張文峰

(蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215411)

0 引言

機電控制系統(tǒng)是融合了機械工程、計算機信息技術(shù)、電子通信技術(shù)、材料工程等眾多學(xué)科的綜合性系統(tǒng)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如今在各行各業(yè)都獲得了廣泛的應(yīng)用的同時，也間接推動了我國經(jīng)濟的發(fā)展。機電控制系統(tǒng)的自動控制技術(shù)和一體化技術(shù)包括控制、驅(qū)動、信息、通信等眾多功能，逐漸呈現(xiàn)出多樣化、高效化、安全化的特點，在滿足工程需要的基礎(chǔ)上，增加了對工程的控制能力，可以方便地管理各種電子設(shè)備，促使其發(fā)揮出最大能效，成為機械工程發(fā)展進步的不竭動力[1]。

1 機電控制系統(tǒng)中自動控制技術(shù)與一體化設(shè)計的概念

機電控制系統(tǒng)是使用接口實現(xiàn)信息的傳遞，通過和主機設(shè)備進行關(guān)聯(lián)來控制整個機電系統(tǒng)。傳統(tǒng)的機械電氣工作流程煩瑣，技術(shù)人員承受的工作壓力大，自動控制技術(shù)和一體化技術(shù)的應(yīng)用可以使得對機械的操作不被環(huán)境、地理位置、時間等客觀條件所影響，簡化各種工作的流程，從而提高機械工作效率并降低控制成本。

1.1 自動控制技術(shù)

自動化控制如今在人們生活的方方面面都有所呈現(xiàn)，從日常起居到工作、購物等，與傳統(tǒng)的人工控制的工作模式相比，自動化控制技術(shù)只需要人員的簡單協(xié)助，就可以進行復(fù)雜的生產(chǎn)工作。自動控制技術(shù)使用控制器和控制裝置對系統(tǒng)和設(shè)備進行預(yù)先程序設(shè)定，并按照相關(guān)法律法規(guī)和設(shè)計進行生產(chǎn)活動，將復(fù)雜的操作流程進行簡化，提高操作的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性和安全性。

1.2 一體化設(shè)計

機電控制系統(tǒng)的一體化設(shè)計能夠突破時間和空間的限制，通過使用電子信息和控制設(shè)備進一步縮減生產(chǎn)流程。一體化設(shè)計對于功能化、模塊化的要求更高，通過優(yōu)化的配置提高機電系統(tǒng)的性能，使得工作高質(zhì)、高效地完成

2 機電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)與一體化設(shè)計的意義和優(yōu)勢

機電控制系統(tǒng)能夠使日常生活和工業(yè)生產(chǎn)更加智能化、高效化，通過借助計算機技術(shù)的預(yù)判性能，遠程控制設(shè)備的運行和操作，可以降低人工操作時帶來的失誤和不穩(wěn)定，在提高系統(tǒng)的生產(chǎn)效率的同時減輕了工作人員的工作負(fù)擔(dān)，也進一步減少了安全事故發(fā)生的可能性，創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟效益[2]。一方面，從自動控制技術(shù)的角度來說，自動控制技術(shù)可以使系統(tǒng)持續(xù)的輸入和輸出，即使在外界環(huán)境不穩(wěn)定的時候，系統(tǒng)也可以保持自己的運行狀態(tài)，準(zhǔn)確判斷出各種操作節(jié)點并及時予以反饋，而不會因為震蕩的周邊環(huán)境對機電控制系統(tǒng)造成影響。另一方面，從一體化設(shè)計的角度來講，一體化設(shè)計的應(yīng)用范圍很廣，發(fā)展空間很大，可以對各種生產(chǎn)情況進行統(tǒng)籌管理，整體一體化、分功能模塊化的特點有利于機電控制系統(tǒng)的升級和更新，進而實現(xiàn)企業(yè)自身的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)和前進?？偟膩碚f，機電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)和一體化設(shè)計的應(yīng)用是機械電氣行業(yè)健康發(fā)展的源泉，有利于推動整個行業(yè)的改革和創(chuàng)新。

3 自動控制技術(shù)要點和應(yīng)用

3.1 自動控制技術(shù)要點

自動控制技術(shù)的任務(wù)有很多，其控制要點也不盡相同，下面將介紹幾種常見的技術(shù)任務(wù)。首先，在機電控制系統(tǒng)應(yīng)用的前期，需要對程序內(nèi)容進行預(yù)先錄入。控制任務(wù)的錄入是使用準(zhǔn)確的語法和語言對系統(tǒng)進行科學(xué)的規(guī)定，一般使用自然語言表達法，利用固定格式的文本將任務(wù)輸入，以保證系統(tǒng)能夠明確任務(wù)的內(nèi)容和效果[3]。其次，還需要選擇傳感器、PLC結(jié)構(gòu)，傳感器設(shè)備是機電控制系統(tǒng)工作的關(guān)鍵，可以用來獲取各種信息，再將信息傳輸?shù)狡渌O(shè)備上，一般有光敏傳感器、溫度傳感器、氣敏傳感器等，可以將各種環(huán)境信息準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為電子信號。PLC結(jié)構(gòu)能夠完成內(nèi)部存儲、邏輯運算、計時計數(shù)等功能，經(jīng)濟實用而性能穩(wěn)定。最后，自動控制計數(shù)還可以進行伺服系統(tǒng)的連接、數(shù)據(jù)的自動檢索等功能，進一步提高機電控制系統(tǒng)的工作效率。

