機(jī)械控制論文全文(5篇)

1PLC電氣控制電路缺陷分析

在機(jī)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—?！；蛘纯刂茊卧收?，則無法達(dá)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(jī)械控制工程中，如果數(shù)字量輸入端故障，則會導(dǎo)致PLC無法正常接收按鈕等主令電器發(fā)出的指令，進(jìn)而在機(jī)械設(shè)備電機(jī)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(dǎo)致觸點出現(xiàn)粘連問題，進(jìn)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(guān)較遠(yuǎn)，則電機(jī)將無法正常、快速停車，進(jìn)而在生產(chǎn)過程中有可能引發(fā)重大設(shè)備和人身傷亡事故。比如，在礦山主井、副井卷揚機(jī)的運行中，必須保證電機(jī)可及時停車。

1.3正反轉(zhuǎn)按鈕接觸器故障

一、基于計算機(jī)的機(jī)械控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

（一）網(wǎng)絡(luò)化

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)在計算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用更加深入，應(yīng)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(luò)化過程中產(chǎn)生了質(zhì)的改變，機(jī)械制造業(yè)企業(yè)也在逐步使用網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)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(shù)變革與控制系統(tǒng)原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，實現(xiàn)了從最底層的任務(wù)控制到高層任務(wù)結(jié)構(gòu)和調(diào)度的優(yōu)化，各類儀器是網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的最小單元，他們在數(shù)字化基礎(chǔ)上實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)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(shè)備單元構(gòu)成，實現(xiàn)了互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通。現(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(wù)，最后通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行所有任務(wù)的協(xié)調(diào)和組織，最后實現(xiàn)預(yù)定的控制任務(wù)。

（二）扁平化

在實際應(yīng)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(jī)控制系統(tǒng)本身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是封裝起來的，接口的協(xié)議和結(jié)構(gòu)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(luò)分布將網(wǎng)絡(luò)劃分成不同的層次，各個層次通過計算機(jī)這個媒介進(jìn)行交互和通訊，層次直接是不允許直接通訊的，受到計算機(jī)設(shè)備的限制。機(jī)械企業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，其通訊能力和規(guī)模不斷擴(kuò)大，分布式控制系統(tǒng)中難以實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)連接可以在一個貫穿的環(huán)境中實現(xiàn)，現(xiàn)場總線技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)能力的實現(xiàn)帶來了現(xiàn)場智能設(shè)備和儀器的網(wǎng)絡(luò)化，這種網(wǎng)絡(luò)化也讓計算機(jī)控制系統(tǒng)底層功能相互連接起來，現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴(kuò)展性比以前強(qiáng)大很多，容納更多的設(shè)備，這些設(shè)備可以歸屬不同的回路控制系統(tǒng)。總的來說，計算機(jī)控制系統(tǒng)總體分為企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)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(wù)調(diào)度，管理數(shù)據(jù)和處理相關(guān)數(shù)據(jù)，以及管理網(wǎng)關(guān)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(luò)來整體管理，這方面管理者進(jìn)行總體規(guī)劃和及時調(diào)整工作。而現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)就是負(fù)責(zé)具體設(shè)備單元和儀表單元的工作。兩個網(wǎng)絡(luò)共同形成計算機(jī)控制系統(tǒng)，機(jī)械制造流水線中，所有管理和調(diào)度都交給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，領(lǐng)導(dǎo)可以隨時查驗和調(diào)整作業(yè)進(jìn)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(fù)責(zé)，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(luò)各自處理自己的事情，不會因為任務(wù)太多出現(xiàn)混亂甚至系統(tǒng)失控。

二、基于計算機(jī)的機(jī)械控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程

基于計算機(jī)的機(jī)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(jī)網(wǎng)絡(luò)時代，技術(shù)是一個企業(yè)的生命力，計算機(jī)控制系統(tǒng)可以讓企業(yè)同時進(jìn)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(shè)備單元的工作和人的管理活動都需要信息技術(shù)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(yīng)于當(dāng)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(jié)構(gòu)，面對不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(jìn)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(qiáng)度和計算機(jī)的耗損，第一，計算機(jī)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(jìn)行處理。第二，采用脫離方式或者聯(lián)機(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)的機(jī)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(xué)習(xí)能力。計算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)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(jī)能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進(jìn)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(jī)也要及時的處理，并通過計算機(jī)控制系統(tǒng)將信息進(jìn)行歸納總結(jié)，提供給使用者更好的建議。近年來，機(jī)械行業(yè)一直在進(jìn)行各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化，模具的設(shè)計制作，高標(biāo)準(zhǔn)零部件的設(shè)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(jī)每天都在完成海量的控制信息發(fā)送，接收和計算。計算機(jī)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(fù)雜，圖像和信號都要經(jīng)過計算機(jī)系統(tǒng)翻譯成可以被自身識別的機(jī)器碼，然后再經(jīng)過計算機(jī)相關(guān)算法的加工，最后把處理結(jié)果傳達(dá)給終端控制系統(tǒng)發(fā)出不同指令讓機(jī)械設(shè)備完成，這種自動化的控制過程給大規(guī)模機(jī)械制造提供了基礎(chǔ)，人們正日益享受到這種技術(shù)帶來的利益，汽車，自行車，電視，冰箱等機(jī)械化產(chǎn)品越來越便宜，這都是計算機(jī)控制系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)的處理才能夠完成相關(guān)作業(yè)?；谟嬎銠C(jī)的機(jī)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(jī)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(rèn)為輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使得計算機(jī)控制系統(tǒng)能夠識別，這些轉(zhuǎn)化后的機(jī)器語言會進(jìn)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(yù)設(shè)的算法進(jìn)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(luò)空間存儲這些有價值的信息。而客戶只需要查詢計算機(jī)控制系統(tǒng)就知道產(chǎn)品的序列號，批號，各個零部件的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計。

