自动控制原理在机电工程自动化控制中的应用

满宪金 李海涵

（枣庄科技职业学院 山东省枣庄市 277500）

自动化控制作为机电工程的重要组成系统，伴随着工业产业的高速发展下，机电工程项目的发展对于科学技术的要求逐渐加大。自动控制原理在自动化操控体系中的实现，真正将顶层控制技术与终端操控机构相关联，确保相关指令的下达，可精准驱动机械设备的操控。从实际工作属性来讲，自动控制原理的实现，可令整个机械化操控模式脱离人工操作范畴，仅需要在机械系统中输入相应的程序，便可令整个操作模式实现自动化、智能化运行，降低人力资源的投入量，且可提高机械设备运行的安全性与可靠性性，为工业企业创收更多的经济效益。本文则是针对自动控制原理在机电工程自动化控制中的应用进行探讨，仅供参考。

1 自动控制原理解析

自动控制原理主要是指系统及设备在运行过程中，无需进行人工操控，通过内部程序自动化运行，便可对系统及设备进行驱动。在具体应用时，是针对现有的机械设备的运作模式，设定好相对应运行参数，然后在具体运行时，设备便可按照相对应的程序对终端操控机构进行逻辑性指控，令其进入自动化操控模式中。与此同时，在自动控制系统的实现下，其所搭载的集成平台，可将整个机械设备的驱动部件、驱动程序等，通过数据信息及相关指令的呈现，按照操作工序的逻辑性予以编排，这样便可确保在实际运行模式下，机械设备终端操控部件不会产生碰撞的严重问题，提高设备运行的稳定性。对于机电工程中机械设备的运行模式而言，自动控制系统主要是针对各类操作任务进行精细化分析，将机械设备的被控制对象按照集成系统操控逻辑一一对接，进而形成一个可控制的程序框架，然后通过对控制量、输出量的参数界定，确保操控功能实现的精准性。在此过程中，反馈控制系统则作为信息指令下达与驱动之间的反馈平台，即为通过对被控制量呈现出的数据信息予以反馈，逐一修正控制量、输出量对终端操控机构的驱动任务，令整个机械操控设备在指令参数下达中维系精准化操控。

2 机电工程自动化控制特性

工业产业的优化升级下，生产数量、生产质量基准的不断提高，对机电工程自动化生产及加工提出更高的需求。但是在技术与市场的双重驱动下，机电工程项目本身所呈现出的特性对于整个自动化控制功能来讲，则是以一种定性化的需求来决定的，其也可以看成是在固有的驱动特征下，技术实现过程中的某一类原则及属性，真正契合到整个系统运作模式中，满足机电工程自动化的建设与应用需求。

2.1 程序控制量简化特性

对于机电工程自动化发展而言，自动化、智能化控制体系的研发与应用，可以真正契合到控制程序中，且此类运作模式相对于整个运行机制而言，是以一种自动处理优化的形式存在，这对于工程控制体系来讲，则可真正实现以技术为驱动的集成控制，进而令相关机电控制功能的应用摆脱传统手工操控的范畴。纵观机电工程发展进程，自动化控制技术的应用，是从最开始的程序化操控，逐渐转变为项目化、智能化操控，这代表着自动化技术在具体应用过程中，可以真正起到系统化、功能化的推进效果。从机电工程自动化实现原理来讲，技术应用与经济成本损耗呈现出正比特征，但其所产生的经济效益也是客观的，尽管在前期技术磨合阶段，将消耗更多的经济成本，但是在具体落实过程中，则可通过批量化、智能化的生产，削减人力资源方面投入成本，进而提高机电机械设备的应用质量。从传统机械设备运行原理来讲，模型及程序控制是在繁琐工序条件下的主要应用点，此类运作机理对于机械工艺较为复杂的设备而言，极有可能产生数据冗余的严重问题。在机电工程自动化技术的逐步实现中，则可以通过自动化、智能化控制原理，精细化分析出机械操作过程中一系列数据指令，其在一定程度上，简化程序控制量，提高机电工程自动化控制效率及质量。

