微電子技術在自動化控制中運用分析

陳云超

（池州學院，安徽 池州 247000）

伴隨科學技術的持續(xù)提升，自動化控制開始出現(xiàn)在更多行業(yè)之中，并且從不同程度上要求著自動化控制技術，有效發(fā)展了該項技術。特別是在自動化控制中融入了微電子技術后，不但在自動化程度上得到了提升，還推動了自動化控制向微型化發(fā)展，積極的引領了自動化控制的發(fā)展。文章基于微電子角度對如何提升自動化控制技術水平的內(nèi)容進行了探究，以期為有關研究人員提供相應的理論與技術支撐。

1 微電子技術與自動化控制概述

伴隨時代的發(fā)展，技術的進步，信息技術已經(jīng)成為了時代的主題，其中，微電子技術與自動化控制的融合，更是帶動了各個行業(yè)的進步。

1.1 微電子技術

微電子技術屬于一種高新的電子技術，其建立在以集成電路為核心的半導體器件之上，主要涉及器件物理、系統(tǒng)電路設計、自動封裝及測試技術、工藝技術、材料制備等。微電子技術有著廣泛的應用空間，例如，自動化控制、日常應用的電子產(chǎn)品等，其特征是質量輕、體積小、工作速度敏捷、可靠性高，可以說，微電子技術有效促進了信息時代的發(fā)展與進步。

1.2 自動化控制

伴隨社會的不斷進步與發(fā)展，一直以來，自動化控制技術都在不斷提升，廣泛地應用于各個領域之中，并在各個行業(yè)運用期間獲得了一定成效，極大地推動了行業(yè)的發(fā)展。自動化控制和人工控制是對立面的關系，自動化控制有效省略了人工操控，只需將一個控制裝置安裝到相關設備中能夠有計劃的完成自動操縱。在此期間要注意向控制系統(tǒng)內(nèi)反饋，受控環(huán)節(jié)快速把其運行狀況向控制環(huán)節(jié)正確反饋，進而使控制環(huán)節(jié)按照受控環(huán)節(jié)傳遞過來的信息調(diào)整活動內(nèi)容。通過在自動化控制系統(tǒng)中應用微電子技術，原本混亂不清的線路更為有序整潔，有效提升了控制系統(tǒng)精準度，同時在不斷縮小控制系統(tǒng)的體積，將更大的便利帶給了使用者。

2 微電子技術在自動化控制中的開發(fā)流程

自動化控制中應用微電子技術，能夠顯著提升自動化控制系統(tǒng)的工作性能與運行效率，并且，該項技術在具體應用中在不斷的發(fā)展和成熟。因此，在具體操作中，應該掌握其應用流程：

2.1 輸入模塊的設計

在自動化控制中融入微電子技術，通常利用計算機編程的方式實現(xiàn)此目標，然而在編程時不但要體現(xiàn)出每個控制系統(tǒng)的功能，還應關注模塊的設計質量，一定要確保在發(fā)出控制指令后，能夠有效反映出設備的自動化控制功能，確保反饋系統(tǒng)內(nèi)受控制單元與控制單元能夠有效反饋與執(zhí)行信息，在反饋信息進入到自動化控制系統(tǒng)中后，能夠有效快速地將對應的命令動作做出來，在將自動化控制精度提升的基礎上增強執(zhí)行效率。為了確保這一效果的有效實現(xiàn)，就相關設計人員而言，必須要接受巨大的挑戰(zhàn)，在編寫代碼時盡量不要出現(xiàn)不必要的代碼，進而提升自動化控制系統(tǒng)執(zhí)行效率。

2.2 測試模塊設計

設計測試模塊實際上就是要查缺補漏，為了防止實際應用自動化控制系統(tǒng)時發(fā)生相應的問題，利用測試模塊有效排查控制系統(tǒng)具體應用期間所呈現(xiàn)出的問題，若是發(fā)現(xiàn)有進一步優(yōu)化的地方或者存在哪些漏洞，設計人員應率先解決其中所存在的漏洞，在確保正常運行自動化控制系統(tǒng)的基礎上，不斷提升其運行的效率與安全性。對此發(fā)現(xiàn)，設計測試模塊，對完善自動化控制系統(tǒng)有著重要幫助。在保證自動化控制系統(tǒng)安全運行中測試模塊的作用不容忽視，相當于增添了一部分保障，在某種程度上降低了發(fā)生問題的概率，進而更加安全的運行自動化控制系統(tǒng)。

2.3 數(shù)據(jù)模塊設計

有著眾多的信息包含于控制系統(tǒng)中，為了有效地保管與處理這些信息，需要科學的設計數(shù)據(jù)模塊。加之每個行業(yè)都在嚴格的要求控制系統(tǒng)的精準度，因此需要高效的處理這些信息，進而有效的提取與存儲這些信息，為確保穩(wěn)定運行自動化控制系統(tǒng)奠定基礎。所以，有關設計人員在設計數(shù)據(jù)模塊時，需要將處理數(shù)據(jù)的效率提升，如此才能將有效的控制命令發(fā)送給自動化控制系統(tǒng)，使得自動化控制設備的作用被真正發(fā)揮出來。

