机电控制系统自动控制技术与一体化设计

麦旭均

【摘 要】新时期发展背景下，我国机电自动化控制系统和一体化在机电行业可谓是取得了突出性应用成就，不但能合理优化机电生产质量，大大提高机电生产工作效率，还能极大带动社会科学技术水平的进步，促使机电行业逐渐开始朝向智能化方向前进。本文在此主要以机电行业为研究主体，对机电控制系统自动控制技术和一体化设计展开详细分析探讨，便于提出相对恰当应用方法，推动机电一体化朝向更好方向迈进。

【关键词】机电控制系统；自动控制技术；一体化；设计

中图分类号： TP273；TH-39 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）11-0164-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.071

现阶段，我国在世界制造领域中可以说是名列前茅，并且随着生产技术水平的不断提高，对机电生产制造也相应的提出了更高标准要求，致使越来越多先进技术手段是层出不穷，如计算机技术、人工智能及自动化控制等，不单单为人们提供了相对完善机械需求，还能大大提高机电产品生产效率和质量，有效节省投资成本费用，为机电行业健康发展带来了极大积极作用。

1 关于机电控制系统和自动控制技术的含义阐述

通常在对机电一体化深入了解之前，首先需要对机电控制系统和自动控制技术两点内容充分掌握，其中机电控制系统主要是指借助网络计算机设备对生产流程进行有效设置规划，利用远程操控设备对生产全过程监督管理，使其具备智能化和自动化生产优势。从机电控制系统角度来说，自动化特定可以说是其存在基本特征之一，通过通信行业帮助可对机械生产操作远程控制，便于相关人员详细检测生产期间细节问题，一旦发现任何问题能够及时采取解决措施。而从工作人员角度来说，机电控制系统的自动化优势在一定程度上能大大减少其实际工作量，尽可能避免出现员工失误，当处于相对危险生产环境时也可及时用自动化系统取代人工操作，进一步确保生产人员自身安全性。自动控制技术则是指通过控制器和控制类型装备对具体生产流程展开规范约束，在不具备任何人力作用影响下，严格按照生产标准落实执行，普遍具有准确定位等优势，即使处于较为混乱环境下也能正常工作运行，为机电生产质量提供一定保障。

2 机电控制系统和自动控制技术的内涵分析

2.1 机电控制系统

随着科学技术水平的不断提高，机电控制系统逐渐产生并取得广泛应用，即便没有操作人员参与也能顺利完成机电生产工作，相关机械设备自动化按照设定流程实施操作，通过较为完善控制系统将控制构件和控制主体有效结合在一起，便于顺利完成生产任务。本质上来说，机电控制系统的核心要素便是控制，主要包括微电子、信息处理、网络计算机及电力等方面技术内容，甚至还会应用到过程控制及通信等手段，往往这些技术并不能被单独使用而是要生成一种综合型技术，从而形成传感技术、信息处理技术及自动控制技术等于一体的系统技术，对机电行业发展有着极大帮助作用，目前已在航海、航空等多个领域广泛应用。同时机电控制系统还可有效利用过程控制，换句话说就是工作人员可借助网络计算机来对计算机起到控制作用，根据计算机自身处理性能完成相关工作的一个过程。在此期间还需注意一点就是工作人员在过程控制时，需做好系统运行每一环节的严格把关控制工作，一旦发现可能存在问题要立即干预，必要时可向有关部门提出申请，促使机电控制系统应用发挥出最大价值。

2.2 自动控制技术

由上文了解到，自动控制技术具体指的就是利用控制器设备，严格要求被控制主体能自觉按照计划进行，通常根据控制内容的不同可将其分为自适应控制、校正控制、速度控制及定位控制等多方面內容，并且自动控制技术的应用首要前提便是是否具有科学性和合理性特点，促使各机械设备都能高效完成自身任务。同时自动控制技术还包含经典控制理论和现代控制理论两大依据，其中经典控制理论主要借助相关数学工具来进行函数信息的准确传递，并在此基础上开展有效分析工作，重点研究变量线性是否存在变形问题，因该理论是以自动调节设备为控制原理，所以又可被称之为自动调节原理。现代控制理论展开研究是在经典控制理论基础上进行的，通过线性代数、矩阵论等一系列数学工具的合理应用确保自动控制系统能在规定时间范围内完成分析工作，并利用状态形式方程描述出来，能够根据描述内容准确判断出当前系统运行情况，实现对机电生产操作的最佳控制目标。

3 机电一体化设计手段的介绍应用

3.1 整体性手段

往往该种方法就是指将电子方面和机械设备有效结合在一起，通过其二者的有效整合展开整体化设计工作，便于促使机电一体化设计能够顺利实施。同时机电一体化设计过程还需始终将创新型设计理念放在首要地位，彻底打破以往传统设计模式，大大提高机电产品使用性能水平和整体质量。也就是说，整体性方法可将机械设备技术和电子技术整合在一起形成一个较为完善整体结构，既能充分展现出机电产品设计的创新独特性，又能树立良好创新设计理念，对机电行业可持续发展起到一定积极作用。

