机电控制系统与机电一体化产品设计 张艳

机电控制系统与机电一体化产品设计张艳

发表时间：2019-04-25T10:52:26.937Z 来源：《基层建设》2019年第5期作者：徐丰芹张艳贾洪磊[导读] 摘要：机电一体化是指机械和电力电子结合所形成的一门专业化学科方向，现如今各学科相互交叉，形成了复杂的知识运用系统。

蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司山东省烟台市 265600 摘要：机电一体化是指机械和电力电子结合所形成的一门专业化学科方向，现如今各学科相互交叉，形成了复杂的知识运用系统。而机电一体化就是其中最普遍且重要的。机电一体化技术涉及到机械、电气电子、自动化控制、计算机技术等专业技术。具体的机电一体化产品在生活中比比皆是，比如我们的手机，汽车等等。机电一体化的发展趋势是智能化，网络化，模块化。随着信息化不断发展，机电一

体化逐渐成为基础性的重要技术，未来它将是智能科技的地基。

关键词：机电；控制系统；机电一体化 1 机电控制系统的现状及发展趋势

可编程控制装置在机械控制系统中所发挥的作用极为重要，该装置是利用微型机芯片，依照具体的生产流程以及要求，不断得以改进与完善的一种控制装置。可编程控制装置拥有非常优良的抗干扰性能，在工业生产过程中适用性更强，遇到故障可以实现掉电保护以及故智能诊断等功能。该控制系统利用功能化模块结构所构建，能够依照不同要求对控制系统加以重新组合或扩充。可编程控制装置拥有独立编程器元件，整个编程过程较为简单，而且便于学习与掌握，所需成本也较低。现阶段，我国已经研发出了拥有智能模块的PLC控制装置，其能够实现将顺序控制与过程控制相互融合，确保对整个生产流程进行全面控制。功能进一步优化的PLC装置作为未来通用的控制装置，已经广泛的被应用到了工业自动化控制系统之中。从目前PLC现状以及发展方向来看，未来PLC的发展趋势主要体现在几个方面：不断朝着高速化以及大容量化发展；PLC产品更为多元化，尤其是朝着超大型化以及超小型化的方向不断发展；PLC可用编程语言越来越丰富化；智能化模块不断被开发、应用，使得PLC的信息处理功能以及控制功能得以显著提升；不断的通信以及联网功能，促进通信标准化进一步发展。 2机电一体化概述 2.1机电一体化概念

机电一体化是一门典型的现代化交叉学科，它涉及到机械、电气等诸多技术。它是研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。就传统来说，它是机械制造和电子技术的功能集成，就现代化来说，它是人工智能的重要手段之一，尤其是其控制和执行机构。机电一体化现在的基本思路是智能化的集成各个行业的有效功能于一体，以满足人工智能日益增长的需求，在实现方式上，现阶段最常用的是数控机床和工业机器人，他们是衡量一个国家工业实力的标志。现代工业机器人需要集成感知、控制、操作等诸多方面的技术，需要很高的机电一体化技术支持，尤其对于现代计算机不断信息化的局面，具体实现方式也是不断更新，集成越来越智能化同时也越复杂化。

2.2机电一体化发展历程

机电一体化于20世纪后期就已经被提出，当时随着电子技术与传统工业关系的不断紧密化，人们开始研究简单的机械电子交叉技术，从而奠定了机电一体化的基础。后来在日本召开了第一届国际机电一体化学术会议，机电一体化正式走上舞台，从而正式拉开了其帷幕。临近21世纪，凭借计算机信息化和电子技术的发展，机电一体化快速成长，发展为集光、电、机、通信等于一体的现代化技术。迅速渗透入机械制造、智能控制等技术领域。而近些年来，人工智能成为时代科技新宠，机电一体化又迎来新的发展机遇，尤其是以工业机器人为代表的机电一体化智能产品，还有智能化的机电光结合技术等。它们为机电一体化提出了新的要求，例如网络化、微型化、模块化等。现如今机电一体化技术已经成为人工智能得以实现的关键技术之一，它直接决定着人工智能是否具备可操作性，未来它可能会发挥更为重要的作用。

