时，功能的实现，可以通过不同的机构实现，而在对这些机构的机械设计要求不同的同时，很多情况下，其控制要求也不一样，相应的技术复杂程度、目标实现成本也不同，作为从事机电一体化装备设计的工程技术人员，同时具备机械设计和控制系统设计方面的知识，是设计出高性能。低成本的装备所必须的（也就是说，从事机械设计的工程技术人员，应该了解关于控制的知识；而从事控制系统设计的工程技术人员，应该了解机械设计或者机构方面的知识，这样才有利于项目方案的设计与项目的完成）。机电装备中，控制系统的功能是：……. 设计控制系统的基本要求是：……
37. 控制系统设计者将根据项目负责人核准的控制系统设计任务书，在和项目设计小组充分讨论的基础上，进行控制方案的设计。通过讨论，明确功能和技术要求，项目总体方案设计者提出控制系统设计任务书，并在此基础上，进行控制系统方案设计。
38. 对表格进行说明
控制系统的设计将围绕者控制单元展开，控制单元的确定，与控制系统的可靠性，经济性及建设的工程量和费用息息相关。
39. 由于各种控制单元各有所长，对于大型机械系统或需要具有管理功能，现场控制环境较为复杂的控制系统，可以考虑集散控制系统。集散控制系统由PC+PLC和MC组成硬件系统，系统一般分为3层，有集中控制层、现场控制层和执行层组成，其中集中控制层的控制核心为PC，其主要
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功能是基于PC运算速度快、程序调用方便等特点，进行总体和各执行模块的控制模型运算、控制决策和生产线管理、远程监控，可集中显示和操作等，由于PC的抗干扰性较弱，所以一般放置与集中控制室；现场控制层一般以PLC作为控制单元，利用PLC具备的良好的抗干扰性能和逻辑控制的特点，进行现场的控制，主要功能是通过PLC和PC进行数据交换，对现场单一或少量的执行模块设备进行开关量的控制（个别情况下有简单的模拟量控制）；执行层主要由人机界面和各安装在设备上的执行元件组成，主要功能是参数的人工输入和运动的实现。集散系统解决了对生产系统的集中监视、操作、管理和可靠的分散控制，继承了基于PLC的常规控制和基于计算机的集中控制的优点，克服了常规控制功能单一，精度低，集中控制可靠性差的缺点，在功能、负荷和危险性分散的情况下，实现了管理、操作和显示的高度集中，提高了控制的可靠性。
40. 图示为茶叶加工生产线的集散控制系统图，由两台PC（1台主要用于生产线的控制与管理，1台主要用于视频系统的控制），7台PLC、11台人机界面和4台球机组成，所有控制单元和装备根据设备本身和可靠性要求，分别利用工业以太网、232、485、483总线构建成一个网络进行通讯和控制，可以实现对生产线的总体近/远程监
控、生产线各模块的分散控制、视频故障报警、参数管理（数据图表的自动生成）存储/输出等功能。
41，42，43. 例：播放36，
采用集散控制系统的黄山毛峰生产线。
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44. 只有协调好机和电两个方面，才有可能设计出好的机电装备，所以在总体方案设计中，机电的结合非常重要。机电结合的基本原则是： 1. 充分考虑机械与控制系统在制造和完善过程中，周期和成本间的关系，根据经验，在一般机电装备的研发过程中，机械制造周期和费用远大于控制系统，同时，在进行项目的完善过程中，
机械方案的修改涉及原设备的拆装和零件的加工，周期长，费用大，而控制系统的完善，大量的还是软件的修改，费用较低，时间较短，因此，合理的机械方案，可以大大缩短制造周期和降低研发成本； 2. 功能精度要求高的装备，采用先进的控制技术；功能的控制精度直接和所采用的控制技术相关，采用先进的控制技术，可以获得较高的功能控制精度，当然，控制系统的硬件费用也较高，但合理的机电方案，可以通过简化机构，达到合理的综合成本目标； 3. 测量、轨迹轮廓和模拟量控制等应当采用先进的控制技术；点位和运动轨迹控制，则综合考虑实现的难易程度、使用场合和制造成本等因素，确定采用机构或控制的方法实现，轮廓控制，具有连续运动位置精度要求，一般采用数控系统较多，相对于开关量控制而言，模拟量的控制，往往和控制算法结合，因此需要采用先进的控制技术，而点位和单一的运动轨迹控制，可以通过传感器和机构实现，所以要根据控制精度和实现成本综合考虑； 4. 机械系统设计方案要为控制方案的实现打下基础，这个问题在生产线的设计中尤为重要，采用先进的自动控制技术实现对装备的控制，需要加装大量的传感器和对装备的运动、位置进行调整，所以在机械设计中，需要考虑传感器的安装位置、运动和位置调整的执行元件和机构等。
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46. 在将功能元功能实现方案集成为总体方案的过程中，关键是对各功能方案的技术经济分析，考虑功能实现程度、可靠性、加工周期和成本，同时要兼顾实现方案的集成性（如其他功能方案是连续加工，而本功能方案为不可连续加工，本功能方案的集成性较差）。
2.4 方案评价
47. 任何一个方案，只有通过评价，并确认是可行的，才能实施。评价内容包括技术评价、经济评价和风险评价。其中技术评价主要考察方案的技术可行性，并在多个方案中进行优选；经济评价主要对方案的实现成本进行分析，一则考虑成本是否可以接受，二则通过成本的组成，考虑在
方案实施过程中，成本控制点；风险评价是预测方案实施过程中存在的技术、经济和管理的风险，提出规避措施，保证方案的顺利实施。这里介绍进行技术和经济评价的最简单的方法。
技术评价方法：
48. 上式中的pi j和gj可以根据这张表中获得。
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49. 前面说的是基于满意度的技术评价方法，这里再介绍基于计划制造费用的经济评价方法：由于不可估计的因素存在，为安全起见，一般要求估算制造费用要小于理想制造费用的70%
一个好的方案，既要考虑技术因素，也要考虑经济因素，技术经济评价兼顾了上述两者。
注意：1.不同的功能元实现方案，对技术经济评价结果会产生不同的影响。通过评价，可以优选各功能元实现方案，并将组合成新的，更为优秀的总体设计方案。2.所介绍的评价方法并没有考虑项目的风险和社会效益。
风险评价的方法有很多，其中在一般工程中比较常用的有平衡点分析法，敏感性分析法和概率分析法。其中平衡点分析为初步分析，敏感性分析是确定风险来自何方，概率分析是确定风险有多大，但这些基于财务预算基础上的分析，可以参考有关项目管理的书籍。
2.5 项目的分解
50. 对于项目的总体方案设计者而言，往往肩负着一定的项目管理职责，了解项目管理的知识有利于总体方案的设计。这里介绍的是项目管理知识中，与总体方案最为相关的项目的分解技术（WBS） 项目分解的主要目的是为项目的组织实施提供依据，通过项目分解，可以确定项目的范围、项目的周期、进度的估算、定员
和定任务、指导预算和计划、了解存在的风险，便于对项目的进度、质量的控制，还可以知道各功能元之间的相互关系。
项目分解的基本原理是把复杂的系统分解成功能独立的功能元或功能组合单元（统称为工作单元），明确功能元的设计要求和功能元之间的关系，以便在逐一实现功能元功能后，再通过集成的方法完成整个项目。在项目管理过程中，将据此制定项目计划，确定资源和资金，估算成本和预测风险。
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机械工程项目总体方案设计
