針對機電控制系統(tǒng)一體化的研究

于勇

（河北燕易天陽電力工程有限公司，河北 承德 067000）

在信息化技術(shù)迅速發(fā)展的新時期，我國機電控制行業(yè)的競爭力在逐漸加強，由于多種因素的影響，我國以往單一、落后的技術(shù)應(yīng)用形式在悄然發(fā)生著變化。近些年，我國對機電控制系統(tǒng)的一體化設(shè)計的應(yīng)用越來越重視，技術(shù)水平得到了迅速的提高。為了使機電控制系統(tǒng)的一體化設(shè)計更好的適應(yīng)市場的需求，相關(guān)政府部門和企業(yè)也加大資金和技術(shù)的投入，使機電控制系統(tǒng)的功能更加強大，繼續(xù)向市場化、經(jīng)濟(jì)化的方向發(fā)展。

一、機電控制系統(tǒng)的一體化設(shè)計類別

（一）根據(jù)控制系統(tǒng)中是否有被控元素的運行函數(shù)，分為順序和反饋

控制兩種順序控制是屬于一種開環(huán)系統(tǒng)，在工作的過程中，主要是通過分析時間、邏輯等數(shù)據(jù)，將運行操作流程進(jìn)行輸出。操作簡單，成本低，有利于后期進(jìn)行維護(hù)和檢修，但在運行過程中的精度較差，會受到多種因素的干擾。反饋控制與其相反，它是一種閉環(huán)系統(tǒng)，在工作過程中，主要是通過傳感器收集被控元素情況的數(shù)據(jù)，將其傳輸至反饋控制系統(tǒng)，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)。反饋控制與順序控制恰恰相反，它運行成本高，不利于后期的維修，但是它的精準(zhǔn)度高，利于調(diào)整，不受外界因素干擾[1]。

（二）依據(jù)控制系統(tǒng)信號的變化情況分為鎮(zhèn)定控制、隨動系統(tǒng)和程序

控制系統(tǒng)鎮(zhèn)定控制不受外界因素的干擾，主要應(yīng)用在恒溫、恒定速度控制中。隨動系統(tǒng)發(fā)出的信號可以根據(jù)實際情況進(jìn)行變化，不具有約束性。隨動系統(tǒng)在運行的過程中，只需要由命令進(jìn)行控制即可，但是該系統(tǒng)需要嚴(yán)格控制運轉(zhuǎn)的分析能力。程序控制系統(tǒng)，只要根據(jù)已經(jīng)規(guī)定好的指令進(jìn)行改變即可，信號需要提前設(shè)計，主要應(yīng)用在車床設(shè)備中。

二、機電控制系統(tǒng)的一體化設(shè)計應(yīng)用

（一）自適應(yīng)控制

在進(jìn)行控制時，多數(shù)被控制對象都可以通過采用確定的方式，對相關(guān)重要的參數(shù)進(jìn)行及時的改進(jìn)和調(diào)整，所以在使用一體化系統(tǒng)的過程中，可以直接通過應(yīng)用自適應(yīng)控制的方式對系統(tǒng)運行的性能進(jìn)行全面性的控制，從而獲取良好的機電控制效果。另外，在對非線性過程進(jìn)行判斷的時候，可以根據(jù)變化運行的實際條件對已經(jīng)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正和調(diào)度，這樣就可以給出其準(zhǔn)確的判斷，從而將控制器參數(shù)適應(yīng)性設(shè)置為V參數(shù)，在滿足相應(yīng)設(shè)計條件的基礎(chǔ)上完成各項控制工作。

（二）故障診斷與監(jiān)控控制

一體化智能控制不僅具有自動故障診斷功能，而且具有較為突出的監(jiān)控功能。在系統(tǒng)實際運行的過程中，不僅會自動對外部故障所產(chǎn)生原因進(jìn)行檢測，同時也會對內(nèi)部的相關(guān)情況進(jìn)行檢測。通過對故障影響的實際情況進(jìn)行診斷，進(jìn)而直接對輸出變量進(jìn)行全面的檢測。一體化智能控制還可通過相應(yīng)信號評估完成檢測工作。當(dāng)測量的數(shù)值一直處于一個正規(guī)的狀態(tài)時，系統(tǒng)會自動展開容差檢測，但如果容差數(shù)值超出了規(guī)定的范圍之內(nèi)，此時系統(tǒng)就會發(fā)出警報的聲音，使相關(guān)人員可以及時對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。

