基于网络技术的机电传动控制

中国地质大学 杨文剑

基于网络技术的机电传动控制

中国地质大学 杨文剑

当前，嵌入式技术正呈现百花齐放的态势。嵌入式系统以其价格低廉、体积小、可在恶劣的工作环境下工作等优势而被广泛地应用于航海、石油、军事等领域，用于数据采集、工业控制等方面。嵌入式技术和Internet技术相结合，产生了嵌入式Internet技术，使得设备可以轻而易举地接入Internet网络，实现设备上网。

本文研究了基于网络技术的机电远程控制系统的基本组成模块以及结构模式，随后分析了机电远程控制系统的实现方式以及关键的技术，最后对机电远程控制系统的运用范围作了大致的分析。希望通过本文的研究，能够为互联网技术在机电控制中的应用提供一定的参考和借鉴。

一、基于网络技术的机电传动控制系统的组成与结构

1. 基本组成模块。一般而言，基于网络技术的机电传动控制系统的组成模块包括如下几个方面。

（1）远程监控终端模块，一般可以采用与互联网相连的PC组成，主要作用是对设备进行远端的监控。

（2）远距离数据传输模块，一般而言，该模块就是互联网，包括互联网传输协议、相关的应用软件以及硬件，主要作用是进行相关数据传输。

（3）现场设备检测与控制模块，其主要作用是对现场的设备进行监控，同时对设备的状态进行数据的记录以及必要的分析，然后将相关数据传送至远程监控终端。

2. 常见的结构模式。从目前来看，较为常见的基于网络技术的远程机电传动控制系统的结构主要有如下两种模式。

（1）C/S模式，该模式的结构应用程序的逻辑需要在客户端以及服务端两端进行分步，客户端的任何请求，都需要服务端的结果返回。

（2）B/S模式，这种模式也就是浏览器/服务器模式，终端无需安装客户端，通过Web浏览器就可以完成操作。

二、基于网络技术的机电传动控制系统的实现方式与关键技术

1. 实现方式。从目前来看，基于网络技术的机电传动控制系统的实现方式主要有如下几个方面。

（1）保持性的远程控制方式，在该种方式下，远程监控终端的作用仅仅是向设备控制系统发出控制命令，而设备则自主的完成相关的命令，这种模式能够实现远程设备的无人控制，在一些极端环境下的应用颇为广泛。

（2）完成型的远程控制方式，在该种方式下，远程控制系统向机电设备控制系统发出控制命令，然后设备自主完成命令，并且在完成任务之后向远程监控系统进行报告。

（3）完全型的远程控制方式，在该种方式下，设备的本地控制系统只负责控制设备的执行机构，其他的操作则完全由远程控制系统完成，在一些特殊的行业，这一方式具有较大的积极意义。

（4）人机交互型的远程控制方式，在该种方式下，任务的执行过程之中，设备和人员之间可以随时建立起连接，同时设备的状态信息都能够随时在远程监控端进行采集。

2. 关键技术。就目前的技术发展现状而言，基于网络技术的机电传动控制系统的实现，其关键技术主要有如下几种。

（1）面向远程控制的网络数据库技术。该数据库要满足系统实时的要求，实时数据库系统设计包含实时数据库结构设计和实时数据库管理程序设计两部分。

（2）现场总线技术，现场总线技术的出现，能够使得基于网络的远程控制系统能够更为便利的传输数据。

（3）延时处理技术，由于网络控制系统在目前的技术条件和硬件条件下基本上是没有办法完全实现实时控制的，而延时则成为了最为主要控制难题，目前一般是采用全双工通信快速交换来解决这一问题。

（4）故障诊断技术，在控制领域，尤其是在机电传动控制领域，故障诊断是一个控制系统中非常重要的部分，一般可以通过物联网技术来实现故障的实时诊断。

（5）网络化仪器仪表技术，所谓的网络化仪器仪表技术就是结合传统的机电传动控制仪表技术以及网络技术而产生的一种新型的仪器仪表技术，它包含了TCP/IP的网络化智能仪器则通过嵌入式TCP/IP软件，使现场变送器或仪器直接具有Internet功能，很方便地与就近的网络通信线缆直接连接，而且“即插即用”。

三、基于网络技术的远程机电传动控制系统的应用范围

基于网络技术的远程机电传动控制系统的应用范围是非常的广泛的，由于网络技术的远程传递以及快速响应的特性，该系统可以应用于非常多的工业领域，尤其是一些特殊的、极端恶劣的环境，无法通过人工操作，或者即使是通过传统的远距离操作方式，也无法杜绝危险性的环境。基于网络技术的远程机电传动控制系统不仅仅可以最大限度地提高工作的安全性，同时还能够运用各种监控技术或者物联网技术监控设备，及时的发现设备出现的各种问题。此外，应用基于网络技术的远程机电传动控制系统，还能够全面提升生产的自动化程度，通过互联网技术，能够将机电设备的各种数据与企业的技术部门、生产部门、研发部门以及决策部门的系统互连，实现数据的共享，便于整个企业的自动化的管理，提升管理效率，同时促进经济效益的提升。

四、结论与建议

在我国，机电远程控制技术的发展方兴未艾。尤其是我国加入WTO之后，我们国家成为了世界的制造工厂，对机电技术的需求与创新正在发生着日新月异的变化。可以预见，机电远程控制技术必将随着我国相关技术的发展而逐步完善和成熟，基于网络技术的远程机电传动控制系统的应用范围也会越来越广泛。

电气传动及自动化控制设备产量有限，品种繁多，表现出了一定的特殊性，所以，对于电气传动及自动化控制设备来说，实施实验室测试方法难度系数较大，而现场测试设备稳定性的方法是更加适宜且可行的。以所收集到的设备可靠性现场数据资料为基础，根据电气传动及自动化控制设备可靠性指标体系的相关要求，对设备可靠性特征量进行统计和计算。笔者通过对设备稳定性现场试验过程中所收集到的数字资料的统计和分析，得出的相关结论是：比较具有代表性的国产电气传动及自动化控制设备无障碍工作时间的平均时间MTBF为一万小时上下。实验结论证实了对于电气传动及自动化控制设备而言，现场可靠性测试是可行的。