機械控制論文全文(5篇)

1PLC電氣控制電路缺陷分析

在機械生產(chǎn)過程中，常出現(xiàn)緊急剎車的情況。如果PLC電氣控制系統(tǒng)中的起—保—?；蛘纯刂茊卧收?，則無法達到緊急剎車的目的。常見故障有以下4種。

1.1數(shù)字量輸入端故障

在PLC生產(chǎn)機械控制工程中，如果數(shù)字量輸入端故障，則會導致PLC無法正常接收按鈕等主令電器發(fā)出的指令，進而在機械設備電機啟動后無法通過停止按鈕停止。

1.2常閉觸點連接故障

在安裝PLC電氣控制系統(tǒng)時，常將按鈕常閉觸點連接在PLC數(shù)字量輸入端來作為停止按鈕。在這種情況下，停止按鈕處于長期通電狀態(tài)，可能會導致觸點出現(xiàn)粘連問題，進而在按動停止按鈕后無法正常停車。對于此類故障，想要實現(xiàn)正常停車，需要將主回路電源切斷。如果主回路電源開關較遠，則電機將無法正常、快速停車，進而在生產(chǎn)過程中有可能引發(fā)重大設備和人身傷亡事故。比如，在礦山主井、副井卷揚機的運行中，必須保證電機可及時停車。

1.3正反轉(zhuǎn)按鈕接觸器故障

一、基于計算機的機械控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

（一）網(wǎng)絡化

計算機網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，使得網(wǎng)絡在計算機控制系統(tǒng)的應用更加深入，應用規(guī)模也發(fā)生了變化，使得一般回路控制系統(tǒng)的特點在網(wǎng)絡化過程中產(chǎn)生了質(zhì)的改變，機械制造業(yè)企業(yè)也在逐步使用網(wǎng)絡化的控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡技術的現(xiàn)場應用改變了這一局面，它能夠讓儀器之間實現(xiàn)通訊。此種技術變革與控制系統(tǒng)原有的網(wǎng)絡結構結合起來，實現(xiàn)了從最底層的任務控制到高層任務結構和調(diào)度的優(yōu)化，各類儀器是網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的最小單元，他們在數(shù)字化基礎上實現(xiàn)了網(wǎng)絡化，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)正是由這些數(shù)字化的儀器單元加上智能化和可自治性的現(xiàn)場設備單元構成，實現(xiàn)了互連設備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)就可以通過各個具體單元獨立完成自己的任務，最后通過網(wǎng)絡進行所有任務的協(xié)調(diào)和組織，最后實現(xiàn)預定的控制任務。

（二）扁平化

在實際應用中，不同廠家的產(chǎn)品交互性差，這是由于不同廠家計算機控制系統(tǒng)本身的網(wǎng)絡結構和數(shù)據(jù)結構是封裝起來的，接口的協(xié)議和結構存在差異性，造成總線系統(tǒng)的不穩(wěn)定?？刂葡到y(tǒng)會根據(jù)功能單元和實際網(wǎng)絡分布將網(wǎng)絡劃分成不同的層次，各個層次通過計算機這個媒介進行交互和通訊，層次直接是不允許直接通訊的，受到計算機設備的限制。機械企業(yè)網(wǎng)絡技術的應用和發(fā)展，其通訊能力和規(guī)模不斷擴大，分布式控制系統(tǒng)中難以實現(xiàn)的網(wǎng)絡連接可以在一個貫穿的環(huán)境中實現(xiàn)，現(xiàn)場總線技術中網(wǎng)絡能力的實現(xiàn)帶來了現(xiàn)場智能設備和儀器的網(wǎng)絡化，這種網(wǎng)絡化也讓計算機控制系統(tǒng)底層功能相互連接起來，現(xiàn)場網(wǎng)絡技術擴展性比以前強大很多，容納更多的設備，這些設備可以歸屬不同的回路控制系統(tǒng)。總的來說，計算機控制系統(tǒng)總體分為企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡和現(xiàn)場級網(wǎng)絡，企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡的功能主要是整體控制和調(diào)度，具有基本決策，系統(tǒng)任務調(diào)度，管理數(shù)據(jù)和處理相關數(shù)據(jù)，以及管理網(wǎng)關系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)的整體調(diào)整和優(yōu)化都交給企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡來整體管理，這方面管理者進行總體規(guī)劃和及時調(diào)整工作。而現(xiàn)場級網(wǎng)絡的任務就是負責具體設備單元和儀表單元的工作。兩個網(wǎng)絡共同形成計算機控制系統(tǒng)，機械制造流水線中，所有管理和調(diào)度都交給內(nèi)部網(wǎng)絡，領導可以隨時查驗和調(diào)整作業(yè)進度，而糾錯、顯示、記錄，現(xiàn)場控制的監(jiān)視以及故障診斷和處理等工作由下一層級負責，使得整個控制系統(tǒng)具有統(tǒng)一性和規(guī)范性，兩層網(wǎng)絡各自處理自己的事情，不會因為任務太多出現(xiàn)混亂甚至系統(tǒng)失控。