2.2 机械操控便捷性

自动化控制技术的研发，是以技术及市场为主要驱动点，针对自动化运行程序，设定出相对应的操控机制，确保每一项机械化运作模式，可以正确驱动指令，满足基本生产诉求。从机电工程项目的运作特点来讲，在理想工作状态下，机械设备各项操控性能的实现属于自动化的，其相对于传统人工操控模式而言，是以自动化系统为切入点，按照内部数据程序执行一系列的运作，进而确保在机械设备稳态工况下，数据指令的下达可以正确驱动部件予以操作。与此同时，在具体实现某一类控制功能时，通过数据参数的合理对接，可真正将数据响应时限缩减到相对应的数据值中，降低机械设备在后期运行过程中的数据冗余问题，进而提高机械操作的精准性。从资源消耗角度来看，工业产业化的推进中，机械操作自动化的实现，真正将自动操控模式从人力资源消耗体系中脱离出来，且在自动化控制技术的逐步应用下，机械设备功能、部件等，正伴随着设备体系的优化与更新，在当前工业产业发展中体现出更高的技术和应用价值。例如，工作人员在实际操作过程中，可结合实际操作工艺及设备运行工况等，制定出更为完整的数据罗列体系，在机械设备集成系统的应用下，可以极大简化机械操控工序，令终端执行机构的各项操作轨迹符合系统协调运作基准，提高自动控制技术的应用质量。

2.3 数据处理的一致性

机电工程自动化控制体系在实现过程中的最主要特征，是以信息技术、传感技术等，将机械设备及系统内的数据信息进行整合，然后通过统筹协调式的运作特点，将实际操控功能与各类终端执行机构相关联，且此过程中数据信息的传输，可以对整个操控程序形成单向化控制，即为在数据处理过程中，每一个运作特征均具备数据信息的独立性，彼此传输不会产生数据碰撞的问题。与此同时，在数据可控参数的界定下，每一项数据指令的下达均可以代表机械设备的运行特征，其类似于企业运行中生产部门、销售部门、财务部门之间的独立职能，但是不同数据罗列则是以整个操控工序为切入点，在宏观数据传输视域下予以界定，每一项操控工序的实现，均可代表着自动控制功能的硬性约束基准。从另一方面来看，数据处理功能的落实，则可以真正体现出不同操控指令下达中应当遵循的基准，以策应到整个自动化控制体系中，提高机电工程自动化控制质量。

3 机电工程自动化控制中自动控制原理实现的关键环节

3.1 可编程逻辑控制

可编程逻辑控制器（PLC）是一种集成性、微处理性的数据运算体系，其在执行某一项程序时，是通过对PLC 内部的数据整合功能进行一系列的数据操作。例如在CPU、存储器、I/O 接口、模拟转换功能的支持下，可以真正对内部数据所产生的各类逻辑关系进行表达，令当前系统操作过程中，可按照时序性、模拟性等，将各类指令操作进行精准阐述，且此过程中可以有效规避不同数据指令所产生的任何执行冲突问题。在自动化控制及其实现过程中，主要是通过数据采集、程序运算、数据输出三个层面。

（1）在数据采集阶段，可编程逻辑控制器针对机电设备运行过程中产生的各类数据进行采集，并按照终端执行机构与集成控制系统的对应功能，确保数据信息的罗列可映射到相应的数据存储单元中。

（2）在程序运算阶段。此类运算模式是按照可编程逻辑控制中的逻辑顺序进行排列的，其通过对模型内的数据进行分析，然后结合数据输入接口与输出接口之间的对接功能，缩短数据信息在传输过程中的响应时间。

