模块化设计的产品举例
浅析机电控制系统的自动控制技术与一体化设计
作者：蒋正川
来源：《大东方》2018年第08期
        摘 要：随着近年来我国机械制造业的迅速发展，其在我国经济发展中占据了越来越重要的地位，并为我国经济发展做出了巨大贡献。作为重要的推动机械制造业发展因子的机电控制系统，与机械制造与控制等息息相关。从这点考量，本文即针对机电一体化设计，通过对几点控制系统、自动控制系统的研究分析，浅析几点控制系统的自动化控制技术与一体化设计思路。
        关键词：机电控制系统；自动控制系统；机电一体化
        机电控制系统是我国机械制造业得以发展和进步的重要因素和基础。在制造业的发展过程中，机电控制系统的性能和结构以及作业精度正在经受越来越严格的考验。在当前形势下，传统机电控制系统已经逐渐不能适应行业发展。在这一背景下，如何通过对机电控制系统和自动控制系统的研究促进机电一体化产品设计的加强，成为了机械行业研究的重点课题。
        一、机电控制与自动控制系统概述
        （1）机电控制系统
        机电控制系统指的是不需要人为参与而仅依靠相关的设备按照预先设定的流程指令机器和设备进行自动化设计的一种系统，这种系统使用的是全方位的控制系统，利用其对控制器、控制对象进行连接，最终实现目标控制的一种系统。这一系统的核心在于控制。从技术层面看，机电控制系统是一个综合性的、利用传感检测、伺服传动、自动控制以及包含电极、微电子等技术实现远程操作的系统。从控制形式的层面看，机电控制系统又主要以远程控制为主，换言之，指的是在不同的地域操作人员能够依靠互联网方式对器械实现控制。此处需要指出的是，在进行远程控制的过程中，如果需要操作人员对运行的每个步骤进行控制和监督，并根据实际情况进行调整和干预的情况，这种控制形式指的就是保持型远程控制，这种控制对于当前行业发展而言，更为有利，更有利于设备控制的精确实现和实际操作。
        （2）自动控制系统
        自动控制系统指的是在控制器的控制下，使被控对象按照事先预定的原理实现自动规律性运行的系统。按照控制内容进行分类，可以将其划分为自适应控制系统、高精度控制系统、速度控制系统以及自诊断控制系统等几类。这一系统的核心在于实用性和高效性，即言
能够通过合理利用协调机械和电器的各部分顺利实现预设目的和内容。
        二、机电一体化设计的基本思路
        当前格局下，我国是世界制造业大国已成为公认的事实，随着我国市场经济的稳步发展和产业结构的升级、调整，制造业对机电一体化产品设计以及相关的一系列运作的要求越来越严格和迫切。当前，机电一体化已经成为了一门新兴学科，主要要求设计人员设计产品的过程中对产品的结构、实用性、功能等各方面进行综合全面系统的分析和考虑，并根据实际情况和分析结果来进行产品设计，最终达到理想中的预期效果，实现产品的最优化。从系统的角度看，设计人员进行产品设计时要确保设计的机电一体化系统包含了智能化、人格化、模块化、网络化以及微型化等特点，并以此来提升系统的各项性能。从具体来看，就是李彤机械技术和自动控制系统的结合，并辅之以微电子技术，实现各模块单元的合理配置，促进系统的合理优化，使功能更加完善和实用。
        三、机电一体化产品的设计方法
        （1）以电子线路取代机械控制机构
        通过对传统的机电控制系统分析，发现其有关的控制大多建立在单一的控制结构上的，因此在设计机电一体化产品时，可考虑引入电子线路装置来对这种单一结构进行改进，以此来实现预期的控制效果。具体方式如下：（1）利用微型计算机或者可编程控制器，实现原有机械控制结构同电子线路装置的结合；（2）原有的机械控制结构中的插销、步进开关等接触式控制器利用变速机构和凸轮进行替代，实现电子线路装置对传统机械控制接口的替代从而不仅能够实现机械结构的简化，更能实现其的改良，从而促进机电一体化产品的质量提升。
        （2）电子与机械部分的有机整合
        实现电子与机械部分的有机整合是另一个有效的方法。通过对机电一体化设计的分析能够知道，在设计过程中突破传统的设计格局是设计的灵魂，只有突破，才能切实提升控制系统的运行效率和控制的精度。值得一提的是，在机电一体化设计过程中，本身设计原理并未发生改变，而进行相关技术的改变也仅仅是为了能够促进产品质量和性能的提升，如实现电子与机械部分的有机整合也是这个理念。通过这种方式能够实现产品功能的完善和整合，使之实现相关控制工作的协调。例如电液比例控制系统，通过将比例电磁铁和液压阀的整合，
能够使其共同构成一体化比例阀，而对于电子与机械部分的有机整合这一设计理念，便是机电产品进行一体化设计的优良理念。
        （3）相关功能模块的整合
        如果在进行机电一体化产品设计的过程中，利用一般的、简单的机械构建同电子线路装置整合的方式无法实现预期的效果，则相关的产品设计人员还要对机电一体化系统的不同功能模块进行重新整合，目的不仅是确保不同的模块之间的功能能够顺利实现，更能够将促进不同模块有机整合，达到共同构成一体化的机电系统的效果。比如，对于数控车床的机电一体化系统设计时，利用的就是不同功能模块之间整合的设计理念。第一步，对可供车床使用的专用数控装置和伺服驱动装置及其他不同的相关设备的功能和类型进行研究和分类，正确采购；第二步，将采购的不同模块装置进行有机整合，最后，设计人员综合利用上述步骤设计集合不同功能模块于一身的数控车床，从而保障工作能达到高效完成的目的。通过上述例证能够看出，不同功能模块之间利用整合的方式能够保障机电一体化系统下的产品的功能和质量，此外还能够有效节省设备的成本，对于机电一体化产品的经济性而言也是十分不错的选择。
        综上所述，本文在对机电控制系统和自动控制系统进行概念和理论阐释的基础上，对机电一体化设计理念进行了分析和结合，对机电一体化产品的设计理念进行了三个方面的阐述和探究。通过研究表明，这种机电一体化设计的方式，对于当我国机械制造行业而言，有着重要的作用和意义，有着广阔的前景。
        参考文献
        [1]黎洪洲.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].信息系统工程，2Ol3，O8（15）：36—37.
        [2]朱发智.机电控制系统自动控制技术与一体化设计分析[J].科技创新与应用，2016，11（10）：133.
        作者简介：
        蒋正川（1977.05-），性别：男，民族：汉，籍贯：四川，当前职务：处长，当前职称：高级工程师，学历：大学本科，研究方向：工程技术方面。
        （作者单位：贵州航天控制技术有限公司）