3.2 自動控制技術(shù)的具體應(yīng)用

目前，自動控制技術(shù)在各行各業(yè)都有所應(yīng)用，最廣泛的是在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，機械電氣工程要想更加科技化和創(chuàng)新化，必須融入并充分利用自動控制技術(shù)。自動控制技術(shù)可以使機械設(shè)備更為智能化、穩(wěn)定化，挖掘出機械電氣工程更深層次的潛在應(yīng)用價值，同時降低了人為操作的失誤性和不安全性。在日常生活中，服務(wù)行業(yè)也開始使用自動控制技術(shù)，比如自助結(jié)賬、自助點餐等功能的推廣，都是自動控制技術(shù)應(yīng)用的體現(xiàn)，自動控制技術(shù)進一步提高人們的生活質(zhì)量。此外，在一些專業(yè)性比較強的系統(tǒng)中，自動控制技術(shù)也不斷融入，比如各種監(jiān)測系統(tǒng)中，加入了自動控制技術(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，比如醫(yī)療、汽車領(lǐng)域，自動控制技術(shù)可以幫助人們監(jiān)督危險，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中監(jiān)測對象存在的問題，分析問題原因并給出合理的解決建議，必要時候采取強制的報警或求救措施，以此來充分發(fā)揮自動控制技術(shù)的作用和優(yōu)勢。

4 一體化設(shè)計思路和應(yīng)用

4.1 一體化設(shè)計的思路

一體化設(shè)計通常采用組合法、取代法、整體法等設(shè)計方法進行產(chǎn)品創(chuàng)造。首先，機電控制系統(tǒng)一體化設(shè)計會對機電控制系統(tǒng)的材料和功能進行創(chuàng)新，通過更全面的考慮來選擇更合適的產(chǎn)品材料，比如綜合試驗材料的抗壓性、抗腐蝕性、抗震性等，以保證機電控制系統(tǒng)的質(zhì)量。對功能的創(chuàng)新是指結(jié)合系統(tǒng)所使用的位置、環(huán)境、市場需求等信息，對系統(tǒng)功能進行定制化創(chuàng)造，通過優(yōu)化功能來提高一體化設(shè)計的管理。然后，一體化設(shè)計通過對設(shè)備進行實時監(jiān)控，及時掌握機械系統(tǒng)的運行狀況，有利于全面排查設(shè)備的故障信息，掌握各種元件的使用情況，通過與以往數(shù)據(jù)或正常運行時候的數(shù)據(jù)進行對比來判斷設(shè)備是否需要整改或維修，以降低故障發(fā)生率或者設(shè)備損失率。最后，對機電控制系統(tǒng)進行模塊化、系統(tǒng)化的整合，考慮到機電控制系統(tǒng)的使用范圍廣，需要對不同應(yīng)用場景的系統(tǒng)功能進行明確劃分，此時模塊化開發(fā)至關(guān)重要，而系統(tǒng)化設(shè)計可以是控制系統(tǒng)在整體上處于一種開放、包容的特色，各個系統(tǒng)之間可以協(xié)調(diào)統(tǒng)一地進行合作，提高系統(tǒng)的精確性，以使機械電氣工程的效益最大化。

4.2 一體化設(shè)計的應(yīng)用

一體化設(shè)計和自動控制技術(shù)相輔相成，在控制系統(tǒng)、機械裝置中普遍存在。在控制系統(tǒng)中，一體化設(shè)計突破了固有的設(shè)計局限，使機械電氣工程更加智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化。一體化的設(shè)計使得硬件和軟件元素更加和諧統(tǒng)一，提高了產(chǎn)品的競爭力。在機械裝置中，一體化設(shè)計的系統(tǒng)特性使得裝置的流程銜接更為嚴(yán)密，保證了各部分元件功能性更強的同時，互相之間的聯(lián)系更為自然、便捷。比如傳感系統(tǒng)和信息系統(tǒng)由于接口的存在，可以方便地進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸。總之，一體化設(shè)計的應(yīng)用使得機電控制變得更加簡單而高效，是現(xiàn)代科技理念最好的體現(xiàn)。

5 結(jié)語

工業(yè)的發(fā)展對國家經(jīng)濟水平的增強至關(guān)重要，工業(yè)化程度決定了一個國家的硬實力。在機電控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的今天，自動控制技術(shù)與一體化設(shè)計作為其中最重要的技術(shù)類型，需要結(jié)合目前的發(fā)展明確未來的發(fā)展方向，對理論和技術(shù)進行同步的革新和深化。相關(guān)行業(yè)的工作者應(yīng)該從實際出發(fā)，不斷探索科學(xué)、合理的設(shè)計方案，結(jié)合目前節(jié)能減排、綠色管理的大趨勢，將自動控制技術(shù)和一體化設(shè)計的能效最大化，不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，以推動我國工業(yè)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。