浅析机电控制系统与机电一体化产品设计

浅析机电控制系统与机电一体化产品设计

李新晶 赵辉 张敏 王旭

身份证号 13068419830408**** 河北石家庄 050000

身份证号13230219710820**** 河北石家庄 050000

身份证号13022519830104**** 河北石家庄 050000

身份证号22012419730322**** 河北石家庄 050000

摘要：为了能够更好地提高机械管理的质量，我们需要提升机电一体化控制技术从而将机械设计的整体质量进行提升。因此，进行机电的设计和控制都是非常重要的，通过自动化的监控，实现机电整体控制，提升整体质量。本文结合国内行业现状，以机电控制系统和自动控制技术的概念为基础，对机电控制系统自动控制技术与一体化设计进行分析，浅谈如何提升整体的管理方式，促进行业智能化、提升企业综合实力。

关键词：机电控制系统；机电一体化；产品设计

随着生产力水平不断提高，机电制造行业不仅需要满足人们日益多层次的需求，还要利用自动化控制系统提高生产效率。机电一体化的出现帮助满足了机电企业的大规模生产，在行业中占据越来越重要的地位。机电控制进行一体化的处理可以将机械设计的整体质量进行提升，但在设计中仍然需要对设计方法进行创新，掌握更加科学的设计方法，从而提升设计的整体质量。

1机电控制系统

机电控制系统是指利用计算机设置生产程序，通过控制装备远程遥控生产过程，它具有自动化、智能化、高效化等三个特征。从机电控制系统本身来说，自动化是其最基本的特征，它能借助通信领域的力量，远程监控机械生产，工作人员能够通过微型计算机检测生产细节，当生产过程出现问题时，能较快解决；从机电企业工作人员角度来说，智能化特征能够帮助工作人员减少工作量，在一定程度上避免人工失误，当机械生产环境较危险时，智能化机电控制系统能够代替人力作业，保障工作人员安全；从机电行业的角度来说，机电控制系统将行业连接成一个整体，高效化特征能提高行业生产效率，促进新技术手段和综合控制系统出现。

2机电控制系统的涵义

在现有的科学技术里，所谓机电控制系统是指在无人控制的情况之下，利用自动控制设备，让生产设备或者机器按照预先编辑好的程序进行动作，还可以利用通讯设备组成一个完整的工作系统，实现特定的任务要求。其中机电控制系统里最主要的组成是控制方面，而从技术层面看，机电控制系统是单片机技术、电力电子技术、电机拖动技术、通信与信息技术等技术的结合体，而且这些技术并非是孤立的，而是这些技术互相结合、互相利用的综合性技术，并将这些技术整合而成，包括自动控制技术、传感器技术、通信与信息技术、伺服变频技术。随着各个领域的对于这一方面的认知在不断增长的同时，也在不断的进行研究，然后在运用到自己的行业当中。现阶段属于一个发展的初级阶段，初阶段整体上呈现发展的很快，取得成果很多，但是问题也会很多，这一阶段应该更好的脚踏实地的从根源上进行研究，这样才能更好的排除问题，最终推广这项技术。

3自动控制系统

自动控制系统的定义是操作控制器，让被控对象能够按照预先设定的程序任务操作执行。自动控制系统的分类中按照被控参数可以分成这几类：位移控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正控制等。自动控制系统具有很强的实用性能，它的工作主要是通过自身系统中的各个机械电子等部件的协调工作实现预先设定的程序任务，这是自动控制技术的主要内容。自动控制系统分为经典控制理论和现代控制理论两类，其中经典控制理论讲的是在分析控制系统中利用拉普拉斯变换来建立自动控制系统在复数域中的数学模型，然后进行系统的动态和静态分析，一般来说，主要分析系统的稳定性、快速性和准确性三大性能，而且一般这样的系统都是负反馈闭循环系统，采用比例、积分、微分等算法的调节器，所以，这种控制理论我们称为自动调节原理。另一种现代控制理论主要研究的方式和前面所说的控制理论相比较，采用的分析方法是利用数学工具中的线性代数和矩阵，把自动控制系统的整个运行的状态采用状态空间法在时间域内用时域方程进行客观表述，可以利用这些方程和现在正在表现的状态把系统将要出现的下一种状态分析出来。