3机电一体化技术的应用 3.1提升机械工程设备的能源效率

应用机电一体化技术可以显著改善传统机械能耗较高的问题，这也与当前节能与环保的发展主题相吻合，例如基于机电一体化技术的电控系统，可以使机械设备在生产运行中，结合生产工况条件，根据传感器实时反馈的信息即时调整功率输出，这样就提升了能源利用率。

3.2智能控制作用

机电一体化融合了传感监控技术、人工智能技术等，在对机械设备的控制上可实现智能化控制，例如常见的电子监控系统，可以对机械设备的运行进行全方位的监督与控制，当设备运行参数异常时，可发出报警信号并采取急停、断电等应急防护措施，避免出现安全事故；同时当机械设备在工作的过程中发生故障或事故，机电一体化系统可借助专家系统，迅速、准确的判断出故障发生的位置，并针对故障提出修复建议，从而保证生产的连续性与稳定性。

3.3大幅提高作业精度

让机器设备按照人们意愿自动进行高质量生产一直是人们的夙愿，随着机电一体化技术的日趋完善，上述想法逐渐成为现实，利用机电一体化技术不仅可以大幅度提升作业精准度，而且还可以实现自动化管理，传统工业生产中，人工操作承担了主要角色，但是人工操作在精准度方面，自然不如电子自动化准确。例如在混凝土生产制备中，人工称量方式难以做到精准配比，往往通过经验完成，但是采用电子称量系统进行自动化电子称量以后，实现了混凝土精确配比，也保证了混凝土的强度、硬度等技术指标达标。 4机电一体化技术的发展趋势 4.1智能化

目前机电一体化与传统机电一体化最大的区别因素就是前者具备智能化功能。这里所指的“智能化功能”，实际上是对机器行为的一种描述，是基于控制理论的一种能够吸收现代化人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学和心理学以及生理学、自主决策的能力，其优点是可以完成高精度控制工作。随着计算机系统发展速度的提升，人类可以有效运用计算机技能模拟出来现代化的人工智能功能越来越多，在一些领域内，机器正在逐步取代人工，因此人工智能化技术将是机电一体化技术未来发展的重要方向。

4.2 模块化

目前，利用机电一体化技术进行产品生产的生产厂家非常多，想要研制出一种具备标准化的机械接口是非常复杂困难的。然而机电一体技术的模块化设计功能可以实现以上工作目的，这也是机械一体化技术的重要发展趋势。微处理器性能价格比不断提升，与此同时，微机械电子技术也在不断的进步，使得市场上出现了各种机电一体化模块。厂家运用这些模块，往往都能够快速设计和制造出各种各样机电一体化产品，所以机电一体化技术模块化是企业规模进一步扩大的重要影响因素。

4.3 网络化

迅速发展的网络技术，使社会、生活以及生产各领域发生了巨大的变化。在此背景下，机电一体化迎来了发展的重要阶段。譬如像远程控制技术或是监视技术，遍布了人们的生活以及生产领域，带给人们便利，而远程控制的终端技术只是机电一体化的一种，网络技术的普及与发展，使机电一体化技术应用更加广泛。

5结语

机电一体化技术是工业生产发展到一定阶段的必然产物，机电一体化技术目前已经在工业生产中得到了广泛应用，并且展现出了巨大优越性，在产品质量控制、故障诊断、控制能耗等方面发挥了重要作用，未来机电一体化技术拥有非常广阔的发展前景，并将朝着智能化、微型化、绿色节能化的方向发展，进一步推动我国的工业化进程。

参考文献：

[1]彭宗元.机电一体化产品设计问题[J].机械管理开发，2016，31（10）：31-33.

[2]穆志刚.机电一体化设计及其工程路线[J].新疆有色金属，2006（03）：27.

[3]龚炳铮，章以钧，吴本奎，段扬择.机电一体化技术与产品发展纲要研究[J].机械与电子，1990（06）：3-9+37.