陳英

（長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙，410004）

0 引言

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，機(jī)電一體化系統(tǒng)對提高產(chǎn)業(yè)效率方面起到關(guān)鍵性作用，隨著工業(yè)產(chǎn)品附加值的不斷增加，對工業(yè)產(chǎn)品精度的要求越來越高，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)流程更加的復(fù)雜化。傳統(tǒng)的工業(yè)控制技術(shù)已經(jīng)不能滿足高附加值工業(yè)產(chǎn)品的需求，在這種情況下，智能控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在機(jī)電一體化系統(tǒng)中融入智能控制技術(shù)，能夠提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，提高工藝水平，制作出的產(chǎn)品更加精細(xì)，通過程序的設(shè)定，機(jī)械設(shè)備可以進(jìn)行自動生產(chǎn)，減少人為的干擾，提高企業(yè)綜合效率。

1 智能控制與傳統(tǒng)控制的區(qū)別

智能控制主要是利用計(jì)算機(jī)來對人類智能進(jìn)行模擬，在無人干預(yù)的條件下，對智能機(jī)器進(jìn)行驅(qū)動，完成比較復(fù)雜的控制任務(wù)，智能控制的工作重心在于高層控制，完成多樣性的目標(biāo)。智能控制是對傳統(tǒng)控制理論的進(jìn)一步延伸，在傳統(tǒng)控制基礎(chǔ)上發(fā)展出的更高效的控制技術(shù)。智能控制系統(tǒng)會通過分布式及開放式的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)綜合的對信息進(jìn)行處理，達(dá)到系統(tǒng)某些方面高度自治的要求，使系統(tǒng)能夠做到全局優(yōu)化。智能控制技術(shù)綜合了許多與調(diào)控方式相關(guān)的知識學(xué)科，以自動控制理論、人工智能理論等為基礎(chǔ)進(jìn)行控制技術(shù)研究。傳統(tǒng)的控制只能解決單一的線性控制問題，而智能控制技術(shù)可以將多層次、不確定模型、非線性等復(fù)雜的任務(wù)作為控制對象，將環(huán)境及符號的識別以及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)方面作為重點(diǎn)，更好的運(yùn)用相關(guān)被控對象的控制策略進(jìn)行對人的智能的模仿。

2 智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用

2.1 使流程控制更加簡便

通過智能控制技術(shù)，可以對需要加工產(chǎn)品的具體要求進(jìn)行程序編寫，在智能化的控制下，對產(chǎn)品的生產(chǎn)流程進(jìn)行簡化，提高單位時間內(nèi)的生產(chǎn)效率。有了智能控制技術(shù)，可以同時對多臺機(jī)床進(jìn)行加工控制，節(jié)省了大量人力操作，對提高企業(yè)生產(chǎn)效率有很大促進(jìn)作用。

2.2 提高生產(chǎn)工藝水平

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷成熟，對工業(yè)產(chǎn)品的精細(xì)程度要求更高，隨著智能控制技術(shù)的引進(jìn)，可以對機(jī)床進(jìn)行更好的控制，生產(chǎn)出高工藝水平的產(chǎn)品，而產(chǎn)品的精度恰好能夠衡量機(jī)電一體化的技術(shù)水平。

2.3 使工業(yè)生產(chǎn)過程更加緊密

傳統(tǒng)的工業(yè)控制手段不具備智能控制技術(shù)，會大大降低生產(chǎn)效率，而通過智能控制技術(shù)，可以對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)一安排部署，使生產(chǎn)過程更加緊密。智能控制可以非常方便的對產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，便于在同一機(jī)床上生產(chǎn)出不同參數(shù)的產(chǎn)品。

3 機(jī)電控制系統(tǒng)與自動化控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)

3.1 接口的標(biāo)準(zhǔn)化

一般情況下，不同生產(chǎn)廠商的機(jī)械設(shè)備連接接口都會存在不同，為了使不同設(shè)備之間能夠進(jìn)行有效對接，需要對接口模塊進(jìn)行優(yōu)化管理，使機(jī)械設(shè)備能夠在任何控制系統(tǒng)下操作，接口的標(biāo)準(zhǔn)化能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)商之間的交流。

3.2 應(yīng)用的智能化

通過智能化的應(yīng)用可以使機(jī)電一體化的數(shù)據(jù)分析更加準(zhǔn)確，有效提升系統(tǒng)工作效率，應(yīng)用模塊的智能化是機(jī)電控制系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。

3.3 市場拓展網(wǎng)絡(luò)化

目前，各類信息大多要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，較以前相比，信息傳播的速度有所提高。機(jī)電一體化控制系統(tǒng)需要進(jìn)一步完善，實(shí)現(xiàn)市場拓展的網(wǎng)絡(luò)化，運(yùn)用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來進(jìn)行系統(tǒng)推廣，對行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展有著重要意義。

4 機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制技術(shù)的應(yīng)用

4.1 有關(guān)機(jī)床中控制技術(shù)的應(yīng)用

在人們生活質(zhì)量不斷提高的基礎(chǔ)上，對機(jī)電一體化領(lǐng)域智能技術(shù)的要求在不斷提高。智能控制不僅可以使控制領(lǐng)域的內(nèi)容更加豐富，而且可以促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。在數(shù)控機(jī)床中融入智能控制技術(shù)，運(yùn)用一些RICS 芯片和CPU控制系統(tǒng)，可以使數(shù)控機(jī)床的精度達(dá)到相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)方式將數(shù)控系統(tǒng)劃分為幾個模塊，從而預(yù)防誤差的產(chǎn)生，提高數(shù)控系統(tǒng)的功能，滿足機(jī)電一體化的生產(chǎn)要求。

