机电一体化控制系统的可靠性分析

吴晓莉

【摘 要】机电一体化也就是把电子技术融合到机械之中，主要涵盖有信息的处理功能、动力功能以及传播控制功能等等，换句话来说也就是把机械装置和电子技术相互融合在一起。当下经济发展迅速，科学技术不断进步使得该技术被应用到了各个领域之中。基于此，本文主要探讨了机电一体化控制系统的可靠性。

【关键词】机电一体化;控制系统;可靠性

引言

机电一体化的效果得到了业界的普遍认可，同时任何技术的发展都是一个循序渐进的过程，存在问题是在所难免的，只要我们能够正视机电一体化中存在的问题，降低事故的发生率，确保机电一体化应用的安全性，就能够实现机电一体化的长久发展。

1机电一体化技术的概述

机电一体化也可以称为机械电子技术，从国外逐渐传递到国内，它是机械工程与自动化技术相结合后的产物。因此可以说机电一体化技术既离不开机械工程技术作为载体，也离不开自动化技术将其升华。虽然机电一体化技术所结合的技术种类比较清晰，但是该技术所涵盖的领域却十分广泛，除了依靠机械工程技术和自动化技术以外，要想达到真正的自动化目的还要结合计算机技术以及电子信息技术，近年来，人工智能技术也快速兴起，有关于人工智能技术研究成果频出，因此机电一体化技术的下一发展阶段必将结合人工智能技术。

有关于机电一体化技术的机械设备距离人们的生活并不遥远，除了工厂和农场中的机械设备以外，汽车中的安全气囊、防滑刹车系统以及自动售票机都应用到了机电一体化技术。机电一体化技术是由：机械技术、传感器技术、计算机与信息处理技术、接口技术、伺服驱动技术、自动控制技术等等许多高新技术组合而成的^[1]。

2机电一体化技术的应用优势

在现代工程项目施工中，机电一体化技术在工程机械中的应用水平，以成本工程施工是否合理的重要依据。在未来科技的进步中，工程机械的机电一体化技术将得到不断的发展，电子控制机械将成为未来工程机械的主流，其功能将更加强大，所适用的范围更加广泛，而机械的复杂程度也将越高，这也对整个机电一体化行业提出了新的要求。由此可见，应用机电一体化的工程机械，具有许多优点，包括在节省能源上，提高生产效率、减少能耗;工程质量上，保证施工质量、提高精确度;性能上，更加趋于稳定、安全、方便可靠;智能化方面，能自动监控运行状态、故障预警、报警^[2]。

3提升机电一体化控制系统可靠性的措施

3.1定期对其设备进行检修

电机是机电一体化应用中提供动力的装置，这也就说明电机会长期处于高负荷的工作状态中，在这样的工作强度下，对电机的磨损消耗很大。磨损的产生会导致电机处于异常的工作状态，加大了发生生产事故的几率，所以需要定期的对系统内的电机进行全面的检查。包括电机，传导轴承和其他的制动部件等等，对需要修理的部件进行维护，对损耗严重的部件进行更换，确保能够排除所有可能导致电机工作异常的因素。

在电机停运后首先要进行外壳清扫，接线盒清扫，对断路器和接触器等进行检查;在准备工作完成后首先进行电机的解体和抽转子，在清理检查的过程中，要根据检修记录卡的要求将本次检查数据和上次检修结果进行对比，确认零件是否有恶化的趋势，随后进行预防性试验，通过试验后将所有的零件重新组装，试转后确认无误方可结束本次的检修工作^[3]。

