陳英
(長沙民政職業(yè)技術學院,湖南長沙,410004)
在工業(yè)生產過程中,機電一體化系統(tǒng)對提高產業(yè)效率方面起到關鍵性作用,隨著工業(yè)產品附加值的不斷增加,對工業(yè)產品精度的要求越來越高,導致工業(yè)生產流程更加的復雜化。傳統(tǒng)的工業(yè)控制技術已經不能滿足高附加值工業(yè)產品的需求,在這種情況下,智能控制技術應運而生,在機電一體化系統(tǒng)中融入智能控制技術,能夠提升企業(yè)的生產效率,提高工藝水平,制作出的產品更加精細,通過程序的設定,機械設備可以進行自動生產,減少人為的干擾,提高企業(yè)綜合效率。
智能控制主要是利用計算機來對人類智能進行模擬,在無人干預的條件下,對智能機器進行驅動,完成比較復雜的控制任務,智能控制的工作重心在于高層控制,完成多樣性的目標。智能控制是對傳統(tǒng)控制理論的進一步延伸,在傳統(tǒng)控制基礎上發(fā)展出的更高效的控制技術。智能控制系統(tǒng)會通過分布式及開放式的結構,系統(tǒng)綜合的對信息進行處理,達到系統(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。智能控制技術綜合了許多與調控方式相關的知識學科,以自動控制理論、人工智能理論等為基礎進行控制技術研究。傳統(tǒng)的控制只能解決單一的線性控制問題,而智能控制技術可以將多層次、不確定模型、非線性等復雜的任務作為控制對象,將環(huán)境及符號的識別以及數(shù)據(jù)庫的設計方面作為重點,更好的運用相關被控對象的控制策略進行對人的智能的模仿。
通過智能控制技術,可以對需要加工產品的具體要求進行程序編寫,在智能化的控制下,對產品的生產流程進行簡化,提高單位時間內的生產效率。有了智能控制技術,可以同時對多臺機床進行加工控制,節(jié)省了大量人力操作,對提高企業(yè)生產效率有很大促進作用。
隨著機電一體化技術的不斷成熟,對工業(yè)產品的精細程度要求更高,隨著智能控制技術的引進,可以對機床進行更好的控制,生產出高工藝水平的產品,而產品的精度恰好能夠衡量機電一體化的技術水平。
傳統(tǒng)的工業(yè)控制手段不具備智能控制技術,會大大降低生產效率,而通過智能控制技術,可以對產品的生產過程進行統(tǒng)一安排部署,使生產過程更加緊密。智能控制可以非常方便的對產品參數(shù)進行設定,便于在同一機床上生產出不同參數(shù)的產品。
一般情況下,不同生產廠商的機械設備連接接口都會存在不同,為了使不同設備之間能夠進行有效對接,需要對接口模塊進行優(yōu)化管理,使機械設備能夠在任何控制系統(tǒng)下操作,接口的標準化能夠實現(xiàn)供應商之間的交流。
通過智能化的應用可以使機電一體化的數(shù)據(jù)分析更加準確,有效提升系統(tǒng)工作效率,應用模塊的智能化是機電控制系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。
目前,各類信息大多要通過網絡進行傳播,較以前相比,信息傳播的速度有所提高。機電一體化控制系統(tǒng)需要進一步完善,實現(xiàn)市場拓展的網絡化,運用先進的互聯(lián)網技術來進行系統(tǒng)推廣,對行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展有著重要意義。
在人們生活質量不斷提高的基礎上,對機電一體化領域智能技術的要求在不斷提高。智能控制不僅可以使控制領域的內容更加豐富,而且可以促進機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。在數(shù)控機床中融入智能控制技術,運用一些RICS 芯片和CPU控制系統(tǒng),可以使數(shù)控機床的精度達到相關的規(guī)范標準。設計人員可以運用模塊化的設計方式將數(shù)控系統(tǒng)劃分為幾個模塊,從而預防誤差的產生,提高數(shù)控系統(tǒng)的功能,滿足機電一體化的生產要求。
