浅析机电自动控制技术的应用研究

武洲

摘要：本文介绍机电自动控制技术原理与作用，分析了机电自动控制技术在中央空调螺杆机组中的使用、及微机计算机控制技术，利用凉茶生产案例探讨机电自动控制技術应用。

关键词：机电;自动控制;应用

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）11-0079-01

0 引言

现如今，各国纷纷意识到自动化控制技术将会成为一个国家的重要标志，并将其作为重点项目审视。很多国家都有将自动化控制技术应用在农业、工业甚至是国防、医药、生物等各个领域。从其特点和发展趋势来看，今后的机电自动控制技术将会朝向智能化、微型化前进。

1 机电自动控制技术原理与作用

所谓的自动控制如同字面意思一样，就是在没有人参与情况下，通过外加装置与设备，这里通常指的是控制器和控制装置让机械设备自动化生产，保障其生产参数、工作状态，也就是控制量能够有规律、有计划地运行。自动控制的理论基于自动控制规律和相关科学技术。为了完成对各种复杂设备的操控，需要先将控制器和被控制对象用统一方式连接，构成有机整体形成自控系统。自控系统被控对象输出量有着明确的指标，要在特定时间段内保持恒定值。控制设备当中有着人工输入的数据，控制设备顶替了人工操作，能够完成人工操作参数的输入和输出，并负责着被控制设备的操作，属于反馈控制系统。

2 中央空调螺杆机组中的机电自动控制

通过理论数据的支持完成了实验探索，改进PID控制模式，整合出模糊算法自适应系统。随后将该系统应用在中央空调自动化控制。从实际案例中的275kW螺杆式冷热水机组实验结果反馈的数据得出，这种模糊算法自适应系统的应用能够极大的提升机组运行质量与能力。

2.1 螺杆冷热水机组

本次分析对象是一台拥有275kW容量的螺杆冷热水机组，所用压缩机为紧凑型双螺杆压缩机，设备自带能量调节功能，可以进行无段式调节，制冷量为50%至100%。

2.2 PID调节器数学模型

这里所说的PID调节器很多时候又称比例积分微分调节器，总共包括微分、积分、比例三个作用。其特征方程为y=Kc（e+edt+TD）[1]。这个公式里面的TD表示的是微分时间，TI是积分时间，KC是比例系数。三者共同构成了PID调节器的功能。三者的作用为，比例作用主要就是根据偏差量情况调整自己的调节量，拥有快速抑制干扰能力，是整个系统中最基础的调节部分。积分能够完成偏差量调节，完成静差问题的控制。积分根据偏差量变化速率调节量，有着缩短调解时间、超前调节作用。该调解器能够充分匹配自身的条件，完成系统匹配、调节的过渡。

2.3 模糊控制算法

参照过往经验模糊算法能够得出很多种规律，并制定控制表，将各种数据录入到计算机内部。在控制设备中靠着偏差变化率和偏差大小搜索控制表，得到对应控制量。其控制规则为u=，k0，1[2]。该公式当中u的意思是控制量输出模糊量，E代表的是偏差模糊量、偏差变化率模糊量，a代表的是量纲修正系数。因为模糊控制中几组的运行波动不大，并且调整速度相对很快，所以在调整制冷系统变工况中意义十分突出。不过这种方法没有足够良好的适应能力，并不适合被广泛推广和应用，尤其是中央空调中不应该单独使用。本文中局部模糊算法运行中能够修正系统热力学参数，并将参数存储在数据库。在出现工况重复现象的时候能够直接控制制冷量，调节制冷量。从试验结果中可以看到，在模糊辅助控制方式的支持下，机组控制滞后问题得到了很好的控制，对提高机组运行经济性来说意义重大。

2.4 控制目标

众所周知传统螺杆机组应用的是热力膨胀阀，机组运行过程中在热负荷变化以后，此时的膨胀阀开启度就需要通过压力、温度平衡决定。自己做不到数字化控制，没有足够的准确度与精度。本文所讨论的对象是螺杆冷热水机组，应用的是电子膨胀阀。利用生产设备厂家给出的数据，该压缩机可调节范围在50至100%之间。不过在笔者实验中却得出，依靠压缩机自己调节，在机组负荷变小以后，此时的机组轴功率速度显然已经跟不上制冷量减少速度，这意味着该阶段EER值在大幅度降低。也就是说运行中需要做好排气量控制。压缩机排气量需要超过75%，这样才能够保障节能效果、节能质量。

3 机电自动控制中的微机计算机控制技术

从科技的发展条件、发展背景来看，当前信息技术、电子技术、计算机技术有充分结合。微型计算机控制系统、步进电机控制、马达控制、报警技术、数据采集、A/D以及D/A、现场总线、PID控制等一系列技术的应用为机电设备的自动控制提供了极大的支持。这些技术让设备的修改、维护与使用变得十分直观、简便和清晰。单片微型计算机在芯片组中完成了对A/D转换器、串行通信口、定时器、计数器、RAN、CPU、ROM等一系列部件的集成。控制系统依靠计算机测量参数根据特定数学模型计算最佳给定值。在调节器的支持下保障工作有着稳定状态。利用最优控制、分级控制、集中控制、顺序控制办法顶替人脑功能，解决各种人们所需要处理的问题。

4 凉茶生产加工中自动控制机电一体化的应用

4.1 生产加工设备应用

利用机电一体化自动控制系统，凉茶生产的效率得到了很好的提升。在凉茶生产中的每一步工艺和加工流程参数都得到了精准化处理能够精准杀毒。此外该技术还能够有效控制生产现场的空气进入，以免茶叶被空气中的养分所氧化，减少茶叶成分流失。此外在煮茶过程中，因为有自动控制机电一体化技术的支持，能够随时测量水中的温度，以此保障煮茶文水浴质量，最大化煮茶质量和效益。在流水线式的操作中减少了人工操作的误差发生可能性，保障了产品最后的合格率与生产质量。

4.2 凉茶生产中的自动控制机电一体化技术

在机电一体化技术的支持下，很好的规避了过去传统模式生产中人为失误的发生概率。并且能够应对传统生产设备不只能的问题。操作中的每一个环节都可以停止，而过去往往无法在操作半路停止，因为很有可能会影响到后面的生产精度和质量。传统生产需要在设备发生故障以后才可以停止设备运作。比如因为人为因素导致大量劣质茶品进入到生产线，污染与影响到整个生产线的生产质量。而在自动控制机电一体化技术的应用以后，能够在第一关就把握与验证茶叶质量。并且可以精细化杀菌，从源头减少茶叶的质量问题，保障了产品的性质，不会影响到凉茶的口感。自动化控制技术有效解决了过去所遇到的各种问题。

5 结语

随着科技不断发展、人们不断探索的过程中，计算机控制技术渐渐实现了全面的普及。在人们的生活、生产、国家防卫中均有所体现。因为PLC技术优点众多，所以才会在每个行业中出现。相信在经济、科技以及社会进一步发展的未来，机电自动控制技术会有更广泛的使用范畴。

参考文献

[1] 袁健.机电自动控制中传感器技术的应用分析[J].数据通信，2019（04）：52-54.

[2] 雒雪峰.机电一体化设计理念与自动控制技术应用分析[J].科技创新导报，2019（18）：5-6.