滿憲金 李海涵

（棗莊科技職業(yè)學(xué)院 山東省棗莊市 277500）

自動(dòng)化控制作為機(jī)電工程的重要組成系統(tǒng)，伴隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展下，機(jī)電工程項(xiàng)目的發(fā)展對(duì)于科學(xué)技術(shù)的要求逐漸加大。自動(dòng)控制原理在自動(dòng)化操控體系中的實(shí)現(xiàn)，真正將頂層控制技術(shù)與終端操控機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，確保相關(guān)指令的下達(dá)，可精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備的操控。從實(shí)際工作屬性來講，自動(dòng)控制原理的實(shí)現(xiàn)，可令整個(gè)機(jī)械化操控模式脫離人工操作范疇，僅需要在機(jī)械系統(tǒng)中輸入相應(yīng)的程序，便可令整個(gè)操作模式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化運(yùn)行，降低人力資源的投入量，且可提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性與可靠性性，為工業(yè)企業(yè)創(chuàng)收更多的經(jīng)濟(jì)效益。本文則是針對(duì)自動(dòng)控制原理在機(jī)電工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行探討，僅供參考。

1 自動(dòng)控制原理解析

自動(dòng)控制原理主要是指系統(tǒng)及設(shè)備在運(yùn)行過程中，無需進(jìn)行人工操控，通過內(nèi)部程序自動(dòng)化運(yùn)行，便可對(duì)系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在具體應(yīng)用時(shí)，是針對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作模式，設(shè)定好相對(duì)應(yīng)運(yùn)行參數(shù)，然后在具體運(yùn)行時(shí)，設(shè)備便可按照相對(duì)應(yīng)的程序?qū)K端操控機(jī)構(gòu)進(jìn)行邏輯性指控，令其進(jìn)入自動(dòng)化操控模式中。與此同時(shí)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)下，其所搭載的集成平臺(tái)，可將整個(gè)機(jī)械設(shè)備的驅(qū)動(dòng)部件、驅(qū)動(dòng)程序等，通過數(shù)據(jù)信息及相關(guān)指令的呈現(xiàn)，按照操作工序的邏輯性予以編排，這樣便可確保在實(shí)際運(yùn)行模式下，機(jī)械設(shè)備終端操控部件不會(huì)產(chǎn)生碰撞的嚴(yán)重問題，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。對(duì)于機(jī)電工程中機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行模式而言，自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是針對(duì)各類操作任務(wù)進(jìn)行精細(xì)化分析，將機(jī)械設(shè)備的被控制對(duì)象按照集成系統(tǒng)操控邏輯一一對(duì)接，進(jìn)而形成一個(gè)可控制的程序框架，然后通過對(duì)控制量、輸出量的參數(shù)界定，確保操控功能實(shí)現(xiàn)的精準(zhǔn)性。在此過程中，反饋控制系統(tǒng)則作為信息指令下達(dá)與驅(qū)動(dòng)之間的反饋平臺(tái)，即為通過對(duì)被控制量呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)信息予以反饋，逐一修正控制量、輸出量對(duì)終端操控機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)任務(wù)，令整個(gè)機(jī)械操控設(shè)備在指令參數(shù)下達(dá)中維系精準(zhǔn)化操控。

2 機(jī)電工程自動(dòng)化控制特性

工業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級(jí)下，生產(chǎn)數(shù)量、生產(chǎn)質(zhì)量基準(zhǔn)的不斷提高，對(duì)機(jī)電工程自動(dòng)化生產(chǎn)及加工提出更高的需求。但是在技術(shù)與市場的雙重驅(qū)動(dòng)下，機(jī)電工程項(xiàng)目本身所呈現(xiàn)出的特性對(duì)于整個(gè)自動(dòng)化控制功能來講，則是以一種定性化的需求來決定的，其也可以看成是在固有的驅(qū)動(dòng)特征下，技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程中的某一類原則及屬性，真正契合到整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作模式中，滿足機(jī)電工程自動(dòng)化的建設(shè)與應(yīng)用需求。

