机电控制系统与机电一体化产品设计

康志明

摘要：机电控制技术随着时代的发展和科技的进步已经逐渐成为一项综合性技术，需要多项技术相互渗透、交叉来共同完成，其中包括自动控制技术、信息处理技术、伺服传动技术等等。机电一体化的构想使其产品具有智能化、绿色化、人性化等特点，体现了一种进步思想，也对人类社会的发展产生了巨大的推动和促进作用。

关键词：机电控制；机电一体化；产品设计

引言

随着时代的发展科学技术不断创新，促进了各学科的交汇与相互覆盖，并大力推动了工程领域的技术革新。机电一体化指的是在机械的主功能、动力功能、控制功能和信息功能的基础上引进微电子技术，并且将机械设备和电子设备用软件有机结合而构成的系统的总称，因此“机电一体化技术”是机械、电气与电子信息三项技术相互融合、交叉的产物，是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科学技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。随着电子技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展。科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。

一、机电控制以及机电一体化的概念

在科技飞速发展的今天，对于资源的抢占日益激烈，工业方面更是如此，为了追求更高的效率和质量，工厂开始采用自动控制设备等来控制机器按照已经编写好的程序来运作进行生产，摈弃了传统的人为介入生产，也能够实现更为高要求的任务，这种无人值守的控制方案即为机电控制。而综合多方面技术来实现对众多系统的合理调控，达到生产过程低消耗和高质量实现最优生产的过程被称作机电一体化。机电一体化属于机械和电子的结合，因此机电一体化既涉及对机械的控制方面，也包含了对于光电等技术的应用，是一项现代化的高科技产物。

二、设计机电控制系统与机电一体化产品的意义

1.使得生产过程的操控更为智能化。

传统的生产模式需要人为操纵机器来进行生产，而由于人为因素的介入，导致整个生产过程显得不够高效连续，而机电一体化的应用使得生产过程步入智能化，通过对于大量数据的处理来操纵整个生产系统，能够使得生产过程变得更为高效准确，与此同时，机电一体化的应用使得各个设备的操作系统能够得到整合，得到更好的协调配合。

2.实现生产过程的最优化。

在对生产的控制把握过程中，常通过对于不同系统的分别控制来对设备进行操纵，然而机电一体化能够实现分级控制，通过对母系统的控制从而调动各个子系统，进而达到操控整个生产过程的目的，使得原本复杂繁琐的生产过程达到最大优化，提高整个的生产效率。

3.使得资源共享更为方便快捷。

无论是机电控制系统还是机电一体坏，其最核心的部分还是在于由电脑全自动操控生产的过程，而由于生产过程中各个系统均由网络联通在一起，使得设备之间对于资源的共享更为方便快捷，从而简化了生产过程中的不少关于资源转移和共享的问题。

三、机电一体化技术的应用

1智能化控制。

由于社会的不断发展，导致社会对于生产企业的生产需求大大增加，需要生产企业有着更为高速连续的生产能力，采用机电一体化，实现对于生产过程的智能化控制已经应用到了不少企业，广泛的使用在设计生产等各个方面。

2.分布式控制系统。

分布式控制系统即采用计算机对整个生产的过程进行集中的管理和分散的控制，相较于传统的集成型控制系统而言，分布式控制系统不仅仅在对于生产的控制方面有着较为优秀的发挥，更有助于生产的实时调度和管理等，从而对生产过程实现最大优化，将对于生产过程的控制和管理完美的结合为一体。与此同时，也完美的解决了传统的集成型控制系统存在的诸如维护麻烦，可靠性不高、操作繁琐等复杂问题。

3.开放式控制系统。

和分布式控制系统不同，开放式控制系统属于一种全新的概念，强调对于标准信息的共享，使得不同厂家的产品能够兼容和资源共享，通过工业通信网络将生产设备与计算机网络进行联通，从而达到将管理、控制等整合为一体，将现场仪表与控制设备互联，实现测量与控制的一体化。

4.现场总线技术。

在开放式控制系统中提到的，将现场仪器与控制设备互联的技术即现场总线技术，是机电一体化在企业生产中实用性较为强的一项技术，采用现场总线技术能够使得更多的现场信息与控制室内的控制设备更好的双向交流，从而解决了传统的信号传输技术带来的许多弊端。

四、机电控制系统和机电一体化产品的发展趋势

1.更为智能化的发展。

人工智能作为当下最为热门的技术受到了来自于各行各业的广泛关注，而机电控制系统和机电一体化同样作为当下大力推行的技术，与人工智能同样是企业生产发展的重要趋势。虽然机电控制系统和机电一体化已经几乎达到了全自动的控制，但是，在解决生产过程中出现的各种问题和设备限制的环境下，其自动化仍无法自主解决这些突发状况，而人工智能的实现即采用人工智能等新技术，在生产过程中赋予机器更高的决策权限和思维，使得整个自动化过程能够更为智能化，独立解决生产过程中遇到的各种突发状况。虽然机电一体化无法与人工智能相提并论，但是在机电一体化产品中加入人工智能部分的可行度在未来仍不失其必要性。

2完全网络化發展。

计算机网络的出现给人们的生活方式和生产方式都带来了翻天覆地的变化，通过对于计算机网络的应用使得全世界的生产突破了传统的时间空间的阻碍，各个企业之间的竞争变得比以往更为激烈和残酷，机电控制系统和机电一体化的应用也不例外，能否在机电控制系统和机电一体化产品中介入计算机网络，将其完全网络化，使得生产方式得到全新的革新，适应社会发展变成了一种大势所趋。

3微型化的发展趋势

机电一体化的微型化即采用微型机器作为机电一体化的核心，由于微型机器有着体积小、消耗低、高效率等众多优点，使其在社会的各个领域都得到了广泛的应用，而机电一体化也正朝着微型化在不断迈进，以追求更为完善高效的生产方式和机械技术。

4产品的高度系统化

在当前的机电控制系统和机电一体化的产品设计中，尽管已经有了系统化的实现和表现，然而在更多的领域对于系统化有着更高的需求，例如家用机器人等，因此，未来的机电控制系统和机电一体化的研究发展趋向，应该更加趋向于产品更为高度系统化的研究，使得机电一体化产品和人之间能够有着更为和谐的关系，产品的高度系统化能够使其各项设备之间更好的协作和管理，加强子系统之间的合作，从而使得产品更为实用与可靠。

结语

机电控制系统融合多种技术，在人类社会生产生活中发挥着越来越重要的作用。而机电一体化是新时代下的产物，在带来显著的经济效益和社会效益的同时，为机械工业的发展注入新的生命力。随着未来科学技术和社会经济的不断提高，各种技术呈现相互融合的发展趋势，不同学科相互渗透，因此，机电一体化发展前景一片光明，必将得到更优质的完善并发挥出更大的价值。