关于应用电子系统中自动化控制技术的研究

蔡兆文

摘 要：随着经济社会的不断快速发展，电子产品不断发生着的日新月异的各项更新，电子系统的自动化控制技术是各类电子产品开发以及研制动力源和加速器，在现在经济技术发展中起着至关重要的作用。同时电子系统的自动化控制技术也是现代电子系统的核心内容，现代电子技术日益趋向计算机管理的自动化控制，新型电子系统自动化控制技术，使得电子系统工作的效率得到了极大的提高，同时也使得设计者们拥有了更多的时间做出更具创意的设计方案。文章首先探讨了电子系统的内涵及自动化控制技术的应用进行了概述，进而分析了应用于电子系统中的自动化控制技术开发。

关键词：电子系统；自动化控制；技术；应用；开发

1 电子系统的概述及自动化控制技术的应用

1.1 电子系统与自动化控制技术

电子系统是利用电子信号来控制电子装置的系统，例如：收音机、计算机、电子游戏机、移动电话、掌上型电脑等。电子信号是电子系统的输入，它经处理后可以产生输出信号，从而控制多种输出装置的操作，例如：扬声器、液晶体显示器等。电子系统具有很多功能，例如：产生声音、传递信息、显示画面、测量、记忆、计算等。电子装置有许多种类，常用的包括半导体二极管、晶体管、电容器等，它们通常会被焊接在一块电子线路板上。自动化是现今工业快速发展下必要的竞争利器，而自动化的过程中，具备高度稳定性及一致性，且开发成本低廉的可程序控制器扮演着极为重要的角色，常被用来作为制造业自动化的主要工具。随着更可靠的感应器、处理器和驱动器发展，自动化技术逐渐取代人手操作员。当工序非常清晰、经常重复和可以由可靠的自动调节系统来操作时，采用自动控制技术便会较为合适。当微处理器和新的感应器出现后，人手控制系统也就更容易地被电脑控制系统所取代。

1.2 自动化控制技术的应用

自动化控制技术是整合电机、电子、感测、信息、控制等各项专业领域的知识与技术所构建组成的技术系统。由于信息产业的快速发展以及个人电脑具有的软硬件开放架构与开放环境，加上高市场普及性和各种应用蓬勃热络的优势，使得以电脑逐步成为为控制中心，附着于电子系统或技术上，运用其数值计算能力，进行一般或特殊自动化系统（或技术）的监测及控制，以确保电子系统完全机能的发挥。国内的技术状况，也在近十年间快速的进行着自动化控制技术的发展。其中，在控制核心组件技术发展方面，目前先后完成了ASIC-Based及DSP-Based的控制相关软硬件、轴向及主轴用伺服电机与驱动器、线型电机与驱动器的开发。为了追求小型、稳定、低成本的控制器，目前也完成了两袋高密度运动与输出入控制专用晶片。其中，应用第二代运动与输出入控制专用晶片EPCIO及EDIO所研发完成的多轴运动控制技术是各式各样技术控制器的共同性基础技术，也是控制各式各样技术的性能与精密度的核心元件。在多轴运动控制技术的基础上再加上不同技术类别在应用面的专业领域知识以及整合多项软硬件技术，便可构建出各式各样的技术控制器，如CNC工具机控制器、射出机控制器、线切割放电加工机控制器、雕刻机控制器、点胶机控制器、机器手臂控制器、绕线机控制器等。

2 应用于电子系统中的自动化控制技术开发

2.1 软件规划

系统规划是所有程序开发的必要前置动作，主要内容为确定系统整体动作顺序流程以及功能，再经由程序的开发予以实现。因此，在系统规划阶段，应按照硬件的配线设计图规划PLC 程序元件之间的相互连结，并根据系统动作的流程规划PLC 程序的动作顺序。在系统规划阶段，除了PLC 阶梯图程序以外，使用者界面的构思也是该阶段的一大重点，使用者界面的好坏，直接影响到使用者对于系统的操作便利性，因此，开发时应针对使用者所需求，配合PLC 程序的构造，进行使用者界面的相关设计。自动化控制系统对使用者而言，应具备全自动执行及手动执行的功能，并能按照使用者的需求输入不同的实验参数控制机构。因此，以上功能及其相关细节设定均需纳入使用者界面开发的考量中，并以简洁、实用、易懂为操作界面的设计原则，开发出人性化的使用者界面。而在内部PLC 程序的部分须使系统中的各装置相互配合，按照设定顺序及需求完成相应动作，并连结使用者界面，将机构动作相关信息回传至图控软件，使系统软硬件之间同步且流畅。

2.2 PLC 程序设计

可使用WinProLadder 阶梯图语言撰写PLC程序，程序构思主要分为两个部分：一是系统动作顺序部分。二是系统功能部分。其中，系统开发时，除了机器的动作外，尚需具备使用者在操作上可自行设定的功能，这些功能均须要通过参数的设定而完成，举例而言，使用者若将报警器的反应时间由实验预设的5秒缩减为2 秒，则时间即为设定的参数，而阶梯图程序则必须配置记忆体位置储存这些参数，再将这些参数输出至周边机器。因此，暂存器的配置以及暂存器编号，都须和使用者界面设计加以配合，才能正确的读取输出参数，达到使用者的需求。

2.3 （三）使用者界面设计

使用者界面（Human Machine Interface HMI），是一种智能型的触碰式图形显示屏幕，其主要功能是让使用者在开发后的界面上以图形式对话视窗的操作取代直接面对程序原始码修改各项参数以控制机器HMI 的开发，除了画片的编辑外，还需配合PLC阶梯图程序中所设计的系统动序规划、运算元、变数相关设定，将PLC 程序中的各个元件以图形式按钮取代，才能顺利与PLC 进行通讯，完成监控的功能，因此使用者界面的开发大致上可分为三个步骤：系统规划；操作界面开发；系统通讯。

参考文献

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