2.1 程序控制量簡化特性

對(duì)于機(jī)電工程自動(dòng)化發(fā)展而言，自動(dòng)化、智能化控制體系的研發(fā)與應(yīng)用，可以真正契合到控制程序中，且此類運(yùn)作模式相對(duì)于整個(gè)運(yùn)行機(jī)制而言，是以一種自動(dòng)處理優(yōu)化的形式存在，這對(duì)于工程控制體系來講，則可真正實(shí)現(xiàn)以技術(shù)為驅(qū)動(dòng)的集成控制，進(jìn)而令相關(guān)機(jī)電控制功能的應(yīng)用擺脫傳統(tǒng)手工操控的范疇?？v觀機(jī)電工程發(fā)展進(jìn)程，自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，是從最開始的程序化操控，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目化、智能化操控，這代表著自動(dòng)化技術(shù)在具體應(yīng)用過程中，可以真正起到系統(tǒng)化、功能化的推進(jìn)效果。從機(jī)電工程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)原理來講，技術(shù)應(yīng)用與經(jīng)濟(jì)成本損耗呈現(xiàn)出正比特征，但其所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也是客觀的，盡管在前期技術(shù)磨合階段，將消耗更多的經(jīng)濟(jì)成本，但是在具體落實(shí)過程中，則可通過批量化、智能化的生產(chǎn)，削減人力資源方面投入成本，進(jìn)而提高機(jī)電機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量。從傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行原理來講，模型及程序控制是在繁瑣工序條件下的主要應(yīng)用點(diǎn)，此類運(yùn)作機(jī)理對(duì)于機(jī)械工藝較為復(fù)雜的設(shè)備而言，極有可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余的嚴(yán)重問題。在機(jī)電工程自動(dòng)化技術(shù)的逐步實(shí)現(xiàn)中，則可以通過自動(dòng)化、智能化控制原理，精細(xì)化分析出機(jī)械操作過程中一系列數(shù)據(jù)指令，其在一定程度上，簡化程序控制量，提高機(jī)電工程自動(dòng)化控制效率及質(zhì)量。

2.2 機(jī)械操控便捷性

自動(dòng)化控制技術(shù)的研發(fā)，是以技術(shù)及市場為主要驅(qū)動(dòng)點(diǎn)，針對(duì)自動(dòng)化運(yùn)行程序，設(shè)定出相對(duì)應(yīng)的操控機(jī)制，確保每一項(xiàng)機(jī)械化運(yùn)作模式，可以正確驅(qū)動(dòng)指令，滿足基本生產(chǎn)訴求。從機(jī)電工程項(xiàng)目的運(yùn)作特點(diǎn)來講，在理想工作狀態(tài)下，機(jī)械設(shè)備各項(xiàng)操控性能的實(shí)現(xiàn)屬于自動(dòng)化的，其相對(duì)于傳統(tǒng)人工操控模式而言，是以自動(dòng)化系統(tǒng)為切入點(diǎn)，按照內(nèi)部數(shù)據(jù)程序執(zhí)行一系列的運(yùn)作，進(jìn)而確保在機(jī)械設(shè)備穩(wěn)態(tài)工況下，數(shù)據(jù)指令的下達(dá)可以正確驅(qū)動(dòng)部件予以操作。與此同時(shí)，在具體實(shí)現(xiàn)某一類控制功能時(shí)，通過數(shù)據(jù)參數(shù)的合理對(duì)接，可真正將數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)限縮減到相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值中，降低機(jī)械設(shè)備在后期運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)冗余問題，進(jìn)而提高機(jī)械操作的精準(zhǔn)性。從資源消耗角度來看，工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)中，機(jī)械操作自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，真正將自動(dòng)操控模式從人力資源消耗體系中脫離出來，且在自動(dòng)化控制技術(shù)的逐步應(yīng)用下，機(jī)械設(shè)備功能、部件等，正伴隨著設(shè)備體系的優(yōu)化與更新，在當(dāng)前工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中體現(xiàn)出更高的技術(shù)和應(yīng)用價(jià)值。例如，工作人員在實(shí)際操作過程中，可結(jié)合實(shí)際操作工藝及設(shè)備運(yùn)行工況等，制定出更為完整的數(shù)據(jù)羅列體系，在機(jī)械設(shè)備集成系統(tǒng)的應(yīng)用下，可以極大簡化機(jī)械操控工序，令終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)操作軌跡符合系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作基準(zhǔn)，提高自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。

