机电控制系统自动控制技术与一体化设计探讨

张文峰

(苏州健雄职业技术学院，江苏 苏州 215411)

0 引言

机电控制系统是融合了机械工程、计算机信息技术、电子通信技术、材料工程等众多学科的综合性系统，随着科学技术的发展，如今在各行各业都获得了广泛的应用的同时，也间接推动了我国经济的发展。机电控制系统的自动控制技术和一体化技术包括控制、驱动、信息、通信等众多功能，逐渐呈现出多样化、高效化、安全化的特点，在满足工程需要的基础上，增加了对工程的控制能力，可以方便地管理各种电子设备，促使其发挥出最大能效，成为机械工程发展进步的不竭动力[1]。

1 机电控制系统中自动控制技术与一体化设计的概念

机电控制系统是使用接口实现信息的传递，通过和主机设备进行关联来控制整个机电系统。传统的机械电气工作流程烦琐，技术人员承受的工作压力大，自动控制技术和一体化技术的应用可以使得对机械的操作不被环境、地理位置、时间等客观条件所影响，简化各种工作的流程，从而提高机械工作效率并降低控制成本。

1.1 自动控制技术

自动化控制如今在人们生活的方方面面都有所呈现，从日常起居到工作、购物等，与传统的人工控制的工作模式相比，自动化控制技术只需要人员的简单协助，就可以进行复杂的生产工作。自动控制技术使用控制器和控制装置对系统和设备进行预先程序设定，并按照相关法律法规和设计进行生产活动，将复杂的操作流程进行简化，提高操作的准确度、稳定性和安全性。

1.2 一体化设计

机电控制系统的一体化设计能够突破时间和空间的限制，通过使用电子信息和控制设备进一步缩减生产流程。一体化设计对于功能化、模块化的要求更高，通过优化的配置提高机电系统的性能，使得工作高质、高效地完成

2 机电控制系统自动控制技术与一体化设计的意义和优势

机电控制系统能够使日常生活和工业生产更加智能化、高效化，通过借助计算机技术的预判性能，远程控制设备的运行和操作，可以降低人工操作时带来的失误和不稳定，在提高系统的生产效率的同时减轻了工作人员的工作负担，也进一步减少了安全事故发生的可能性，创造了极大的经济效益[2]。一方面，从自动控制技术的角度来说，自动控制技术可以使系统持续的输入和输出，即使在外界环境不稳定的时候，系统也可以保持自己的运行状态，准确判断出各种操作节点并及时予以反馈，而不会因为震荡的周边环境对机电控制系统造成影响。另一方面，从一体化设计的角度来讲，一体化设计的应用范围很广，发展空间很大，可以对各种生产情况进行统筹管理，整体一体化、分功能模块化的特点有利于机电控制系统的升级和更新，进而实现企业自身的稳定运转和前进。总的来说，机电控制系统自动控制技术和一体化设计的应用是机械电气行业健康发展的源泉，有利于推动整个行业的改革和创新。

3 自动控制技术要点和应用

3.1 自动控制技术要点

自动控制技术的任务有很多，其控制要点也不尽相同，下面将介绍几种常见的技术任务。首先，在机电控制系统应用的前期，需要对程序内容进行预先录入。控制任务的录入是使用准确的语法和语言对系统进行科学的规定，一般使用自然语言表达法，利用固定格式的文本将任务输入，以保证系统能够明确任务的内容和效果[3]。其次，还需要选择传感器、PLC结构，传感器设备是机电控制系统工作的关键，可以用来获取各种信息，再将信息传输到其他设备上，一般有光敏传感器、温度传感器、气敏传感器等，可以将各种环境信息准确地转化为电子信号。PLC结构能够完成内部存储、逻辑运算、计时计数等功能，经济实用而性能稳定。最后，自动控制计数还可以进行伺服系统的连接、数据的自动检索等功能，进一步提高机电控制系统的工作效率。

3.2 自动控制技术的具体应用

目前，自动控制技术在各行各业都有所应用，最广泛的是在工业生产中的应用，机械电气工程要想更加科技化和创新化，必须融入并充分利用自动控制技术。自动控制技术可以使机械设备更为智能化、稳定化，挖掘出机械电气工程更深层次的潜在应用价值，同时降低了人为操作的失误性和不安全性。在日常生活中，服务行业也开始使用自动控制技术，比如自助结账、自助点餐等功能的推广，都是自动控制技术应用的体现，自动控制技术进一步提高人们的生活质量。此外，在一些专业性比较强的系统中，自动控制技术也不断融入，比如各种监测系统中，加入了自动控制技术的监测系统可以实现数据的实时监测，比如医疗、汽车领域，自动控制技术可以帮助人们监督危险，及时发现设备运行中监测对象存在的问题，分析问题原因并给出合理的解决建议，必要时候采取强制的报警或求救措施，以此来充分发挥自动控制技术的作用和优势。

4 一体化设计思路和应用

4.1 一体化设计的思路

一体化设计通常采用组合法、取代法、整体法等设计方法进行产品创造。首先，机电控制系统一体化设计会对机电控制系统的材料和功能进行创新，通过更全面的考虑来选择更合适的产品材料，比如综合试验材料的抗压性、抗腐蚀性、抗震性等，以保证机电控制系统的质量。对功能的创新是指结合系统所使用的位置、环境、市场需求等信息，对系统功能进行定制化创造，通过优化功能来提高一体化设计的管理。然后，一体化设计通过对设备进行实时监控，及时掌握机械系统的运行状况，有利于全面排查设备的故障信息，掌握各种元件的使用情况，通过与以往数据或正常运行时候的数据进行对比来判断设备是否需要整改或维修，以降低故障发生率或者设备损失率。最后，对机电控制系统进行模块化、系统化的整合，考虑到机电控制系统的使用范围广，需要对不同应用场景的系统功能进行明确划分，此时模块化开发至关重要，而系统化设计可以是控制系统在整体上处于一种开放、包容的特色，各个系统之间可以协调统一地进行合作，提高系统的精确性，以使机械电气工程的效益最大化。

4.2 一体化设计的应用

一体化设计和自动控制技术相辅相成，在控制系统、机械装置中普遍存在。在控制系统中，一体化设计突破了固有的设计局限，使机械电气工程更加智能化、网络化、模块化。一体化的设计使得硬件和软件元素更加和谐统一，提高了产品的竞争力。在机械装置中，一体化设计的系统特性使得装置的流程衔接更为严密，保证了各部分元件功能性更强的同时，互相之间的联系更为自然、便捷。比如传感系统和信息系统由于接口的存在，可以方便地进行数据转换和传输。总之，一体化设计的应用使得机电控制变得更加简单而高效，是现代科技理念最好的体现。

5 结语

工业的发展对国家经济水平的增强至关重要，工业化程度决定了一个国家的硬实力。在机电控制系统广泛应用的今天，自动控制技术与一体化设计作为其中最重要的技术类型，需要结合目前的发展明确未来的发展方向，对理论和技术进行同步的革新和深化。相关行业的工作者应该从实际出发，不断探索科学、合理的设计方案，结合目前节能减排、绿色管理的大趋势，将自动控制技术和一体化设计的能效最大化，不断提高企业的生产效率和质量，以推动我国工业技术的可持续发展。