刍议电子机械设备的控制系统
刍议电子机械设备的控制系统 随着社会经济的不断发展，人们对电子机械的需求越来越大，因此，电子 机械设备在人类的生产活动中有很大的发展潜力。由于电子机械设备具有消耗能 量少、体积小、方便维修等特点，甚至还能缓解装置出现的全部问题。本文着重 分析了机械电子式软启动装置的特点及设计。1 机械电子式软启动装置的特点 1.1 不容易发生故障 随着先进技术的不断发展，机械设备功能也不断扩大，传统软启动装 置功能有一定的限制。由于传统的软启动装置电动机消耗的功率较大，如果一直 使用，电动机就难以启动，并且发生故障的频率大。而机械电子式软启动设备刚 好弥补了传统软启动设备的这些缺陷，机械设备在运行过程中产生的强电流，机 械电子式软启动设备能够承担，并且其易维护，操作方便，能及时解决故障问题。
1.2 启动平稳 由于对机械设备自身的不断扩展和改进，机械设备对启动设备的要求 越来越高，如今，传统的软启动设备远远不能满足现代机械设备运行的需求，电 动机运行过程中产生的强电流比传统的软启动设备大很多，所以，在启动后的工 作中，机械设备不容易平稳运行，而且出现故障的频率高。对于这些问题，机械 电子式软启动设备正好能够全部解决，软启动设备既能够轻松承载电动机械设备 启动时所产生的高强电流，还能够满足机械设备运行工作中的基本需要，控制电 流和承担荷载压力，使其能够在规定的范围内正常运行，这样可以大大地提高电 动机械设备启动的平稳性。其实，机械电子式软启动装置控制系统是在传统软启 动设备的基础上引进，机械电子式软启动技术，使其启动更平稳，更有序的运行。
2 机械电子式软启动装置启动设计 2.1 工作原理 机械电子式软启动装置可以结合自身承担的荷载对启动电流进行合 理的调节，降低启动时的压力，这样可以在一定程度上保护传动机械设施，而且 能够提高安全性，以此同时，还能减少能源的损耗。机械电子式软启动装置的主 回路的开关原件，一般选取晶闸管消耗的功率都是比较大，通过单片机智能化控制其导通角，机械电子式软启动装置的工作原理：在启动过程中，随着晶闸管的 导通角的逐渐加大，电机端将电压输入到晶闸管调压电路，当电机转速满足起动 转矩的要求时，启动过程就已经结束。软启动装置可以限制电流，当晶闸管全部 导通时，电机就会在额定电压下工作，并且还会接通旁路接触器，增长晶闸管的 使用中期，从而使电机进入稳定的运行状态。在关闭设备时，首先把旁路接触器 切断，逐渐降低软启动器内晶闸管导通角，电机转速停止工作后即设备关闭。
2.2 启动方式设计 要想更好地实现机械自动化控制，必须对机械电子软启动装置的启动 方式进行合理的设计。为能够平稳启动机械设备，并且能够其正常运行，可以采 用矩形转矩式、斜坡电压式、斜坡恒流式这三种启动方式。矩形转矩式软启动， 就是在满足荷载要求的情况下安全启动电动机，从而对软启动装置起到保护作 用;斜坡电压软启动，在机械设备正常运行中，直接跳过电流闭环控制的环节， 使其操作更方便;斜坡恒流式软启动，主要是以阶梯的形式不断增加电动机启动 电流，待电流达到最大值后，再对其进行控制，使电机用最少的时间完成启动过 程，而且处于稳定状态。这三种方法不仅有各自的优势，也有自身的缺陷，因此， 要根据电动机械设备运行的实际需要，正确地选择。
2.3 软件设计 软启动设备的核心设备是编程控制器，因此，对其程序要进行合理的 设计。
(1)程序编写。在编写编程软件过程中，可以采取不同的语言，把计 算机作为上位机，对设计对象进行可视化程序设计，这样可以提高机械电子式软 启动软件在工作中的反应和执行效率;
(2)为了能够更好地使机械电子式软启动装置运行处于恒定状态，应 安装故障报警系统，这样可以全程监控软件的运行，如果出现故障，能够及时发 现而且做出处理;
(3)采用控制语言来监控运行过程，采用形象语言来解决问题，设计 最简单的结构，在该结构下编制程序。在设计过程中，要根据控制系统的流程图 及功能要求，使机械电子式软启动装置的功能更加能满足人们的需求;
(4)把计算机作为上位机，设计一些工具栏、菜单、图形界面和软件系统主界面等软件系统，方便操作。
2.4 硬件设计 硬件设计没软件设计那么复杂，硬件设计主要设计机械电子式软启动 装置的电路。在设计主电路过程中，把晶闸管连接在电源和电动机定子之间，这 样可以方便控制电机转速和电压，使软启动装置能够平稳启动。使用机械电子式 软启动装置，可以大大地提高机械设备的生产效率。
2.5 抗外扰性能 在电子机械设备设计中，即使编写控制程序的数据计算地再准确，几 乎接近完美，但在实际的应用中，还是会常常有意外发生，有时会发生无法启动 的情况，其主要的原因是在实验的现场有很多肉眼看不到的外界因素，影响着电 子机械设备。外界扰乱主要是从装置线路或以磁场的方式直接进入电子机械设备 内部。控制系统与接地线的反向电压，直接影响电路源阻碍其核心职能控制系统。
电子机械设备自身的控制系统和电子机械设备的输入、输出都受到外界因素的干 扰。由于电子机械设备的硬件和软件自身制作配件受外界因素的干扰少，并且具 有吸收性能，所以，不用任何媒介就直接受到外界因素的影响。因此，不管是否 切断电源，设备的硬软件依然受到空间内磁场电波的影响，其以振动频率的模式， 即信息、信号干扰。
3 结束语 机械电子式软启动装置的应用越来越广泛，机械电子式软启动装置不 仅可以及时消除软启动装置的故障，还有具备很大的优势，体型小、维护方便、 操作简单及能耗小等，因此，必须加强机械电子式软启动装置控制系统的设计， 使其在人类生产活动中拥有更好的发展。
作者：龙世雄 来源：电子技术与软件工程 2016年13期