2.3 數(shù)據(jù)處理的一致性

機(jī)電工程自動(dòng)化控制體系在實(shí)現(xiàn)過程中的最主要特征，是以信息技術(shù)、傳感技術(shù)等，將機(jī)械設(shè)備及系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，然后通過統(tǒng)籌協(xié)調(diào)式的運(yùn)作特點(diǎn)，將實(shí)際操控功能與各類終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，且此過程中數(shù)據(jù)信息的傳輸，可以對(duì)整個(gè)操控程序形成單向化控制，即為在數(shù)據(jù)處理過程中，每一個(gè)運(yùn)作特征均具備數(shù)據(jù)信息的獨(dú)立性，彼此傳輸不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)碰撞的問題。與此同時(shí)，在數(shù)據(jù)可控參數(shù)的界定下，每一項(xiàng)數(shù)據(jù)指令的下達(dá)均可以代表機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行特征，其類似于企業(yè)運(yùn)行中生產(chǎn)部門、銷售部門、財(cái)務(wù)部門之間的獨(dú)立職能，但是不同數(shù)據(jù)羅列則是以整個(gè)操控工序?yàn)榍腥朦c(diǎn)，在宏觀數(shù)據(jù)傳輸視域下予以界定，每一項(xiàng)操控工序的實(shí)現(xiàn)，均可代表著自動(dòng)控制功能的硬性約束基準(zhǔn)。從另一方面來看，數(shù)據(jù)處理功能的落實(shí)，則可以真正體現(xiàn)出不同操控指令下達(dá)中應(yīng)當(dāng)遵循的基準(zhǔn)，以策應(yīng)到整個(gè)自動(dòng)化控制體系中，提高機(jī)電工程自動(dòng)化控制質(zhì)量。

3 機(jī)電工程自動(dòng)化控制中自動(dòng)控制原理實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

3.1 可編程邏輯控制

可編程邏輯控制器（PLC）是一種集成性、微處理性的數(shù)據(jù)運(yùn)算體系，其在執(zhí)行某一項(xiàng)程序時(shí)，是通過對(duì)PLC 內(nèi)部的數(shù)據(jù)整合功能進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)操作。例如在CPU、存儲(chǔ)器、I/O 接口、模擬轉(zhuǎn)換功能的支持下，可以真正對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的各類邏輯關(guān)系進(jìn)行表達(dá)，令當(dāng)前系統(tǒng)操作過程中，可按照時(shí)序性、模擬性等，將各類指令操作進(jìn)行精準(zhǔn)闡述，且此過程中可以有效規(guī)避不同數(shù)據(jù)指令所產(chǎn)生的任何執(zhí)行沖突問題。在自動(dòng)化控制及其實(shí)現(xiàn)過程中，主要是通過數(shù)據(jù)采集、程序運(yùn)算、數(shù)據(jù)輸出三個(gè)層面。

（1）在數(shù)據(jù)采集階段，可編程邏輯控制器針對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并按照終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)與集成控制系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)功能，確保數(shù)據(jù)信息的羅列可映射到相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中。

（2）在程序運(yùn)算階段。此類運(yùn)算模式是按照可編程邏輯控制中的邏輯順序進(jìn)行排列的，其通過對(duì)模型內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后結(jié)合數(shù)據(jù)輸入接口與輸出接口之間的對(duì)接功能，縮短數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中的響應(yīng)時(shí)間。

（3）在數(shù)據(jù)輸出方面。當(dāng)PLC 完成數(shù)據(jù)傳輸及刷新周期時(shí)，可以通過系統(tǒng)的鎖存功能，將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)載體建立在邏輯功能之上，以實(shí)現(xiàn)邏輯處理中數(shù)據(jù)輸出值的精準(zhǔn)傳輸。

從具體實(shí)現(xiàn)效果來講，依托于PLC 集成功能、多式協(xié)調(diào)處理功能的實(shí)現(xiàn)，可有效提高數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)目煽啃裕瑥亩鴮?duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行精確化操控，滿足機(jī)電工程設(shè)備的運(yùn)行訴求。

3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)

自動(dòng)化控制功能的實(shí)現(xiàn)，是指在電力能源的驅(qū)動(dòng)下，系統(tǒng)程序的自動(dòng)化運(yùn)作對(duì)機(jī)電設(shè)備起到自動(dòng)化、智能化驅(qū)動(dòng)的效果，有效規(guī)避因?yàn)槿斯げ僮鳟a(chǎn)生的誤差問題。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，可以為機(jī)電操控體系提供更為專業(yè)的知識(shí)解答，因?yàn)閷＜蚁到y(tǒng)本身所具備的數(shù)據(jù)庫，幾乎涵蓋了當(dāng)前自動(dòng)化控制系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)基準(zhǔn)，其可有效為后續(xù)操控工序的實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)支撐。從運(yùn)行來講，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)，是以時(shí)間線為基礎(chǔ)，以分布式信息存儲(chǔ)為核心，在具體驅(qū)動(dòng)過程中，其所產(chǎn)生的容錯(cuò)性、魯棒性特征等，可以將數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中產(chǎn)生的神經(jīng)元進(jìn)行互聯(lián)與互通，確保神經(jīng)元之間的微活動(dòng)可以映射出整個(gè)專家系統(tǒng)運(yùn)行中的宏效果，提高數(shù)據(jù)檢索效率。在機(jī)電工程自動(dòng)化控制中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)，是以內(nèi)部電子系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)、功能系統(tǒng)等為信息反饋功能的實(shí)現(xiàn)點(diǎn)，實(shí)時(shí)檢測出機(jī)電設(shè)備在操作過程中存在的運(yùn)行問題，并予以自動(dòng)化解決，提高實(shí)際運(yùn)行效率。

