如今,人类社会的各个领域都利用了各种控制系统。例如在工业方面,生产过程中遇到的各种物理量,例如速度、温度、流量、压力、频率等,都有各自的控制系统。并且最近研究还采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统,以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。如江苏大学硕士韦庆志解决大多数工业生产中温度控制系统对复杂控制算法处理能力差,人机交互不尽完善,控制界面不够友好美观等问题,提出了一种基于ARM的模糊PID温度控制系统。控制系统在硬件上采ARM9微处理器AT91RM9200作为主控制芯片;在软件上移植了嵌入式实时操作系统Linux。系统还采用模糊PID控制算法对温度进行控制,有效的提高了系统对非线性、时变性和不确定性的处理能力,控制效果更好。此温度控制系统是针对一般工业温度控制特点提出的,具有扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点,还具有很好的人机交互能力,能够有效管理复杂的系统资源[11]。47996
此外,控制系统的应用领域还在继续增广,几乎涉及物理、医学、环境、经济、自然等所有领域。例如在医学领域,沈阳理工大学开发了一种新型气动复合康复机械手控制系统。这种新型系统利用普通PC机和VB设计了人机界面,作为接受作业任务的上位机,使得控制系统十分小型、轻量,操作方便灵活,从而解决了传统机械手对操作者专业素质高的缺点。同时该系统利用单片机作为康复机械手的控制器,还设计了通讯模块和监控模块,使数据可靠、准确和效率,并具有实时监控功能、位置感知功能、记录数据功能、自我保护功能等。实践结果证明,整个系统运行稳定,动作执行正确,娱乐、数据保存功能都可实现,能满足康复训练的需要[12]。
在压力机控制系统方面中,控制系统的性能至关重要,在一定程度上决定了压力机的生产效能。如今,该领域已成为压力机的研究热点论文网。国内外的企业和研究机构都在积极开展压力机数控化的研究,世界知名的数字控制系统开发商已有成熟的产品推向市场。在学术研究方面,压力机和控制系统正在快速发展,并出现许多新的研究成果。2009年广东工业大学硕士史国亮在论《1100KN伺服曲柄压力机控制系统研究》中,研制了一种新型的智能化曲柄压力机控制系统。论文中使用重载伺服电机代替普通电机,再辅以计算机及智能控制术,通过改变驱动电机转速,使滑块运动曲线可调,使曲柄压力机具有智能化、柔性化的特点[13]。在公司产品方面,也出现许多新型压力机控制系统,如陕西重型汽车有限公司使用三菱Q系列PLC改造了英国W&M公司的1500T压力机控制系统[14],台湾长荣自动化公司研制出全电式冲压机控制器,西门子公司的SIMOTION运动控制系统及S7—300系列PLC也是面向压力机的复杂运动控制开发的新一代数控产品。
压力机控制系统发展趋势
综合目前压力机控制技术来看,控制系统只是在硬件上采用了处理速度更快、软硬件资源丰富的微型计算机,而在网络与控制理论层次还有很大的研究空间,未来压力机的控制系统将朝着以下三个方向发展:
(1)智能化,随着计算机技术的发展,各种控制系统都安装了专用CPU,使得控制系统都具有了计算能力和通信能力,这便是控制系统的智能化。而且,随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展,数控系统的智能化程度将不断提高[15]。
(2)网络化,通过以太网将设备接入企业网,使生产运行数据能及时反馈至工作人员,便于设备管理、监控,若出现本地技术人员无法解决的技术故障,还可通过Internet连接远程维护中心,实现远程故障诊断与维护。