基于計(jì)算機(jī)在機(jī)械電子控制領(lǐng)域應(yīng)用的研究

陳海霞

摘 要：機(jī)械電子工程的應(yīng)用范圍正隨著科技的發(fā)展不斷壯大，近年來(lái)我國(guó)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用范圍也得到了擴(kuò)展。在目前計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在機(jī)械電子控制領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文闡述了機(jī)械電子工程控制中機(jī)電一體化的概念，并列舉了一些計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；機(jī)械電子規(guī)程；信息化控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.127

0 引言

機(jī)械電子工程的生產(chǎn)水平在很大程度上影響著我國(guó)生產(chǎn)力水平，其融合了機(jī)械工程、電子技術(shù)、傳感器工程以及信息工程等多種工程技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展極大的推動(dòng)了機(jī)械電子工程向現(xiàn)代化、信息化的方向發(fā)展，對(duì)機(jī)械電子工程的生產(chǎn)方式以及管理模式上都有一定程度的改革。在目前國(guó)際市場(chǎng)環(huán)境下，智能化成為了機(jī)械電子工程發(fā)展的必然趨勢(shì)，這也在一定程度上提高了社會(huì)以及企業(yè)對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的重視。為了在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得一席之地，提升智能化水平，機(jī)械電子生產(chǎn)企業(yè)必須充分意識(shí)到計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于機(jī)械電子工程的深遠(yuǎn)影響，選擇高品質(zhì)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才，使得計(jì)算機(jī)技術(shù)為機(jī)械電子工程領(lǐng)域帶來(lái)巨大的價(jià)值。

1 機(jī)電一體化的概念

機(jī)電一體化技術(shù)是在機(jī)械技術(shù)以及電控技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合了控制學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化技術(shù)等多種學(xué)科而成的電子學(xué)科領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的綜合性。機(jī)電一體化技術(shù)在早期主要被應(yīng)用在電力生產(chǎn)企業(yè)中，目前則在設(shè)備自動(dòng)化、機(jī)器人以及設(shè)備故障監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到了長(zhǎng)足的發(fā)展[2]。

機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中逐漸融合了機(jī)械工程、電子工業(yè)、傳感器以及信息技術(shù)等多項(xiàng)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的工程技術(shù)，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)人工操作進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)，生產(chǎn)效率不高。在后來(lái)工程機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程中大規(guī)模應(yīng)用了流水線作業(yè)方式，在流水線作業(yè)方式中，生產(chǎn)人員只需要專(zhuān)精自己負(fù)責(zé)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)就可以大幅提高工程機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的總體生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，勞動(dòng)力的價(jià)格逐漸提高，企業(yè)為了增加工程機(jī)械產(chǎn)品的產(chǎn)能，大幅引入了工程機(jī)械生產(chǎn)相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備，而這些生產(chǎn)設(shè)備中絕大多數(shù)用到了機(jī)電一體化技術(shù)。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)勢(shì)

在經(jīng)濟(jì)全球化以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的背景下，機(jī)械電子工程制造企業(yè)所面臨的競(jìng)爭(zhēng)壓力也在逐步提升。如何提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，增強(qiáng)自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力并在高強(qiáng)度的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟成為了機(jī)械電子工程制造企業(yè)需要解決的首要問(wèn)題。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可以解放工作人員的雙手，降低了企業(yè)人力資源成本，同時(shí)提高了機(jī)械電子工程生產(chǎn)制造的效率，機(jī)械電子工程制造產(chǎn)品的精度和穩(wěn)定性都得到了不小的提升。從發(fā)展的角度上來(lái)看，盡管計(jì)算機(jī)控制技術(shù)需要大量資金支持以用作自動(dòng)化設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)，但其為企業(yè)帶來(lái)的效益則在很大程度彌補(bǔ)了這部分支出，同時(shí)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在提升產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率等方面表現(xiàn)更加優(yōu)秀。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 機(jī)械電子控制中的仿真技術(shù)

