基于计算机在机械电子控制领域应用的研究

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摘 要：机械电子工程的应用范围正随着科技的发展不断壮大，近年来我国的计算机应用技术得到了长足的发展，使得计算机技术在机械电子控制领域内的应用范围也得到了扩展。在目前计算机技术已经在机械电子控制领域得到了较为广泛的应用。本文阐述了机械电子工程控制中机电一体化的概念，并列举了一些计算机技术在机械电子控制领域中的实际应用。
关键词：计算机技术；机械电子规程；信息化控制
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.127
0 引言
机械电子工程的生产水平在很大程度上影响着我国生产力水平，其融合了机械工程、电子技术、传感器工程以及信息工程等多种工程技术。计算机技术的发展极大的推动了机械电子工程向现代化、信息化的方向发展，对机械电子工程的生产方式以及管理模式上都有一定程度的改革。在目前国际市场环境下，智能化成为了机械电子工程发展的必然趋势，这也在一定程度上提高了社会以及企业对于计算机专业人才的重视。为了在国际市场竞争中取得一席之地，提升智能化水平，机械电子生产企业必须充分意识到计算机技术对于机械电子工程的深远影响，选择高品质的计算机专业人才，使得计算机技术为机械电子工程领域带来巨大的价值。
1 机电一体化的概念
机电一体化技术是在机械技术以及电控技术的基础上，综合了控制学、机械设计制造以及自动化技术等多种学科而成的电子学科领域，具有较强的综合性。机电一体化技术在早期主要被应用在电力生产企业中，目前则在设备自动化、机器人以及设备故障监测等领域得到了长足的发展[2]。
机电一体化技术在发展过程中逐渐融合了机械工程、电子工业、传感器以及信息技术等多项科学领域内的工程技术，传统的机械设备在生产过程中通过人工操作进行产品的生产，生产效率不高。在后来工程机械设备的生产过程中大规模应用了流水线作业方式，在流水线作业方式中，生产人员只需要专精自己负责的生产环节就可以大幅提高工程机械设备产品的总体生产质量和生产效率。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，劳动力的价格逐渐提高，企业为了增加工程机械产品的产能，大幅引入了工程机械生产相关生产设备，而这些生产设备中绝大多数用到了机电一体化技术。
2 计算机技术在机械电子控制领域内的优势
在经济全球化以及市场经济的背景下，机械电子工程制造企业所面临的竞争压力也在逐步提升。如何提升產品生产质量以及生产效率，增强自身市场竞争力并在高强度的市场竞争中站稳脚跟成为了机械电子工程制造企业需要解决的首要问题。计算机控制技术可以解放工作人员的双手，降低了企业人力资源成本，同时提高了机械电子工程生产制造的效率，机械电子工程制造产品的精度和稳定性都得到了不小的提升。从发展的角度上来看，尽管计算机控制技术需要大量资金支持以用作自动化设备的购买，但其为企业带来的效益则在很大程度弥补了这部分支出，同时计算机控制技术在提升产品质量以及生产效率等方面表现更加优秀。
3 计算机技术在机械电子控制领域内的实际应用
3.1 机械电子控制中的仿真技术
我国机械电子控制技术还处在探索阶段，在这个阶段中，科研人员主要进行有关机械电子控制自动化技术的模拟操作建设技术方面的研究，在经过长时间的探索后，中国相关研究人员已经研究出来了仿真建模技术，其可与发达国家的电机械电子控制技术相媲美。仿真建模技术可以大大提高机电系统的数据传输速率，改善数据管理模式。衡量机械电子控制技术自动化水准的一个主要标准就是能否构建可以用于机电系统控制的模拟操作系统，而仿真建模技术正好做到了这一点，其所构建的模拟操作环境不但符合传统的机电控制规则，同时还在很大程度上实现了机电系统的同步控制。对于一些机电系统中出现的故障，仿真建模技术能够自主的侦测并排除问题，并且将问题解决过程呈现给操作员，避免问题的扩大。
3.2 专家系统在机械电子控制技术中的应用
