杨宾
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摘要：随着物联网技术的不断发展，物联网已经作为新时代的新兴产业，逐渐地应用在各个领域，改变了世界经济发展的面貌，物联网的数控技术能够解决机械控制方面的众多难题，为机械机电自动化控制带来机遇与挑战，为机械机电自动化控制系统更加适应现代化发展创造良好的数控基础。
关键词：物联网数控；机械机电；自动化控制系统
引言
机械机电控制系统通过特制的机电传感装置，对机电设施的运行状态和过程进行监督和控制，其中的控制装置负责对系统的过程或状态进行分析与比较，专门的执行装置来完成系统中的执行环节。机电控制系统的控制方法并不单一，其可以是两种方式的结合，而各种方式都具有自己的特点，文章就此进行一些探讨。
1机电控制系统与自动化控制系统概述
1.1机电控制系统
随着计算机技术的发展,机电控制系统应运而生并在很多领域得到广泛应用。在当前的科技领域里,机电控制系统指的是通过控制系统将控制装置与控制对象连接起来,在没有人工参与的情况下使用各种控制装置来操控设备机器自动按照原来设计好的流程来运行以达到设定的任务。机电控制系统的核心是控制,其中综合运用了微电子、信息处理、传感检测等诸多技术,逐步形成具备一条龙服务的综合性一体化技术。而且,机电控制系统的控制主要是远程控制,技术人员不在现场,通过网络远程控制机器,这种基于网络的控制模式可以通过在本地计算机上操作来完成对远程计算机的控制,其中细分为以下三种模式:第一种是保持型的,即技术人员必须对正在运行的每一个环节保持关注并随时做好干预的准备。第二种是完整型的,技术人员不需要随时关注,系统任务运行完成之后会向主服务器报告。第三种是交互型的,技术人员与计算机之间随时可以建立联系,是否干预取决于系统的运行状态,由技术人员自己决定。
1.2自动化控制系统
自动化控制系统是指通过控制器使被控制的对象自动按照预先设定好的环节来运行,其理论依据包括经典控制理论以及现代控制理论。虽然两者所使用的数学工具有所不同,一种是采用自动调节器来操控反馈闭环,一种则侧重于随机性与自适应能力,但是两者都有很明确的控制对象,都需要精准的用数学方程以及函数来建立数学模型。自动控制系统根据不同的内容可以分为高精度定位控制、自适应控制、自诊断控制、自调整校正控制等几个种类。自动化控制技术的出现摆脱了人工因素,实现了自动运行的机械化生产,可以说自动化技术是机电一体化的基础。
2基于物联网数控的机械机电自动化控制系统设计
2.1硬件设计
2.1.1远程监控器设计
本文设计的远程监控器主要由信息终端部分、数据交换部分、感知中心、监控中心四部分组成。远程控制器中的信息终端能够显示控制器采集的数据内容，其中的硬件模块由信息处理器、以太网网关、采集器等结构组成；数据交换部分主要负责对机械机电自动化生产过程中的数据包进行采集与分析，寻找机械机电设备的运行误差与故障点，硬件结构主要有微数据处理器、参数分析仪以及数据储存卡；其他两部分主要对机械机电自动化实现过程中的参数与相关运行数据进行采集与感知，能够通过物联网的数控技术域管理员完成通信交流，硬件结构包含CPU、电源模块、智能监控器、A/D数据端口等，本文采用主控CPU运行位数为16位，能够同时带动258G的数据运行空间，CPU中所接收的信号主要为控制信号，而CPU发出的控制信号与系统中的各个硬件组织均通过通信协议相关联。
2.1.2数据交换中心设计
数据交换中心由多个数据服务模块组成，主要负责机械机电自动化控制的异步告警、日志记录、命令传输、故障处理、数据转发、参数设置等功能。在物联网数控技术下的数据交换主要以数据传输中的数据交换为主要工作，数据传输中的系统运行速度、运行稳定性均影响着数据交换中心的效率，本文则在数据交换中心添加数控芯片作为数控机床的二进制代码转换设备，此芯片能够实时提升数据交换中心的运行数据精准度，保障数据能够完整到达管理人员操控平台中。
2.2软件设计
2.2.1采集程序设计
基于物联网数控的机械机电自动化控制系统的采集程序需要能够对自动化实现过程中的机床制造数据进行包装与解析，采集程序中的采集过程主要为数据的包装解析做数据型号铺垫，采集程序能够支配数据交换中心与监控中心，通过监控中心获取的实时数据传输至交换中心，使交换中心能够在第一时间完成监控命令的监控与发布，数据交换中心的数据采集程序可以根据数据的不同类型进行命令下达与数据转换服务器，使程序的命令与异步告警功能、队列管理功能、参数设置功能、监控功能分布在机械机电自动化每一种类型设备内。采集程序对机械机电自动化制造设备的数据模块具有感知能力，能够应用物联网数控技术在机床中添加射频标签，机床在生产过程中应用的参数以及产生的数据信息均可以通过射频标签录入采集程序中，采集程序再将整个车间范围内的加工物件信息传达至管理控制中心，方便工作人员的分配，随着射频标签的移动采集程序能够对标签进行跟踪，能够获取在设备制造生产运输过程中出现的潜在故障或加工进度信息，最终以物联网数控技术将自动化制造设备数据统一分析处理并归纳，减轻管理人员的工作负担。
2.2.2控制程序设计
控制程序是决定机械机电自动化控制系统生产的核心程序，此程序能够通过物联网向机械机电生产设备下达生产命令与停止命令。此程序的设计融入数控机床的每个生产环节中，能够控制生产设备的故障诊断子系统、数控机床通信子系统、数据管理子系统、数据监控子系统、数据采集感知子系统等，其实现途径主要是通过以太网网关进入数据采集设备中，再应用物联网数控技术进行无线通信模块的感知。程序与CPU硬件结合，使CPU空间中的数据处理过程中被控制程序的支配，达到不存在数据传输协议的干扰与信道噪声的干扰。
2.2.3存储程序设计
物联网数控技术能够识别机械机电自动化控制系统中不同类型的数据，但是对于储存程序的设计存在一定的干扰性，为此本文在对储存程序的设计过程中需要将物联网数控技术下的数据交换中心、数据监控中心待储存的数据格式统一化处理，将原始储存程序中的不同格式数据格式化。储存程序主要分布在硬件系统中的数据监控中心与数据交换中心，对数据监控中心的数据进行储存的过程中需要引用数据传输协议，对数据安全性能进行分析处理；对数据交换中心的数据进行储存过程中需要将数据传输端口与数据接收端口的数据进行采样分析，分析数据是否具备被数控的性质。
结语
总而言之,机电自动化控制系统设计已经越来越多的应用于各个领域,其自动化的特性以及优越的性能获得了人们的认可与青睐。在设计过程中必须保持稳定、精确、快捷的原则,在设计方向上向着接口标准化、应用智能化、产品绿色化、市场拓展网络化的目标前进,通过利用电子线路改进机械设备、电子技术与机械技术相结合、多功能模块整体整合等方法来优化机电控制系统与自动化控制系统,提升产品质量与产品性能。
参考文献
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