二、基于計算機的機械控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程

基于計算機的機械控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理過程可以用流程圖來描述，流程圖就是描述信息傳播過程的，可以把抽象的過程具體化。計算機網(wǎng)絡時代，技術是一個企業(yè)的生命力，計算機控制系統(tǒng)可以讓企業(yè)同時進行總體調(diào)度優(yōu)化，管理和現(xiàn)場具體問題的控制管理。在實際生產(chǎn)過程中，設備單元的工作和人的管理活動都需要信息技術的支持，能夠讓企業(yè)大幅度提高作業(yè)效率和可持續(xù)發(fā)展能力，適應于當前激烈的競爭環(huán)境。對于控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理單元的工作方法和結構，面對不同的數(shù)據(jù)結構可以選用不同的處理辦法，優(yōu)化軟件和硬件的配置可以有針對性的選取不同的數(shù)據(jù)進行處理，這樣才能夠高效率的處理數(shù)據(jù)，減少工作人員的勞動強度和計算機的耗損，第一，計算機可以采用單道處理，多道處理器和交互式處理器對數(shù)據(jù)進行處理。第二，采用脫離方式或者聯(lián)機方式處理數(shù)據(jù)。第三，可以采用分布式算法或者集中式，并行思想的理念處理數(shù)據(jù)。第四，計算機也可以選擇分批次，實時，分階段的方式處理數(shù)據(jù)，這也需要對于數(shù)據(jù)進行合理的劃分，防止不合理數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。數(shù)據(jù)處理是基于計算機的機械控制系統(tǒng)必須具備的能力，主要包括對于來源數(shù)據(jù)的分析和處理，做出與之相符合的具體操作方式，具備簡單的智能化和學習能力。計算機控制系統(tǒng)的應用十分廣泛，其中十分重要的功能就是數(shù)據(jù)處理，大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要求計算機能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進行處理，并得到有益的信息，物聯(lián)網(wǎng)每時每刻都在產(chǎn)生信息，計算機也要及時的處理，并通過計算機控制系統(tǒng)將信息進行歸納總結，提供給使用者更好的建議。近年來，機械行業(yè)一直在進行各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化，模具的設計制作，高標準零部件的設計制造，還有各個零部件的組裝，一個個全自動化的生產(chǎn)線開始運營，計算機每天都在完成海量的控制信息發(fā)送，接收和計算。計算機控制系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)大多是生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的圖像和信號信息，整個處理過程十分復雜，圖像和信號都要經(jīng)過計算機系統(tǒng)翻譯成可以被自身識別的機器碼，然后再經(jīng)過計算機相關算法的加工，最后把處理結果傳達給終端控制系統(tǒng)發(fā)出不同指令讓機械設備完成，這種自動化的控制過程給大規(guī)模機械制造提供了基礎，人們正日益享受到這種技術帶來的利益，汽車，自行車，電視，冰箱等機械化產(chǎn)品越來越便宜，這都是計算機控制系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)的處理才能夠完成相關作業(yè)。基于計算機的機械控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的過程主要分為八個方面，首先是數(shù)據(jù)的采集，通過計算機系統(tǒng)直接或者間接的獲取到數(shù)據(jù)，然后將自然數(shù)據(jù)或者認為輸入的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化，使得計算機控制系統(tǒng)能夠識別，這些轉(zhuǎn)化后的機器語言會進行再一次編碼和分組，按照控制系統(tǒng)本身的要求分為不同的部分，傳輸?shù)讲煌K和組織，子功能模塊會根據(jù)接收的信息按照預設的算法進行計算和分析，得到客戶所期望的信息。最后會在不同的網(wǎng)絡空間存儲這些有價值的信息。而客戶只需要查詢計算機控制系統(tǒng)就知道產(chǎn)品的序列號，批號，各個零部件的標準等等有價值的信息，減少了數(shù)據(jù)整理時間，廠家可以專心于產(chǎn)品設計。

