自動控制技術(shù)在機電控制領(lǐng)域的應(yīng)用

張文君

（濰坊市峽山水庫管理局，山東 濰坊 261325）

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的到來改變了各行業(yè)的工作模式。在機電控制領(lǐng)域，自動控制技術(shù)的到來推動了其發(fā)展，使機電控制工作的效率和水平都得到了提升，所以，在機電控制領(lǐng)域，對自動控制技術(shù)進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。自動控制技術(shù)應(yīng)用在我們國家各個生產(chǎn)行業(yè)中，推動了社會的發(fā)展。

1 機電設(shè)備的自動控制技術(shù)概述

1.1 自動控制技術(shù)的概念

自動控制是通過科學(xué)研究生產(chǎn)出來的，它可以對裝置進(jìn)行控制，對工作程序進(jìn)行設(shè)定，使參與生產(chǎn)的設(shè)備在設(shè)定的規(guī)則中運行，值得注意的是，在進(jìn)行自動化控制的過程中，是不需要人力參與的，自動控制技術(shù)在發(fā)展的過程中經(jīng)歷了3個階段，首先，20世紀(jì)40年代，是單機自動化階段，主要是數(shù)控機床，其在面對市場競爭的時候有更好的適應(yīng)能力，達(dá)到減少勞動力的目的；其次，70年代時，發(fā)展為自動控制時代，主要是自動生產(chǎn)線，其中，生產(chǎn)了許多自動化的設(shè)備和軟件；最后，是現(xiàn)今的自動化控制系統(tǒng)，它對自動化在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了規(guī)范，增進(jìn)了各個領(lǐng)域之間的交流合作，如交通行業(yè)和機電行業(yè)。

1.2 機電自動控制技術(shù)運行原理

機電自動控制技術(shù)是系統(tǒng)性的技術(shù)，在工作的過程中，反饋識別系統(tǒng)在進(jìn)行識別分析的時候，需要對自身的信息進(jìn)行收集并以此作為分析的依據(jù)，如果在輸入量與輸出量有偏差的情況下要對其實施調(diào)整，然后，把相應(yīng)的信息反饋給自動控制系統(tǒng)，通過自動控制裝置獲取正確的指令，使被控制的對象在開展工作的時候能夠精確有效。反饋控制系統(tǒng)在開展工作的時候，是給定元件已經(jīng)給出輸入量，在進(jìn)行測量元件監(jiān)控的時候，對實際上產(chǎn)生的輸入量進(jìn)行監(jiān)控，使用比較元件進(jìn)行比較，得出偏差值，在使用矯正元件對實際的輸入量實施調(diào)整，從而實現(xiàn)對被控對象進(jìn)行有效控制的目的。

1.3 機電自動控制系統(tǒng)的基本要求

（1）需要具有穩(wěn)定性，控制系統(tǒng)在交付的時候，穩(wěn)定性是首要條件，對于控制系統(tǒng)來說也是最基本的要求。

（2）需要具有快速性。穩(wěn)定性對于自動控制系統(tǒng)來說是非常重要的，其響應(yīng)速度也是非常關(guān)鍵的，在自動控制系統(tǒng)應(yīng)用的時候，其對被控量輸入信號以后，需要非常迅速地按照規(guī)定進(jìn)行變化，所以系統(tǒng)需要具備一定的響應(yīng)速度。

（3）需要具有精確性。控制系統(tǒng)除了需要具備快速性、穩(wěn)定性外，還需要具有高精度。

2 自動控制技術(shù)在機電控制領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 可編程邏輯控制器在機電領(lǐng)域的應(yīng)用