3.2 取代性手段

通常来说，该种方法就是将电子形式彻底取代机械设备控制的整个过程，主要适用于电子化产品设计工作。机电一体化设计工作的顺利展开可帮助机械设备控制彻底改变以往单一化形式问题，通过电子线路对机电运行机构起到控制性作用。一般可将电子线路控制分为以下流程：先在网络计算机上编制相对完善程序系统，促使机械设备控制系统能与电子线路有效结合在一起，之后再正式展开取代性工作，即为利用电子线路彻底取代原来机械设备结构，如可将变速机构取代接触式控制器，只有这样以往传统机械设备结构才能得到进一步简化，充分展现出机电一体化设计理念，大幅度提高机电产品生产质量。

3.3 组合性手段

所谓组合性方法主要就是指功能模块的系统整合，借助不同使用功能模块形成一个相对完善机电一体化系统。往往在电子和机械无法实现整合并完成要求任务时，相关操作人员就可合理采用组合性方法，将所有功能模块全部整合起来，构建一个具备多功能优势的综合系统结构，并对该系统展开专业化设计工作使其能够达到理想效果。据当前情况来看，组合性方法已在机电数控方面展开了广泛应用取得了突出成效，进而不但使机电模块使用功能大大提升，还有效保障了机电产品生产质量。除此之外，该种设计手段还普遍具备投资成本较少、应用周期较短等优势，无论是生产操作还是维修保养工作开展都相对便捷，可对机电行业发展起到一定促进性效果。

4 机电控制系统自动控制技术和一体化的设计分析

现阶段机电一体化设计普遍具备应用范围较广特点，主要适用于电子、机械设备等领域范围内，通过机电一体化设计技术的不断创新研发可对整个机电运行系统起到合理控制约束作用，推动机电行业逐渐朝向智能化方向前进。同时机电一体化设计还具备模块化、网络化等优势，往往在具体开展机电一体化研发工作时，设计人员首先应重点关注产品是否满足标准规范，基于信息时代背景下，大大增强机电一体化综合影响能力。

4.1 机电一体化设计的核心思路

随着我国在世界制造行业中占据地位的愈发重要，国内对机电一体化设计投入和重视程度也越来越高，致使机电一体化已逐渐成为崭新领域，需设计人员在开展具体设计工作时，首先需对机电产品内部结构、使用功能等内容展开详细分析探讨，并将设计分析结果和最终理想结果展开对比分析，促使机电一体化设计能够充分具备智能化、专业化、现代化及人格化等优势，切实增强一体化设计的使用性能，便于为日后机电行业的健康发展提供切实可行参考依据。

4.2 机电运行线路的一体化设计

根据实践调查分析可知，机电运行线路一体化设计具体体现在电子线路上，在以往传统机电系统控制工作开展中，因机械控制常常与电子线路处于分离状态，进而非常容易使机电生产效率面临着大幅度下降趋势，并且相关操作人员对机电产品实际情况也不能有一个全面深入掌握。而在机电一体化设计实施后，上述现象便可以得到很好解决，将网络计算机和控制器设备合理应用到机电控制系统中，彻底代替原有控制性设备，不但能有效提高生产工作效率，还能借助相对完善控制系统顺利开展各项生产工作，甚至机电线路的一体化设计还能进一步优化生产质量，大大缩减了操作步骤，促使该方面企业经济效益也大幅度提升。

4.3 机电功能模块的一体化设计

所谓机电功能模块一体化设计就是指对机电控制系统和自动控制技术实施统筹兼顾，将各个环节的最优装备有效结合应用，借助控制器对各环节之间关系合理调解，并且机电功能模块一体化设计工作开展还应始终遵循整体化理念。但如果单单只考虑到某一控制设备，不但无法充分发挥出一体化设计存在优势，还会大大提高相关企业投资成本，对企业经济效益带来不利影响。例如：机电类型企业在合理引进各种先进机电设备时，却没有及时更换控制器，进而非但不能提高机电产品生产质量，还会起到适得其反效果，需机电行业能够对该方面内容引起高度重视。因此这就需要工作人员能将各个功能模块系统整合在一起，使其逐渐形成一体化结构，充分展现出该结构的多功能优势，如在進行数控车床设计时就可使用多功能模块方法，先采购车床专用数控装置和驱动装置设备，之后再将各个模块组合在一起，形成一个集多功能模块于一体的机电一体化数控车床，既能确保机电模块整合的安全性，又能大大节省设备投资成本，促使机电一体化设计朝向更好未来前进。

5 结束语

总而言之，机电一体化设计开展的首要前提便是机电控制系统和自动控制技术的有效整合，在此基础上可实现对机电企业经济收益的合理调整，大大提高机电生产效率，使其进一步朝向智能化方向转变。因此这就需要机电企业能对机电一体化设计有一个深入了解认识，充分发挥自身存在优势，推动经济模式的积极转变优化，全面提高操作人员专业水平和综合素质，促使机电生产工作能够更加安全展开。

【参考文献】

[1]张凯.机电控制系统自动控制技术与一体化设计探讨[J].科技与创新，2017（15）：118，121.

[2]石晓娟.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].山西青年，2017（17）：183.

[3]潘六寿.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].黑龙江科技信息，2015（1）：31-31.

[4]张均.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].无线互联科技，2018（4）：61-62.

[5]齐涛.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].交通世界（上旬刊），2017（8）：172-173.

[6]延博.浅析机电控制系统的自动控制技术与一体化设计[J].山东工业技术，2016（3）：167，228.

[7]李进生.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].通信电源技术，2013（1）：73-74.

[8]张兵阳.机电控制系统自动控制技术与一体化设计研究[J].低碳世界，2014（22）：73-73，74.