机电控制系统自动控制技术与一体化设计分析

机电控制系统自动控制技术与一体化设计分析

摘要：随着工业制造业的迅猛发展，机电控制系统在制造业中的应用范围越来

越广，高速发展的制造业需要更先进的机电控制系统。为了满足行业需求，机电

控制系统相关专业设计人员进行了更加智能及先进的设计。因此，自动控制技术

与一体化的设计应运而生，且得到了较为快速的运用及发展。

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

随着科学技术进步，机电控制系统中应用自动控制技术的途径越来越多，主

要集中在以下两个方面。

1.1 自动控制技术应用于机电控制装备

自动控制技术核心内容是控制装备和控制器，用一个简单的实例来说，当需

要记录机电控制装备的运转速度时，要利用控制器来测试。在目前很多机电企业

都开始引进新型自动控制技术，比如PLC，即可编程逻辑控制器。机电控制装备

中加入控制器，将生产系统联合成整体，工作人员在监控生产过程时，能及时发

现问题并解决，这样不仅避免了企业经济损失，也优化了产品质量。在这个自动

化过程中，控制器在一定程度上能代替人力作业，以精密的计算程序代替人脑，

减少人工失误。

1.2自动控制技术应用于机电微型计算机

自动化控制技术应用于机电微型计算机，其利用控制装备建立数学模型，同

时在微型计算机的辅助下，控制相关生产程序，它具有三方面的优势，第一方面，从微型计算机生产价值来说，协调了自动控制和机电规律之间的关系，促进了单

元技术的融和，自动控制技术应用于机电领域以来，产生了巨大的生产价值，提

升了产品科技含量，缩短了产品生产周期，同时延长了设备使用周期，减少了企

业投入，需要注意的是，在这个过程中，促使了工程师不断研发新型机电模型，

提高了工作能力；第二方面，从安全角度来说，微型计算机中加入自动化，能较

快感知危险，比如机电生产线中某一生产环节出现漏洞，自动控制装备能立即停

止机器运转，减少企业经济损失；第三方面，从机电一体化的角度来说，自动化

技术为机电一体化提供了技术基础，比如传感检测等。

2 机电一体化设计分析

在机电控制系统的自动控制中，要实现机电一体化设计，还需要结合产品性能，并利用机电技术，实现两者间的相互融合，相互补充。在一体化设计中，若

是机械装置、电子元件不能达到预期效果，还需要加入相关的电子元件予以控制，让软件与硬件相互融合，实现多种技术共存。同时，在这种高精准度的设计中，

还需要对产品的成本与安全可靠性、市场需求状况等进行分析。而要完成整个一

体化设计过程，还需要经历开发设计及适应性设计两个阶段。其中，开发设计主

要是为了满足产品的性能要求，而适应性的设计则是原产品设计结合实用性、市

场性等进行修改，让功能得到完善，并进行局部的改进，让产品性能得到进一步

的提升。当然，在机电一体的设计中，还需要遵循一定的规律。

2.1电子线路取代机械控制结构

在单一机械的运行过程中，控制通常为单一机械控制结构。而在机电一体化

产品的设计中，则要通过利用电子线路，来对控制结构进行改进，继而改变机械

运行过程，达到预期设计效果。同时，还用利用可编程的控制器、微型计算机，

来将机械控制结构与电子线进行整合。此外，还需要利用凸轮及变速机构，取代

原有的步进开关、插销板及薄码盘，让原有的机械构造更加的简单，进而大大提

升产品性能和产品质量。

2.2机械与电子的有机整合

机电控制系统属于一个完整的系统，主要对机械装备、生产设备、自动化控

制设备三者间的关系进行统筹。基于此，机电工程师设计师就需要对三者关系进

行充分地分析，融入一体化设计理念，对机电装置的整体性质进行优化。在机电

一体化设计中，要注意突破原有的产品设计理念与设计模式，形成一种全新的产

品设计思路，并结合产品的相关原理，通过利用全新思路，来提升产品质量与产

品性能，让电子技术跟机械技术进行有机整合，形成一个统一、完善的整体。如

在电液比例的控制系统中，要实现机电一体化，就需要将比例电磁铁跟液压阀两

者进行有效整合，进而形成一个整体化的比例阀。

2.3功能模块整合

在机电控制系统自动化控制的一体化设计中，若是所使用的简单机械跟电子

整合无法达到预期设计效果，就需要对各个不同的功能模块进行有效整合，量使

之成为一个完善的一体化系统。通常来说，一体化系统是一个多功能、综合性的

模块系统，因此，要对系统设计方案进行有效分析，并考虑到不同的功能模块，

实现模块的整合。例如：在数控车床设计中，首先要利用可供车床使用的伺服驱

动装置及专用数控装置，和相应的机械装置，将各个部分进行整合，来形成一个

功能模块相互整合的一体化数控车床，完成各项操作。机电系统功能模块的整合，能够在保证产品生产质量的同时，控制产品的生产费用，让设备操作更具可控性、实用性。

3机电一体化技术与自动控制技术在生产中的应用

3.1工业生产过程中的智能控制

工业制造领域是机电一体化、自动控制技术运用相对较多的领域，其中最为

重要的一类即为机械制造。在机械制造过程中，运用智能控制技术能够处理没有

办法进行预估的问题，其主要通过模糊系统与神经网络等路径的运用，以此实现

制造过程有效建模，同时运用反馈机制来合理、有效地把控生产进度，进而对突

发问题展开处理。

3.2数控机床运用分析

机电一体化技术运用在数控机床中的频率最高，据有关统计，我国数控机床

在国内市场中占有31%的份额。虽然我国的数控机床生产水平较以前而言获得了

显著提升，但是和欧美国家相比还有着很大的差距。基于此，有关部门应增强技

术水准，以期为数控机床未来更好的发展创造条件。数控机床是机电一体化发展

的初始形态，伴随智能化技术的不断发展，它也重新改头换面。目前数控系统有

着很强大的性能，像智能化模拟功能、知识扩展的功能、推测决断的功能以及感

知环境、智能编程、网络通讯等能力。

3.3高新科技生产领域的运用分析

机器人是现今科学技术充分发展之后的产物，其在进行相关的人类活动时，

是通过模拟人的行为、思维模式来完成的。通常来说，机器人需有机接收外界全

面的信息，善变的控制参数、多样控制任务，如果能把机器人、智能化这两者展

开有机融合则能实现这些目标。

4结语

机电控制系统融合多种技术，在人类社会生产生活中发挥着越来越重要的作用。而机电一体化是新时代下的产物，在带来显著的经济效益和社会效益的同时，