4.2 機(jī)器人領(lǐng)域中智能控制技術(shù)的應(yīng)用

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，更多的人致力于研究機(jī)器人，許多高校以及企業(yè)都在舉辦機(jī)器人大賽，通過對機(jī)器人進(jìn)行程序編輯，來完成相關(guān)指令的工作。機(jī)器人屬于智能化的人類，具有很強(qiáng)的計(jì)算能力、辨識能力以及執(zhí)行能力，這一切與人們的智能控制是密不可分的，是機(jī)電一體化與智能控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。在設(shè)計(jì)過程中，可以利用智能控制技術(shù)與機(jī)器人的視覺系統(tǒng)及傳感器相連接，機(jī)器人可以通過自身傳感器的感應(yīng)來繞過障礙物，根據(jù)程序設(shè)定的規(guī)劃來進(jìn)行工作。在行走方面可以對機(jī)器人的行走路徑進(jìn)行智能控制，實(shí)時了解機(jī)器人的行走情況，為機(jī)器人下達(dá)行走指令。另外可以通過智能控制技術(shù)對機(jī)器人的動作艾泰進(jìn)行控制，保證動作的協(xié)調(diào)性與穩(wěn)定性，通過智能化機(jī)器人的研究在一定程度上解決了人工勞動力大、效率低等問題。

4.3 機(jī)械制造領(lǐng)域中智能控制技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械制造領(lǐng)域是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，會涉及到智能監(jiān)控與檢查、智能診斷故障、智能傳感器等技術(shù)。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造領(lǐng)域中，人們主要是運(yùn)用腦力來進(jìn)行機(jī)械制造，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，人們已經(jīng)開始借助智能控制技術(shù)來進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)，通過科學(xué)技術(shù)來替代腦力勞動，將工作人員的思維融入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序中，通過機(jī)器來模仿機(jī)械制造相關(guān)的工作方式，推動機(jī)械制造向數(shù)字化方向發(fā)展。

5 智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用優(yōu)勢

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，智能控制技術(shù)能夠體現(xiàn)諸多優(yōu)勢，首先，通過智能化控制技術(shù)的運(yùn)用能夠完善系統(tǒng)各方面性能，與傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)來講，智能控制系統(tǒng)可以作為微電子工業(yè)以及機(jī)械工業(yè)未來的主要發(fā)展方向，通過智能控制技術(shù)的應(yīng)用可以幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)省去中間模型分析的環(huán)節(jié)，結(jié)合外部環(huán)境的變化趨勢來對控制指令進(jìn)行調(diào)控，最終在外部環(huán)境與控制器的共同作用下實(shí)現(xiàn)控制作業(yè)的完成，提高機(jī)電系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確度。其次，在提高工作效率方面智能控制技術(shù)也能體現(xiàn)不可磨滅的作用，通過智能控制技術(shù)，系統(tǒng)能夠快速的進(jìn)入到工作狀態(tài)，避免由于人工操作的不利因素而造成失誤或損失，影響工作效率。最后，智能控制技術(shù)的運(yùn)用能夠增加機(jī)電一體化系統(tǒng)的安全可靠性，只要進(jìn)行指令輸入，系統(tǒng)便可以根據(jù)指令按照流程進(jìn)行工作，可以對設(shè)備中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)對于運(yùn)作系統(tǒng)的有效智能控制，最大限度的保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的安全可靠性。

6 我國控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

我國相關(guān)行業(yè)的自動化控制系統(tǒng)一般會采用DCS、FCS、PLC 三種控制系統(tǒng)，PLC 可編程控制系統(tǒng)最為常見。PLC 控制系統(tǒng)組成圖如圖1 所示。

圖1 PLC 控制系統(tǒng)組成圖

PLC 控制系統(tǒng)屬于一種制動控制裝置，在微電子技術(shù)控制背景下，PLC 控制系統(tǒng)在單臺、多臺設(shè)備方面都起到非常重要的作用，目前來看，PLC 控制系統(tǒng)主要從以下幾個方面得到進(jìn)展。首先，通過提高軟件開發(fā)水平來完善系統(tǒng)的整體性能，PLC+網(wǎng)絡(luò)+IPC+CRT 模式將會成為未來發(fā)展的主要趨勢。其次，互操作性需要進(jìn)一步發(fā)展，根據(jù)國家的要求標(biāo)準(zhǔn)，在程序設(shè)計(jì)過程中允許第三方軟硬件的技術(shù)融合，進(jìn)一步增強(qiáng)PLC 的功能，所以控制系統(tǒng)的使用范圍會越來越大，占領(lǐng)工業(yè)自動控制的主戰(zhàn)場，通過新型的PLC 控制系統(tǒng)來提高工業(yè)計(jì)算的精確度，解決自動化控制系統(tǒng)遇到的難題。最后要不斷加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通訊，網(wǎng)絡(luò)通訊是連接控制技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁，在科技不斷進(jìn)步的背景下，人們對開放性網(wǎng)絡(luò)的需求也會越來越激烈，所以需要加強(qiáng)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通訊，快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多項(xiàng)功能。

7 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的不斷提升，在工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸廣泛，而智能控制技術(shù)能夠滿足機(jī)電一體化系統(tǒng)的高要求標(biāo)準(zhǔn)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，通過智能技術(shù)的應(yīng)用可以減少人工操作的失誤，可以在智能的操作下驅(qū)動程序來完成相應(yīng)指令。智能控制技術(shù)是傳統(tǒng)控制技術(shù)發(fā)展改革的必然趨勢，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的結(jié)合來促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在未來的發(fā)展過程中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域會越來越廣泛，改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)方式與生活質(zhì)量。