電子工程中的智能控制技術應用①

武曉莎

摘 ?要：基于工作的實踐經驗，從控制系統原理、系統硬件設計、系統軟件設計，闡述工業自動化生產線中機器人結構的設計，PLC生產線集成控制系統的設計。

關鍵詞：工業自動化，生產線，機器人，集成控制

引言：

工業自動化生產線需要朝著集成化和智能化方向發展。從實際工業自動化生產線角度來說，應用到的機器人系統很多。為了保證工業自動化生產線中機器人及PLC的集成控制效果，相關工作人員需要對整個生產線集成控制內容進行研究，避免出現更多新問題。

1.智能控制技術概述

智能控制技術指的是使用程序控制機械設備，使其像人類一樣具有一定智能思維能力的技術。由于技術的發展，智能控制技術的研究已經超越了傳統計算機學科的范圍，這種技術本身具有網絡化和綜合性的特點，因此在多個領域中都具有非常重要的應用價值 。在制造業中，產品的生產制造和加工可以充分依靠智能技術或者相關的生產系統，科學對產品的生產制造過程進行優化，從而提升產品的質量，這就是智能制造。在智能制造的過程中，可以降低對勞動力的需求，擺脫生產對人工的依賴性。因此在實際生產中，智能制造與機電一體化技術密不可分。

目前，由于相關技術的成熟，智能控制技術在各個行業的應用中也取得一定的收益。在電子工程管理中應用這種技術，可以充分利用計算機理論以及相應的高科技，為電子工程人員的工作提供穩定可靠的數據基礎，對于整個生產線進行科學分析，從而調整工作方式，改善生產效率，為企業帶來更多的經濟效益[1]。這種技術的應用還能進一步優化電子工程管理的設備配置，降低對人力資源的需求，節約人工成本，提升生產安全性的同時，擴大綜合效益。

2.機器人結構設計

2.1手抓結構設計

實際機器人結構設計過程中，也需要做好手抓結構的設計工作，這也是機器人順利完成自動化生產的基礎保障。手抓結構在工作期間，主要任務是執行松開和抓緊兩個指令，系統的順利運行需要借助換向閥來完成。在系統開始工作之后，壓縮空氣會借助桿直接推送到系統當中，最后進入到儲氣罐之中，并通過換向閥作用，進入到兩個夾持氣缸右腔之中，保證活塞桿能夠向左移動，實現重物夾緊操作。在系統下達松開指令時，此時系統內積聚的氣體也會通過換向閥排放到外界，順利完成工件松開操作。抓緊和松開力度，也會通過氣體積聚量來完成，確保被抓取件的完整性。需要注意的是，機器人在執行轉動操作時，除了借助換向閥來調整氣體存量外，還需要利用軸結構、齒輪來輔助結構轉動。而系統也能實現換向閥通電操作，通電之后，會將壓縮空氣傳輸到儲氣罐之中，之后利用轉向閥，將空氣轉移到氣缸左腔，之后帶動活塞向右運動，此種情況之下，齒條也能帶動齒輪和轉動軸，確保機器人在完成手抓指令的同時，還可以完成轉動操作，滿足系統運行的基礎要求。

2.2升降結構設計

實際機器人升降結構設計操作執行上，相關工作人員需要意識到升降結構的重要性，在自動化生產過程中，機器人的運動都是沿著垂直和水平方向進行，這也是確保不同生產線任務能夠順利進行的基礎條件。而且在工作過程中，機器人還需要具備精準度較高的定位功能，這也是進行緊密加工的基礎條件。從升降結構的運動情況來看，輔助其順利完成垂直運動的結構包括氣壓缸、活塞缸、活塞等。在氣缸位于被放置的狀態時，形式上以豎直形式為主，工作人員可以將氣缸端固定在機器人手臂上，以確保機器手臂可以根據指令順利完成提升或下降的操作。而且在驅動裝置工作過程中，也需要其帶動活塞及活塞桿進行帶動，而且在驅動裝置設計上，機器人自身也能實現工件的加工和裝配。同時在機器進行升降運動時，還可以利用活塞桿將壓縮空氣推送到氣缸中，利用氣體來推動活塞，保證機器人能夠順利完成機械臂的提升操作，而機械臂需要沿垂直方向向下運動時，此時活塞桿會將壓縮空氣從氣缸內推送到缸體中，此時缸體在內部壓力下降的情況下開始下降，從而帶動機械臂完成下降這一指令。

