機械制造電氣自動化控制可靠性問題研究

吳文龍

摘要：機械制造的工藝流程相對完整，不同制造環節的質量控制標準也較為清晰，在分析電氣自動化控制技術的應用可靠性時，技術人員應將控制技術的應用形式與機械制造過程中的不同環節對應起來，并注意分析實現自動化控制過程的總線結構的特點，以此為基礎強化系統運行穩定性，并提高控制流程的針對性，這樣方可從底層控制單元出發，優化電氣自動化控制的整體可靠性。

關鍵詞：機械制造;電氣自動化控制;模糊控制理論;可靠性;問題分析

引言

小型的機械零部件的生產加工周期一般較短，但對電氣自動化控制系統的響應效能要求較高，大型的、具有復雜曲面結構的機械零部件制造過程較為復雜，實際的加工制造周期也比較長，對電氣自動化控制系統的運行穩定性要求更高。為此，技術人員在分析電氣自動化控制可靠性以及解決可靠性問題時，一定要結合實際的機械制造情況，這也是提高電氣自動化控制系統控制效能的基本要求之一。

1、機械制造電氣自動化控制可靠性問題分析

1.1響應速率問題及原因分析

電氣自動化控制系統的運行過程基于有效的運行指令，此類運行指令的編輯過程并不復雜，現階段也形成了較為規范的動作指令集，但需要注意的是，由于機械制造的實際流程有可能具有個性化的特點，這就要求電氣自動化控制系統在執行相應的電氣動作時，需要完成一些相對個性化的控制動作，這就會對電氣自動控制系統的運行程序產生邏輯層面的影響，體現在系統控制層面即為系統控制的時序性，這種時序性會進一步導致電氣自動化控制系統的響應時間存在差別。機械制造系統一般會分為機械系統以及電氣系統，一些體積較大的機床還會有一些輔助系統。電氣系統向機械系統傳遞控制信息需要一定的時間，如果這種響應時間不能滿足機械加工的需求，則可能導致另加加工進度受損，嚴重時會引起工藝問題。

1.2準確性問題及原因分析

此處所指的準確性實際上指電氣自動化控制系統的動作執行準確性。一般而言，在機械制造中，電氣控制系統的運行動作會根據內部指令出現變化，但這種變化也會產生一定的信息反饋，電氣自動化控制系統在接收到此種信息反饋之后，會對控制動作進行一定地調整，進而實現電氣控制動作層面的修正。但在出現這種變化時，如果電氣控制系統本身運行的準確性存在問題，則可能導致后續的反饋信息不準確，內部的控制單元（PID調節系統）在接收到此類信息之后，會根據這種不準確的信息進行反饋調節，這就會導致動態反饋的效果與機械制造系統的運行要求相差甚遠，影響機械制造質量，甚至誘發機械制造安全問題。

1.3穩定性問題及原因分析

穩定性指的是機械結構與電氣結構之間的配合穩定性，這種穩定性與機械制造中電氣自動化控制系統的反饋機制相關，更與機械單元的運行穩定性相關，但機械單元的運行穩定性也需要電氣自動化控制技術進行調節，良好有效的電氣自動化控制技術不僅可提高電氣自動化控制穩定性，還可確保機械組件的運行穩定性，減少不規范的動作行為，提高機械加工的整體精度。機械結構與電氣結構進行配合的過程需要各類輔助設施的支持，包括一些常見的可編程控制器單元和連接組件等，此類輔助設施兼顧系統調節和系統反饋功能，也承載了部分的系統運行壓力。

2、機械制造電氣自動化控制可靠性提高措施分析

2.1優化電氣控制指令集，提高響應速率

為了解決電氣自動化控制中的響應速率問題，首先，技術人員在編寫電氣自動化控制系統的內部運行指令時，可廣泛借鑒成熟的系統控制方案，將機械制造與電氣自動化控制的過程從系統層面聯系起來，并分析和總結此類控制方案的優勢和缺點，進而可結合具體的機械制造要求和機械制造環境，進行適應性的變化;其次，從內部控制運行指令的內容角度分析，技術人員在編輯控制指令時，一定要注意不同控制語段前后的邏輯關系，從指令執行時序性的角度分析此類指令內容的合理性;再者，技術人員應在運行此類指令之前，應用計算機模擬手段對電氣自動化控制系統的運行可靠性進行模擬分析，從動作響應速率的角度分析數據模型的合理性，針對其中出現的問題及時進行指令層面的修改，進而切實提高電氣自動化控制系統的響應速率。

2.2正確應用模糊控制技術，消除PID動態控制滯后性

從系統調節趨勢的角度分析，比例控制更注重對電氣自動化系統當運行狀態的控制，可輸出與系統運行參數相關的實時監控內容，而積分控制注重對電氣自動化系統運行過程的評定，分析的數據其實為歷史數據。與此相對應為微分控制注重對電氣自動化系統運行誤差趨勢的預測，進而可對系統運行的后續過程的穩定性進行動態調節。從此角度分析，技術人員在選擇PID動態反饋機制時，如果電氣自動化控制系統需要完成對既定機械制造項目的反饋控制，則應使用PID聯合控制模式。但在此模式下，系統控制會表現出一定的滯后性，此時，技術人員應重視應用模糊控制技術，與PID控制技術相比，此類語言形式的控制技術具有較好的系統響應速度，并且由于模糊控制器避開了數字類型的控制結構，而是建立起了系統性的語言控制結構，促使其系統抗干擾能力更強，對非線性系統的控制效果更好。

2.3積極調整PLC調節邏輯，適應控制理論和控制系統要求

PLC調節的具體形式應適應模糊控制或者神經網絡調節系統結構的控制要求，并可從硬件設備上為系統控制流程的正常運行提供有效支持，這就要求技術人員應深化應用控制理論，明確各類控制系統的特點，以此為基礎積極調節PLC結構的運行邏輯，進而強化硬件應用水平。若要提高系統運行穩定性，則技術人員應重視分析系統運行的各環節的邏輯關系，在此基礎上，選擇可編程控制器對不同環節的邏輯關系進行調節。PLC在電氣自動化控制的過程中的較為常見，但其實際的控制效果存在較為明顯的差異。如果機械制造的整體周期較長，執行的動作也相對較為復雜，則其內部的反饋機制也會相對復雜，更為明顯的是，邏輯控制部分的整體結構性會更加突出。此間，技術人員需要將機械制造與電氣控制聯系起來，從而整體上分析影響穩定性的元素，并將這種控制元素與邏輯控制部分聯系起來，加入到PLC可編程控制器中，以此提高系統運行穩定性。

3、結束語

總之，電氣自動化控制的可靠性可從系統的響應時間以及系統的運行準確度和穩定性等角度進行分析，若要實現長期穩定的運行，除了要有質量較好的機械組件單元之外，還需要有適應性較好電氣自動化控制系統，其中包含的數據處理單元以及命令執行結構需要適應不同類型的機械制造流程的特點，這樣方可提高控制過程的可靠性。

參考文獻：

[1]李瀚饒.機械制造電氣自動化控制可靠性問題研究[J].河北農機，2021（03）：109-110.

[2]劉明.機械制造電氣自動化控制可靠性問題研究[J].南方農機，2020，51（03）：116.