麥旭均

【摘 要】新時(shí)期發(fā)展背景下，我國(guó)機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)和一體化在機(jī)電行業(yè)可謂是取得了突出性應(yīng)用成就，不但能合理優(yōu)化機(jī)電生產(chǎn)質(zhì)量，大大提高機(jī)電生產(chǎn)工作效率，還能極大帶動(dòng)社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，促使機(jī)電行業(yè)逐漸開(kāi)始朝向智能化方向前進(jìn)。本文在此主要以機(jī)電行業(yè)為研究主體，對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)和一體化設(shè)計(jì)展開(kāi)詳細(xì)分析探討，便于提出相對(duì)恰當(dāng)應(yīng)用方法，推動(dòng)機(jī)電一體化朝向更好方向邁進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電控制系統(tǒng)；自動(dòng)控制技術(shù)；一體化；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TP273；TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）11-0164-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.071

現(xiàn)階段，我國(guó)在世界制造領(lǐng)域中可以說(shuō)是名列前茅，并且隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，對(duì)機(jī)電生產(chǎn)制造也相應(yīng)的提出了更高標(biāo)準(zhǔn)要求，致使越來(lái)越多先進(jìn)技術(shù)手段是層出不窮，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能及自動(dòng)化控制等，不單單為人們提供了相對(duì)完善機(jī)械需求，還能大大提高機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量，有效節(jié)省投資成本費(fèi)用，為機(jī)電行業(yè)健康發(fā)展帶來(lái)了極大積極作用。

1 關(guān)于機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)的含義闡述

通常在對(duì)機(jī)電一體化深入了解之前，首先需要對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)兩點(diǎn)內(nèi)容充分掌握，其中機(jī)電控制系統(tǒng)主要是指借助網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行有效設(shè)置規(guī)劃，利用遠(yuǎn)程操控設(shè)備對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程監(jiān)督管理，使其具備智能化和自動(dòng)化生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。從機(jī)電控制系統(tǒng)角度來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化特定可以說(shuō)是其存在基本特征之一，通過(guò)通信行業(yè)幫助可對(duì)機(jī)械生產(chǎn)操作遠(yuǎn)程控制，便于相關(guān)人員詳細(xì)檢測(cè)生產(chǎn)期間細(xì)節(jié)問(wèn)題，一旦發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題能夠及時(shí)采取解決措施。而從工作人員角度來(lái)說(shuō)，機(jī)電控制系統(tǒng)的自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)在一定程度上能大大減少其實(shí)際工作量，盡可能避免出現(xiàn)員工失誤，當(dāng)處于相對(duì)危險(xiǎn)生產(chǎn)環(huán)境時(shí)也可及時(shí)用自動(dòng)化系統(tǒng)取代人工操作，進(jìn)一步確保生產(chǎn)人員自身安全性。自動(dòng)控制技術(shù)則是指通過(guò)控制器和控制類型裝備對(duì)具體生產(chǎn)流程展開(kāi)規(guī)范約束，在不具備任何人力作用影響下，嚴(yán)格按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)執(zhí)行，普遍具有準(zhǔn)確定位等優(yōu)勢(shì)，即使處于較為混亂環(huán)境下也能正常工作運(yùn)行，為機(jī)電生產(chǎn)質(zhì)量提供一定保障。

2 機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)的內(nèi)涵分析

2.1 機(jī)電控制系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)電控制系統(tǒng)逐漸產(chǎn)生并取得廣泛應(yīng)用，即便沒(méi)有操作人員參與也能順利完成機(jī)電生產(chǎn)工作，相關(guān)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化按照設(shè)定流程實(shí)施操作，通過(guò)較為完善控制系統(tǒng)將控制構(gòu)件和控制主體有效結(jié)合在一起，便于順利完成生產(chǎn)任務(wù)。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，機(jī)電控制系統(tǒng)的核心要素便是控制，主要包括微電子、信息處理、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)及電力等方面技術(shù)內(nèi)容，甚至還會(huì)應(yīng)用到過(guò)程控制及通信等手段，往往這些技術(shù)并不能被單獨(dú)使用而是要生成一種綜合型技術(shù)，從而形成傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)等于一體的系統(tǒng)技術(shù)，對(duì)機(jī)電行業(yè)發(fā)展有著極大幫助作用，目前已在航海、航空等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。同時(shí)機(jī)電控制系統(tǒng)還可有效利用過(guò)程控制，換句話說(shuō)就是工作人員可借助網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)計(jì)算機(jī)起到控制作用，根據(jù)計(jì)算機(jī)自身處理性能完成相關(guān)工作的一個(gè)過(guò)程。在此期間還需注意一點(diǎn)就是工作人員在過(guò)程控制時(shí)，需做好系統(tǒng)運(yùn)行每一環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把關(guān)控制工作，一旦發(fā)現(xiàn)可能存在問(wèn)題要立即干預(yù)，必要時(shí)可向有關(guān)部門提出申請(qǐng)，促使機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)揮出最大價(jià)值。