1機(jī)械控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

電腦橫機(jī)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(shè)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(shè)計為基礎(chǔ)來實現(xiàn)自身功能，而一些應(yīng)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(dāng)?shù)停脩魧虞^為困難。在嵌入式算法的基礎(chǔ)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(kuò)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(kuò)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(chǔ)，Internet的接入為嵌入式系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)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(biāo)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(yīng)用廣泛，因此需要其對各種異常或者各種命令隨時隨地做出回應(yīng)。

（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(guān)重要的作用。

一、智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用

1.控制目標(biāo)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(shù)在控制目標(biāo)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(shù)應(yīng)用于挖掘機(jī)領(lǐng)域方面，其主要要實現(xiàn)的控制目標(biāo)就是要實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，同時也要提高機(jī)械生產(chǎn)的效率。智能控制技術(shù)使用在壓路機(jī)領(lǐng)域方面主要就是要實現(xiàn)碾壓的質(zhì)量和壓實的速度。當(dāng)前挖掘機(jī)主要有兩種控制策略,一是“負(fù)載適應(yīng)控制”另一種是“動力適應(yīng)控制”。負(fù)載適應(yīng)控制主要就是指在發(fā)動機(jī)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(jìn)行適當(dāng)?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(yīng)控制就是在實際的工作中發(fā)動機(jī)要根據(jù)運行的具體情況支持發(fā)動機(jī)的動力輸出，這也極大的節(jié)約了能源。采用“負(fù)載適應(yīng)控制”技術(shù)的挖掘機(jī),一般設(shè)有幾種動力選擇模式,如最大功率模式,標(biāo)準(zhǔn)功率模式和經(jīng)濟(jì)功率模式,每種模式下的發(fā)動機(jī)輸出功率基本恒定,同時液壓泵業(yè)設(shè)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(jī)速度傳感控制技術(shù)（ESS控制技術(shù)）,在匹配時將每種功率模式下的泵的吸收功率設(shè)定為大于或等于該模式下的發(fā)動機(jī)輸出功率,這樣可以使液壓系統(tǒng)充分吸收利用發(fā)動機(jī)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(fù)載與發(fā)動機(jī)的動力輸出,避免發(fā)動機(jī)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(jī)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(dāng)，非常容易造成浪費的現(xiàn)象。采用動力適應(yīng)控制以后挖掘機(jī)就能夠開啟自動控制的模式，在作業(yè)的過程中，該技術(shù)可以根據(jù)實際的需要為發(fā)動機(jī)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(jī)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(jì)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(jī)器對施工的具體情況進(jìn)行有效的識別，同時根據(jù)其分析的具體狀況制定適當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法，發(fā)動機(jī)和該系統(tǒng)在運行的過程中會對運行的狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?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(jī)智能控制技術(shù)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(jìn)行維護(hù)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(jī)在使用智能控制技術(shù)的過程中需要根據(jù)設(shè)定的質(zhì)量和目標(biāo)對壓實的效果進(jìn)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(dāng)吹風(fēng)開始時

自動機(jī)吹風(fēng)手柄開始動作，壓住行程開關(guān)甲，接通電源后，電機(jī)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(guān)乙，此時行程開關(guān)乙動作，自動切斷電源，電機(jī)停止工作。 為了穩(wěn)妥，在電機(jī)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(fēng)結(jié)束、行程開關(guān)甲、電機(jī)、減速器、蝶閥、行程開關(guān)乙反向工作 ， 如此不斷反復(fù)循環(huán)。改裝后，動作輕松，蝶閥關(guān)、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(fēng)機(jī)，配用電機(jī)功率 125 kW，工作轉(zhuǎn)速接近 3000轉(zhuǎn)/分， 運行溫度達(dá) 60℃以上。 該風(fēng)機(jī)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(dāng)?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(yīng)增高。2012 年 12 月份在新車間的一臺風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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