隨著社會經濟的快速發(fā)展,更多的人致力于研究機器人,許多高校以及企業(yè)都在舉辦機器人大賽,通過對機器人進行程序編輯,來完成相關指令的工作。機器人屬于智能化的人類,具有很強的計算能力、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,是機電一體化與智能控制技術相結合的產物。在設計過程中,可以利用智能控制技術與機器人的視覺系統(tǒng)及傳感器相連接,機器人可以通過自身傳感器的感應來繞過障礙物,根據(jù)程序設定的規(guī)劃來進行工作。在行走方面可以對機器人的行走路徑進行智能控制,實時了解機器人的行走情況,為機器人下達行走指令。另外可以通過智能控制技術對機器人的動作艾泰進行控制,保證動作的協(xié)調性與穩(wěn)定性,通過智能化機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。
機械制造領域是機電一體化系統(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。在傳統(tǒng)的機械制造領域中,人們主要是運用腦力來進行機械制造,隨著科學技術的不斷創(chuàng)新,人們已經開始借助智能控制技術來進行機械生產,通過科學技術來替代腦力勞動,將工作人員的思維融入計算機網絡程序中,通過機器來模仿機械制造相關的工作方式,推動機械制造向數(shù)字化方向發(fā)展。
在機電一體化系統(tǒng)中,智能控制技術能夠體現(xiàn)諸多優(yōu)勢,首先,通過智能化控制技術的運用能夠完善系統(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)以及機械工業(yè)未來的主要發(fā)展方向,通過智能控制技術的應用可以幫助機電一體化系統(tǒng)省去中間模型分析的環(huán)節(jié),結合外部環(huán)境的變化趨勢來對控制指令進行調控,最終在外部環(huán)境與控制器的共同作用下實現(xiàn)控制作業(yè)的完成,提高機電系統(tǒng)工作的準確度。其次,在提高工作效率方面智能控制技術也能體現(xiàn)不可磨滅的作用,通過智能控制技術,系統(tǒng)能夠快速的進入到工作狀態(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,智能控制技術的運用能夠增加機電一體化系統(tǒng)的安全可靠性,只要進行指令輸入,系統(tǒng)便可以根據(jù)指令按照流程進行工作,可以對設備中的結構進行調控,實現(xiàn)對于運作系統(tǒng)的有效智能控制,最大限度的保證機電一體化系統(tǒng)的安全可靠性。
我國相關行業(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,在微電子技術控制背景下,PLC 控制系統(tǒng)在單臺、多臺設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+網絡+IPC+CRT 模式將會成為未來發(fā)展的主要趨勢。其次,互操作性需要進一步發(fā)展,根據(jù)國家的要求標準,在程序設計過程中允許第三方軟硬件的技術融合,進一步增強PLC 的功能,所以控制系統(tǒng)的使用范圍會越來越大,占領工業(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。最后要不斷加強網絡通訊,網絡通訊是連接控制技術與應用系統(tǒng)的橋梁,在科技不斷進步的背景下,人們對開放性網絡的需求也會越來越激烈,所以需要加強控制系統(tǒng)中的網絡通訊,快速實現(xiàn)系統(tǒng)多項功能。
隨著信息技術的不斷提升,在工業(yè)生產中機電一體化系統(tǒng)的應用逐漸廣泛,而智能控制技術能夠滿足機電一體化系統(tǒng)的高要求標準,提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,通過智能技術的應用可以減少人工操作的失誤,可以在智能的操作下驅動程序來完成相應指令。智能控制技術是傳統(tǒng)控制技術發(fā)展改革的必然趨勢,通過計算機技術與網絡通訊技術的結合來促進機電一體化系統(tǒng)穩(wěn)定運行。在未來的發(fā)展過程中,智能控制技術的應用領域會越來越廣泛,改變人們的生產方式與生活質量。