自動化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

張東波 高迎春

摘要：隨著技術(shù)發(fā)展，當(dāng)代自動化技術(shù)也廣泛應(yīng)用滲入到我國汽車機(jī)械領(lǐng)域，自動化技術(shù)的應(yīng)用能使現(xiàn)代汽車工程機(jī)械集成系統(tǒng)的功能集約型發(fā)展，從而讓我國汽車機(jī)械等重工業(yè)領(lǐng)域迎頭趕上，緊跟世界發(fā)展潮流，為我國消費者提供簡約舒適、綠色健康、蘊(yùn)含科技的汽車產(chǎn)品。本文主要分析研究汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中當(dāng)代自動化技術(shù)的應(yīng)用，并對當(dāng)代自動化技術(shù)在汽車機(jī)械系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述。

Abstract： As technology development， the modern automation technology is widely applied into the auto machinery sector in our country， the application of automation technology can make the function of modern automotive engineering machinery integration system intensive development， thus make our country auto machinery and other heavy industrial sectors to catch up with the development trend of the world， for our customers to provide simple and comfortable， green health， contains the technology of auto products. This paper mainly analyzes and studies the application of contemporary automation technology in the automotive mechanical control system， and expounds the specific application of contemporary automation technology in the automotive mechanical system.

關(guān)鍵詞：當(dāng)代自動化技術(shù);汽車機(jī)械控制系統(tǒng);應(yīng)用研究

Key words： contemporary automation technology;automobile mechanical control system;application research on

中圖分類號：F407.471? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）19-0212-02

0? 引言

如今我國汽車機(jī)械制造水平迎頭趕上，在機(jī)械制造領(lǐng)域我國現(xiàn)如今已經(jīng)處于世界水平先列，這在很大程度上得益于機(jī)械自動化技術(shù)在我國重工業(yè)制造領(lǐng)域的大規(guī)模滲透普及。自動化技術(shù)讓我國社會制造效率顯著提升，以汽車機(jī)械制造為代表的重工業(yè)制造也向著自動化、可持續(xù)發(fā)展方向闊步發(fā)展。

1? 當(dāng)代自動化技術(shù)應(yīng)用的目的

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)終端以及5G網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，消費者對于汽車功能需求不斷提升，進(jìn)一步促進(jìn)汽車機(jī)械制造技術(shù)的更新迭代，自動化技術(shù)也成為提升汽車機(jī)械控制系統(tǒng)當(dāng)中的重要一環(huán)?；ヂ?lián)網(wǎng)終端以及5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向高端制造業(yè)的滲透，現(xiàn)下計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取代傳統(tǒng)生產(chǎn)模式已經(jīng)成為必然趨勢。通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段對于生產(chǎn)全過程的控制檢測，能夠極大的加強(qiáng)企業(yè)自身自動化生產(chǎn)的能力。與此同時，當(dāng)代自動化技術(shù)更滲透到機(jī)車產(chǎn)品具體的功能層面，如現(xiàn)在生產(chǎn)制造的汽車中將單片機(jī)相關(guān)技術(shù)融入到機(jī)械自動控制系統(tǒng)當(dāng)中，借助計算機(jī)語言開發(fā)系統(tǒng)等編程軟件實現(xiàn)PLC通信以及相關(guān)傳感器、汽車電機(jī)等各大板塊。將自動化技術(shù)應(yīng)用到汽車控制系統(tǒng)當(dāng)中，可以實現(xiàn)信息自動化收集，這一信息收集的過程是：前端接收計算機(jī)信息處理芯片發(fā)出的指令信息，經(jīng)過前置機(jī)對于相關(guān)指令信息的在處理加工之后，儲存在汽車配置服務(wù)器當(dāng)中，最后指令信息通過WEB服務(wù)器上傳到區(qū)域網(wǎng)當(dāng)中。

2? 機(jī)車機(jī)械控制系統(tǒng)中當(dāng)代自動化技術(shù)的概況

計算機(jī)芯片的集約化發(fā)展以及計算力的提升，使計算機(jī)技術(shù)更加廣泛的應(yīng)用到更多機(jī)械控制系統(tǒng)中。針對汽車機(jī)械制造系統(tǒng)領(lǐng)域，計算機(jī)目前更是在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)處于核心地位，可以在具體應(yīng)用時借助單片機(jī)技術(shù)實現(xiàn)的系統(tǒng)，通過計算機(jī)語言開發(fā)系統(tǒng)撰寫出多類型、功能豐富以及充分滿足客戶需求的個性化汽車應(yīng)用軟件。

