机电控制系统自动控制技术的一体化设计分析

机电控制系统自动控制技术的一体化设计分析

付霞

伊犁川宁生物技术股份有限公司 新疆伊宁市 835000

摘要：

机电控制系统是各类技术的综合体，在各个领域中都得到了运用，不仅提升了机械电气行业的发展，也推动了我国经济的提升，自动控制技术与一体化设计的相结合，为机电控制系统增加了多种功能的技术模块，使其具有多样化、高性能等特点，为生产控制、工程管理、设备远程控制发挥了最大功效，助推了机械工程的逐步发展。

关键词：机电控制系统；自动控制技术；一体化设计；

1机电控制系统自动控制技术与一体化设计的意义和优势

机电控制系统的发展，为人们日常生活以及工业生产提供了便利，使其更加智能方便，减时高效。而其利用电子信息技术的判断功能，进行远程控制设备，减少了工人的工作量和现场运行设备的时间，而电子信息远程控制技术的应用，较少操作的失误率，提升了设备安全性能。一方面，按照自动控制系统角度来看，其不受外界环境影响，能够持续的进行输入和输出，系统会按照设计指令运行，流于流程节点、操作指令方面有任何的异常情况，都会及时反馈，不会受到震荡的环境而影响其运行。另一方面，一体化设计运用的范围更广，发展前景广阔，而其对于不同设备不同生产情况可以统一管理，而其整体一体化，按不同功能分类管理，方便机电控制系统的更新升级，实现企业稳定运营的目的。

2机电控制系统自动控制技术发展趋势分析

2.1智能化发展趋势

目前通过人工智能技术突破传统的机电自动化系统的硬件软件配置结构的限制，运用物联网技术实现各类硬件的高效信息交互，最终形成智能化机电控制系统。虽然目前国内的机电控制智能化系统仍处于探索阶段，但未来的发展空间很大，发展推动力较足。因此，相关部门也应该认识到机电一体化从自动化向高智能化发展的必然趋势，研发人员在技术研发和实践应用方面都可以在高智能化发展方向上倾注更大的研发成本。同时对目前新兴的智能化机电一体化系统进行性能完善，不断提升新型机电一体化系统的智能化程度。

2.2节能环保发展趋势

随着现代科学技术的发展和进步，机电一体化技术被推向了小型化的方向。在机电一体化技术的发展中，小型机电一体化系统是新的发展方向，在纳米技术的基础上，通过电子技术和机械技术的完美结合而获得产品。小型机电一体化产品主要指从几何尺寸到微米级和纳米级的发展，通常尺寸较小。该系统体现了小个体、低能耗和灵活性的特点，适用于社会各个领域。

目前机电一体化技术在工程机械中应用与发展趋势表现为微型化特点，工程机械产品体积逐渐减小，而相应的产品占用空间也不断缩小，在这种情况下，工程机械运行过程中所消耗能量也相对较低。在未来一段时间内，机电一体化产品生产和运行系统也将降低到纳米甚至微米级别，从而大大增强工程机械运行的环保性能，达到节约资源和成本的目标。此外，随着机电一体化技术发展和进步，很有可能在工程机械方面实现零污染目标，并以可再生能源作为主要能源，不断提高工程机械回收再利用效率。

2.3多样化发展趋势

由于各种机械对机电一体化技术要求存在差异，所以机电一体化产品必须更具灵活性与实用性，方能满足各种工程机械要求。由此可以看出，机电一体化技术在工程机械中的应用发展将会呈现出更加个性化的特点。在保证机电一体化技术灵活性和实用性优势的前提下，还应该尽可能的提升机电一体化技术的适应性和可拓展性。在系统设计及硬件、软件配置阶段，就应该充分考虑机电一体化系统的适用范围和软硬件更新升级难度，提升系统应用的经济效益。

3一体化设计的构想与设计方法

3.1一体化的设计构想

随着市场经济的不断发展，工业制作业也面临着转型扩增等发展形势，同时各类新兴行业的不断崛起，对一体化进程的呼声越来越高。最早提出一体化理念的是日本，最初的构想是利用电子信息技术统一控制机构内的各项功能，同时能够将软硬件相结合，形成一个整体。而这一构想以在现代社会实现并已经发展成为一门学科，结合现代科学发展技术，不断的提升自身的功能价值。而使用一体化设计的各类产品，在市场中更具有竞争性，其智能化、简便化、流程化等特点深受各行各业的喜爱，而且全面功能化的服务，能够完成对其提出的所有要求。

3.2三种常规设计方法

3.2.1组合法

组合法的设计思路为，机电系统中的电子与机械整合，形成一个整体，而其性能与质量都会得到有效的提升，同时不会改变产品原理，实现一体化设计。

3.2.2取代法

取代法设计想法是利用电子线路控制机械运行过程，实现计划结果，相较于传统机械单一控制，更具灵活性。首先，利用微型计算机，将电子线路与机械控制相组合；其次，电子线路取代了原有机械控制的开关、插销板等，使用了凸轮与变速机构，简化了机械结构，实现了一体化设计的构想。

3.3机电控制系统自动控制技术与一体化设计分析

3.3.1系统硬件设计

单片机控制芯片，在机电一体化产品设计中，系统硬件选择尤为重要，对于单片机控制芯片需选择存储量大、功能全面的芯片，而其主要组成部分为串行口、存储器等。而利用该芯片以在系统内连接总线的方式，减少资源空间占用率，不需要改变硬件的布局方式，只需在接口处实施仿真操作即可。所以，对于控制芯片的选择，稳定可靠才能达到设计要求。

3.3.2接口设计

其设计主要目的是连接各个控制器直接的接口，同时保证信息命令的准确传输。例如，字符型液晶控制器，对其显示作用的接口，要求能够使控制器与驱动器相结合，确保能够控制驱动集成电路。而存储用户自定义设置的字符发生器就在该芯片上。对于字符型液晶控制器与单片机的接口设计时，选择8位数据线，P0数据接口，该设计的目的是确保数据传递的有效性和及时准确性。关于二通插装阀启闭延时量的问题，可利用非编码键盘来进行控制，同时也可以控制二通插装阀的压力反馈值，能够实现液压冲击器对冲击频率和效果的高效控制。而在自动控制系统下，非编码键盘与单片机P1接口，可构架成为4×4的电路，结合定时扫描技术，在单片机发生10ms中断时，中央处理器快速响应并且对键盘进行自动扫描，两者的相互配合，对命令信号进项及时高效的结束操作。第四，电路设计，以往的自动控制系统仅能够利用IC元件，进行输出电压信号的处理，电流范围仅在4到20mA之间，能够输出的信号以及范围相对狭小，功能规模利用率不高。而机电一体化设计中，对于电压和电流的升级，需要进行电路转换，利用电压调节装置，实现电流向电压的转换，也就是将4到20mA的电流转换成0到5V的电压，同时需要干扰数据进行扣除，相应的得到了固定的电阻值。

4结论

随着时代与科技不断进步，加强机电一体化技术不仅有利于实现工程机械现代化，而且对提高工程机械生产效率、节约生产资源也有着十分重要的作用。因此机械制造和加工行业以及大型机械设备生产企业都应该准确把握机电一体化技术的发展趋势，提高企业的机电控制系统智能化、一体化程度。使得企业机械系统产品设计能够满足现代工业加工、工程施工的基本要求，积极尝试应用具备节能、高效、精确度高、质量好、安全等优势的高新人工智能技术以及物联网技术，稳步进行机电工程控制系统设计方面硬件、软件配置结构上的创新发展。

参考文献

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