樊捷

（南昌航空大學(xué)測(cè)試與光電工程學(xué)院，江西南昌330063)

計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

樊捷

（南昌航空大學(xué)測(cè)試與光電工程學(xué)院，江西南昌330063)

該文分為兩大方面，第一方面對(duì)計(jì)算機(jī)控制理論的出現(xiàn)與技術(shù)進(jìn)步進(jìn)行闡述；第二部分對(duì)計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行分析，通過文本的研究希望可以為相關(guān)技術(shù)人員以及工作人員提供一些建議和參考。

計(jì)算機(jī)；機(jī)械；電子控制產(chǎn)業(yè)

信息化時(shí)代背景下，計(jì)算技術(shù)在機(jī)械電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也更加普及，機(jī)電一體化已經(jīng)成為了未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)，計(jì)算技術(shù)為機(jī)電一體化帶來(lái)更多機(jī)遇與可能，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該積極投入計(jì)算機(jī)與機(jī)電產(chǎn)業(yè)的整合發(fā)展中，推進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)在行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)程，盡快實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的大范圍普及，為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)與電子控制產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造更多價(jià)值。

1 計(jì)算機(jī)控制理論的出現(xiàn)及技術(shù)進(jìn)步

計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)在忽略數(shù)字型號(hào)量化效果后可以當(dāng)做采樣控制系統(tǒng)看待。在這一系統(tǒng)中，把相關(guān)的技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行拆分，那么整個(gè)控制系統(tǒng)又可以變成由不同分散系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)組合。計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展就是將其采樣的理論、方差公式、轉(zhuǎn)變理論、空間狀態(tài)觀念及系統(tǒng)辨識(shí)控制等理論進(jìn)行綜合整理，應(yīng)用到對(duì)計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)中，讓其控制系統(tǒng)得到進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)于那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線性體系進(jìn)行魯棒控制、模糊控制等理論的融入，使之形成為機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的一個(gè)新的發(fā)展方向。

自從世界第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問世后，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用首先被用于自動(dòng)化的檢測(cè)生產(chǎn)過程中，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的整理工作。到了二十世紀(jì)五十年代，出現(xiàn)了用于工業(yè)生產(chǎn)過程中的控制計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的控制技術(shù)。再經(jīng)過集中式的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展形成了現(xiàn)代的以微處理器為核心的分層控制系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)處理器等技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)必將隨之發(fā)生下大的進(jìn)步，最終應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮下大的作用。

2 機(jī)電一體化在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的廣泛應(yīng)用

2.1 機(jī)電一體化的定義與應(yīng)用

機(jī)電一體化是將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的專業(yè)，通過講述機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)、功能用途、使用方法，讓學(xué)生進(jìn)一步了解機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)，提高對(duì)電子產(chǎn)品的應(yīng)用能力。不斷完善以及學(xué)習(xí)先進(jìn)的電子設(shè)計(jì)理念，并將計(jì)算機(jī)軟件與電子控制系統(tǒng)相結(jié)合，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的操控，最終達(dá)到機(jī)械設(shè)備自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。機(jī)電一體化技術(shù)多用于數(shù)控機(jī)床方面，利用數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)床的各個(gè)組件進(jìn)行控制。工業(yè)生產(chǎn)以及加工階段，需要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證產(chǎn)品制造和生產(chǎn)加工精度。利用程序代替人工生產(chǎn)，可以讓產(chǎn)品的合格率最大化。使用多CPU為主線的控制結(jié)構(gòu)體系，可以加大對(duì)各部分功能的控制能力，并保證在最短時(shí)間內(nèi)制造和加工出更多的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。交流傳感技術(shù)緊隨電子技術(shù)，二者同步發(fā)展。這兩項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)的過程中被大量應(yīng)用，為生產(chǎn)和加工制造提供了便利。對(duì)于復(fù)雜的電氣操控系統(tǒng)，需要提前輸入可執(zhí)行的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，使用容量較高的發(fā)電機(jī)或多臺(tái)容量較小的發(fā)電機(jī)同步運(yùn)行的策略，達(dá)到電氣設(shè)備正常使用的需求。還有，軋鋼生產(chǎn)工藝以及加工技術(shù)的普及，離不開交流傳動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)以及運(yùn)用。