3? 汽車機(jī)械控制系統(tǒng)功能模塊

3.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能

3.1.1 傳感器系統(tǒng)? 當(dāng)代自動化技術(shù)運用在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測控制汽車工作的實時動態(tài)。為了避免信號之間的相互干擾，影響數(shù)據(jù)的收集，因此在汽車控制系統(tǒng)當(dāng)中會廣泛的采用兩種信號傳輸?shù)姆绞健＿@兩種信號傳輸方式各自之間的鮮明特點，一種是采用時間節(jié)點的原理，一種是采用頻分制在信號傳輸過程中特有的能夠避免其它信號干擾的原理。

3.1.2 中央控制系統(tǒng)? 中央控制系統(tǒng)由多個功能單一的子系統(tǒng)高度集約形成，中央控制系統(tǒng)作為汽車機(jī)械控制系統(tǒng)的控制中心，它具有功能多樣性、數(shù)據(jù)運算處理迅速、數(shù)據(jù)精度較高等優(yōu)點。中央控制系統(tǒng)就如同汽車的大腦，其領(lǐng)銜控制著汽車機(jī)械系統(tǒng)的運作、維護(hù)。自動化技術(shù)在機(jī)車機(jī)械系統(tǒng)當(dāng)中的廣泛深入應(yīng)用，能極大的提高汽車功能一體化，提升駕駛者的駕駛體驗。

3.1.3 PLC通信模塊? 汽車機(jī)械控制系統(tǒng)自動化技術(shù)深入應(yīng)用的主要目的是為了簡化汽車功能，實現(xiàn)控制的簡便化，而對于駕駛者來講主要是通過一鍵式控制汽車功能的開啟應(yīng)用。因此，PLC通信技術(shù)在汽車自動化控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。首先，PLC通信技術(shù)自身具備一定的邏輯性，能夠更加便于自動化系統(tǒng)開發(fā)人員通過邏輯思維圖、功能命定框圖、計算機(jī)語言編程等多種方式進(jìn)行其功能的實現(xiàn)。其次，PLC通信技術(shù)實現(xiàn)的系統(tǒng)采用的I/O模塊還可以使人機(jī)交互功能實現(xiàn)更加便捷，降低了系統(tǒng)安裝成本。

3.2 系統(tǒng)相關(guān)組成模塊

自動化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)當(dāng)中的深入應(yīng)用，使機(jī)車機(jī)械控制系統(tǒng)當(dāng)中的工作效率更加高效便捷，間接性的提升系統(tǒng)開發(fā)的周期。系統(tǒng)相關(guān)組成模塊可以分為以下幾個板塊：系統(tǒng)傳感器模塊、系統(tǒng)電源管理模塊、系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動模塊、系統(tǒng)舵機(jī)驅(qū)動模塊等。傳感器模塊能夠?qū)⑵囘\行過程中的數(shù)據(jù)實時上傳運算形成數(shù)據(jù)報告，機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠極大的提升傳感器的穩(wěn)定性、流暢性;系統(tǒng)電源管理模塊是作為控制系統(tǒng)正常運行的后勤保障，穩(wěn)定的電流輸入能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，當(dāng)然系統(tǒng)當(dāng)中不同系統(tǒng)的電子元件不同所需的輸入電壓也各自不同，例如控制電路為5V、6V等，電子電路的電壓一般為5V等，因此需要適配不同的三端穩(wěn)壓芯片，在實際應(yīng)用過程中，不僅要考慮其功能的實現(xiàn)也需要充分考慮經(jīng)濟(jì)成本問題;電機(jī)驅(qū)動模塊直接決定著汽車制動輪的驅(qū)動性能，主要實現(xiàn)的功能為制動加速、制動燈控制等，其工作的原理是通過PWM控制芯片輸出適當(dāng)占空比的PWM信號，從而驅(qū)動IPM相關(guān)電路的電力輸入;舵機(jī)驅(qū)動模塊控制的是汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這個模塊的穩(wěn)定運行時汽車在高速運轉(zhuǎn)時正常工作以及平穩(wěn)轉(zhuǎn)向的保障，舵機(jī)驅(qū)動模塊工作的方式是角位自單片機(jī)傳輸出的PWM控制信號的脈寬來起到作用，舵機(jī)自身能通過電機(jī)對于信號反饋的實時情況來進(jìn)行自身角度的調(diào)整。

4? 當(dāng)代自動化技術(shù)在汽車機(jī)械控制中的具體應(yīng)用以及展望

4.1 系統(tǒng)實現(xiàn)全程跟蹤監(jiān)測功能

在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)當(dāng)中自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用過程當(dāng)中，為了及時的滿足系統(tǒng)操作者對于系統(tǒng)在運行狀態(tài)下各項參數(shù)的變化以及實施數(shù)據(jù)，因而誕生的一種功能。其具體以數(shù)據(jù)形成報表的方式呈現(xiàn)，針對不同層次、不同需求的使用者，也會對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化并以不同的、適應(yīng)具體使用者的形式來呈現(xiàn)，提供個性化服務(wù)。同時對于系統(tǒng)運行的全過程實施實時跟蹤監(jiān)測，在檢測到異常數(shù)據(jù)時及時的進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，及時的對操作員進(jìn)行提示警告，為操作員及時的布置應(yīng)急預(yù)案爭取時間，不僅提高了應(yīng)急故障的檢測、排除的工作效率，同時也能降低障礙導(dǎo)致事故的嚴(yán)重等級，保障相關(guān)人員安全性，還極大的提高了系統(tǒng)的操作兼容性以及簡便性，降低使用門檻。

