基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)電傳動(dòng)控制

中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 楊文劍

基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)電傳動(dòng)控制

中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 楊文劍

當(dāng)前，嵌入式技術(shù)正呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢(shì)。嵌入式系統(tǒng)以其價(jià)格低廉、體積小、可在惡劣的工作環(huán)境下工作等優(yōu)勢(shì)而被廣泛地應(yīng)用于航海、石油、軍事等領(lǐng)域，用于數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制等方面。嵌入式技術(shù)和Internet技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了嵌入式Internet技術(shù)，使得設(shè)備可以輕而易舉地接入Internet網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備上網(wǎng)。

本文研究了基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的基本組成模塊以及結(jié)構(gòu)模式，隨后分析了機(jī)電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式以及關(guān)鍵的技術(shù)，最后對(duì)機(jī)電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的運(yùn)用范圍作了大致的分析。希望通過本文的研究，能夠?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)在機(jī)電控制中的應(yīng)用提供一定的參考和借鑒。

一、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)

1. 基本組成模塊。一般而言，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成模塊包括如下幾個(gè)方面。

（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控終端模塊，一般可以采用與互聯(lián)網(wǎng)相連的PC組成，主要作用是對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)端的監(jiān)控。

（2）遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸模塊，一般而言，該模塊就是互聯(lián)網(wǎng)，包括互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議、相關(guān)的應(yīng)用軟件以及硬件，主要作用是進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸。

（3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢測(cè)與控制模塊，其主要作用是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄以及必要的分析，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。

2. 常見的結(jié)構(gòu)模式。從目前來看，較為常見的基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有如下兩種模式。

（1）C/S模式，該模式的結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序的邏輯需要在客戶端以及服務(wù)端兩端進(jìn)行分步，客戶端的任何請(qǐng)求，都需要服務(wù)端的結(jié)果返回。

（2）B/S模式，這種模式也就是瀏覽器/服務(wù)器模式，終端無需安裝客戶端，通過Web瀏覽器就可以完成操作。

二、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式與關(guān)鍵技術(shù)

1. 實(shí)現(xiàn)方式。從目前來看，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式主要有如下幾個(gè)方面。

（1）保持性的遠(yuǎn)程控制方式，在該種方式下，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的作用僅僅是向設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)出控制命令，而設(shè)備則自主的完成相關(guān)的命令，這種模式能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的無人控制，在一些極端環(huán)境下的應(yīng)用頗為廣泛。

（2）完成型的遠(yuǎn)程控制方式，在該種方式下，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)向機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)出控制命令，然后設(shè)備自主完成命令，并且在完成任務(wù)之后向遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)告。

（3）完全型的遠(yuǎn)程控制方式，在該種方式下，設(shè)備的本地控制系統(tǒng)只負(fù)責(zé)控制設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其他的操作則完全由遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)完成，在一些特殊的行業(yè)，這一方式具有較大的積極意義。

（4）人機(jī)交互型的遠(yuǎn)程控制方式，在該種方式下，任務(wù)的執(zhí)行過程之中，設(shè)備和人員之間可以隨時(shí)建立起連接，同時(shí)設(shè)備的狀態(tài)信息都能夠隨時(shí)在遠(yuǎn)程監(jiān)控端進(jìn)行采集。

2. 關(guān)鍵技術(shù)。就目前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀而言，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，其關(guān)鍵技術(shù)主要有如下幾種。

（1）面向遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)要滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)的要求，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序設(shè)計(jì)兩部分。

（2）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)，能夠使得基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠更為便利的傳輸數(shù)據(jù)。

（3）延時(shí)處理技術(shù)，由于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在目前的技術(shù)條件和硬件條件下基本上是沒有辦法完全實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的，而延時(shí)則成為了最為主要控制難題，目前一般是采用全雙工通信快速交換來解決這一問題。

（4）故障診斷技術(shù)，在控制領(lǐng)域，尤其是在機(jī)電傳動(dòng)控制領(lǐng)域，故障診斷是一個(gè)控制系統(tǒng)中非常重要的部分，一般可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)故障的實(shí)時(shí)診斷。

（5）網(wǎng)絡(luò)化儀器儀表技術(shù)，所謂的網(wǎng)絡(luò)化儀器儀表技術(shù)就是結(jié)合傳統(tǒng)的機(jī)電傳動(dòng)控制儀表技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而產(chǎn)生的一種新型的儀器儀表技術(shù)，它包含了TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)化智能儀器則通過嵌入式TCP/IP軟件，使現(xiàn)場(chǎng)變送器或儀器直接具有Internet功能，很方便地與就近的網(wǎng)絡(luò)通信線纜直接連接，而且“即插即用”。

三、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍是非常的廣泛的，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程傳遞以及快速響應(yīng)的特性，該系統(tǒng)可以應(yīng)用于非常多的工業(yè)領(lǐng)域，尤其是一些特殊的、極端惡劣的環(huán)境，無法通過人工操作，或者即使是通過傳統(tǒng)的遠(yuǎn)距離操作方式，也無法杜絕危險(xiǎn)性的環(huán)境?；诰W(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)不僅僅可以最大限度地提高工作的安全性，同時(shí)還能夠運(yùn)用各種監(jiān)控技術(shù)或者物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)控設(shè)備，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)的各種問題。此外，應(yīng)用基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)，還能夠全面提升生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)C(jī)電設(shè)備的各種數(shù)據(jù)與企業(yè)的技術(shù)部門、生產(chǎn)部門、研發(fā)部門以及決策部門的系統(tǒng)互連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，便于整個(gè)企業(yè)的自動(dòng)化的管理，提升管理效率，同時(shí)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

四、結(jié)論與建議

在我國(guó)，機(jī)電遠(yuǎn)程控制技術(shù)的發(fā)展方興未艾。尤其是我國(guó)加入WTO之后，我們國(guó)家成為了世界的制造工廠，對(duì)機(jī)電技術(shù)的需求與創(chuàng)新正在發(fā)生著日新月異的變化?？梢灶A(yù)見，機(jī)電遠(yuǎn)程控制技術(shù)必將隨著我國(guó)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而逐步完善和成熟，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也會(huì)越來越廣泛。

電氣傳動(dòng)及自動(dòng)化控制設(shè)備產(chǎn)量有限，品種繁多，表現(xiàn)出了一定的特殊性，所以，對(duì)于電氣傳動(dòng)及自動(dòng)化控制設(shè)備來說，實(shí)施實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法難度系數(shù)較大，而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)備穩(wěn)定性的方法是更加適宜且可行的。以所收集到的設(shè)備可靠性現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，根據(jù)電氣傳動(dòng)及自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性指標(biāo)體系的相關(guān)要求，對(duì)設(shè)備可靠性特征量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。筆者通過對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中所收集到的數(shù)字資料的統(tǒng)計(jì)和分析，得出的相關(guān)結(jié)論是：比較具有代表性的國(guó)產(chǎn)電氣傳動(dòng)及自動(dòng)化控制設(shè)備無障礙工作時(shí)間的平均時(shí)間MTBF為一萬小時(shí)上下。實(shí)驗(yàn)結(jié)論證實(shí)了對(duì)于電氣傳動(dòng)及自動(dòng)化控制設(shè)備而言，現(xiàn)場(chǎng)可靠性測(cè)試是可行的。