2.2 計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)例

2.2.1 機(jī)電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用

2.2.1.1 機(jī)電一體化的簡(jiǎn)介和生產(chǎn)應(yīng)用

利用可編程控制器（PLC）實(shí)現(xiàn)新型控制系統(tǒng)的控制，可以明顯提高生產(chǎn)加工效率。這一控制系統(tǒng)的成功研發(fā)，確保了工業(yè)系統(tǒng)快速解決在自動(dòng)開關(guān)方便地控制問題，并最大限度地降低能源消耗，避免了故障率頻發(fā)的繼電器控制問題。在PLC技術(shù)被廣泛應(yīng)用的今天，其應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及應(yīng)用價(jià)值的提升有目共睹。利用該項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)現(xiàn)有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的采集，并保證系統(tǒng)在可謂控制的范圍內(nèi)。為滿足多項(xiàng)程序的控制法則以及控制需求，PLC研發(fā)部門需要加大該技術(shù)對(duì)各機(jī)械系統(tǒng)的控制能力，確保整體控制過程可以對(duì)冶金、化工、鍋爐等不便人員操作的場(chǎng)所進(jìn)行控制。與此同時(shí)，隨著現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的不斷升級(jí)，PLC技術(shù)需要與通信部門合作，并在內(nèi)部設(shè)有聯(lián)網(wǎng)功能，才能利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)各系統(tǒng)的控制以及監(jiān)控?，F(xiàn)如今，我國(guó)的許多領(lǐng)域都涉獵PLC技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)通常被應(yīng)用到冶金、石油、化工、電力、汽車等領(lǐng)域。提高人們的環(huán)保意識(shí)，確保各領(lǐng)域的相關(guān)流程變得可控才是人們期望的結(jié)果。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和發(fā)展，讓機(jī)電一體化有了全新的發(fā)展方向。利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械電子設(shè)備的控制，讓人們的生活變得可控，并可以實(shí)現(xiàn)減少人工投入、降低成本投入的資源節(jié)約效果。隨著大量計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的成功研發(fā)，讓計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域遍布生活的方方面面。技術(shù)的普及、發(fā)展與進(jìn)步，可以讓人們的生活變得更加美好，加大了對(duì)生活的控制程度，確保采取的計(jì)算機(jī)技術(shù)可以與機(jī)電控制技術(shù)相結(jié)合，為計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域增添新的活力。

2.2.1.2 計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用實(shí)例

PLC技術(shù)可以完成對(duì)機(jī)械手的移動(dòng)以及控制?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷革新，人們的生活可控范圍不斷擴(kuò)大，思想也在翻天覆地的變化著。機(jī)器人可以完成復(fù)雜的、人力難以完成的工作，正是由于機(jī)器人擁有良好的發(fā)展前景，因此，各種以服務(wù)行業(yè)為目的的機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。通過對(duì)機(jī)器人的大量制造和生產(chǎn)，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷完善機(jī)器人的網(wǎng)絡(luò)控制能力，就可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人控制整體操作程序的目的。不斷提高機(jī)器人的中心控制系統(tǒng)，可以讓原有的機(jī)器人改變單一、重復(fù)的機(jī)械工作方式，提高生產(chǎn)和加工的自由度，并保證各個(gè)程序都可以被編輯和控制。加大對(duì)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用力度，能夠在最短時(shí)間內(nèi)提高產(chǎn)品質(zhì)量，避免對(duì)人類自身安全造成傷害。利用機(jī)器人完成對(duì)勞動(dòng)環(huán)境的改善和控制的目的，能夠有效提高生產(chǎn)效率，并保證所節(jié)約出的成本以及時(shí)間被更好的利用。將工業(yè)機(jī)器人與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，能夠讓機(jī)器人發(fā)揮應(yīng)有的創(chuàng)造價(jià)值，提高機(jī)器人的工作效率。改變工作方式，才能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人被人類廣泛應(yīng)用的效果。

