機(jī)電自動控制技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展解析

1、<p>　　機(jī)電自動控制技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展解析</p><p>　　【摘要】隨著時(shí)代的發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)和軟件開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，自動控制技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)展到經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、航空、航海和智能機(jī)器人領(lǐng)域。在自動控制系統(tǒng)，為了完成任務(wù)，控制裝置對控制對象進(jìn)行調(diào)整的方式方法，這取決于工作的反饋信息，即反饋控制系統(tǒng)。通過這個(gè)反饋信息來調(diào)整的偏差，在有效范圍內(nèi)使受控對象受到控制，從而完成任務(wù)。本文闡述了機(jī)電自動控制技術(shù)要點(diǎn)，以門為實(shí)

2、例分析了自動控制技術(shù)。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】機(jī)電自動控制技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展 </p><p>　　中圖分類號： TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　機(jī)電自動控制系統(tǒng)依靠反饋信息來控制被控對象，反饋控制系統(tǒng)又是由測量元件、給定元件、比較元件、放大元件、執(zhí)行元件、校正元件等按不同的職能組成的。自動化控制系統(tǒng)按控制方式可分為反饋控制方式、

3、開環(huán)控制方式和復(fù)合控制方式；按元件類型分為機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)等。如何通過自動控制系統(tǒng)精確保持被控制量與期望量相等，不受環(huán)境和元件性能誤差的影響，就要從穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性等方面來衡量整個(gè)系統(tǒng)的總體精度，使其技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用中去。 </p><p>　　例如在控制中，計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC系統(tǒng))，是由計(jì)算機(jī)測量出被控對象的參數(shù)，按照一定的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出最佳的給定值，通過模擬調(diào)

4、節(jié)器控制整個(gè)過程，從而使工作過程處于最好的狀態(tài)，它還可以進(jìn)行順序控制、集中控制、分級控制和最優(yōu)控制。而智能控制又是計(jì)算機(jī)控制中的佼佼者，智能化控制使計(jì)算機(jī)具有人腦的部分思維功能，解決一些人們難以解決或至今還無法解決的問題。如智能機(jī)器人和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中智能機(jī)器人是為機(jī)器人配備各種感知能力、推理能力、思維能力等，使機(jī)器人用計(jì)算機(jī)作控制中心，機(jī)電合體進(jìn)行各種功能操作，使機(jī)器人能行走、說話，還能感知環(huán)境變化，代替人類完成有害環(huán)境或惡劣環(huán)境下

5、的危險(xiǎn)工作等。 </p><p>　　一、機(jī)電自動控制中電動機(jī)控制技術(shù)要點(diǎn) </p><p>　　直流傳動和交流傳動控制系統(tǒng)合成機(jī)電傳動控制系統(tǒng)。直流電動機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、電刷、端蓋、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)等部件組成。直流電動機(jī)工作原理是建立在電磁力定律的基礎(chǔ)上的，使N 極線圈中有效電流始終保持一個(gè)方向，S 極線圈的電流也保持一個(gè)方向，根據(jù)左手定律使線圈上兩個(gè)有效邊上所受到的電磁力方向始終一致，而使電

6、樞轉(zhuǎn)動。直流電動機(jī)的機(jī)械特性，運(yùn)用較多的是他勵式的調(diào)速系統(tǒng)。在實(shí)際的生產(chǎn)中，要根據(jù)工藝要求和所用的機(jī)械特征來選取不同特性的電動機(jī)，如在生產(chǎn)中使用的一般切削機(jī)床、造紙裝訂機(jī)等使用硬特性的電動機(jī)，而對于電動車、重型吊車等則使用軟性的電動機(jī)。雖然電動機(jī)有固定的機(jī)械特性，但是為了滿足更高的安全性和穩(wěn)定性的要求，人們可以改變電動機(jī)的電樞電壓、勵磁電流或外加阻抗，來改變它原有的機(jī)械特性以達(dá)到要求。 </p><p>　　調(diào)速