（3）在数据输出方面。当PLC 完成数据传输及刷新周期时，可以通过系统的锁存功能，将数据驱动载体建立在逻辑功能之上，以实现逻辑处理中数据输出值的精准传输。

从具体实现效果来讲，依托于PLC 集成功能、多式协调处理功能的实现，可有效提高数据信息传输的可靠性，从而对机电设备进行精确化操控，满足机电工程设备的运行诉求。

3.2 人工神经网络专家系统

自动化控制功能的实现，是指在电力能源的驱动下，系统程序的自动化运作对机电设备起到自动化、智能化驱动的效果，有效规避因为人工操作产生的误差问题。人工神经网络专家系统的研发与应用，可以为机电操控体系提供更为专业的知识解答，因为专家系统本身所具备的数据库，几乎涵盖了当前自动化控制系统中运行参数基准，其可有效为后续操控工序的实现提供数据支撑。从运行来讲，人工神经网络专家系统，是以时间线为基础，以分布式信息存储为核心，在具体驱动过程中，其所产生的容错性、鲁棒性特征等，可以将数据信息在网络系统中产生的神经元进行互联与互通，确保神经元之间的微活动可以映射出整个专家系统运行中的宏效果，提高数据检索效率。在机电工程自动化控制中，人工神经网络专家系统的应用及实现，是以内部电子系统、反馈系统、功能系统等为信息反馈功能的实现点，实时检测出机电设备在操作过程中存在的运行问题，并予以自动化解决，提高实际运行效率。

4 自动控制原理在机电工程自动化控制中的应用

4.1 电网调度控制

从现有的电力网络布局及应用来讲，由于受到多因素的影响，造成电力网络在实际运行过程中，自动运行功能的实现具有一定的繁琐性，例如机电工程安装、电力能源匹配等，其均需要对系统功能进行多方面界定，才可进一步提高系统响应效率。在自动控制原理的实现下，则可将数据指令终端与工程项目、操控机构终端等进行直接关联，以自动控制系统，对外部运行环境中产生的数据信息进行核对，这样通过数据指令的对接，可有效提高操控精度。对于电力调度人员来讲，则可通过系统自动化系统的运行及处理，缓解自身的工作压力，规避调度过程中安全问题的产生。

4.2 自动控制系统

机电工程自动控制系统中，是以开环机构、闭环机构、复合机构、馈线机构等为主，在自动控制过程中，通过数字信号、数据信息的传递，确保每一项自动化控制功能的实现，可以真正将设备终端指令操控功能予以对接，提高实际控制能力。从运行原理来讲，主要是针对系统内的运行框架进行罗列，按照逻辑化表达形式，保证各个单元机构中，驱动效果与系统指令之间的对接性，真正实现系统在运行中的自调试、自由化。与此同时，在数字模型的建设下，数字化描述特征可以真实反映出实际运行结构及相关运动路径，这对于固有的程序框架来讲，则可真正确保不同功能实现的精准性。

4.3 液位控制系统

电控式液位控制系统作为机电工程自动化控制中的一个重要工序，每一项自动控制系统的建设及应用，是以系统运行原理为切入点，结合系统运作特点，确保系统在实际驱动过程中，可强化实际管理质量。液位自动控制系统在实现相关功能时，先针对被控制对象设定出自动控制载体，然后对气动阀门装置及控制机构等，分析出当前操控模式下，终端驱动装置是否能够进行相对应的运行指令，确保液位维系在一个稳定范畴内。最后，设定相对应的传感装置——浮子，其通过对液位基准的实时监测，令主系统在运行过程中，及时明晰到当前设备内液位的变化情况。如果液位超出系统所设定的基准指标时，则将触发报警系统，令工作人员了解到设备运行中存在的隐性故障问题，进而为后续运维工作的开展提供数据支撑。

5 结语

综上所述，自动控制原理在机电机械设备中的应用，是通过数据罗列、数字化控制、集成操控系统等，将自动控制模式所起到数据支配效果，真正契合到自动控制体系中，提高机械设备运行的精准性，为我国工业产业的发展奠定坚实的基础。