機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)

樊遠(yuǎn)梅

（安徽澤一科技有限公司 安徽省合肥市 230000）

國(guó)家的發(fā)展與生產(chǎn)力水平密切相關(guān)，而我們作為制造業(yè)高速發(fā)展的大國(guó)，伴隨著我國(guó)生產(chǎn)水平的不斷提高，機(jī)電行業(yè)需要滿足人民日益增長(zhǎng)的、更多層次的發(fā)展需求，提高機(jī)電系統(tǒng)的自動(dòng)化水平并對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)加以應(yīng)用，從而提高生產(chǎn)效率，而由于這一過程所涉及的相關(guān)技術(shù)眾多，由此產(chǎn)生了“機(jī)電一體化”一詞，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，并且以綠色生產(chǎn)為前提，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，從而提高經(jīng)濟(jì)收益，為了滿足科技高速發(fā)展的時(shí)代背景下，人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化需求，機(jī)電行業(yè)也需要不斷突破和創(chuàng)新，對(duì)自身提出更高要求，并努力去實(shí)現(xiàn)。

1 自動(dòng)控制系統(tǒng)與一體化設(shè)計(jì)基本概念

控制系統(tǒng)作為整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的核心，它是通過計(jì)算機(jī)接口與檢測(cè)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)控制及信息處理的功能，并且在機(jī)電一體化系統(tǒng)中占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，體現(xiàn)在我們生活的方方面面，自動(dòng)化控制相較于人工控制來說，有著十分突出的優(yōu)勢(shì)，對(duì)機(jī)械的操縱更為靈敏準(zhǔn)確，不受環(huán)境的影響，避免了諸多客觀因素所帶來的不良問題，有效降低了工作成本，并提高工作效率，這也是為什么在時(shí)代的發(fā)展潮流中，人工操作這一方式正在逐漸被淘汰，自動(dòng)化控制系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用在諸多行業(yè)和相關(guān)企業(yè)當(dāng)中，而一體化設(shè)計(jì)使機(jī)電相關(guān)工作的流程得到一縮減，這種縮減指的并不是偷工減料，而是在保證工作質(zhì)量的前提下，使工作更加高效、有質(zhì)量的完成，機(jī)電所涉及的行業(yè)種類繁瑣，工作內(nèi)容與流程也較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的工作模式受時(shí)間、地域、環(huán)境等因素的限制，而機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)就表現(xiàn)在，它能夠突破這些限制，使工作實(shí)現(xiàn)高效率完成。

2 機(jī)電控制系統(tǒng)中自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

自動(dòng)控制系統(tǒng)受外界干擾較小，例如在溫控調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，即便與外界環(huán)境溫度極度不吻合，她也能保證系統(tǒng)輸出仍基本保持常亮，同時(shí)它還能根據(jù)系統(tǒng)的輸入相映于輸出，在較大范圍內(nèi)按任意規(guī)律變化，誰給定信號(hào)不斷變化，根據(jù)位置變化的幅度，總結(jié)相應(yīng)規(guī)律，自動(dòng)的連續(xù)的復(fù)現(xiàn)給定信號(hào)的變化規(guī)律，總的來說，控制系統(tǒng)具有穩(wěn)，準(zhǔn)，快三個(gè)特點(diǎn)，這也是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，在外界環(huán)境變幅極度震蕩的時(shí)候，他能夠保持系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，同時(shí)還能根據(jù)輸出量和輸入量之間的變化關(guān)系總結(jié)一定的規(guī)律，提高數(shù)據(jù)的精確度，在系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差的時(shí)候，它能夠?qū)ζ渥鞒鲮`敏的判斷，并快速消除這種偏差。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

自動(dòng)控制系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的人工控制系統(tǒng)有著十分突出的特點(diǎn)，例如在電梯行業(yè)上的應(yīng)用上，最直接的關(guān)乎人們?nèi)粘Ｉ顣?huì)的就是，過去幾年總會(huì)有被電梯門夾到手的現(xiàn)象的發(fā)生，而現(xiàn)在應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，電梯門能夠自動(dòng)感知門下是否有人，并對(duì)其作出反應(yīng)，避免安全事故的發(fā)生，同時(shí)電梯還能自動(dòng)判斷空載、滿載的情況，避免空載造成的資源浪費(fèi)，也減少了滿載所帶來的，電梯使用壽命的縮短。除了在電梯行業(yè)上的應(yīng)用，在人們的日常生活中，自動(dòng)控制系統(tǒng)也涉及許許多多的方面，通過自動(dòng)控制對(duì)機(jī)床電氣等遙控化操作，能夠精準(zhǔn)把控生產(chǎn)過程中的細(xì)節(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，并制定有效解決方案，減少了資源的浪費(fèi)，節(jié)約成本，同時(shí)也提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高工作效率。