7、裝置是電動機(jī)實(shí)現(xiàn)自動控制的關(guān)鍵，調(diào)速就是指用人為的方法來改變整個(gè)裝置的電氣參數(shù)，在輸出負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，得到所要求的不同轉(zhuǎn)速。調(diào)速的方法很多，有改變磁通調(diào)速、改變電樞電壓調(diào)速、外加串聯(lián)電阻調(diào)速等。自動控制電動機(jī)轉(zhuǎn)動的系統(tǒng)，就是電氣電力控制電動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動的系統(tǒng)。交流電動機(jī)的傳動與控制系統(tǒng)則采用交流電動機(jī)作為傳動動力源，一般有同步和異步電動機(jī)2 種，而交流調(diào)速系統(tǒng)主要是針對異步電動機(jī)的，與直流電動機(jī)相比，它具有調(diào)速性能優(yōu)良、節(jié)約

8、能源、減少維護(hù)成本等優(yōu)點(diǎn)，交流異步電動機(jī)還具有變頻調(diào)速功能，具備了寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)定性精度、快速動態(tài)響應(yīng)、高工作效率等特點(diǎn)。因此，交、直流電動機(jī)在日常生產(chǎn)中運(yùn)用廣泛，從大型的建筑吊機(jī)，到公共場合的電梯和傳動帶、電瓶車，小型的有DVD 碟機(jī)、照相機(jī)等家用電器，還有在我們單位使用的污水處理泵、潛水泵、消防控制系統(tǒng)及中央空調(diào)控制等設(shè)備，都無一不是觸及這一領(lǐng)域的技術(shù)，由此可見其重要性和應(yīng)用的普及性。 </p><p>　

9、　為了使電動機(jī)按要求的轉(zhuǎn)速工作，以達(dá)到完成任務(wù)的目標(biāo)，一般在生產(chǎn)中采用帶負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)來控制。就是把系統(tǒng)的輸出量通過檢測裝置，反饋回系統(tǒng)的輸入端進(jìn)行比較，得到的偏差量通過系統(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生控制信號，對偏差進(jìn)行糾正，來改善輸出量直至符合要求，所以提高系統(tǒng)的控制精確度是關(guān)鍵的技術(shù)。各個(gè)環(huán)節(jié)，元件的參數(shù)選用非常重要，當(dāng)然除了理論上的精確計(jì)算外，還要經(jīng)過不斷地反復(fù)試驗(yàn)的檢驗(yàn)，才能得到比較好的使用效果，從而提高生產(chǎn)效率和工作的安全性和穩(wěn)定性

10、。如我們單位使用的消防系統(tǒng)，如何在發(fā)生火災(zāi)時(shí)及時(shí)報(bào)警并自動噴淋，啟動排煙裝置進(jìn)行排煙，自動打開體育館主場頂層裝置（即天窗）進(jìn)行換氣，這種一環(huán)扣一環(huán)的應(yīng)急處理步驟不能有分毫之差，否則就會釀成重大事故，所以對系統(tǒng)的精確控制要求很高。 </p><p>　　因此在設(shè)計(jì)選用時(shí)，要確定機(jī)電自動控制系統(tǒng)的使用方案，根據(jù)不同的要求、不同的場合選用合適的控制系統(tǒng)方案。另外，還要考慮到設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)對電氣性能的影響問題，如機(jī)械設(shè)備

11、之間的摩擦、間隙、彈性變形等對電氣控制系統(tǒng)性能的影響，要把因此而產(chǎn)生的誤差考慮進(jìn)去，使機(jī)電控制更加穩(wěn)定。 </p><p>　　二、機(jī)電自動控制技術(shù)的應(yīng)用 </p><p>　　現(xiàn)代大門大多數(shù)是導(dǎo)軌型伸縮門，用1 臺電動機(jī)控制開啟，開門的速度很慢，這就會在上下班時(shí)，因?yàn)閾頂D而發(fā)生問題。另外在環(huán)境危機(jī)時(shí)也會有種種問題發(fā)生。為了徹底解決這一缺點(diǎn)，我們可以利用電氣自動控制系統(tǒng)對此進(jìn)行技術(shù)改造。采