4机电控制系统和一体化设计理念

目前各领域的发展中逐渐趋向于一体化，减少了人力物力的投入，采用自动化控制设备来提升控制系统的科学稳定性。在机电控制系统领域也逐渐采用一体化的设计理念，并在具体应用中取得了较好效果。

4.1一体化的设计理念

近年来，我国在机械制造领域投入更多科研资金，发展更高效的发展方式，有效推动了我国制造业的发展。借鉴信息产业等采用的一体化改造技术，同时汲取西方等国家的机械一体化设计理念，在我国机电领域也逐渐推行一体化的设计。因此，我国在对机电控制系统领域进行进一步发展时，可以朝着一体化的方向进行完善，将机电产品作为完整的自动控制系统进行升级。在发展过程中，不仅要借鉴一体化的设计理念，同时要将智能化、网络化以及系统人格化等技术理念与机电控制系统联系起来，这样才能真正意义上实现机电一体化的产品设计。

4.2机电控制系统的发展

在未来的发展中，机电控制系统更趋向于无线远程控制，这更考验了其一体化产品设计的运用效果。借助机电控制系统的一体化，可以帮助了操作人员进行远程控制，这一过程建立在通信网络连接的基础上。因此，在未来的发展中，要将计算机技术与远程监控系统等紧密联系起来，借助这些技术来加强对机电控制系统的监控，使机电控制系统真正实现一体化。另一方面，也可以采用无需操作人员监控的一体化控制系统，这一技术的应用需要把检测技术人员与机电控制系统通讯的平台，实现远程人机交互控制。在未来的发展中，机电控制系统将不断完善，朝着更高科技的方向发展。

5机电控制系统中一体化设计

5.1机电线路中的一体化设计

机电线路中的一体化设计主要体现在电子线路上，在传统的机电控制中，电子线路与控制装备隔离，使得在生产设备运转过程中无法及时了解产品情况，降低了设备使用率，机电一体化后，微型计算机和控制器应用于机电控制系统，代替了原来的控制装备，提升了工作效率，比如在汽车零部件生产工厂，建立了一体化机电线路后，能快速生产各类产品。在机电线路中一体化设计优化了产品质量，简化了工作程序和结构，凸显了“一体化”的优势，机电企业要大力引进，淘汰传统机电控制装备，利用新科学技术，发展企业模块经济。

5.2机械装置中的一体化设计

机电控制是一个完整的系统，统筹机械装备、自动化控制装备、生产装备三者之间的关系，能促进一体化设计，这对机电工程师提出了更高的要求，工程师要找到三者之间的平衡点，加入一体化设计，优化机电装置整体性质。机电工程师要敢于打破常规，运用创造性思维，多学习和探讨机电一体化设计，优化产品质量。同时机电企业要加大人员培养力度，多引进高素质人才，开展多种一体化实践活动，让工作人员在团结协作的氛围里创新一体化设计，用高科技改变机电一体化模式，提升企业综合实力。

5.3机电功能模块中的一体化设计

功能模块中的一体化设计主要是指统筹整个机电控制系统和自动化控制技术，将每个部分最优的机电装备组合在一起，用控制器协调各部分之间的关系。模块一体化设计需要贯彻“整体”的理念，不能单纯地考虑某一个控制装备或者控制器，这样不仅不能把一体化设计优势发挥出来，甚至有可能增加企业成本投资，比如机电企业引进最先进机电装置，却没有更换控制器，这样也无法提高产品质量和生产效率，所以机电企业只有根据实际发展情况，选择最优的机电组合，才能追求最大经济效益。

6结语

机电控制系统未来的发展要适应与时代的需求，采用一体化的产品设计理念，同时不断优化升级自身控制系统的设备，实现性能的提升。通过将电子控制系统与机械控制系统紧密结合，来提升机电控制系统的稳定性，这是一体化设计理念运用的最好表现。未来的发展中，机电控制系统也将朝着一体化方向不断迈进，实现更好的效用。

参考文献：

1. 郝永恒.论煤矿机电一体化产品在煤炭生产中的应用[J].石化技术,2019(11).

2. 梁治河.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].科技风,2016(9):37.