4.2 系統(tǒng)故障排查和解除功能的實現(xiàn)

系統(tǒng)故障排查以及解除故障功能的實現(xiàn)得益于當(dāng)前計算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)的發(fā)展。從而讓系統(tǒng)具備了對故障的模擬、處理、上報、記錄等功能。系統(tǒng)通過自身事故模擬以及模擬故障處理流程不斷優(yōu)化故障檢測以及排查功能效果，能通過科學(xué)的排查、處理流程進(jìn)一步降低了汽車系統(tǒng)整體的故障發(fā)生率以及提升故障的排除效果。同時，系統(tǒng)故障排查和解除功能可以在系統(tǒng)故障發(fā)生時及時的提示輔助操作員進(jìn)行故障的處理，引導(dǎo)操作員及時采取補(bǔ)救措施，將危險發(fā)生率降到最低，保障生命財產(chǎn)安全。

4.3 系統(tǒng)安全功能實施機(jī)制

自動化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用，可以有效通過對汽車機(jī)械整體系統(tǒng)進(jìn)行分層分級進(jìn)行管理，設(shè)置不同的權(quán)限，相應(yīng)的等級劃分不同的權(quán)限范圍，通過密碼對系統(tǒng)整體進(jìn)行層次化管理。這樣就能避免操作人員的任意化操作給系統(tǒng)帶來安全隱患，保證系統(tǒng)運行的獨立性以及平穩(wěn)性、連貫性。弱化操作者對于系統(tǒng)的控制，提升汽車機(jī)械控制系統(tǒng)的自動化。

4.4 汽車機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展的展望

當(dāng)前我國正處于全力實現(xiàn)第二個百年目標(biāo)，在未來的很長一段時間內(nèi)必然仍會以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心，而以汽車為代表的中國制造業(yè)作為我國支柱性產(chǎn)業(yè)也必然會持續(xù)發(fā)力、快速發(fā)展。這也對汽車自動化技術(shù)產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，相關(guān)從業(yè)人員需要抓緊研發(fā)，不斷提升汽車機(jī)械自動化系統(tǒng)核心技術(shù)的更新迭代，保持世界領(lǐng)先地位。在技術(shù)發(fā)展的同時也要兼顧我國的現(xiàn)實發(fā)展情況，讓技術(shù)發(fā)展更加貼合我國國情，走出具有中國特色的汽車自動化系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的道路。充分利用當(dāng)下的超級計算機(jī)、微縮計算機(jī)、5G互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的使用，同時要居安思危盡早一步預(yù)設(shè)下一代技術(shù)的方案設(shè)計?？傮w來講汽車自動化系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展要逐漸向集約化、智能化、節(jié)約性、自動化等綜合發(fā)展方向靠攏集中。為我國的汽車工業(yè)走出中國邁向世界持續(xù)發(fā)力，為我國的國民提供更加具有競爭力、更加便攜、節(jié)約綠色的產(chǎn)品，為我國在十四五計劃時期的經(jīng)濟(jì)社會的建設(shè)添磚加瓦。

5? 結(jié)束語

當(dāng)代自動化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)當(dāng)中的使用，極大的助力了汽車控制系統(tǒng)的持續(xù)性發(fā)展，對于汽車制造業(yè)技術(shù)的更新迭代起著推動作用。自動化技術(shù)的大規(guī)模使用使得復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)操作逐漸向簡便化、集約化方向發(fā)展，有效降低了汽車機(jī)械控制系統(tǒng)的使用門檻。不僅如此，通過對當(dāng)下新興科技技術(shù)的具體使用，還進(jìn)一步提升了汽車機(jī)械系統(tǒng)的功能，使得系統(tǒng)相關(guān)的功能更加全面，降低了相關(guān)故障的發(fā)生率。自動化技術(shù)的使用在成本控制上從日常使用維護(hù)上以及生產(chǎn)制造兩方面共同發(fā)力，降低系統(tǒng)的使用維護(hù)以及安裝制造成本。當(dāng)然，任何事物的發(fā)展都不是一蹴而就的，我國汽車機(jī)械自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展也不是在短時間就能做到面面俱到的，還要以發(fā)展的眼光去看待問題，相信隨著我國經(jīng)濟(jì)科技技術(shù)的不斷進(jìn)步以及從業(yè)人員的艱苦奮斗、攻堅克難，在不久的將來，我國汽車機(jī)械自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展必然會光明向上。

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