机电控制技术应用问题探讨

摘要：现代机电控制技术必将随着我国相关技术的发展而逐步完善和成熟。现代机电控制技术的新发展将会给我国的经济建设和国防建设注入新的活力。现代机电控制技术是机械、电子等专业知识有机结合的综合性应用技术，主要通过远程控制、自动控制、信息处理3个方面的应用技术来体现。

关键词：远程控制技术；自动控制技术；信息处理

中图分类号： TP271+.4 文献标识码： A 文章编号：

一、远程控制技术

远程控制技术是指管理人员在异地通过计算机网络异地拨号或双方都接入Internet等手段，联通需被控制的计算机，并将被控计算机的桌面环境显示到自己的计算机上，通过本地计算机对远方计算机进行配置、软件安装程序、修改等工作。随着高科技的飞速发展，机电控制技术也面临着全新的改革。Internet网络在当今社会不仅仅是传播信息的重要渠道，也为应用技术提供了可靠的平台，实现了远程控制的作用。这也是机电控制系统向基于Internet的远程控制发展的趋势。

随着远程控制的发展，控制方式技术有3种典型的远程控制方式：保持型、完成型以及人机交互型。（1）保持型：设备根据需要自主地完成这个命令，并且监控设备只对设备进行监视，只在必要时对设备进行干预。这种模式可实现远程设备的无人控制，主要作用在人所不及的地方。（2）完成型：远程监控系统不对设备的具体实现过程进行监控，设备完成任务后向远程监控系统报告。（3）人机交互型：在执行任务时，系统可以随时建立连接，进行设备与人员之间的交互，并且随时在远程监控端采集。

二、自动控制技术

以门为例，现代大门大多数是导轨型伸缩门，用1台电动机控制开启，开门的速度很慢，这就会在上下班时，因为拥挤而发生问题。另外在环境危机时也会有种种问题发生。为了彻底解决这一缺点，我们可以利用电气自动控制系统对此进行技术改造。采用交流变频技术，用PLC改造老式继电器———接触式大门的电路接线。其具有以下特点：（1）安全性能强。要想使改造后的PLC系统在环境恶劣时进行可靠的工作，并且系统的控制设备也具有较强的抗干扰能力。需要加强PLC系统的平均无故障间隔时间（通常所指的MTBF）。与PLC老式继电器相比较，改造后的系统，在采用PLC控制后，对于大量的开关动作，我们可以采用较先进的电子线路来完成这些开关动作。也就是说，我们采用了软件程序代替了老式继电器的复杂连线，既方便灵活，安全性也大大提高了。（2）控制较简单，通用性能强。PLC系统本就是一种存储程序控制器，输入设备系统和输出设备系统与继电接触器控制系统相似，但其可以连接在PLC的I/O端上。例如，对开关动作量的输入，可以将无源触点开关连接到PLC系统的输入端，PLC系统的输出是具有很强驱动能力的，它可直接驱动接触器等执行元件命令。当同一台PLC用在不同的控制系统对象时，也只是输入设备系统与输出设备系统的不同，应用的软件不相同，由于PLC系统是采用软件编程来实现控制功能的，对同一个控制对象来讲，当要求改变控制系统的时候，我们不必更改PLC的硬件设备，只要改变编程软件的程序，因此说PLC具有很好的通用性能。（3）编程等简便。目前在编程这个领域中，大多数的PLC均采用与实际电路接线图非常相近的梯形图编程（Ladder Programming），这种编程语言形象直观，易于掌握。而且PLC具有故障检测、自我诊断等功能，能及时报警显示，使操作人员能迅速作出判断，排除故障；具有较强的在线编程能力，维修十分方便。（4）性价比较高。PLC系统采用的是半导体集成电路技术，具有外形尺寸小、重量轻等特点，同时功耗也很低，它的空载功耗大约为1.2 W。由于PLC的结构紧密，抗干扰能力很强，很方便地将其装在机械设备内部。

三、信息处理技术

20世纪90年代末，随着微型技术的快速发展，微控制器的性能不断提高，促使微控制器技术获得广泛应用，并且以微控制器技术为基础的分布式自动控制系统，在当时是计算机控制系统的发展趋势。微控制器技术系统具有很多优点，如：控制功能更明确，组成更简单，可靠性更高；运行速度快；开发、维护、扩充方便等。AFS－1000控制系统，经过10余年的运行，已接近衰落期，但电厂出于资金原因和其他因素的限制，并不能马上更换AFS－1000控制系统。因此，需开发此系统信息处理。

AFS－1000信息处理系统的开发：（1）硬件的组成：利用RS232接口，建立控制系统与信息处理系统的数据通道。其由通信部分的AFS－1000控制系统通过RS232接口，把历史数据送到打印机。信息的处理部分：带有PENTIUMⅢ中央处理器、20 GB硬盘的PC机1部；EPSONLQ－1900打印机1部。（2）软件部分：系统软件：Windows 98操作系统、Visual FoxPro 6.0数据库语言系统和ASM for Win汇编语言软件等。1）信息处理软件：信息处理软件具有自动纠错、自动翻译英文信息、智能打印、历史信息数据库管理4大功能。2）信息接收软件：其是汇编语言编写的程序。运行时，接收程序常存在于内存中。当系统产生了中断，程序会根据中断的类型，查找中断向量表，确定要执行哪一模块。3）自动翻译英文信息模块：自动纠错模块会产生TEMPO.TXT文件，将它输入到数据库AFS.DBF中。自动翻译英文信息根据AFS.DBF记录，会在字典库查找与之对应的中文信息，最后把中英文信息写入AFA.DBF中。（3）智能打印模块：当出现“汽轮机跳闸”、“锅炉燃料跳闸”等重要事件时，系统会把此事件发生前8个报警及后续报警及时打印出来。这时模块就可以提取重要的信息。

四、传感器的应用

1.机器人用传感器

工业机器人之所以能够准确操作，是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态，包括其自身状态信息的获取通过内部传感器（位置、位移、速度、加速度等）来完成，操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。

2.机械加工过程的传感检测技术

（1）切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或（金属）材料的切除率等。对于机床的运行来讲，主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等，其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却液的流量等。

（2）工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比，工件的过程监视是研究和应用最早、最多的，多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来，工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲，工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。

（3）刀具（砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度（按磨钝标准判定）或出现破损（破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称），使它们失去切（磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时，称为刀具/砂轮失效。工业统计证明，刀具失效是引起机床故障停机的首要因素，由其引起的停机时间占NC类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外，它还可能引发设备或人身安全事故，甚至是重大事故。

3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用，现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件，这不仅体现在发动机上，为更全面地改善汽车性能，增加人性化服务功能，降低油耗，减少排气污染，提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性，先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中，必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。

[参考文献]

[1]董乾坤.远程测控与系统控制.文化科研出版社，2005.9

[2]付强.网络的远程测控技术.哈尔滨工业大学学报，2002（3）

[3]姜霞.信息技术应用与创新.学友出版社，2005.6

[4]张国富.基于Web的自动化加工设备的远程控制技术.萌芽出版社，2001.5