2.3 計(jì)算機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象通過時(shí)間，邏輯條件等順序決定運(yùn)行步驟，這是一種開環(huán)控制系統(tǒng)，有著簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，容易維修的特點(diǎn)，但同時(shí)也對(duì)環(huán)境的變化和干擾十分敏感。這種系統(tǒng)較難控制，可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際操作的過程中，通過計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)相關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)模型的構(gòu)建，能夠更加直觀地看到肉眼無法看到的內(nèi)在細(xì)節(jié)，而計(jì)算機(jī)的參與，能夠使工作人員有效地控制工作流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理，并對(duì)各部門工作有效整合，縮短工作時(shí)間，提高工作效率，同時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量也得到有效提高，延長(zhǎng)其使用壽命，計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程中可能發(fā)生的危險(xiǎn)的感知能力和反應(yīng)能力也較強(qiáng)，它能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏洞，并給人們警示，最大程度避免了事故的發(fā)生，同時(shí)計(jì)算機(jī)也能直觀的展示生產(chǎn)過程中機(jī)器的運(yùn)行狀況，加強(qiáng)人們對(duì)生產(chǎn)機(jī)器運(yùn)行的控制度，降低生產(chǎn)過程中的損失。

2.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

在很多實(shí)驗(yàn)儀器上都裝有自動(dòng)控制系統(tǒng)，這種應(yīng)用大多起監(jiān)測(cè)功能，例如一臺(tái)在線ph 計(jì)，在加入自動(dòng)控制系統(tǒng)以后，它不僅能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)ph 值的功能，同時(shí)還能對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)酸堿值的變化達(dá)到一定的限度時(shí)，有高低位報(bào)警設(shè)置。自動(dòng)化控制系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上的應(yīng)用還涉及到眾多方面，隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，這種在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將會(huì)越來越多地應(yīng)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中去，而自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠幫助人們客服人工報(bào)表方面的弊端，更客觀直接地反映實(shí)際情況，提高生產(chǎn)效率和管理水平，而在當(dāng)前的時(shí)代背景下，機(jī)電控制系統(tǒng)也要與信息化背景相結(jié)合，與市場(chǎng)發(fā)展保持同步，努力促進(jìn)系統(tǒng)各項(xiàng)功能逐漸完善。

3 機(jī)電控制系統(tǒng)中一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 一體化技術(shù)的意義

一體化設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍廣泛，但收效良好，他在整個(gè)機(jī)電行業(yè)中都有良好的發(fā)展前景和廣闊的發(fā)展空間，我國(guó)制造業(yè)種類繁多，所以在對(duì)制造商品進(jìn)行分類歸納的時(shí)候就顯得有些困難，對(duì)這一現(xiàn)象，我們可以采用一體化設(shè)計(jì)的方式來統(tǒng)籌管理，對(duì)企業(yè)的發(fā)展起一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)作用，由較大型企業(yè)牽頭，帶動(dòng)小型企業(yè)共同發(fā)展共同進(jìn)步，同時(shí)企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品的一體化，對(duì)產(chǎn)品整體質(zhì)量的提高也有很大的幫助，在信息化的時(shí)代背景下，能夠充分發(fā)揮一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，突破傳統(tǒng)技術(shù)的限制，對(duì)機(jī)電行業(yè)來說也是一種創(chuàng)新，有助于推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的整體進(jìn)步，并使其能夠健康持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

3.2 如何充分發(fā)揮一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的相關(guān)工作過程中，需要保證設(shè)計(jì)結(jié)果的均衡性，處理好生產(chǎn)裝備自動(dòng)化控制設(shè)備以及機(jī)械設(shè)備之間的關(guān)系，保證其平行存在共同發(fā)展，要想使一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，首先擁有一個(gè)具有專業(yè)素養(yǎng)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)是十分重要的，企業(yè)內(nèi)部可以通過引進(jìn)專業(yè)的管理人員，或者對(duì)員工進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，提高其專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)能力，有專業(yè)能力的工作人員，能夠在工作的原有基礎(chǔ)上不斷突破創(chuàng)新，同時(shí)他們考慮問題的角度也更全面，有助于員工內(nèi)部的團(tuán)結(jié)協(xié)作和溝通交流，只有這些技術(shù)人員的工作能力達(dá)到一定水平，才能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的上升。