2.4 仿真模塊設計

實際上，設計仿真模塊同設計測試模塊有著相應的共性，其都有著缺陷查找的功能。然而二者在設計中的最大差異點在于，設計仿真模塊是通過對系統(tǒng)真實性的模擬為發(fā)展條件，從而在具體運行系統(tǒng)時將不足和缺陷找出來，若是真有缺陷存在，有關人員要有針對性的進行調(diào)整和優(yōu)化，進而為安全、穩(wěn)定的促進自動化系統(tǒng)運行奠定基礎。而通過對系統(tǒng)運行條件的模擬，有效排查其中存在的缺陷，排查結果有著極高的真實性，并且能夠將系統(tǒng)運行質量提升。

3 微電子技術在自動化控制中運用

近些年，自動化控制技術在很多行業(yè)與領域中都得到了廣泛的應用，展現(xiàn)出了極佳的應用態(tài)勢，而隨著微電子技術的應用，使得自動化控制程度與水平更上一層樓，顯著發(fā)揮了二者的技術優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 開發(fā)軟件

不斷發(fā)展的微電子技術顯著促進了計算機編程的運用與發(fā)展。此外，在自動化控制系統(tǒng)中應用微電子技術，使得更新?lián)Q代自動化控制設備的速度在不斷加快，并且在各行各業(yè)中自動化控制技術的應用不斷增多，并且操作人員能夠更加簡單、便利的完成操作。就應用企業(yè)而言也在慢慢降低企業(yè)成本，并且在芯片中就能完成對集成電路的控制，也微化了自動化控制裝置的規(guī)格，使得空間被不斷壓縮和節(jié)省。伴隨科技的發(fā)展，當今社會開發(fā)與應用軟件的速度在持續(xù)加快，并且其功能變得越發(fā)多元性，使得人們的應用需求不斷被滿足。伴隨人們應用需求的提升，通過再次編輯的方式升級與更新自動化控制軟件，在有效滿足了基本操控需求的前提下，也相應地提升了用戶自動化應用的滿意度。

3.2 應用自動化功能調(diào)節(jié)

通過在自動化控制系統(tǒng)中應用微電子技術，其往往呈現(xiàn)出了多樣化的控制對象，控制對象很少只有一個的情況。那么，在不斷發(fā)展了工業(yè)控制系統(tǒng)后，嚴格的要求了語言信號、圖像信號的高速率及大數(shù)據(jù)量的內(nèi)容，在實踐中也在持續(xù)優(yōu)化相應的控制功能，在自動化控制今后的發(fā)展中也會不斷增加控制對象的數(shù)量，此情況下，只需轉換代碼再完成對應的調(diào)節(jié)就能夠有效控制對象。而通常在芯片中實現(xiàn)對代碼的轉換，只通過小小的一個芯片插入進自動化控制裝置中，就能安全、正常的運行自動化控制系統(tǒng)。與此同時，通過微電子技術的應用，在省級改造系統(tǒng)時，通過編程編寫有關代碼就能達到多項控制的目的，并且在改造升級了自動化控制系統(tǒng)后，可通過對編程設計的測試修補一些問題和漏洞，進而保證安全的運行控制系統(tǒng)，進而確保各行各業(yè)能夠安全、穩(wěn)定的應用自動化控制系統(tǒng)。

3.3 高集成度化發(fā)展

伴隨微電子技術的問世以及不斷運用于自動化控制系統(tǒng)中，電子線路越來越微型化。眾所周知，自動化控制中需要龐大的電子線路規(guī)模給予支撐，并且每個電子線路的功能都不盡相同，若是在自動化控制設備中嚴重的暴露這些電子線路，不但其體積會很龐大，并且對自動化控制系統(tǒng)的運行安全也會產(chǎn)生影響，這樣將嚴重阻礙各個行業(yè)對自動化控制系統(tǒng)的應用。通過微電子技術的應用，使得這一局面被有效打破，只通過一個芯片就能有效集成功能多樣、數(shù)量繁多的電子線路。不但降低了系統(tǒng)的體積，也提升了系統(tǒng)反饋信息的效率。而在劃分大、小規(guī)模集成電路時，能夠明顯察覺二者間的差異，規(guī)模較小的集成電路內(nèi)一般有少于100個的電子元件存在，然而對于大規(guī)模集成電路而言，一般多達100萬個，集成電路內(nèi)運行著大量的電子元件，勢必將很多能量消耗掉。而通過應用微電子技術，能夠將自動化功能的消耗有效降低，因此這也是工業(yè)自動化控制中廣泛應用集成控制系統(tǒng)的主要原因，有效節(jié)約了工業(yè)成本投入，并不會占用過多的空間。