3.2保证电机的作业环境

保证电机的作业环境，有利于电机控制和保护工作，也是相关工作的最佳途径。有些作业环境相对恶劣，由于长期的通风不畅，会导致恶劣环境下有大量灰尘的堆积，这种情况下会导致电机内部堆积灰尘，在电机工作时产生的热量不能够及时的散出，严重的阻碍电机输出效率;由于有些工作环境比较复杂，想要对设备进行监测和维护的难度较大，因此需要改善作业环境来保证电机控制，保护工作能够进行。比如可以定期的对电机作业通道中的灰尘行进清理，延长电机堆积灰尘后需要清洁的周期;改善电机的通风路径，加强空气的循環流通，让电机在作业时能够有效的散热。再或者，为了保证设备设施作业的安全性而设计的环境检测系统，在部分矿山开采企业试用后证实了该系统的数据准确性和稳定性，工作人员能够通过服务器的端口实时监测数据了解作业环境，为工作人员的安全提供保证，都可以应用到实际中去。

3.3电机的速度控制

在对电机的速度的控制上，我国目前采用的是双环控制方案。内环为速度环，外环为位置环。速度环是为了实现对电机实际的转速进行调节和控制，可以使用速度调节器，对PWM 波发生器的载波频率进行调节可以达到这一目的;位置环的主要作用是为速度环提供速度设定值的参考，主要是根据位置环的当前位置速度设定，使用速度给定发生器实现^[4]。

4探索机电一体化在未来的发展方向

4.1系统化

当前，机电一体化技术应用于系统结构设计层面，主要基于开放性、模式化特征进行总线系统设计，通过将系统进行任意剪裁、组合，实现对多个子系统的控制与管理，借助光学技术实现传感系统、动力系统与信息处理系统的改造，确保系统有充足冗余，允许系统生成信息、改变行动，彰显显著的系统化、集成化趋势。

4.2 环保化

当前，环境污染问题是我国经济建设过程中一个亟待解决的问题，为促进社会稳步及可持续的发展，机电一体化技术也应该面向环保化的方向发展。可以从材料方面入手，采用一些健康的、绿色环保的材料，同时提倡节能减排，以减少机电一体化产品生产过程中对环境造成的破坏。

4.3 模块化

模块化生产的最初形式体现在分工作业方面，随着科学技术的不断进步，在机电一体化当中模块化的生产方式得到了广泛的运用。利用此种方式，不仅能够提高企业生成的效率，还可以是企业产生成本得以有效降低，在满足市场新需求的同时，还能够获取更丰厚的利润^[5]。

4.4 微型化

就目前而言，在信息技术发展背景下，微型化技术在各行业中得到了广泛的运用。而作为现代新型的机电一体化技术，势必也会在未来产品生产设计的过程中融入微型化技术，通过这样的方式，使产品在运输及移动的过程中更为便捷，从而减轻人们的负担，促进工作效率的提高。

4.5 智能化

机电一体化的理論基础为控制理论，而生理学、计算机科学技术在其应用于不同领域的过程中起到了重要的支持作用，通过模拟人类的智能、情感等构建人与机器间的关联性，进而利用人工智能取代人力从事生产活动，以此实现最高控制目标。当前人工智能技术已深入渗透机电一体化，如智能机器人、智能生产线等产品的研发力度正不断加大，进一步为机电一体化技术的发展与创新奠定了良好的基础^[6]。

结束语

机电一体化就是把电子技术应用到信息的沟通上、传播控制方面等等，从其构成内容上分析就是电子技术和机械的相互融合，以此保证两者之间的优势能够互为一体共同促进行业的进步和发展。随着科学技术的提升机电一体化渐渐变成了一门专业的学科，它将电子技术、自动控制技术以及各项机械技术全部集成在一起，使得最终的工程技术能够实现低能耗、高质量。该技术的应用和发展使得电机使用效率大大提升，但是很多人却忽视了对该设备的控制，因此对其进行详细分析具有一定的现实意义。

参考文献：

[1] 刘国平.机电一体化中的电机控制的探讨[J].电源技术应用，2013.

[2] 王涛.论机电一体化与我国的经济发展[J].中国经贸导刊，2010.

[3] 胡素梅.机电一体化设计与控制[J].电子制作，2014，1：54.

[4] 罗俊.浅谈机电一体化的设计和控制[J].山东工业技术，2014，13：156.

（作者单位：咸宁职业技术学院）