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)加強(qiáng)對(duì)機(jī)械作業(yè)過程中的控制，并保證可以利用電子設(shè)備對(duì)儀表盤進(jìn)行監(jiān)視，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)具體數(shù)據(jù)參數(shù)的智能化控制。在改善人機(jī)交互界面的管理流程以及管理方式方面，不斷完善智能化終端控制水平，利用電子屏幕顯示多部分信息內(nèi)容，按照需求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的控制任務(wù)，是計(jì)算機(jī)通訊發(fā)展的巨大優(yōu)勢(shì)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)在屏幕上顯示相關(guān)數(shù)據(jù)信息、圖形信息，并通過語(yǔ)音播報(bào)的方式對(duì)這些信息進(jìn)行表述，是計(jì)算機(jī)技術(shù)得以被快速應(yīng)用和發(fā)展的前提。還有，將重要的信息內(nèi)容以數(shù)字化信息的方式存儲(chǔ)在智能化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡中，利用電子控制技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的命令，能夠讓操縱者實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端控制的目的，讓農(nóng)機(jī)操作變得可控，也讓農(nóng)機(jī)操作變成自動(dòng)化控制模式。

將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到自動(dòng)售賣機(jī)上，可以達(dá)到遠(yuǎn)程服務(wù)顧客的目的。通過安裝hrc的數(shù)碼驅(qū)動(dòng)程序，并利用光傳感器完成錢幣面值的識(shí)別任務(wù)，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)系統(tǒng)完成下一步操作，讓自動(dòng)售賣機(jī)完成自動(dòng)售賣的過程。計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電自動(dòng)控制技術(shù)在售賣機(jī)中起到至關(guān)重要的作用，這也是hrc技術(shù)被應(yīng)用的一種方式。

利用計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)對(duì)信號(hào)燈的變換進(jìn)行控制，可以擺脫人力控制車流方向的麻煩。在信號(hào)燈內(nèi)輸入精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，讓信號(hào)燈的顏色變化變得可控，才能讓人們的日常出行變得更加方便。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)得以發(fā)展的基礎(chǔ)。通過不斷提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制能力，并利用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械、電子設(shè)備進(jìn)行控制，可以提高計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍，讓復(fù)雜的系統(tǒng)控制過程變得更加簡(jiǎn)單。不斷完善計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并以編程的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)各機(jī)械設(shè)備的控制過程，能夠有效提高現(xiàn)有的人力工作效率。利用計(jì)算機(jī)還可以完成退圈、墊紗、脫圈等復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)程序，由此可見，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和應(yīng)用，讓工業(yè)生產(chǎn)的效率不斷提高，并保證了現(xiàn)有的產(chǎn)品加工質(zhì)量。

計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電一體化的技術(shù)融合，先要找到二者之間的融合點(diǎn)，才能凸顯各程序之間的優(yōu)勢(shì)。保證機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物可以為人類生活提供更多的幫助，才是未來(lái)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的主要方向。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械與電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，推進(jìn)了機(jī)電一體化進(jìn)程，也是我國(guó)機(jī)械、電子產(chǎn)業(yè)的重要革新，對(duì)計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用問題進(jìn)行探討，是值得廣大研究工作者共同關(guān)注的問題，希望通過文本的研究，可以為我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展創(chuàng)新盡一份綿力。

[1]周海燕.淺談?dòng)?jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用[J].經(jīng)貿(mào)實(shí)踐,2015(15).

[2]熊瑛,楊忠磊.淺談?dòng)?jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2015(16).

[3]王萬(wàn)年.自動(dòng)化視角下的電子控制研究[J].中國(guó)新通信, 2017(3).

[4]李永順.計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析[J].硅谷,2014(15).

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1009-3044(2017)19-0207-02

2017-05-16

姓名：樊捷(1997—），男，湖南長(zhǎng)沙人，本科，南昌航空大學(xué)，測(cè)試與光電工程學(xué)院，研究方向?yàn)殡娮涌茖W(xué)與技術(shù)。