3.4 實現(xiàn)了計算機編程控制

在自動化控制中沒有滲透和應用微電機技術前，若是想要將幾個新的功能添加到自動化控制系統(tǒng)中，就不得不增添一些硬件設施，這樣無形中會將應用成本增加，還會增添工作復雜性，在正常的運轉中快速投入自動化控制系統(tǒng)就變得十分困難。然而在自動化控制中應用了微電字技術后，不論電子元件集成電路的數(shù)量多么龐大，都能通過芯片進行控制。而需要將功能控制增添到自動化控制系統(tǒng)中時，只借助計算機編程就能迅速完成，無需增添任何的硬件設施，在編輯完畢控制功能代碼后，按照其個性化特征修改代碼，更新之后不但能提升自動化控制系統(tǒng)的運行效率，而且成本與時間也得到了節(jié)約。

3.5 通過仿真開發(fā)，提高效率

在正式運行自動化控制系統(tǒng)前，實施仿真開發(fā)也很關鍵，而在沒應用微電子技術前，仿真開發(fā)在自動化控制系統(tǒng)中是無法實現(xiàn)的，這也有效印證了開發(fā)仿真實際上就是微電子技術應用的一個基本體現(xiàn)和特征。而仿真開發(fā)期間，需要對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)實時進行采集，通過代碼的方式體現(xiàn)出這些數(shù)據(jù)，進而對自動化控制裝置在現(xiàn)場的運用情況真正的模擬出來，若是運行中某個控制系統(tǒng)運行不符合標準，能夠快速做出調(diào)整，進而使得系統(tǒng)的精準度不斷被提升。同時，在運行仿真自動化系統(tǒng)中，對于一些不適環(huán)節(jié)可以快速發(fā)現(xiàn)，迅速調(diào)整使系統(tǒng)更加順利、安全的運行。

3.6 對工業(yè)電氣的控制

在不斷發(fā)展和優(yōu)化了微電子技術后，對促進自動化系統(tǒng)的升級有著重要幫助。在社會工業(yè)發(fā)展中自動化控制系統(tǒng)的重要性不言而喻。自動化控制機器在工業(yè)生產(chǎn)中隨處可見，這不但將人工工作量有效降低，并且通過自動化控制系統(tǒng)能夠完成一些精準度要求高以及危險系數(shù)高的工作。例如，機器人自動化控制設備在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中隨處可見，機器人能夠取代人工將對應工作更高效的完成，而所謂的機器人裝置就是利用微電子芯片技術的方法實施操作的，在借助機器人審計中，只需升級系統(tǒng)即可，進而為快速的推動工業(yè)發(fā)展奠定基礎。

3.7 應用于高校有關專業(yè)教學

當前在高校的電子工程專業(yè)教學以及電氣專業(yè)教學中，微電子技術也得到了廣泛應用，因為它是在計算機仿真技術與計算機編程技術基礎上發(fā)展起來的，所以，能夠非常好的銜接相應專業(yè)知識的教學。在具體授課中，教師通過系統(tǒng)的講解與描述相應的專業(yè)知識，進而將學生在這方面的理論基礎提升，在教學實踐中，指導學生理論與實踐相聯(lián)系，在實踐中有效印證理論知識，引導學生自行動手設計有關微電子自動化控制的內(nèi)容，例如，仿真模塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)模塊以及檢測模塊等，完成設計后展開安裝實驗。如此操作，學生的主動探究與實踐能力不但得到了提升，學生的整體專業(yè)素養(yǎng)也得到了進步，有利于有效培養(yǎng)專業(yè)技術人才。

3.8 計算機開發(fā)中應用

計算機編程技術是微電子自動化技術的應用前提，將自動化控制技術與微電子技術的結合，其應用于不同行業(yè)中都是屬于開發(fā)計算機的一種方式。在微電子自動化控制系統(tǒng)中應用計算機技術屬于一種全新的方向，這種應用有效改變了傳統(tǒng)的工業(yè)手動控制方式，讓自動化控制成為主導，這樣一來，不但推動了計算機技術的發(fā)展，還有效帶動了工業(yè)進步。伴隨微電子自動化控制技術的不斷進步，在一定程度上增加了工業(yè)生產(chǎn)中的各種控制需求，因而也帶動了計算機技術向著更加高新的方向發(fā)展，進而對生產(chǎn)中的應用需求給予滿足。同時，計算機編程技術更好的方便了應用軟件的發(fā)展，不但能更好的集成各組成模塊，達到兼容軟件的目的，還能將硬件及研發(fā)成本有效降低。

4 結語

總之，在不斷加快電子信息技術發(fā)展步伐后，因此開始更加深入的研究微電子在自動化控制領域的應用，而且也開始向其他行業(yè)中不斷延伸。微電子自動化控制的實現(xiàn)，首先應將功能多樣化的模塊構建起來，其主要是設計電子電路，之后通過檢測模塊，有效仿真模擬系統(tǒng)運行情況以及功能，快速解決問題。此系統(tǒng)不但有著極高的控制性能與集成度，而且系統(tǒng)的控制功能還可被顯著提高，使得投入成本被降低。當前，在開發(fā)計算機軟件、高校電氣電子工程實踐教學以及工業(yè)電氣自動化控制中都得到了廣泛的應用，微電子自動化控制憑借自身的優(yōu)越性與特征，新技術不斷研發(fā)，因此在更多的領域與行業(yè)中被應用，使得人們的生活質量顯著提升。