制精度，相較于機械控制線路，不僅系統性能明顯提升，同時也能降低系統整體造價。

3 自動控制技術要點和應用

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。控制任務的錄入是使用準確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。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。

2）PLC的應用。PLC可以通過內部存儲的程序實現對目標設備的控制，在獲取到系統的指令后，通過編程操作執行系統指令，控制設備完成相應的動作。PLC可以執行包括邏輯運算、計數定時以及順序調整等多種系統指令。并且PLC的抗干擾性能優良，在惡劣環境下可靠性較高，因此，極為適合工業生產環境，并且操作比較便捷，操作人員通過PLC的編程程序即可實現相應的控制操作。

3）自動控制系統。通常情況下，自動控制技術指的是在沒有人工參與的工作環境中，加以運用輔助設施促使生產機械設施能夠自動依照特定的指令完成生產任務，控制各類物理量隨著設定程度自動產生變化的一項技術。自動控制技術具備了很高的性價比，并且程序編制非常簡單，操控流程也非常便捷，安全系數高等若干方面的優勢。詳細而言，自控管控系統裝置體積小，便于安裝，從而資源成本的投放量比較少，在操控自動控制技術時，相關技術人員只需要通過更改軟件程序就能夠改變控制系統的功能，根本不需要更換硬件設施，操作簡單容易，同時還能夠縮減成本資金的投入。除此之外，自動控制技術還擁有很強的自行診斷能力，如果技術人員出現了違規操作的行為，該系統就會自動發出提示聲音，這種情況下工作人員就能夠立即做出響應，選用最有效的措施將故障問題處理好，以防止事故擴大，影響企業的正常生產。

4 結束語

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。