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摘要：在机电控制系统中，自动控制技术是提高控制成效的重要载体，为提升机电控制系统的性能，本文以机电控制系统一体化设计的方法切入点，并就如何实现一体化的自动控制技术进行了研究。
关键词：机电控制系统；自动控制技术；机电一体化设计
在机电控制系统中，其采用的自动控制技术较多，为实现其一体化控制，需要切实注重对其的一体化设计，才能确保其控制性能得到保障。
1.机电控制系统一体化自动控制方法
1.1多元组合控制方法的分析
这一方法是将机电控制系统中功能不同的标准功能模块，根据一定的设计要求来组合，从而得到完整的机电一体化自动控制系统，其核心主要是对不同的功能模块进行整合，尤其就在于周期短、过程简单。
1.2替代组合控制方法的分析
这一方法是在电子产品一体化设计中应用的主要类型，其机械控制结构主要是电子线路，利用微机、控制器等，对电子线路的程序进行编码，从而实现电子线路与机械控制结构的完美结合，并采用凸轮、变速结构将接触式控制器替代，从而实现一体化设计的效果。
1.3整体组合控制方法的分析
这一方法主要是利用电子技术和机械技术，基于整体的视角，将二者有机地结合起来，设计的机电一体化产品更具有完整性和针对性，注重产品使用性能的提升，具有设计周期长和成本大的特点[1]。
1.4方法对比
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图1：三种设计方法的对比示意图
2.机电控制系统一体化自动控制的设计对策--基于硬件的视角分析
由于在不同的机电设备中，其机电控制系统存在一定的差异，为了更好地加强对本文的研究，本文结合机电控制系统中常见的液压冲击器为研究案例，从硬件方面，就其自动化控制的一体化设计要点展开分析。
2.1单片机的设计
在对液压冲击器进行一体化自动控制设计时，单片机作为主要的硬件，所以需要确保所选的单片机具有以下功能：①储量大；②布尔处理能力；③位处理能力。其主要部件包含：①CPU；②数据存储器（ROM，RAM）；③I/O接口；④串行口。将单片机的总线需要互相连接起来，这样就会减少对用户资源的占用，避免对硬件的大范围改动，并利用串行口直接开展系统仿真，使得其具有较高的可靠性和应用优势。
2.2A/D模数转换器的设计
在设计A/D模数转换器时，应确保其具有以下功能：①基本功能；②串行控制功能；③输入端11个；⑤12位逐次逼近型；⑥接口简单，与单片机能直接连接。通过满足这些功能，那么在转换模数时，就可以利用12位开关电容，采取逐次逼近的方式来进行，并在任何一个器件中都设置片选、输出输入时钟以及地址输入单，而主处理器、外围串行口能与每个串行三态输出端进行任意连接和互相通信。最后与外部输入差分高阻抗基准电压相结合，达到简化转换器转换效率的目的，使得转换速度得到有效提升。
2.3接口设计要点
接口设计是一体化设计中的细部设计内容，需要在设计中加强对其的重视。在显示模块接口设计中，主要是选取驱动器与控制器为一体的字符型液晶控制器，从而更好地在集成电路中达到控制驱动的目的，并在这一模块的芯片中存储用户自定义的各种字符发生器。而在此基础上，为了与单片机接口相匹配，需要采用与之相符的数据总线形式与数据口，这样才能满足数据的接收和发送。
就本工程而言，选取的数据总线形式为8位，数据口是P0，并采用非编码键盘，对压力反馈值、二通插装阀启闭延时量进行了设置，从而更好地优化控制器的冲击性能和冲击频率。这主要是因为单片机的接口与非编码键盘间形成了一个完整的接口电路，在使用键盘时，采用定时扫描的方式，也就是结合预设的时间间隔自动对键盘进行扫描。在这一过程中，单片机的定时器中断的时间约为10毫秒，CPU会向定时器发送的溢出中断请求及时地进行相应，并对键盘进行扫描，从而及时满足键盘的输入请求，键盘与单片机控制芯片的相互配合完成键盘命令操作。
2.4电路设计要点
为满足机电控制系统一体化控制的要求，需要切实注重电路设计的优化，将电流与电压的转换电路设计进行优化，选取精密性较强的电压调节设备，当电流从电阻经过时，就会转化成电压，这样在扣除基准电压的基础上，得到具体的电压输出值，一般而言，从电阻经过的电流为4-20毫安，其对应的电压值就是0-5V，所以通过计算得出其电阻是208.33Ω，那么就需要在设计机电自动控制系统时，选取串联10Ω的微调电阻与200Ω的固定电阻的方式来加强驱动电路的设计，并选择电压12V的高速开关阀驱动动作的开关电源，最终得出如图2所示的驱动电路[2]。
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图2：基于高速开关阀的驱动电路
3.机电控制系统一体化自动控制的设计对策--基于软件的视角分析
从硬件视角加强机电控制系统一体化自动控制设计的基础上，还要在软件设计上进行针对性的匹配，以提升其兼容性。具体而言，主要是需要切实做好以下几个方面的工作：
3.1针对有级调节软件的设计
对于机电一体化自动控制系统而言，应紧密结合实际要求，在程序中做好工作时间组的预设。具体就是利用键盘按键合理地调用每个时间工作组。在非编码键盘中，主要包含了运行键、停止键、档位键，在利用自动控制系统对机电一体化产品实施控制时，若按下运行键，那么冲击器就会切换到工作状态，若按下停止键，冲击器就会切换到停止状态，但是整个系统始终在运行。而主程序中，当系统初始化之后，需要对存储单元进行清理，系统就会自动显示到实际监控的状态，利用开放外部中断和冲击控制子程序就能达到运行的需要。但是自动化有级控制冲击子程序中，当油锥阀开进、开回之后，若工作时间组已经明确，那么就需要将定时器0打开，并对油锥阀进行启闭操作，在油锥阀开进和关回后，关闭定时器1，同时将停止键按下。
3.2针对智能化软件的设计
智能化软件主要是为了满足高速开关阀启闭时间控制的需要，需要结合压力变送器显示的压力信号，控制模块软件时，对系统进行初始化，对接口下达的命令及时处理，及时执行驱动模块任务。例如以A/D采样程序为例，当A/D转换通道地址和采用通道设置达标之后，就需要进行片选，并选择通道AINO，将A/D转换器自动开启后实施延时操作，若转换结束，就会将转换结果传输到采样地址，从而对液压冲击器达到机电自动一体化控制的目的[3]。
4.结语
综上所述，本文以液压冲击器为例，对其机电自动一体化控制技术的实现进行了简要分析，在具体的机电技术中，需要结合机电控制系统自动控制技术的类型，采取针对性的机电一体化技术，尤其是可编程控制器的应用，才能构建完善而又灵活的自动控制技术。
参考文献：
[1]王银东.机电控制系统自动控制技术与一体化分析[J].农业科技与信息，2019（23）：112-113.
[2]朱进.关于机电控制系统自动控制技术与一体化设计的研究[J].现代盐化工，2019，46（06）：55-56.
[3]何广添.关于机电控制系统自动控制技术与一体化设计的研究[J].机电工程技术，2019，48（06）：179-181.