1機械控制系統(tǒng)的結構設計

電腦橫機的類型很多，但是其控制系統(tǒng)大同小異，控制流程大體為：輸入設備、打版系統(tǒng)、存儲介質(zhì)、控制系統(tǒng)和執(zhí)行單元。其中打版系統(tǒng)的作用主要是生成花型文件，花型文件借助存儲介質(zhì)輸入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過解析花型文件，從而產(chǎn)生控制信號，最后將這些控制信號發(fā)送給執(zhí)行單元來協(xié)調(diào)完成紡織工作。

2嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)以整個硬件設計為基礎來實現(xiàn)自身功能，而一些應用程序的管理以及硬件的分配需要軟件的幫助，這樣便于開發(fā)程序。嵌入式操作系統(tǒng)經(jīng)歷了四個發(fā)展階段，首先是嵌入式算法階段，該階段沒有操作系統(tǒng)，主要是通過匯編語言來直接控制系統(tǒng)，因此整個系統(tǒng)相對較為單一，工作效率也相當?shù)停脩魧虞^為困難。在嵌入式算法的基礎上又發(fā)展了一種簡單的操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要以嵌入式CPU為核心，其特點是功能簡單，成本較低，工作效率高，所用操作軟件較為專業(yè)化，兼容性和擴展性較好，但是在處理用戶界面時還不是特別容易。因此嵌入式操作系統(tǒng)階段又發(fā)展成為一種嵌入式的通用操作系統(tǒng)，此階段的嵌入式操作系統(tǒng)兼容性較好、工作效率較高、體積小、擴展性較好，而且用戶界面友好。目前正在飛速發(fā)展的一個階段是以Internet為基礎，Internet的接入為嵌入式系統(tǒng)提供了強大的網(wǎng)絡運作功能，這是嵌入式操作系統(tǒng)的需求，也是其飛速發(fā)展的一個標志。開發(fā)嵌入式系統(tǒng)主要是選擇操作系統(tǒng)，選擇原則包括：

（1）兼容性，操作系統(tǒng)是否具有兼容性在各異的平臺或者各異的系統(tǒng)上顯得尤為重要，良好的軟件兼容性可以使系統(tǒng)在不同的平臺上方便地運行，或者通過簡單的微調(diào)就可以運行。

（2）實時性，嵌入式操作系統(tǒng)的應用廣泛，因此需要其對各種異?；蛘吒鞣N命令隨時隨地做出回應。

（3）豐富的資源信息，這對提高系統(tǒng)開發(fā)的效率起著至關重要的作用。

一、智能控制技術在工程機械控制中的應用

1.控制目標和策略

在實際工作中，極其的作業(yè)形式和作業(yè)方法都存在著一定的差異，所以智能控制技術在控制目標和控制策略的選擇上也存在著很大的不同。在智能控制技術應用于挖掘機領域方面，其主要要實現(xiàn)的控制目標就是要實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，同時也要提高機械生產(chǎn)的效率。智能控制技術使用在壓路機領域方面主要就是要實現(xiàn)碾壓的質(zhì)量和壓實的速度。當前挖掘機主要有兩種控制策略,一是“負載適應控制”另一種是“動力適應控制”。負載適應控制主要就是指在發(fā)動機發(fā)出功率已經(jīng)穩(wěn)定的情況下，液壓系統(tǒng)能夠根據(jù)實際的需要對自身的運行狀態(tài)進行適當?shù)恼{(diào)整，從而使其能夠以最佳的狀態(tài)來完成工作。動力適應控制就是在實際的工作中發(fā)動機要根據(jù)運行的具體情況支持發(fā)動機的動力輸出，這也極大的節(jié)約了能源。采用“負載適應控制”技術的挖掘機,一般設有幾種動力選擇模式,如最大功率模式,標準功率模式和經(jīng)濟功率模式,每種模式下的發(fā)動機輸出功率基本恒定,同時液壓泵業(yè)設有幾條恒功率曲線與之匹配。由于系統(tǒng)中采用了發(fā)動機速度傳感控制技術（ESS控制技術）,在匹配時將每種功率模式下的泵的吸收功率設定為大于或等于該模式下的發(fā)動機輸出功率,這樣可以使液壓系統(tǒng)充分吸收利用發(fā)動機的功率,減少能量損失。還可以通過對泵的吸收功率的調(diào)節(jié),協(xié)調(diào)負載與發(fā)動機的動力輸出,避免發(fā)動機熄火。在實際的工作中，操作人員需要根據(jù)作業(yè)面的具體情況選擇發(fā)動機電費模式，所以這種方式在實行的過程中還需要一定的人工參與，如果操作不當，非常容易造成浪費的現(xiàn)象。采用動力適應控制以后挖掘機就能夠開啟自動控制的模式，在作業(yè)的過程中，該技術可以根據(jù)實際的需要為發(fā)動機的運行提供一定的動力，這樣也有效的避免了資源和能源的浪費現(xiàn)象，該系統(tǒng)可以根據(jù)機械運行的實際需要來供給動力，在運行的過程中不需要過多人工的操作和參與，在經(jīng)濟性和高效性上都有著很好的表現(xiàn)。這一系統(tǒng)的運行思路是讓機器對施工的具體情況進行有效的識別，同時根據(jù)其分析的具體狀況制定適當?shù)慕鉀Q辦法，發(fā)動機和該系統(tǒng)在運行的過程中會對運行的狀態(tài)進行適當?shù)恼{(diào)整，這樣就能夠保證其在運行的過程中處于良好的狀態(tài)。在挖掘機智能控制技術中還需要一些節(jié)能和為操作提供方便的方法，采用這些方法能夠更好的對系統(tǒng)進行維護和保養(yǎng)，能夠更加有效的提升整個系統(tǒng)的性能和運行質(zhì)量。智能壓路機在使用智能控制技術的過程中需要根據(jù)設定的質(zhì)量和目標對壓實的效果進行有效的檢測和控制，同時還要通過系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)來尋找最佳的解決方案。