三、機電一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計方向

（一）模塊化

模塊化的應(yīng)用在控制系統(tǒng)中起著決定性的作用，它直接決定系統(tǒng)在未來發(fā)展中的方向和趨勢。目前機械設(shè)備的樣式多種多樣，其來源于各個地區(qū)的供應(yīng)商或者生產(chǎn)機械設(shè)備的企業(yè)，容易因為生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)不完全一致而對系統(tǒng)中比較重要的接口使用造成一定的影響。為此需要對多個接口根據(jù)實際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，其主要接口包括：訊號接口、連接接口、轉(zhuǎn)化接口等，在這個過程中通過利用模塊化，使多種控制模塊可以直接應(yīng)用在設(shè)備的控制系統(tǒng)中，有利于企業(yè)的優(yōu)化升級，同時也可作為企業(yè)之間溝通和交流的橋梁。

（二）智能化

智能化手機、智能化辦公系統(tǒng)等等都給人們的生活和工作帶來了極大的便利?？梢?，智能化也是機電控制系統(tǒng)非常重要的設(shè)計方向。智能化給予了控制系統(tǒng)深入而全面的分析能力和控制能力，可對機電控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行合理化的完善。除此之外，對于各行各業(yè)的不同需求，結(jié)合實際情況，加大終端設(shè)備和計算機的支持，充分發(fā)揮企業(yè)的實際效益，以此來提升工業(yè)生產(chǎn)力，也增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。通常在對機電一體化深入了解之前，首先需要對機電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)兩點內(nèi)容充分掌握，其中機電控制系統(tǒng)主要是指借助網(wǎng)絡(luò)計算機設(shè)備對生產(chǎn)流程進(jìn)行有效設(shè)置規(guī)劃，利用遠(yuǎn)程操控設(shè)備對生產(chǎn)全過程監(jiān)督管理，使其具備智能化和自動化生產(chǎn)優(yōu)勢。從機電控制系統(tǒng)角度來說，自動化特定可以說是其存在基本特征之一，通過通信行業(yè)幫助可對機械生產(chǎn)操作遠(yuǎn)程控制，便于相關(guān)人員詳細(xì)檢測生產(chǎn)期間細(xì)節(jié)問題，一旦發(fā)現(xiàn)任何問題能夠及時采取解決措施。而從工作人員角度來說，機電控制系統(tǒng)的自動化優(yōu)勢在一定程度上能大大減少其實際工作量，盡可能避免出現(xiàn)員工失誤，當(dāng)處于相對危險生產(chǎn)環(huán)境時也可及時用自動化系統(tǒng)取代人工操作，進(jìn)一步確保生產(chǎn)人員自身安全性。自動控制技術(shù)則是指通過控制器和控制類型裝備對具體生產(chǎn)流程展開規(guī)范約束，在不具備任何人力作用影響下，嚴(yán)格按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)落實執(zhí)行，普遍具有準(zhǔn)確定位等優(yōu)勢，即使處于較為混亂環(huán)境下也能正常工作運行，為機電生產(chǎn)質(zhì)量提供一定保障。

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，我國社會經(jīng)濟(jì)也在不斷發(fā)展與進(jìn)步，機電控制系統(tǒng)的一體化設(shè)計已經(jīng)在社會各行各業(yè)中得以廣泛的應(yīng)用。機電控制系統(tǒng)的一體化設(shè)計由于自身多項獨特的優(yōu)勢，比如：智能化、安全化、信息化，大大促進(jìn)了計算機、機械電子等技術(shù)的交叉綜合發(fā)展，也給人們的工作和生活帶來了很大的便利，而且在一定程度上也促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。