机电控制系统自动控制技术与一体化设计

陆天贤

（广西金桂浆纸业有限公司，广西 钦州 535008）

当前，我们国家已经迈入了信息化时代，在此背景下使得机电工程技术得到了很多改进和创新的契机。在研究机电设施时，相关技术人员将信息技术加以运用在其中，能够使得机电设施具备自动化功能，继而可以在实际使用这些机电设施时，保障生产速度以及生产效果得到显著的提升。换言之，机电工程向着自动化方向发展以后，能够帮助相关企业缩减各类资源成本的投放量，促使企业得到永续发展。

1 相关概述

1）机电控制技术概述。机电控制技术工作机理从目前情况来看，机电控制技术是一项具备很强系统性的技术，在实际使用这项技术时，要想保证机电控制系统照常运转工作，就需要反馈控制系统参照其本身收集得到的数据信息做出筛选、辨别和分析，在此基础上对录入量、产出量的差额做出调整，之后将相应的反馈信息传送到自动控制系统之中，如此便可保证机电自动控制设施发出正确地工作指令，使得被控制对象可以精准地执行相应的指令，完成工作内容。除此之外，基于反馈控制系统的工作程序就是向机电设施元件传送产出量的同时，监测机电设施元件的运转情况，从而得出实际产出量，通过对比元件实际录入量、元件设定的录入量，分析差值，最后经过校对和调整被控对象的实际录入量，以实现操控被控对象的目的。

2）“自动控制”系统。这一系统的核心——控制器，控制器的作用是在生产运行中保证对象按照之前设计好的规律化流程进行。自动控制建立在实用性的基础上，包括校正控制与自诊断控制等。通过这一设计，让机电系统的各个部分自动完成任务。而这一控制系统的两大理论分别是现代控制理论，即借助集合论与规矩论，通过线性代数这一工具进行分析；经典控制理论是借助拉式转换来进行函数的传递与计算的，同时还要配合系统分析。在现代控制理论中，第一步利用状态分析法，在时间域内提供系统运行过程的分析；第二步利用状态方程描述出第一步的分析；第三步是分析自适应、随机与最优控制，这些分析借助的主要是前两部获得的相关数据与资料。

3）一体化设计。机电控制系统的一体化设计能够突破时间和空间的限制，通过使用电子信息和控制设备进一步缩减生产流程。一体化设计对于功能化、模块化的要求更高，通过优化的配置提高机电系统的性能，使得工作高质、高效地完成。

2 机电控制系统自动控制一体化设计的基本方法

1）组合法。组合法主要指的是先设计系统的各个模块或者单元，然后将各个模块或者单元进行组合，进而构成一个整体系统。为了有效确保系统各个模块的质量，同时降低成本，在设计时要注意行业发展动态以及市场情况，运用多种组合方法进行系统设计，从而实现最优设计。

2）整体法。整体法的设计步骤是：例如，在设计数控机床的时候。第一步，要先采购伺服驱动装置、专用数据控制装置，还有与之相关的种种机械各一套，以供车床使用。第二步，整合各个部分，这样一台功能模块相整合的机电一体化数控车床就组成了，可以实现多种功能。像这样的方法在实践中应用非常方便，在机电一体化的设计过程中，如果单一的电子部分与机械的整合不能满足需求时，设计者们就需要构建一个整体，让这种多功能整体来达到预期效果。

3）取代法。取代法指的是在系统设计过程中将原有的某些构件进行替换，以提升系统的整体性能，比如以电子线路替代机械控制线路，采用灵敏性较高的电子元件和线路，可以有效提升系统的控制精度，相较于机械控制线路，不仅系统性能明显提升，同时也能降低系统整体造价。

3 自动控制技术要点和应用

1）自动控制技术要点。自动控制技术的任务有很多，其控制要点也不尽相同，下面将介绍几种常见的技术任务。首先，在机电控制系统应用的前期，需要对程序内容进行预先录入。控制任务的录入是使用准确的语法和语言对系统进行科学的规定，一般使用自然语言表达法，利用固定格式的文本将任务输入，以保证系统能够明确任务的内容和效果。其次，还需要选择传感器、PLC结构，传感器设备是机电控制系统工作的关键，可以用来获取各种信息，再将信息传输到其他设备上，一般有光敏传感器、温度传感器、气敏传感器等，可以将各种环境信息准确地转化为电子信号。PLC结构能够完成内部存储、逻辑运算、计时计数等功能，经济实用而性能稳定。最后，自动控制计数还可以进行伺服系统的连接、数据的自动检索等功能，进一步提高机电控制系统的工作效率。

2）PLC的应用。PLC可以通过内部存储的程序实现对目标设备的控制，在获取到系统的指令后，通过编程操作执行系统指令，控制设备完成相应的动作。PLC可以执行包括逻辑运算、计数定时以及顺序调整等多种系统指令。并且PLC的抗干扰性能优良，在恶劣环境下可靠性较高，因此，极为适合工业生产环境，并且操作比较便捷，操作人员通过PLC的编程程序即可实现相应的控制操作。

3）自动控制系统。通常情况下，自动控制技术指的是在没有人工参与的工作环境中，加以运用辅助设施促使生产机械设施能够自动依照特定的指令完成生产任务，控制各类物理量随着设定程度自动产生变化的一项技术。自动控制技术具备了很高的性价比，并且程序编制非常简单，操控流程也非常便捷，安全系数高等若干方面的优势。详细而言，自控管控系统装置体积小，便于安装，从而资源成本的投放量比较少，在操控自动控制技术时，相关技术人员只需要通过更改软件程序就能够改变控制系统的功能，根本不需要更换硬件设施，操作简单容易，同时还能够缩减成本资金的投入。除此之外，自动控制技术还拥有很强的自行诊断能力，如果技术人员出现了违规操作的行为，该系统就会自动发出提示声音，这种情况下工作人员就能够立即做出响应，选用最有效的措施将故障问题处理好，以防止事故扩大，影响企业的正常生产。

4 结束语

工业的发展对国家经济水平的增强至关重要，工业化程度决定了一个国家的硬实力。在机电控制系统广泛应用的今天，自动控制技术与一体化设计作为其中最重要的技术类型，需要结合目前的发展明确未来的发展方向，对理论和技术进行同步的革新和深化。相关行业的工作者应该从实际出发，不断探索科学、合理的设计方案，结合目前节能减排、绿色管理的大趋势，将自动控制技术和一体化设计的能效最大化，不断提高企业的生产效率和质量，以推动我国工业技术的可持续发展。