机械电气自动化技术与控制研究

王立忠,于东海

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摘要：近年来，随着科技水平的不断发展，机械电气设备越来越智能化，促使自动化调试技术的应用越来越广泛。这需要深入研究电气设备自动化调试技术，提高机械电气设备自动化调试技术的应用水平，以便更好地发挥其在生产生活中的作用。文章主要围绕机械电气设备自动化调试技术进行研究分析，在此基础上深入分析其应用并进行相关优化，以供参考。

关键词：机械电气；自动化技术；控制

引言

在社会经济的快速发展下，机械电气设备的自动化调试技术得到了进一步发展，使得自动化设备在各行各业中得到了广泛应用。但是，机械电气设备自动化调试技术在应用过程中存在一些问题，会产生不利影响，需要对其应用进行优化，从而更好地发挥在生产生活中的作用。

1电气工程自动化技术概述

电气工程自动化技术可以融合多种信息技术，增强控制系统的自动化功能， 大大提高控制系统的效率和稳定性。 该技术已被广泛地应用于不同领域，可显著减少企业的机械设备数量，提高生产效率，降低生产成本，为企业带来更多的经济收益。 为提高工厂营运质量，有必要强化对机器人的有效监管，实现有序的资源利用。因此，需要进一步研究和探讨电气自动化技术的运用， 发现其中的问题，并制定针对性的改善措施。

2自动调试技术原理及应用优势

2.1实现了自动检测

自动化仪器设备能够利用传感器采集数据，实现对机械电气设备运行状态的实时自动检测和记录。这种数据采集方式具有实时性好、精确度高等特点，能够确保自动化仪器设备在实际应用过程中的可靠性和准确性。结合使用多种类型的传感器，可以有效监测和记录机械电气设备运行过程中的不同状况，确保运行的精确度和准确性。

2.2自动化调试

自动化调试通过定期检测和调整机械电气设备，确保运行的安全性和稳定性。通常情况下，设备运行过程中需要不间断检测设备，因此需要在实际工作过程详细检查设备，包括温度、湿度等，同时重点关注设备运行的稳定性。如果发现存在故障问题，需要及时维修和保养。自动化调试过程中需要根据工作经验制订具体的调试方案，同时需要定期维护和检修自动化设备。

2.3柔性自动化技术

柔性自动化技术和传统技术有显著区别。传统技术依赖于人工操作，即使改变了工厂的设备，也很难改善整个工厂的运营状况。 与传统技术相比，柔性自动化技术能够根据客户的特殊需求，自动调整生产流程，提高效率。随着柔性自动化技术的普及，任何时候均可以通过调整后端软件来快速完成机器更换，让企业可以根据不同的设计需求灵活调整，也可以充分发挥流水线上的优势，节省生产成本，最终获得良好的经济效益。

3机械电气设备自动化的控制模式及系统组成

3.1控制模式

（1）开环控制。开环控制是最简单的控制模式，只是根据设定值直接控制执行器的输出，没有考虑反馈信息，无法对输出进行实时调整，容易受到环境和工艺的影响。在机械电气设备中，开环控制主要用于单一、简单的运动控制。（2）闭环控制。闭环控制是指将传感器所检测到的反馈信息与设定值进行比较，通过对误差的反馈调整执行器输出，实现对系统的动态控制。闭环控制在机械电气设备中被广泛应用，例如控制机械臂、转子平衡等。（3）反馈控制。反馈控制是一种特殊的闭环控制，利用传感器反馈的实际系统状态，与预期状态进行比较，通过调节执行器输出来消除误差。反馈控制在机械电气设备中应用广泛，例如，电机转速、位置和温度控制等。（4）前馈控制。前馈控制是通过对预先知道的干扰信号进行预测和补偿，来消除系统误差的一种控制方式。前馈控制在机械电气设备中的应用较少，主要用于较为复杂的控制系统中。不同的控制模式适用于不同的控制需求，开发人员需要根据实际情况选择合适的控制模式，以实现系统的自动化控制的优化。

3.2系统组成

机械电气设备自动化调试技术是由多个子系统构成的，每个子系统都有其特定的功能和任务。（1）控制系统。控制系统是机械电气设备自动化调试技术的核心部分，主要负责对设备的控制和监控。控制系统通常由计算机、PLC 或 DCS 等组成，可以实现自动化控制、数据采集和处理、报警处理等功能。（2）传感器系统。传感器系统用于对设备运行状态和环境参数进行检测和监测，主要包括温度、压力、流量、速度、位置、电流等参数的检测和测量。传感器系统可以将检测到的数据传输到控制系统进行处理和分析，以实现对设备运行状态的实时监控和自动化控制。（3）执行器系统。执行器系统是机械电气设备自动化调试技术的执行部分，主要负责对设备的执行部件进行控制和操作。执行器系统可以根据控制系统的指令，对设备的各个部件进行自动化控制，包括电机、气缸、阀门、泵等部件的控制。

3.3PLC 控制器软件开发

在开发 PLC 控制器软件时，要先设计控制程序，确保其能够实现灵活控制，为整个系统的运行提供有效保障。这一过程主要分为两个阶段。第一阶段是建立 PLC 控制器系统的工程模板。工程模板的建立对整个系统的调试具有重要作用，因为 PLC 控制器在进行数据处理时会存在多种信号类型，需要通过不同类型的工程模板完成，从而保证整个控制系统具有良好的调试效果。在建立 PLC 控制器系统工程模板时需要注意，必须对其进行全面分析和研究，然后根据实际情况建立相应的工程模板。例如，一些 PLC 的主要功能包括模拟量输入、模拟量输出和控制功能等，但是不同品牌、不同型号的 PLC 控制器具有的功能不尽相同。因此，在建立工程模板时需要结合实际情况确定具体的控制方法和程序形式。第二阶段是 PLC控制器软件开发工作。这一阶段需要根据之前建立的PLC 工程模板对整个系统进行开发工作。首先，要详细划分整个系统的各个功能模块。其次，要编写和设计相应的程序，分析其处理数据信号类型，并确定输出数据类型。最后，要对系统内部各模块之间是否能够实现互补等情况进行相应的设计。

3.4硬件接口的设计与连接

在进行硬件接口设计时，需要先确定系统结构，然后划分系统中的各个模块，以提高系统的可靠性和稳定性。在硬件接口设计过程中，需要分析和探讨一些可能会出现的问题，从而确保系统的正常运行。在整个调试过程中，需要将所有的模块连接到 PLC 控制器，以避免出现数据丢失、通信中断等问题。要想实现整个系统的有效连接，需要合理设计硬件接口。首先要将程序与逻辑相互结合进行连接，然后通过硬件接口将数据传递到 PLC，以确保整个硬件接口能够正常工作。通信有很多方式，如 RS-232、RS-485 等，其中 RS-232 是比较常见的一种通信方式。RS-232主要包括两种类型 ：一种是 RS-232C 标准的串行数据接口方式，另一种是 RS-232（MODBUS）方式的异步串行通信方式。后者具有更高的传输效率。

结语

综上所述，机械电气设备自动化调试技术的应用水平直接影响企业生产效率，只有不断优化和改进自动化调试技术，才能保证企业生产效率。因此，企业要想提高自身生产效率，必须不断优化机械电气设备自动化调试技术，保证电气设备能够在实际生产中充分发挥作用，不断提高企业的生产水平。

参考文献

［1］白锦妍.港口机械电气自动化技术与控制研究［J］.内燃机与配件，2020（2）：259-260.

［2］段临志.机械电气自动化技术与控制研究［J］.百科论坛电子杂志，2019，（1）：305-305.