专家系统中存储有大量机电系统运行以及维护的专家知识和经验，在实际机电系统的运行维护中能够起到自动控制、故障监测以及紧急处理的作用。目前的专家系统上主要是通过CBR以及RBR共同建立的机电系统故障监测系统进行机电系统的日常维护。在机电系统运行期间，专家系统可以实时监控机电系统相关设备的状态，并将其与数据库中的故障内容进行比较。如发现较为相似的案例情况，则迅速采取措施，急停设备或发出警报提醒工作人员检查等。
3.3 智能控制技术在机械电子控制中的应用
智能控制技术一是可以提高机械电子自动化控制技术的运行安全性，对于机械电子控制系统来说，其拥有的复杂性以及低容错率的特点，使得传统的机械电子控制技术难以全面的降低故障发生率，但是智能化控制技术能够实时并全局监测故障的发生。二是智能化控制技术的可控性，智能化控制技术能够远程进行机械电子系统的控制，通过软件与硬件之间的通讯连接，实现安全和高效的机电系统控制。随着我国机械电子工程制造企业的体量不断扩大化，使用人力去控制和运行逐渐困难，这意味着，智能化控制技术对于机电系统自我故障监测以及运行隐患排除上具有重要作用。由于智能控制技术的存在，机电系统的自我故障监测和消除才具有了发展的土壤。图1是机械电子控制领域内的智能控制技术示意图。
4 计算机技术在机械电子控制领域内的优化探索
计算机技术在机械电子控制领域内还具有广阔的发展前景，其集
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成化和并行化的性质不断得到了加强。集成化是指在机械电子控制领域内通过网络和计算机应用技术把其他系统如MIS、绿色设计系统、质量保证系统等设备系统与机电设备生产系统联系起来，实现机电设
备加工过程中的数据共享和传输，从而融入到整个企业集成制造系统中以便于更好的决策。并行化是指在机械电子控制领域内通过网络和计算机应用技术将工程机电设备加工系统与计算机设计软件CAD、ERP、MRP等相联，从而使得在产品的生命周期中的其各种产品因素例如质量、成本以及生产进度等都得到了全面的考虑，这是机电设备控制技术中并行性的体现。在集成化和并行化的基础发展方向上，目前计算机技术在机械电子控制领域内的主要发展前景有仪表监控系统以及自动化设备检测系统等。
4.1 仪表监控系统
仪表监控可以准确识别当前机电设备生产状态从而预防各种故障。传统的仪表监控有微处理器以及大规模集成电路等，随着科学技术的发展，一部分机械电子工程已经使用可编程逻辑控制器、分布式控制系统等较为先进的仪表监控系统代替传统仪表，在可编程逻辑控制器和分布式控制系统的科研基础上研究人员又研制出了新一代仪表监控系统如现场总线系统等。
4.2 自动化设备检测系统
自动化设备检测系统能够自动发现机电设备生产过程中的危险操作并将其排除，同时自动化设备检测系统还可以利用无损伤探伤法对机电设备生产过程中的生产设备进行探伤以综合分析其生产状态以及故障发生率，从而在很大程度上提前排除了设备故障威胁，切实保障了机电工程生产安全性。同时该系统还可以和设备故障报警系统共同使用，在设备发生安全事故时设备报警系统可以向工作人员发出警报并急停设备，能有效降低故障对于机械电子工程生产过程中的威胁。
5 结语
随着社会的不断发展，计算机技术不断应用在人们生活的各个方面。机械电子工程领域作为生产精密和尖端产品为主要产品的生产制造领域，将计算机技术应用在机械电子工程在生产设备的故障监测以及生产信息的储存和计算上大有裨益。由此可见计算机技术将为机械电子工程带来更多的机遇，在促进机械电子控制领域内的高端化以及智能化發展上具有重要作用。传统的机械电子企业由于其设备老旧以及科研水平导致机电设备在生产过程中的工作效率、安全性以及稳定性较差。计算机技术支持下的机电一体化技术因其优质加工、低能量消耗以及无人控制的优点成为了机械电子制造行业未来发展的主要方向，政府以及机电企业应当对机电一体化技术给予足够的重视，为我国工业化进程的不断加速以及节能减排的可持续发展目标做出切实的贡献。
参考文献：
[1]王宏奇.基于计算机在机械电子控制领域应用的研究[J].民营科技，2015（07）.
[2]李永顺.计算机在机械和电子控制产业领域中的应用分析[J].硅谷，2014（15）.
[3]肖萍.计算机在机械和电子控制产业领域的广泛应用[J].硅谷，2012（14）.
[4]王安娜.计算机在机械和电子控制产业领域中的应用[J].南方农机，2017（24）.