可編程邏輯控制器是主要編程存儲器，應(yīng)用于自動化控制技術(shù)中，將程序控制、計算、定時等許多功能集合在一起，而且在設(shè)計系統(tǒng)的時候越來越面向群眾，操作起來簡單，在程序安裝的時候方便，在機械生產(chǎn)的時候能進(jìn)行有效的控制。機電企業(yè)通過引進(jìn)可編程邏輯控制器，可以實現(xiàn)減少人力資源浪費的目的。從長遠(yuǎn)的發(fā)展角度來說，對企業(yè)轉(zhuǎn)向發(fā)展模式是非常有利的，為企業(yè)減少了成本的投入。編寫可編程邏輯控制器使用的語言比較簡單，在勞動力素質(zhì)方面的要求并不高，對程序進(jìn)行操作的時候非常方便，在機電領(lǐng)域應(yīng)用的時候，可以用來生產(chǎn)基礎(chǔ)零件，如生產(chǎn)汽車的零部件等，同時，它具有非常強的環(huán)境適應(yīng)能力，即使機電生產(chǎn)環(huán)境非常嘈雜，也可以高效率地進(jìn)行工作，機電企業(yè)非常喜歡可編程邏輯控制器。

2.2 自動控制技術(shù)增加機電領(lǐng)域智能化程度

機電控制領(lǐng)域是向著智能化發(fā)展的，自動控制技術(shù)其實從某種意義上來說就是所謂的智能化，將自動控制的控制器以及設(shè)備帶入到機電生產(chǎn)中，改變機器的工作方式，讓其模仿或者代替人的部分工作，實行機電一體化，例如，在行駛汽車的時候，當(dāng)汽車程序感知到有危險的情況下，會打開安全氣囊，為人們的生命安全提供保障。機電控制領(lǐng)域向著智能化的方向發(fā)展，可以有效的推動機電一體化，對企業(yè)的投入和生產(chǎn)效率的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)籌，為企業(yè)找尋最大的經(jīng)濟效益，促進(jìn)智能化發(fā)展，可以對先進(jìn)的自動化技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)，對企業(yè)工作的程序進(jìn)行簡化，對企業(yè)的職工實施自動控制培訓(xùn)，使員工操作自動化設(shè)備的水平得到提升，將科學(xué)技術(shù)帶入企業(yè)生產(chǎn)中，改變企業(yè)生產(chǎn)模式，例如，在機電控制領(lǐng)域使用智能化的設(shè)備。

2.3 微型計算機在機電領(lǐng)域的應(yīng)用

當(dāng)前階段，信息技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)都已經(jīng)密切關(guān)聯(lián)了，出現(xiàn)了單片機控制技術(shù)、可編程控制技術(shù)、微機控制技術(shù)等，在智能化、自動化的機電設(shè)備中被廣泛地應(yīng)用。一般情況下，閉環(huán)控制系統(tǒng)會使用計算機替代給定量、裝置、比較器的運行，計算機成為控制系統(tǒng)，將被控制對象參數(shù)，如流量、壓力、溫度等進(jìn)行采樣以及檢測，通過數(shù)據(jù)通道傳輸，對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，把模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)量，方便計算機對其進(jìn)行分析和運算，得出的結(jié)果在通過數(shù)據(jù)通道進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變回模擬量對控制對象進(jìn)行控制，從而完成預(yù)期的目標(biāo)。而且使用計算機就可以實現(xiàn)復(fù)雜的運算、判斷、比較等，并且準(zhǔn)確、快速、方便，計算機了成為了核心指揮部，指揮自動控制系統(tǒng)。使用、維修、維護(hù)起來都很方便、快捷。

計算機控制系統(tǒng)包含電氣設(shè)施、電路接口、主機，在這之中的單片微型計算機，其小芯片里面包括了A/D轉(zhuǎn)換器、通信口、定時器、計數(shù)器、POM、CPU等部件，可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能，而且擁有價格低廉、可靠性高、功能多、小體積等特點，在小型的控制系統(tǒng)里面已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用了，叫作微型控制器。智能控制在計算機控制中來說，地位是非常高的，對計算機進(jìn)行智能化控制使其擁有人的不穩(wěn)思維，為人們解決難題或者一直都沒有辦法解決的問題。如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和智能機器人，所謂的智能機器人就是讓機器人擁有各種思維能力、認(rèn)知能力以及推理能力等，將計算機作為控制機器人的中心，替代人們在危險的環(huán)境下完成工作等，相信隨著科技的發(fā)展，這一領(lǐng)域會發(fā)展得越來越好。