3.3 一體化設(shè)計(jì)在機(jī)械裝置中的應(yīng)用

機(jī)電控制系統(tǒng)一體化由五個(gè)部分組成，它們分別是機(jī)械系統(tǒng)，電子信息處理系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)傳感檢測(cè)系統(tǒng)，執(zhí)行元件系統(tǒng)，這五個(gè)系統(tǒng)組成的機(jī)電一體化系統(tǒng)可以分為半閉環(huán)和閉環(huán)兩種控制方式，閉環(huán)指的是對(duì)最終執(zhí)行元件進(jìn)行直接控制，而半閉環(huán)是對(duì)中間元件進(jìn)行控制，從而推算出最終元件的狀態(tài)。對(duì)機(jī)械裝置而言，它的系統(tǒng)性較為突出，要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械控制生產(chǎn)設(shè)備的有效統(tǒng)籌，加快一體化設(shè)計(jì)，就要平衡各個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系，將其融入一體化設(shè)計(jì)理念，這就需要技術(shù)人員具有創(chuàng)造性思維，深入理解探知深度的工程知識(shí)，從而能夠做到對(duì)工作流程詳細(xì)的掌握，能夠得心應(yīng)手地運(yùn)用現(xiàn)代科技，順應(yīng)時(shí)代的潮流，不斷突破，不斷進(jìn)步。

3.4 一體化設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)上的應(yīng)用

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)覆蓋的領(lǐng)域較為廣泛，而其中最為突出的就是機(jī)械和電子領(lǐng)域，機(jī)電一體化的突出特點(diǎn)就是更加網(wǎng)絡(luò)化，模塊化，智能化和微型化，在生產(chǎn)制造和研發(fā)的過程中，要對(duì)這些特點(diǎn)加以應(yīng)用，制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，在大規(guī)模生產(chǎn)制造的時(shí)候，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，結(jié)合新型的設(shè)計(jì)制造理念，不斷研發(fā)新型電子產(chǎn)品，立足于當(dāng)前的信息時(shí)代，敢于突破創(chuàng)新，不受固有思想的限制，工作人員也要熱愛自身工作崗位，努力在工作崗位上創(chuàng)造自己的價(jià)值，發(fā)揮自己的才能，才能提高整個(gè)行業(yè)的影響力和凝聚力，使行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)的軟件和硬件設(shè)備，更具可靠性和安全性，從而得到人們的認(rèn)可。對(duì)于企業(yè)來說，要提高自身在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，而站在國(guó)家大局角度上來看，便要提高我國(guó)機(jī)電行業(yè)在國(guó)際上的地位。

4 機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)的主要方式

幾種不同的一體化設(shè)計(jì)方法：

無論是自動(dòng)控制技術(shù)還是一體化設(shè)計(jì)，其最終目的都是為產(chǎn)品服務(wù)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，而不同產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)計(jì)方式也不同，根據(jù)其類型和生產(chǎn)方式，可以有以下幾種設(shè)計(jì)方法。

（1）組合法。組合法，顧名思義，就是兩個(gè)產(chǎn)品之間相互結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，相互協(xié)調(diào)又相互控制，使其作用能夠得到最大程度的發(fā)揮，雖然組合技術(shù)在應(yīng)用上仍存在一定的問題，但相對(duì)來說他對(duì)工作效率的提高還是有很大幫助的。

（2）整體法。整體法更為注重整體的效果，針對(duì)同一批次大量的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)上更加全面規(guī)范，整體產(chǎn)量質(zhì)量提高，整體法雖然會(huì)有個(gè)體遺漏，但總的來說工作效率能得到有效提升。

（3）取代法。取代法就是對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行改變，用現(xiàn)代化設(shè)施對(duì)過去存在的遺漏和缺點(diǎn)進(jìn)行完善，取代過后的整個(gè)系統(tǒng)更加趨于自動(dòng)化和智能化，對(duì)工作流程中存在的問題能夠及時(shí)檢測(cè)到，對(duì)相應(yīng)的故障也能準(zhǔn)確的確定其來源，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行有效的處理，這樣的智能化運(yùn)轉(zhuǎn)使整個(gè)系統(tǒng)的工作效率都得到提高。