4 自動(dòng)控制原理在機(jī)電工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

4.1 電網(wǎng)調(diào)度控制

從現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)布局及應(yīng)用來講，由于受到多因素的影響，造成電力網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)行過程中，自動(dòng)運(yùn)行功能的實(shí)現(xiàn)具有一定的繁瑣性，例如機(jī)電工程安裝、電力能源匹配等，其均需要對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行多方面界定，才可進(jìn)一步提高系統(tǒng)響應(yīng)效率。在自動(dòng)控制原理的實(shí)現(xiàn)下，則可將數(shù)據(jù)指令終端與工程項(xiàng)目、操控機(jī)構(gòu)終端等進(jìn)行直接關(guān)聯(lián)，以自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)外部運(yùn)行環(huán)境中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行核對(duì)，這樣通過數(shù)據(jù)指令的對(duì)接，可有效提高操控精度。對(duì)于電力調(diào)度人員來講，則可通過系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行及處理，緩解自身的工作壓力，規(guī)避調(diào)度過程中安全問題的產(chǎn)生。

4.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)

機(jī)電工程自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是以開環(huán)機(jī)構(gòu)、閉環(huán)機(jī)構(gòu)、復(fù)合機(jī)構(gòu)、饋線機(jī)構(gòu)等為主，在自動(dòng)控制過程中，通過數(shù)字信號(hào)、數(shù)據(jù)信息的傳遞，確保每一項(xiàng)自動(dòng)化控制功能的實(shí)現(xiàn)，可以真正將設(shè)備終端指令操控功能予以對(duì)接，提高實(shí)際控制能力。從運(yùn)行原理來講，主要是針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)行框架進(jìn)行羅列，按照邏輯化表達(dá)形式，保證各個(gè)單元機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)效果與系統(tǒng)指令之間的對(duì)接性，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在運(yùn)行中的自調(diào)試、自由化。與此同時(shí)，在數(shù)字模型的建設(shè)下，數(shù)字化描述特征可以真實(shí)反映出實(shí)際運(yùn)行結(jié)構(gòu)及相關(guān)運(yùn)動(dòng)路徑，這對(duì)于固有的程序框架來講，則可真正確保不同功能實(shí)現(xiàn)的精準(zhǔn)性。

4.3 液位控制系統(tǒng)

電控式液位控制系統(tǒng)作為機(jī)電工程自動(dòng)化控制中的一個(gè)重要工序，每一項(xiàng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的建設(shè)及應(yīng)用，是以系統(tǒng)運(yùn)行原理為切入點(diǎn)，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)作特點(diǎn)，確保系統(tǒng)在實(shí)際驅(qū)動(dòng)過程中，可強(qiáng)化實(shí)際管理質(zhì)量。液位自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能時(shí)，先針對(duì)被控制對(duì)象設(shè)定出自動(dòng)控制載體，然后對(duì)氣動(dòng)閥門裝置及控制機(jī)構(gòu)等，分析出當(dāng)前操控模式下，終端驅(qū)動(dòng)裝置是否能夠進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指令，確保液位維系在一個(gè)穩(wěn)定范疇內(nèi)。最后，設(shè)定相對(duì)應(yīng)的傳感裝置——浮子，其通過對(duì)液位基準(zhǔn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，令主系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，及時(shí)明晰到當(dāng)前設(shè)備內(nèi)液位的變化情況。如果液位超出系統(tǒng)所設(shè)定的基準(zhǔn)指標(biāo)時(shí)，則將觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，令工作人員了解到設(shè)備運(yùn)行中存在的隱性故障問題，進(jìn)而為后續(xù)運(yùn)維工作的開展提供數(shù)據(jù)支撐。

5 結(jié)語

綜上所述，自動(dòng)控制原理在機(jī)電機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，是通過數(shù)據(jù)羅列、數(shù)字化控制、集成操控系統(tǒng)等，將自動(dòng)控制模式所起到數(shù)據(jù)支配效果，真正契合到自動(dòng)控制體系中，提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的精準(zhǔn)性，為我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。