2.3旋轉結構設計

實際機器人運行時，旋轉動作顯得尤為重要，為此，人們需要對機器人旋轉機構進行全面設計。從系統組成情況進行分析，旋轉機構屬于重要構成內容，這也是確保機器人可以順利完成水平活動的基礎條件。在具體的設計過程中，也需要對系統內齒輪和齒條的關系進行梳理，將兩者運動過程中產生的力矩作為驅動機器人旋轉的動力[2]。同時在旋轉結構的設計過程中，也需要做好軸連接處理，利用軸作為力矩的傳遞媒介，搭配大氣缸、齒輪以及小氣缸、活塞頭等結構，滿足機器人旋轉要求 。

3.PLC生產線集成控制系統設計

3.1系統軟件設計

實際系統軟件設計工作執行上，可以從以下兩方面著手，避免整體設計效果受到影響。①需要控制機器人的動作，該功能也是PLC控制系統應用時的主要功能需求內容。一般來說，機器人動作主要依靠的是氣缸驅動，運行時，工作人員需要控制好氣缸，并與電磁閥控制形成配合，滿足各項功能需求。當下降電磁閥通電之后，機器人也會處于下降狀態，斷電之后，能夠讓機器人停止運行。當上升電磁閥通電后，能夠讓機器人處于上升狀態，斷電后，機器人也會停止運行，兩者的設計原理基本類似。②自動控制系統。實際系統運行時，當殼蓋到位后，機器人能夠直接啟動，促使機器人進入到運動狀態。啟動前，工作人員還要對機器人初始位置進行確認，為后續工作的開展創造良好條件 。

3.2控制系統原理

實際工業化自動生產線機器人和PLC系統生產線控制設計時，核心控制器為PLC，實際PLC控制系統設計過程中，工作人員需要對操作面板內容進行優化，使其可以全面展示系統各部位目前的工作狀態。借助系統進行統籌控制時，利用傳感器反饋數據來評估工作狀態的穩定性，對于異常數據對應內容進行及時處理，讓系統處于良好運行狀態之下，維護油壓機以及自動上料裝置等的合理控制 。

3.3系統硬件設計

實際系統硬件設計工作的開展，相關工作人員需要對I/O點數進行合理化確認，強化各類按鈕內容的合規性，具體應用中，各個按鈕功能需要根據實際情況來進行操作，基于以往經驗，具體分類如下：①自動上料裝置檢測;②機器人準備工作和放料工作開展;③油壓機準備完善、油壓機工作完成;④機器人準備完成、機器人放料完成;⑤油壓機準備和工作完成;⑥機器人準備和放料工作完成;第⑦油壓機物料檢測工作完成。在7個輸出控制按鈕操作過程中，各個按鈕功能也存在明顯不同性，如自動上料裝置運行、機器人運行、油壓機運行等[3]。對于PLC硬件通信連接來說，PLC本身具備以太網通信模塊，在實際應用時，能夠與PC實現直接連接，通過PC上的STEP7進行相關設計之后，便可以將最佳通信效果展示出來。如果PLC自身不具備以太網模塊，工作人員可以借助于其他模塊，做到以太網通信轉化操作，該類模塊在研究過程中，能夠呈現出較強的針對性特點，為后續軟件開發同樣能夠起到良好的幫助作用。

結語：

社會經濟的快速發展下，合理運用智能技術可滿足現代社會發展需要，因此建議在電子工程控制中應用智能技術，以便達到加強智能客戶終端建設、嚴格控制神經網絡、電子產品設計更加合理等效果，為促進企業發展提供良好的支持。

參考文獻

[1] 陳元生. 基于智能控制工程在機械電子工程中的應用分析[J]. 中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2020（04）：133-134.

[2] 袁貴珍. 電子工程自動化控制中的智能技術研究[J]. 通信電源技術，2020，37（06）：50-51.

[3] 潘云峰，陳建鴻. 智能控制工程在機械電子工程中的應用[J]. 科技資訊，2020，18（07）：26-27.