2.2 自動(dòng)控制技術(shù)

由上文了解到，自動(dòng)控制技術(shù)具體指的就是利用控制器設(shè)備，嚴(yán)格要求被控制主體能自覺(jué)按照計(jì)劃進(jìn)行，通常根據(jù)控制內(nèi)容的不同可將其分為自適應(yīng)控制、校正控制、速度控制及定位控制等多方面內(nèi)容，并且自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用首要前提便是是否具有科學(xué)性和合理性特點(diǎn)，促使各機(jī)械設(shè)備都能高效完成自身任務(wù)。同時(shí)自動(dòng)控制技術(shù)還包含經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論兩大依據(jù)，其中經(jīng)典控制理論主要借助相關(guān)數(shù)學(xué)工具來(lái)進(jìn)行函數(shù)信息的準(zhǔn)確傳遞，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展有效分析工作，重點(diǎn)研究變量線性是否存在變形問(wèn)題，因該理論是以自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備為控制原理，所以又可被稱之為自動(dòng)調(diào)節(jié)原理?，F(xiàn)代控制理論展開(kāi)研究是在經(jīng)典控制理論基礎(chǔ)上進(jìn)行的，通過(guò)線性代數(shù)、矩陣論等一系列數(shù)學(xué)工具的合理應(yīng)用確保自動(dòng)控制系統(tǒng)能在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)完成分析工作，并利用狀態(tài)形式方程描述出來(lái)，能夠根據(jù)描述內(nèi)容準(zhǔn)確判斷出當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電生產(chǎn)操作的最佳控制目標(biāo)。

3 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)手段的介紹應(yīng)用

3.1 整體性手段

往往該種方法就是指將電子方面和機(jī)械設(shè)備有效結(jié)合在一起，通過(guò)其二者的有效整合展開(kāi)整體化設(shè)計(jì)工作，便于促使機(jī)電一體化設(shè)計(jì)能夠順利實(shí)施。同時(shí)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)過(guò)程還需始終將創(chuàng)新型設(shè)計(jì)理念放在首要地位，徹底打破以往傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，大大提高機(jī)電產(chǎn)品使用性能水平和整體質(zhì)量。也就是說(shuō)，整體性方法可將機(jī)械設(shè)備技術(shù)和電子技術(shù)整合在一起形成一個(gè)較為完善整體結(jié)構(gòu)，既能充分展現(xiàn)出機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新獨(dú)特性，又能樹(shù)立良好創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，對(duì)機(jī)電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到一定積極作用。

3.2 取代性手段

通常來(lái)說(shuō)，該種方法就是將電子形式徹底取代機(jī)械設(shè)備控制的整個(gè)過(guò)程，主要適用于電子化產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)工作的順利展開(kāi)可幫助機(jī)械設(shè)備控制徹底改變以往單一化形式問(wèn)題，通過(guò)電子線路對(duì)機(jī)電運(yùn)行機(jī)構(gòu)起到控制性作用。一般可將電子線路控制分為以下流程：先在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)上編制相對(duì)完善程序系統(tǒng)，促使機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)能與電子線路有效結(jié)合在一起，之后再正式展開(kāi)取代性工作，即為利用電子線路徹底取代原來(lái)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)，如可將變速機(jī)構(gòu)取代接觸式控制器，只有這樣以往傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)才能得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化，充分展現(xiàn)出機(jī)電一體化設(shè)計(jì)理念，大幅度提高機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3 組合性手段

所謂組合性方法主要就是指功能模塊的系統(tǒng)整合，借助不同使用功能模塊形成一個(gè)相對(duì)完善機(jī)電一體化系統(tǒng)。往往在電子和機(jī)械無(wú)法實(shí)現(xiàn)整合并完成要求任務(wù)時(shí)，相關(guān)操作人員就可合理采用組合性方法，將所有功能模塊全部整合起來(lái)，構(gòu)建一個(gè)具備多功能優(yōu)勢(shì)的綜合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)該系統(tǒng)展開(kāi)專業(yè)化設(shè)計(jì)工作使其能夠達(dá)到理想效果。據(jù)當(dāng)前情況來(lái)看，組合性方法已在機(jī)電數(shù)控方面展開(kāi)了廣泛應(yīng)用取得了突出成效，進(jìn)而不但使機(jī)電模塊使用功能大大提升，還有效保障了機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。除此之外，該種設(shè)計(jì)手段還普遍具備投資成本較少、應(yīng)用周期較短等優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是生產(chǎn)操作還是維修保養(yǎng)工作開(kāi)展都相對(duì)便捷，可對(duì)機(jī)電行業(yè)發(fā)展起到一定促進(jìn)性效果。