（4）集成制造技術(shù)。就是通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行模擬和測(cè)試，預(yù)測(cè)其可能出現(xiàn)的問題及可能發(fā)生的狀況，有效避免了生產(chǎn)過程中事故的發(fā)生，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)也能更加準(zhǔn)確的得到數(shù)據(jù)，并對(duì)其加以處理和整合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)上信息的完整性。

（5）總線技術(shù)。將生產(chǎn)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)在一起，能夠清晰地對(duì)整個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)督，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制也更加直接有效，數(shù)據(jù)也能夠得到有效的傳遞和反饋。六交流傳動(dòng)技術(shù)。通過直流傳統(tǒng)技術(shù)，加強(qiáng)各部門之間的溝通和交流，使工作從整體上看來更加協(xié)調(diào)，各部門的相互配合，提高工作效率，同時(shí)對(duì)管理層來說，使他們能夠準(zhǔn)確地掌控整個(gè)局勢(shì)。

5 廣泛的應(yīng)用范圍

機(jī)電行業(yè)所從事的相關(guān)工作本身應(yīng)用范圍就廣泛，在交通方面，各汽車廠家為了提高其自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，都在不斷地引進(jìn)更多高效的自動(dòng)化技術(shù)，除了在車輛制造當(dāng)中的應(yīng)用，在路面測(cè)速紅綠燈和顯示屏等方面，自動(dòng)化技術(shù)也多有涉獵。而在工業(yè)方面，伴隨著我國(guó)工業(yè)取得大跨步，自動(dòng)化控制系統(tǒng)也在進(jìn)一步完善，從而發(fā)揮其最大功能和價(jià)值，而政府和相關(guān)部門對(duì)其投入也較大，能夠有效地利用自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以節(jié)約勞動(dòng)力，還可以提升工業(yè)生產(chǎn)效率，為企業(yè)的良好發(fā)展打下基礎(chǔ)。在建筑行業(yè)則應(yīng)用于通信自動(dòng)化辦公等，利用相關(guān)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)人力資源和物力資源的合理配置，提高設(shè)備的使用率，有助于工作人員之間的溝通交流，同時(shí)與報(bào)警系統(tǒng)也相互關(guān)聯(lián)，為什么面對(duì)生活安全提供保障。而在最貼近人民生活的服務(wù)行業(yè)，電梯，跑步機(jī)和諸多電子設(shè)備，都能看到自動(dòng)化技術(shù)的影子，在辦公室軟件硬件相結(jié)合，自動(dòng)化控制系統(tǒng)幫助人們高效的完成辦公信息的處理工作，同時(shí)對(duì)企業(yè)內(nèi)部的人員管理也有一定的幫助，減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)，提高工作效率，自動(dòng)控制系統(tǒng)于一體化設(shè)計(jì)，在未來的發(fā)展前景勢(shì)必有宏偉的藍(lán)圖，他們能夠更好地滿足當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展需求，隨著生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的不斷改變和優(yōu)化，國(guó)家對(duì)這些基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展更為重視，這就去相關(guān)工作人員不斷強(qiáng)化自身技術(shù)，提高自身的業(yè)務(wù)水平和專業(yè)素養(yǎng)，一個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)內(nèi)部要做好相關(guān)工作分工，而一個(gè)市場(chǎng)行業(yè)內(nèi)部則要相互交流溝通，作為彼此的競(jìng)爭(zhēng)者的同時(shí)也要相互進(jìn)步，不斷發(fā)展，打破自身固有的局限，努力實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，為國(guó)家機(jī)電控制系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力。

6 結(jié)束語

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，便利了人們的生產(chǎn)生活，提高工作效率，而機(jī)電一體化發(fā)展，也是新時(shí)代背景下的必然趨勢(shì)，充分應(yīng)用當(dāng)代自動(dòng)化信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)部的突破和工作模式的轉(zhuǎn)變，能夠幫助企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成大量的工作，節(jié)約了人力資源，同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)更注重環(huán)境的保護(hù)，有助于綠色企業(yè)的建設(shè)，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)推動(dòng)行業(yè)內(nèi)部的高速發(fā)展，作為國(guó)家的基礎(chǔ)行業(yè)，機(jī)電行業(yè)的不斷突破創(chuàng)新，也給國(guó)家的發(fā)展帶來巨大的推動(dòng)力。