2.4 遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用。

遠(yuǎn)程控制就是突破地域的限制，通過一臺電腦對距離很遠(yuǎn)的另一臺電腦進(jìn)行控制，技術(shù)人員只需要運用面前的電腦就可以對另外的電腦進(jìn)行軟件安裝等操作，不需要與遠(yuǎn)距離的電腦，進(jìn)行直接的接觸，在機電自動控制技術(shù)中，可以進(jìn)行自動控制的系統(tǒng)主要有三種，即保護(hù)型、人機交互型、完成型。保護(hù)型的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在應(yīng)用的時候主要是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，計算機可以及時地對問題進(jìn)行了解，之后進(jìn)行處理。人機交互型是通過人和計算機一起控制系統(tǒng)，對計算機自動控制進(jìn)行監(jiān)控，技術(shù)管理工作人員進(jìn)行調(diào)控。完成型的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是在工作完成后，將信息傳輸給計算機，機電設(shè)備自己就可以進(jìn)行傳輸，適合在沒有人員的地方使用。以上三種遠(yuǎn)程控制模式都是最常見的

2.5 數(shù)控機床的應(yīng)用

自動控制與常規(guī)的機床相結(jié)合形成了數(shù)控機床，控制方式是使用信息技術(shù)操控其動作。所以，數(shù)控機床在實際的運行中，就是通過事先設(shè)定的程序，自動地進(jìn)行工件加工，普通的機床在運轉(zhuǎn)的時候是必須有人看守的，整個加工過程需要手工操作。數(shù)控機床的優(yōu)點在于，性能方面得到了提升，功能也進(jìn)行了增加，對傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化。在進(jìn)行比較復(fù)雜的零件加工時，通常會運用數(shù)控機床，在生產(chǎn)周期短、更新產(chǎn)品快、精度高的場合也都會應(yīng)用數(shù)控機床。因為科技的迅速發(fā)展，數(shù)控機床在功能和精度方面不斷地提升，已經(jīng)有了極大的跨越。在功能結(jié)構(gòu)模塊化以及總線化上可以體現(xiàn)出數(shù)控機床技術(shù)。數(shù)控機床在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時具有開放性，使硬件系統(tǒng)在實際的應(yīng)用中兼容性和實用性更強，使企業(yè)的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟效益得到提升。數(shù)控機床在發(fā)展的過程中逐漸地智能化，在數(shù)控編程技術(shù)上更加優(yōu)良，在整個生產(chǎn)過程中更加智能化。

2.6 計算機自動控制應(yīng)用

結(jié)構(gòu)構(gòu)造合理、搭配適宜、可靠性高的計算機為自動化控制系統(tǒng)的運行提供了支撐。計算機自動控制系統(tǒng)包括工作通道、調(diào)節(jié)裝置、測量、執(zhí)行器、控制對象等。在自動控制體系中，構(gòu)執(zhí)行器裝置是核心結(jié)構(gòu)，其可以有效地對輸入以及輸出直線位移進(jìn)行更新，從而使生產(chǎn)流程實現(xiàn)目標(biāo)，在進(jìn)行測量的時候，計算機自動控制體系可以把被控制對象的參數(shù)，合理有效地完成不同種類信號的轉(zhuǎn)變。數(shù)字調(diào)節(jié)裝置在運行的時候，是遵循計算機已經(jīng)編寫好的程序執(zhí)行的，其核心是計算機數(shù)學(xué)，包括多路控制開關(guān)、采樣保持設(shè)備、轉(zhuǎn)換設(shè)備。對自動化發(fā)布控制命令使用的程序段是通過計算機系統(tǒng)編寫的。與物理系統(tǒng)相結(jié)合，對溫度信息進(jìn)行匯總，實現(xiàn)自動化管理。

3 結(jié)語

能夠提高人們平時的生活，減少生產(chǎn)成本，降低工人成本，產(chǎn)品質(zhì)量提高是機電自動控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用的主要原因。無論是從軍事國防領(lǐng)域還是探索宇宙領(lǐng)悟，機電自動化控制技術(shù)都起到了至關(guān)重要的作用。通自動化技術(shù)，提升工作和生產(chǎn)的效率，對人們?nèi)粘Ｉ畹男枨筮M(jìn)行滿足。強化自動控制技術(shù)應(yīng)用原理和重要性是機電控制領(lǐng)域提升的重點。