機(jī)電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)與一體化分析

（河北 張家口 076450）

一、機(jī)電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)的一體化設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)電控制系統(tǒng)指的就是通過對包括微電子、信息處理等在內(nèi)的眾多科學(xué)技術(shù)進(jìn)行充分利用，形成一種可以支持技術(shù)人員遠(yuǎn)程控制機(jī)電設(shè)備的綜合性一體化控制系統(tǒng)。自動化控制技術(shù)是一種令控制系統(tǒng)中的控制器能夠嚴(yán)格依照既定程序，自動監(jiān)控和管理被控制對象的技術(shù)。通過將二者進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，可以使工作人員直接利用機(jī)電一體化控制系統(tǒng)，對各種需要監(jiān)管、控制的設(shè)備進(jìn)行自動控制、自動檢測，從而實(shí)現(xiàn)高效機(jī)械化生產(chǎn)的目標(biāo)。本文所設(shè)計(jì)的機(jī)電一體化自動控制系統(tǒng)中，除卻控制器這一核心部件外，其系統(tǒng)構(gòu)成還包括執(zhí)行器、檢測器與過程對象。系統(tǒng)中的輸入信號將經(jīng)過控制器被統(tǒng)一轉(zhuǎn)化成控制信號，由執(zhí)行器負(fù)責(zé)按照執(zhí)行命令對過程對象進(jìn)行自動控制，同時完成信號輸出，輸出信號將經(jīng)由檢測器進(jìn)行自動檢測，生成相應(yīng)的反饋信號并重新作為輸入信號，被傳輸至系統(tǒng)控制器中，自動進(jìn)行下一輪機(jī)電一體化自動控制操作。

（二）關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)

1.機(jī)械控制優(yōu)化設(shè)計(jì)在進(jìn)行機(jī)電控制系統(tǒng)與自動控制技術(shù)的一體化設(shè)計(jì)時，為有效改善傳統(tǒng)機(jī)械控制結(jié)構(gòu)，使其可以滿足一體化設(shè)計(jì)需求，需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合實(shí)際情況并嚴(yán)格按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，采用電子線路對機(jī)械設(shè)置運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。例如設(shè)計(jì)人員可通過運(yùn)用PLC控制器，有效整合機(jī)械設(shè)備與電子線路，在此基礎(chǔ)上搭配使用相關(guān)變速機(jī)構(gòu)，代替以往的接觸型控制器。這一電子線路設(shè)計(jì)方式，可以有效簡化機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)，確保設(shè)備具有較高的運(yùn)行性能。

2.模塊化整體設(shè)計(jì)法。雖然機(jī)電控制系統(tǒng)與自動控制技術(shù)之間具有一定共通性，均將控制器作為自身核心部件，均以實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的高精準(zhǔn)控制為主要目標(biāo)。但二者在技術(shù)線路、控制形式等方面存在細(xì)微差異，導(dǎo)致兩者所具備的控制功能并不完全相同。因此，在機(jī)電控制系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的一體化設(shè)計(jì)中，為使得各系統(tǒng)功能可以相互配合、協(xié)同合作，筆者認(rèn)為還需要采用基于模塊化的整體設(shè)計(jì)法。譬如在對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員需對伺服驅(qū)動、數(shù)控及其相關(guān)機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、控制要求等進(jìn)行深入分析，并在此基礎(chǔ)上將各部分進(jìn)行有機(jī)整合，從而使得數(shù)控車床可以同時集自動檢測、自動診斷、自動控制等多項(xiàng)功能于一身，獲得良好的一體化設(shè)計(jì)成效。

二、機(jī)電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)一體化的應(yīng)用

（一）智能機(jī)器人

當(dāng)前我國在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療服務(wù)等多個領(lǐng)域中，均已經(jīng)開始廣泛運(yùn)用機(jī)電控制系統(tǒng)與自動控制技術(shù)一體化。例如目前在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)制造以及服務(wù)行業(yè)中所使用的機(jī)械、智能機(jī)器人等，便是機(jī)電控制系統(tǒng)與自動控制技術(shù)一體化應(yīng)用的集中體現(xiàn)。以農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人為例，該機(jī)器人是以機(jī)電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)一體化為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)而成的控制系統(tǒng)，不僅需要對采摘目標(biāo)進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，同時還負(fù)責(zé)統(tǒng)一規(guī)劃行走路線、準(zhǔn)確下達(dá)執(zhí)行任務(wù)指令等功能。設(shè)計(jì)在機(jī)器人身體部位的液晶顯示屏，對行動中的采摘機(jī)器人所產(chǎn)生的各項(xiàng)信息、圖像等進(jìn)行動態(tài)顯示。機(jī)器人將采集得到的信息數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)，并由其進(jìn)行初步分析處理后，基于Socket的網(wǎng)絡(luò)連接將會發(fā)送命令指令給采摘機(jī)器人自動控制系統(tǒng)中的主控機(jī)，驅(qū)動農(nóng)業(yè)采摘機(jī)械手，對人手操作進(jìn)行模仿操作，以有效采摘指定農(nóng)作物。通過運(yùn)用機(jī)電控制系統(tǒng)與自動控制技術(shù)一體化的方式，設(shè)計(jì)使用各種智能機(jī)器人，不僅可以有效減輕工作人員的人工操作負(fù)擔(dān)，提高其工作效率，同時在各種高空作業(yè)等危險操作領(lǐng)域中運(yùn)用智能機(jī)器人，可有效保障工作人員的人身安全。

（二）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床同樣也是機(jī)電控制系統(tǒng)與自動化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)一體化的一大成功產(chǎn)物，在我國機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)制造領(lǐng)域已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用成效。在當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床中，設(shè)計(jì)使用機(jī)電控制系統(tǒng)與自動化控制技術(shù)一體化為基礎(chǔ)的控制程序，可嚴(yán)格按照計(jì)算機(jī)指令統(tǒng)一完成機(jī)電控制操作，規(guī)范執(zhí)行各項(xiàng)設(shè)計(jì)控制參數(shù)并對數(shù)控機(jī)床的具體運(yùn)行情況，進(jìn)行實(shí)時跟蹤監(jiān)控。在將數(shù)據(jù)采集裝置安裝在數(shù)控機(jī)床中，數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行時產(chǎn)生的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)將統(tǒng)一被自動采集并傳輸至控制系統(tǒng)中，便于操作人員結(jié)合實(shí)際情況對數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行情況進(jìn)行全程控制，指導(dǎo)完成機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。部分?jǐn)?shù)控機(jī)床安裝的控制器帶有自動報警功能，通過機(jī)電控制系統(tǒng)與自動化控制技術(shù)一體化的方式，使得控制器可以將自動控制、自動檢測等功能進(jìn)行有機(jī)整合，一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)值超過規(guī)定值的情況，系統(tǒng)將會自動向工作人員發(fā)出報警信息，以提醒相關(guān)工作人員注意。

三、結(jié)束語

機(jī)電控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一部分.而一體化設(shè)計(jì)與機(jī)電控制系統(tǒng)有著十分緊密的聯(lián)系，并且直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率.