我國(guó)機(jī)械電子控制技術(shù)還處在探索階段，在這個(gè)階段中，科研人員主要進(jìn)行有關(guān)機(jī)械電子控制自動(dòng)化技術(shù)的模擬操作建設(shè)技術(shù)方面的研究，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的探索后，中國(guó)相關(guān)研究人員已經(jīng)研究出來(lái)了仿真建模技術(shù)，其可與發(fā)達(dá)國(guó)家的電機(jī)械電子控制技術(shù)相媲美。仿真建模技術(shù)可以大大提高機(jī)電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，改善數(shù)據(jù)管理模式。衡量機(jī)械電子控制技術(shù)自動(dòng)化水準(zhǔn)的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)就是能否構(gòu)建可以用于機(jī)電系統(tǒng)控制的模擬操作系統(tǒng)，而仿真建模技術(shù)正好做到了這一點(diǎn)，其所構(gòu)建的模擬操作環(huán)境不但符合傳統(tǒng)的機(jī)電控制規(guī)則，同時(shí)還在很大程度上實(shí)現(xiàn)了機(jī)電系統(tǒng)的同步控制。對(duì)于一些機(jī)電系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，仿真建模技術(shù)能夠自主的偵測(cè)并排除問(wèn)題，并且將問(wèn)題解決過(guò)程呈現(xiàn)給操作員，避免問(wèn)題的擴(kuò)大。

3.2 專(zhuān)家系統(tǒng)在機(jī)械電子控制技術(shù)中的應(yīng)用

專(zhuān)家系統(tǒng)中存儲(chǔ)有大量機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行以及維護(hù)的專(zhuān)家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)中能夠起到自動(dòng)控制、故障監(jiān)測(cè)以及緊急處理的作用。目前的專(zhuān)家系統(tǒng)上主要是通過(guò)CBR以及RBR共同建立的機(jī)電系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)的日常維護(hù)。在機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行期間，專(zhuān)家系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)電系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)，并將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中的故障內(nèi)容進(jìn)行比較。如發(fā)現(xiàn)較為相似的案例情況，則迅速采取措施，急停設(shè)備或發(fā)出警報(bào)提醒工作人員檢查等。

3.3 智能控制技術(shù)在機(jī)械電子控制中的應(yīng)用

智能控制技術(shù)一是可以提高機(jī)械電子自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)行安全性，對(duì)于機(jī)械電子控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其擁有的復(fù)雜性以及低容錯(cuò)率的特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的機(jī)械電子控制技術(shù)難以全面的降低故障發(fā)生率，但是智能化控制技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)并全局監(jiān)測(cè)故障的發(fā)生。二是智能化控制技術(shù)的可控性，智能化控制技術(shù)能夠遠(yuǎn)程進(jìn)行機(jī)械電子系統(tǒng)的控制，通過(guò)軟件與硬件之間的通訊連接，實(shí)現(xiàn)安全和高效的機(jī)電系統(tǒng)控制。隨著我國(guó)機(jī)械電子工程制造企業(yè)的體量不斷擴(kuò)大化，使用人力去控制和運(yùn)行逐漸困難，這意味著，智能化控制技術(shù)對(duì)于機(jī)電系統(tǒng)自我故障監(jiān)測(cè)以及運(yùn)行隱患排除上具有重要作用。由于智能控制技術(shù)的存在，機(jī)電系統(tǒng)的自我故障監(jiān)測(cè)和消除才具有了發(fā)展的土壤。圖1是機(jī)械電子控制領(lǐng)域內(nèi)的智能控制技術(shù)示意圖。

4 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)化探索

計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制領(lǐng)域內(nèi)還具有廣闊的發(fā)展前景，其集

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成化和并行化的性質(zhì)不斷得到了加強(qiáng)。集成化是指在機(jī)械電子控制領(lǐng)域內(nèi)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)把其他系統(tǒng)如MIS、綠色設(shè)計(jì)系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)等設(shè)備系統(tǒng)與機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)

備加工過(guò)程中的數(shù)據(jù)共享和傳輸，從而融入到整個(gè)企業(yè)集成制造系統(tǒng)中以便于更好的決策。并行化是指在機(jī)械電子控制領(lǐng)域內(nèi)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)將工程機(jī)電設(shè)備加工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件CAD、ERP、MRP等相聯(lián)，從而使得在產(chǎn)品的生命周期中的其各種產(chǎn)品因素例如質(zhì)量、成本以及生產(chǎn)進(jìn)度等都得到了全面的考慮，這是機(jī)電設(shè)備控制技術(shù)中并行性的體現(xiàn)。在集成化和并行化的基礎(chǔ)發(fā)展方向上，目前計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制領(lǐng)域內(nèi)的主要發(fā)展前景有儀表監(jiān)控系統(tǒng)以及自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng)等。