自动控制技术在机电控制领域的应用

自动控制技术在机电控制领域的应用

翁成龙

新疆庆华能源集团有限公司 新疆 835100

摘要：随着我国科学技术水平的不断提高，科学技术的应用促进了各个行业的飞速发展和创新。自动控制技术应用于机电控制领域，在很大程度上提升了生产效率，提高了行业的自动化应用水平，因此，不断分析和研究自动控制技术应用于机电控制领域的实际策略有着重要的现实作用。自动控制技术应用于机电控制领域的各行业中，可以对控制对象进行更加准确、快速的调节，获取到更多精准的生产运行信息，有利于提高生产效率、降低人工成本、提升故障查找和处理效率等，是提升各行业自动化科技水平的重要推动力。

关键词：自动控制技术；机电控制；应用

1机电设备的自动控制技术概述

1.1自动控制技术的概念

自动控制是通过科学研究生产出来的，它可以对装置进行控制，对工作程序进行设定，使参与生产的设备在设定的规则中运行，值得注意的是，在进行自动化控制的过程中，是不需要人力参与的，自动控制技术在发展的过程中经历了3个阶段，首先，20世纪40年代，是单机自动化阶段，主要是数控机床，其在面对市场竞争的时候有更好的适应能力，达到减少劳动力的目的；其次，70年代时，发展为自动控制时代，主要是自动生产线，其中，生产了许多自动化的设备和软件；最后，是现今的自动化控制系统，它对自动化在各个领域中的应用进行了规范，增进了各个领域之间的交流合作，如交通行业和机电行业。

1.2自动化机电控制技术的运行原理

自动化机电控制技术主要运行原理包括两个方面，即机电自动控制相关设备和机电控制器。机电自动控制是一门系统性的科学技术，其工作原理是通过自身的信息反馈和识别系统进行相关信息数据的分析和识别，以自身信息数据作为分析判断的依据，当输入量和输出量之间存在差别时，需要进行相关调节，而后将相关信息数据反馈至自动化控制系统中，通过其装置获取到相应的指令，进而使被控制对象开展一系列工作，并保证了其工作的精准性。

1.3机电自动控制系统的基本要求

(1）需要具有稳定性，控制系统在交付的时候，稳定性是首要条件，对于控制系统来说也是最基本的要求。

(2）需要具有快速性。稳定性对于自动控制系统来说是非常重要的，其响应速度也是非常关键的，在自动控制系统应用的时候，其对被控量输入信号以后，需要非常迅速地按照规定进行变化，所以系统需要具备一定的响应速度。

(3）需要具有精确性。控制系统除了需要具备快速性、稳定性外，还需要具有高精度。

2自动控制技术在机电控制领域的应用

2.1机电一体化技术在数控机床改造中的应用

数控机床刀具或工作台需要根据坐标轴进行高精度运动，其控制方式必须具有相应插补功能，且能实现连续控制。而开环系统结构相对简单，并且维修较为方便，成本也相对较低，所以一般将环伺服系统应用在数控机床结构中。由于滚珠丝杠具有较高副传动效率，且磨损较小、运动过程相对稳定，如果合理预紧滚珠丝杠副传动，就能有效消除丝杠与螺母之间间隙，在反向过程中更加精准地进行定位，并且消除空间死角。Z80-CPU是国内数控机床系统中应用比较广泛的一种微处理系统，其能适配诸多应用软件，并且系统开发相对简单。同时Z80-CPU以及相配套芯片价格较低，具有较强通用性与可靠性，维修也较为便捷。Z80微处理系统具有独特的输入和输出指令，这些指令格式及执行时间都比较短，能够缩短现场机床工作状况扫描周期。所以在数控机床改造中，可采用具有良好经济性的Z80-CPU微处理器及其输入、输出接口电路，通过微处理器计算处理数控机床运行参数，然后经输入、输出接口将步进脉冲输送出去，一级齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，最终达到纵、横向进给运动效果。

2.21PLC控制技术应用于机电控制领域

PLC控制技术又称为可编程的逻辑控制器，其属于信息存储设备，应用于自动控制技术中还可兼具其他功能。例如，定时、计算、控制等多种功能，而且其使用方面更加便捷，程序安装也较简单，可满足绝大部分企业和相关工作者的需求。将PLC技术应用于机电控制领域可以提升相关企业的生产效益，促进机电行业实现自动化发展。PLC相对而言程序语言简单，可用于很多基础性元件的生产，且具有良好的使用功能，不易受到其他环境因素的影响。

数控车床属于自动化水平比较高的机械类设备，利用PLC技术编写相应的程序，即可使其按程序进行自动化运行，实施零件加工作业。数控车床可以提升零件加工的效率和质量，并且实现人工无法完成的复杂性和难度较大的零件加工，而技术人员仅需要做好相关影响因素的控制以共同提升生产质量。在相应的程序编写过程中，通常采用人工和自动编程相互结合的模式，设置数控车床相关参数，再利用自动编程方式进行运行程序的编制，最后采用人工编程方式进行相关参数的校核。

2.3微型计算机在机电领域的应用

当前阶段，信息技术、电子技术、计算机技术都已经密切关联了，出现了单片机控制技术、可编程控制技术、微机控制技术等，在智能化、自动化的机电设备中被广泛地应用。一般情况下，闭环控制系统会使用计算机替代给定量、装置、比较器的运行，计算机成为控制系统，将被控制对象参数，如流量、压力、温度等进行采样以及检测，通过数据通道传输，对数据进行转化，把模拟量转变成数据量，方便计算机对其进行分析和运算，得出的结果在通过数据通道进行转化，变回模拟量对控制对象进行控制，从而完成预期的目标。而且使用计算机就可以实现复杂的运算、判断、比较等，并且准确、快速、方便，计算机了成为了核心指挥部，指挥自动控制系统。使用、维修、维护起来都很方便、快捷。

计算机控制系统包含电气设施、电路接口、主机，在这之中的单片微型计算机，其小芯片里面包括了A/D转换器、通信口、定时器、计数器、POM、CPU等部件，可以实现控制系统的功能，而且拥有价格低廉、可靠性高、功能多、小体积等特点，在小型的控制系统里面已经被广泛地应用了，叫作微型控制器。智能控制在计算机控制中来说，地位是非常高的，对计算机进行智能化控制使其拥有人的不稳思维，为人们解决难题或者一直都没有办法解决的问题。如神经网络系统和智能机器人，所谓的智能机器人就是让机器人拥有各种思维能力、认知能力以及推理能力等，将计算机作为控制机器人的中心，替代人们在危险的环境下完成工作等，相信随着科技的发展，这一领域会发展得越来越好。

结论

能够提高人们平时的生活，减少生产成本，降低工人成本，产品质量提高是机电自动控制技术被广泛应用的主要原因。无论是从军事国防领域还是探索宇宙领悟，机电自动化控制技术都起到了至关重要的作用。通自动化技术，提升工作和生产的效率，对人们日常生活的需求进行满足。强化自动控制技术应用原理和重要性是机电控制领域提升的重点。

参考文献：

[1]崔华,孙德龙.浅析机电控制系统自动控制技术的一体化设计[J].中国科技纵横,2019,(12):93-94.

[2]李文龙.电气自动控制技术在除尘器系统中的运用研究[J].机电信息,2019,(17):20-21.

[3]牛晓玲.机电控制系统与自动化控制系统一体化设计及应用[J].西安铁路职业技术学院学报,2018(4):14-17.

[4]李军,洪阳阳.机电控制系统自动控制技术的一体化设计及实际应用[J].华东科技(综合),2019,(4):1-1.