机电自动化控制系统的一体化设计

机电自动化控制系统的一体化设计

胡俊东

浙江省邮电工程建设有限公司

摘要：随着我国的经济发展的越来越快，机电自动控制系统和一体化设计在生活中的使用也越来越广泛。机电自动化控制技术与一体化设计能够提高工业生产效率，不仅节约了大量的人力物力，还提高了产品质量。它促进了各个领域生产技术的不断进步，带动了自动化技术欣欣向荣的发展。如今，自动化技术应用越来越广泛，为机电自动化技术和一体化设计创造了巨大的发展空间，也使得其成为目前我国发展过程中的先进技术。

关键词：自动化控制系统；机电控制系统；一体化设计

现今，现代工业领域基本都引入了机电一体化系统，该系统能够通过电力的开闭对机械设备启停进行控制，使得机械设备能够依照标准流程运动，自主完成生产任务，且该系统还能有效节约电能，因此机电一体化系统具有良好的应用价值。机电一体化系统的运作必须建立在自动化控制系统基础上，其电力开闭与机械设备启停都由控制系统决定，因此要实现机电一体化与自动化生产，就有必要对其自动化控制系统进行研究。

1机电自动控制系统概念

机电自动控制系统是一种非人力的生产系统，它是通过控制器使被控制对象或过程按照规定的规律运行，需要依靠所设定的程序，以及各个装置、机器等的相互配合。由于在生产过程中基本不需要人为的干预，所以机电自动控制系统具有高效化、智能化、自动化三个特征。它借助了计算机、微电子等技术，实现了对相关的信息进行分析和处理，使得各种不同的生产设备能够在同一时间内完成不同的工作。机电在工作工程中需要根据很多数据来进行，所用到的技术也很多，自动化控制技术可以将所有的技术进行融合，最终形成一套完整的控制系统。通过远程监控技术，工作人员可以随时依靠计算机进行监控，及时了解每一个生产过程的生产情况，尽量保证机电工作的准确性。它不仅减少了工作人员的工作量，避免人工失误，还降低了工作人员的危险系数。从机电行业的角度来讲，机电自动控制技术将整个生产过程连接成一个整体，方便了管理控制，提高了生产效率，促进了自动化控制技术的发展。

2机电自动化控制系统设计原则

2.1效率原则

效率原则指的是系统响应速度，在机电一体化系统运作中自动化控制系统应尽可能快地根据现实情况生成指令，同时保障机械手、运输小车等设备也尽可能快地执行指令，这样自动化的上、下料环节才能有效率地完成，且如果遇到异常也能及时应对，避免异常情况恶化。因此，该系统需遵循效率原则进行设计。效率原则下，该系统的响应速度要保持在1s～3s（遭遇异常情况时，响应速度从3min之后算起，区间同样是1s～3s），越快越好。

2.2精度原则

在自动化的上、下料环节中，如果控制系统不能精确识别机械手臂、运输小车的位置、移动等信息，则很可能出现误判、误动等现象，这必然导致该环节运作出现质量问题。如果机械手臂在自动化控制系统控制下未能复位到标准位置，则其在抓取时就不能抓取标准位置的物料，导致该环节受阻后无法正常运作。因此，该系统设计要遵从精度原则，以免不良事项的发生。

2.3稳定原则

如果该自动化控制系统表现良好，则其将投入实际应用。当其在长期应用中出现了异常，就会导致系统不稳定，反复发生异常情况，这也是该系统质量低下的表现，如在应用中经常受到信号干扰，使得系统响应速度、精度时好时坏。因此，该系统必须遵从稳定性原则进行设计，至少要保障系统能够在常规干扰环境中正常运作。

3机电一体化系统概况

文章选择的机电一体化系统主要被用于工业生产中的上、下料环节，其包含了电力与若干机械设备（见表1）。

表1机电一体化系统内包含的主要机械设备

每个设备都与电源保持直接联系，在电源输电后设备即可自动运作；反之，电源输电停止，则机械设备复位待工。因此，该设备的基本运作原理就是对电源输电进行控制，开启时输电，设备完成生产任务；关闭时停电，设备复位待工。这样在电源开闭的反复切换下，各机械设备即可在指定时间、指定位置上做出正确举动，实现自动化生产。

3.1机电控制系统中的一体化设计

机电一体化设计在现实生活中应用是极为广泛，比如机械领域、电子领域等。掌握了机电一体化技术可以完善机电一体化控制系统，提高了机电行业的智能化发展。由于我国制造业发展比较迅速，电子产业、电器产品等产量的不断增加，致使国内相关领域对机电控制系统自动控制技术一体化的需求不断加深。研究机电控制系统一体化的目的在于提高产品的性能，其中主要包括环保性、模块集成性和智能性。总之，机电控制系统一体化是将微电子技术、自动控制技术等进行综合运用，对系统中的各个部分进行优化、分配，实现一体化系统的高效运作。机电一体化具有智能化、网络化、模板化等特征，在传统的生产过程中，工业生产需要几个部门的工作人员来分工进行，耗时较长并且工作效率偏低，另外还降低了机械设备的工作效率。机电系统一体化设计应用之后，控制器和微型计算机被用于机电的控制系统，摒弃了原来零散的装备，使得所有的器械得以连通，在提高工作效率的同时还优化了产品质量。

3.2机电控制技术与一体化设计

工厂里的工作人员只需要设定好程序并随时检查机器状况，剩下的工作就靠机械来完成。自动化和一体化构造了工厂的灵魂，机电控制技术和一体化设计对准确性的要求比较高，在一体化系统进行设计期间，相关的工作人员在考虑市场、产品性能等方面的因素时，还要考虑最终产品的成本。一体化系统在设计完以后，还要在实际生产中对其适用的可能性进行检测，对产品自身存在的不足进行改进和补充，最终形成一套可行的系统。在这个过程中，自动化和一体化相互配合，使得在生产的过程中能够更加顺利、准确。机电自动化控制系统是一个完整的系统，将机械装备、生产装备以及自动化控制装备结合在一起，大大促进了一体化的设计，能够做到这样对机电师来说是个不小的考验，工程师需要在这三者之间找到一个合适的平衡点，在机电自动化控制系统中加入一体化设计，优化了机电装置的整体性质。

4结束语

通过对机电自动控制技术与一体化设计分析得到，机电一体化设计是自动化控制技术与机电控制系统相结合的产物，充分协调了企业的投资与产品收益之间的关系，推进了智能化的进程，极大程度地促进了生产效率。虽然机电自动控制系统与一体化设计在人们的日常生活中应用极其广泛，但是它在如今的发展过程中仍然面临着诸多问题。因此，绝对不能只满足于它当今的发展程度，而是更需要利用专业的理论知识，结合前沿的科学技术不断地探索、研究、力求让机电发展更加完善，为人们日常的生产生活提供可靠的动力。

参考文献：

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[3]许海龙,张娅妮.浅谈机电一体化技术在燃气冷热电三联供行业中的应用现状[J].河北农机,2017(6):22.

内容较为空洞，多为概念阐述，请增加我国国情或者行业水平目前的机电一体化现状，例如具体案例及分析，今后发展方向或者改进的办法。