機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式之研究

李佳偉 祝麒鳴 陳航 蔣偉冬

【摘要】機(jī)械自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)縝密的工作，要綜合多個(gè)方面的問題和關(guān)聯(lián)，并深入了解和分析機(jī)械運(yùn)行的過程，才能有目的性的設(shè)計(jì)出高效的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。本文分析自動(dòng)化控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中需要注意的一些問題，并對(duì)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)方式提出一些建議。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì) 自動(dòng)化控制

機(jī)械自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)是在機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)備集成處理器，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)想。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并不是看著機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙，就可以妄想設(shè)計(jì)出優(yōu)秀控制系統(tǒng)的?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)者要深入生產(chǎn)和使用一線，與機(jī)械相關(guān)人員溝通、交流、探討，從而設(shè)計(jì)出符合機(jī)械設(shè)計(jì)理念、高效完成控制目標(biāo)的優(yōu)秀自動(dòng)化控制系統(tǒng)，更好的服務(wù)于自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。

一、機(jī)械自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)中要注意的問題

（1）機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的生熱問題。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備往往長時(shí)間甚至不問斷的運(yùn)行，就會(huì)出現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)或摩擦部件的發(fā)熱問題。發(fā)熱原因多方面，如摩擦生熱、傳導(dǎo)生熱、電磁效應(yīng)等，這些生熱會(huì)影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。

（2）電路的跳閘斷路問題。在自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)中，空開跳閘這種突然迫使設(shè)備停止動(dòng)作的情況，對(duì)正在運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備造成很大的沖擊損壞，在影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量精度的同時(shí)，也會(huì)降低設(shè)備壽命。造成跳閘的原因主要有三個(gè)：其一，電源線路老化，存在漏電現(xiàn)象；其二，電路過載情況下，線路跳閘自我保護(hù)；其三，用電設(shè)備的質(zhì)量問題，如散熱能力、電器元件質(zhì)量、抗過載能力等。

（3）控制系統(tǒng)實(shí)際執(zhí)行操作的問題。在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行過程中，設(shè)備的年限或者質(zhì)量，會(huì)使設(shè)備處于某種狀態(tài)，比如常年使用后，設(shè)備會(huì)有反應(yīng)遲鈍、信息轉(zhuǎn)換處理較慢等問題。另外，有些環(huán)節(jié)是需要人為設(shè)定和操作，操作人員的反應(yīng)速度和狀態(tài)，往往滯后于系統(tǒng)的速度，也會(huì)造成人機(jī)同步協(xié)調(diào)出現(xiàn)偏差。

二、機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本方式

（1）要注重設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的溝通了解。其一，機(jī)械自動(dòng)化控制的目的是要實(shí)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)需要的結(jié)果或動(dòng)作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者就要了解機(jī)械設(shè)備的執(zhí)行動(dòng)作到底是怎樣的情形和狀態(tài)，了解機(jī)械設(shè)備需要滿足的功能。其二，要了解機(jī)械設(shè)計(jì)者在具體結(jié)構(gòu)上的工藝設(shè)計(jì)目標(biāo)，與設(shè)計(jì)者就機(jī)械結(jié)構(gòu)深入探討和交流，了解機(jī)械結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中的情況，從而在自動(dòng)控制設(shè)計(jì)中考慮到這些情況，使控制與運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)。其三，自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)者要參與到設(shè)備操作、維修隊(duì)伍中，與他們交流，了解在實(shí)際操作和維修中的一些技巧以及設(shè)備的特殊情況，這些因素也要考慮到控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。

綜上，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)是以機(jī)械設(shè)計(jì)和運(yùn)行為基礎(chǔ)，要充分了解機(jī)械運(yùn)行情況、結(jié)構(gòu)工藝狀況、實(shí)踐操作維修等問題。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，充分周密考慮，提高控制與機(jī)械的結(jié)合精準(zhǔn)度，提高效率。

（2）自動(dòng)化控制向智能化方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速實(shí)踐應(yīng)用到機(jī)械行業(yè)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制已經(jīng)向智能化方向發(fā)展。機(jī)械自動(dòng)化控制的初衷是為了將人力從生產(chǎn)中解放出來，而大勢所趨的智能化，則是為了更徹底的解放人力，用“機(jī)器人”代替人員，尤其在一些高風(fēng)險(xiǎn)、高污染、較復(fù)雜的工況現(xiàn)場，智能化控制無可替代。以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行智能化改革，通過智能化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換反饋傳輸?shù)确绞?，人們可以隨時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和現(xiàn)場情況，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，適時(shí)調(diào)整，方便快捷的參數(shù)設(shè)定就可以確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）致力于突破關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般性的問題通過成型的方案可以很容易的解決，如散熱問題，解決方式很多；電路問題，同樣多種電器控制和保護(hù)元件可供選擇。控制系統(tǒng)都會(huì)存在一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上，需要下大力氣去深入研究，尋找解決方式。想要更好的突破關(guān)鍵技術(shù)，就需要深厚的知識(shí)技術(shù)積累。要提高計(jì)算機(jī)技術(shù)水平，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制，需要在計(jì)算機(jī)層次找到解決思路，深入的了解和實(shí)踐計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為解決自動(dòng)化控制的關(guān)鍵技術(shù)障礙提供更多方法。深入研究計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與自動(dòng)化控制的相結(jié)合，需要開動(dòng)大腦，解放思想，擁有創(chuàng)新和實(shí)踐精神。

（4）注意遠(yuǎn)程操控技術(shù)的融入和實(shí)現(xiàn)。智能化控制是大勢所趨，而遠(yuǎn)程操控是智能化控制的基本形式。自動(dòng)化控制不僅是解放人力，更是在解放的基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)效率、減少差損、降低生產(chǎn)成本、預(yù)防生產(chǎn)事故。新型科技技術(shù)裝備不斷更新?lián)Q代，機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中，要關(guān)注這些變化，選擇適合控制需要的技術(shù)和設(shè)備運(yùn)用到系統(tǒng)中。

（5）注意自動(dòng)化控制系統(tǒng)的升級(jí)和功能拓展能力。機(jī)械設(shè)備的數(shù)據(jù)信息處理器是可以更換和升級(jí)的，那么控制系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)是可以升級(jí)。機(jī)械設(shè)備的功能是可以拓展的，比如運(yùn)動(dòng)方式和參數(shù)的變化，那么控制系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)可以根據(jù)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和功能的變化，在系統(tǒng)控制端通過系統(tǒng)更新升級(jí)，仍然能夠與機(jī)械運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，繼續(xù)行駛控制功能。也就是要在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上具有可持續(xù)思想。

三、結(jié)語

機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)要注意對(duì)應(yīng)用實(shí)踐的了解，綜合分析影響自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，與機(jī)械設(shè)計(jì)者、實(shí)際操作維護(hù)人員溝通，深入了解機(jī)械運(yùn)行的方方面面；系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要有網(wǎng)絡(luò)智能化的長遠(yuǎn)眼光，將系統(tǒng)的可持續(xù)升級(jí)拓展功能盡可能的實(shí)現(xiàn)。立足生產(chǎn)實(shí)踐，結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)的高效運(yùn)行。

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