12、用交流變頻技術(shù)，用PLC 改造老式繼電器——接觸式大門的電路接線。其具有以下特點(diǎn)。 </p><p><b>　　1、安全性能強(qiáng) </b></p><p>　　要想使改造后的PLC 系統(tǒng)能夠在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行可靠的工作，并且系統(tǒng)的控制設(shè)備能夠具有較強(qiáng)的抗外界干擾能力。需要加強(qiáng)PLC 系統(tǒng)的平均無故障間隔時(shí)間（通常所指的MTBF）。與PLC 老式繼電器相比較，改造后的系

13、統(tǒng)，在采用PLC 控制后，對于大量的開關(guān)動作，我們可以采用較先進(jìn)的電子線路來完成這些開關(guān)動作。也就是說，我們采用了軟件程序代替了老式繼電器的復(fù)雜連線，既方便靈活，安全性也大大提高了。 </p><p>　　2、控制較簡單，通用性能強(qiáng) </p><p>　　PLC 系統(tǒng)本來就是一種存儲程序控制器，輸入設(shè)備系統(tǒng)和輸出設(shè)備系統(tǒng)具有與繼電接觸器控制系統(tǒng)相似的輸入設(shè)備系統(tǒng)和輸出設(shè)備系統(tǒng)，但其可以連接

14、在PLC 的I/O 端上。例如，對開關(guān)動作量的輸入，我們可以把無源觸點(diǎn)的開關(guān)連接到PLC 系統(tǒng)的輸入端，那么PLC 系統(tǒng)的輸出就會具有很強(qiáng)驅(qū)動能力，甚至它可直接驅(qū)動接觸器等執(zhí)行元件命令。當(dāng)我們把同一臺PLC 系統(tǒng)用在不同的控制系統(tǒng)對象時(shí)，發(fā)生變化的也只是輸入設(shè)備系統(tǒng)與輸出設(shè)備系統(tǒng)不同，和應(yīng)用的軟件不相同而已，由于PLC 系統(tǒng)是用軟件編程開發(fā)實(shí)現(xiàn)控制功能的，所以對于同一個(gè)控制對象，當(dāng)要使控制系統(tǒng)改變的時(shí)候，我們不必更改PLC 的硬件設(shè)備，

15、只要改變編程軟件的程序，因此說PLC 具有很好的通用性能。 </p><p><b>　　3、編程等簡便 </b></p><p>　　現(xiàn)在在編寫程序這個(gè)領(lǐng)域中，對于大多數(shù)的PLC來說，幾乎都是采用梯形圖編程（Ladder Programming），這種編程與實(shí)際電路接線圖非常相近，這種編程語言是面向?qū)ο蟮?，非常形象直觀，對于多數(shù)人易于掌握。而且PLC 具有很多功能，

16、如故障檢測、自我診斷等，能夠及時(shí)報(bào)警，這方便操作人員迅速果斷作出判斷，以便及時(shí)排除故障；并且其具有較強(qiáng)的在線編程能力，能夠方便地進(jìn)行維修。 </p><p><b>　　4、性價(jià)比較高 </b></p><p>　　PLC 系統(tǒng)采用的技術(shù)是半導(dǎo)體集成電路技術(shù)，它具有很多特點(diǎn)，如外形尺寸小、重量輕等，并且它的功耗很低，其空載功耗大約為1.2 W。因?yàn)镻LC 有緊密的結(jié)構(gòu)

17、和很強(qiáng)的抗干擾能力，所以能夠很方便地將其裝在機(jī)械設(shè)備內(nèi)部。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　自20世紀(jì)6o年代開始，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電自動控制技術(shù)已經(jīng)逐步進(jìn)入普及階段，由于它擁有眾多的優(yōu)點(diǎn)，因而得以廣泛地運(yùn)用在各行各業(yè)中。隨著社會、科技、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)電自動控制技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷拓展。 </p>