4 機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)和一體化的設(shè)計(jì)分析

現(xiàn)階段機(jī)電一體化設(shè)計(jì)普遍具備應(yīng)用范圍較廣特點(diǎn)，主要適用于電子、機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域范圍內(nèi)，通過(guò)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷創(chuàng)新研發(fā)可對(duì)整個(gè)機(jī)電運(yùn)行系統(tǒng)起到合理控制約束作用，推動(dòng)機(jī)電行業(yè)逐漸朝向智能化方向前進(jìn)。同時(shí)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)還具備模塊化、網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)勢(shì)，往往在具體開(kāi)展機(jī)電一體化研發(fā)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品是否滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，基于信息時(shí)代背景下，大大增強(qiáng)機(jī)電一體化綜合影響能力。

4.1 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的核心思路

隨著我國(guó)在世界制造行業(yè)中占據(jù)地位的愈發(fā)重要，國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)投入和重視程度也越來(lái)越高，致使機(jī)電一體化已逐漸成為嶄新領(lǐng)域，需設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展具體設(shè)計(jì)工作時(shí)，首先需對(duì)機(jī)電產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使用功能等內(nèi)容展開(kāi)詳細(xì)分析探討，并將設(shè)計(jì)分析結(jié)果和最終理想結(jié)果展開(kāi)對(duì)比分析，促使機(jī)電一體化設(shè)計(jì)能夠充分具備智能化、專業(yè)化、現(xiàn)代化及人格化等優(yōu)勢(shì)，切實(shí)增強(qiáng)一體化設(shè)計(jì)的使用性能，便于為日后機(jī)電行業(yè)的健康發(fā)展提供切實(shí)可行參考依據(jù)。

4.2 機(jī)電運(yùn)行線路的一體化設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)踐調(diào)查分析可知，機(jī)電運(yùn)行線路一體化設(shè)計(jì)具體體現(xiàn)在電子線路上，在以往傳統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)控制工作開(kāi)展中，因機(jī)械控制常常與電子線路處于分離狀態(tài)，進(jìn)而非常容易使機(jī)電生產(chǎn)效率面臨著大幅度下降趨勢(shì)，并且相關(guān)操作人員對(duì)機(jī)電產(chǎn)品實(shí)際情況也不能有一個(gè)全面深入掌握。而在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)實(shí)施后，上述現(xiàn)象便可以得到很好解決，將網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和控制器設(shè)備合理應(yīng)用到機(jī)電控制系統(tǒng)中，徹底代替原有控制性設(shè)備，不但能有效提高生產(chǎn)工作效率，還能借助相對(duì)完善控制系統(tǒng)順利開(kāi)展各項(xiàng)生產(chǎn)工作，甚至機(jī)電線路的一體化設(shè)計(jì)還能進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)質(zhì)量，大大縮減了操作步驟，促使該方面企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也大幅度提升。

4.3 機(jī)電功能模塊的一體化設(shè)計(jì)

所謂機(jī)電功能模塊一體化設(shè)計(jì)就是指對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)施統(tǒng)籌兼顧，將各個(gè)環(huán)節(jié)的最優(yōu)裝備有效結(jié)合應(yīng)用，借助控制器對(duì)各環(huán)節(jié)之間關(guān)系合理調(diào)解，并且機(jī)電功能模塊一體化設(shè)計(jì)工作開(kāi)展還應(yīng)始終遵循整體化理念。但如果單單只考慮到某一控制設(shè)備，不但無(wú)法充分發(fā)揮出一體化設(shè)計(jì)存在優(yōu)勢(shì)，還會(huì)大大提高相關(guān)企業(yè)投資成本，對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)不利影響。例如：機(jī)電類型企業(yè)在合理引進(jìn)各種先進(jìn)機(jī)電設(shè)備時(shí)，卻沒(méi)有及時(shí)更換控制器，進(jìn)而非但不能提高機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，還會(huì)起到適得其反效果，需機(jī)電行業(yè)能夠?qū)υ摲矫鎯?nèi)容引起高度重視。因此這就需要工作人員能將各個(gè)功能模塊系統(tǒng)整合在一起，使其逐漸形成一體化結(jié)構(gòu)，充分展現(xiàn)出該結(jié)構(gòu)的多功能優(yōu)勢(shì)，如在進(jìn)行數(shù)控車床設(shè)計(jì)時(shí)就可使用多功能模塊方法，先采購(gòu)車床專用數(shù)控裝置和驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)備，之后再將各個(gè)模塊組合在一起，形成一個(gè)集多功能模塊于一體的機(jī)電一體化數(shù)控車床，既能確保機(jī)電模塊整合的安全性，又能大大節(jié)省設(shè)備投資成本，促使機(jī)電一體化設(shè)計(jì)朝向更好未來(lái)前進(jìn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)開(kāi)展的首要前提便是機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)的有效整合，在此基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益的合理調(diào)整，大大提高機(jī)電生產(chǎn)效率，使其進(jìn)一步朝向智能化方向轉(zhuǎn)變。因此這就需要機(jī)電企業(yè)能對(duì)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)有一個(gè)深入了解認(rèn)識(shí)，充分發(fā)揮自身存在優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)模式的積極轉(zhuǎn)變優(yōu)化，全面提高操作人員專業(yè)水平和綜合素質(zhì)，促使機(jī)電生產(chǎn)工作能夠更加安全展開(kāi)。

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