2.控制方法

任何智能控制系統(tǒng)包含三個過程：

（1）采集信息；

（2）處理信息并做出決策和思考；

一、當吹風開始時

自動機吹風手柄開始動作，壓住行程開關甲，接通電源后，電機開始動作，經(jīng)減速器減速，轉(zhuǎn)動蝶閥。 閥板轉(zhuǎn)過 90°以后，裝在蝶閥軸上的鐵板壓住行程開關乙，此時行程開關乙動作，自動切斷電源，電機停止工作。 為了穩(wěn)妥，在電機上裝上制動器，以防慣性作用，扭壞聯(lián)軸器。 此時蝶閥打開，停留在 90°位置上，吹風結束、行程開關甲、電機、減速器、蝶閥、行程開關乙反向工作 ， 如此不斷反復循環(huán)。改裝后，動作輕松，蝶閥關、開自如，并且省掉了 0.3V 空氣泵、空氣儲氣缸、氣缸、二位四通電磁閥等以及大量流體管道， 從而減少了投資，節(jié)約了檢修費用，避免了泄漏，使用配件名稱、型號見。

二、我廠在化工生產(chǎn)系統(tǒng)中

 使用 8－189# 循環(huán)風機，配用電機功率 125 kW，工作轉(zhuǎn)速接近 3000轉(zhuǎn)/分， 運行溫度達 60℃以上。 該風機使用 10~20# 潤滑油， 由于主軸兩端僅采用羊毛氈油封，在長期運行中，密封性能差，更換油封比較困難，引起潤滑大量泄漏，并且污染環(huán)境，操作條件極差。 別的單位也有同樣反映。為了解決以上問題，我們在主軸兩端的軸承端蓋內(nèi)，添加了 2 只金屬防油圈（見圖 2），并將軸承緊定螺帽作了適當?shù)男螤罡膭?，巧妙地利用高速離心泵原理，在防油圈與緊定螺帽之間的間隙內(nèi)產(chǎn)生偏向軸承的吹掃氣流，過此間隙外泄的潤滑油被重新吹回軸承， 基本上消除了軸端漏油，獲得較滿意效果。我們所使用的防油圈，其吹掃面與主軸中心線夾角為 54°，軸承緊定螺帽的配合面以同樣角度車制，安裝時控制其間隙為 0.8~1.5 毫米左右，保證運行時主軸受熱伸長留有足夠余地。 并且，為了不使添加防油圈后端蓋與上蓋底座之間的靜密封間隙增大， 端蓋壓環(huán)的高度也相應增高。2012 年 12 月份在新車間的一臺風機上裝防油圈后，潤滑油平均耗量從 3.0 kg/日下降到 0.2 kg/日，全年 2 臺常開風機可節(jié)油 1680 kg，同時環(huán)境污染基本消除，既實現(xiàn)了節(jié)能降耗，又改善了環(huán)境衛(wèi)生。

作者：薛福連 單位：遼寧省遼中縣遼河化工廠