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浅析在电气自动化流水线中的计算机控制技术

百纳文秘网  发布于:2021-04-08 08:19:00  分类: 心得体会 手机版

摘 要:计算机控制技术是一门由微机原理、控制理论、通信原理、软硬件开发技术等多学科专业知识交叉形成的综合性科学技术,电气自动化流水线是由自动化设备组合而成的能够自动完成产品制造的生产系统。将计算机控制技术应用于电气自动化流水线中不仅能够提高产品制造的质量和效率,而且能够提高电气自动化流水线的管理水平。因此,研究计算机控制技术在电气自动化流水线中的应用对于提高产品的制造管理水平有十分重要的意义。

关键词:计算机控制技术;电气自动化流水线;自动化生产设备;自动控制系统

前言:

目前,为提高制造业的竞争力,世界各发达国家都越来越重视计算机控制技术在制造行业电气自动化流水线中的应用研究。针对这样的生产需求和技术现状,本文将主要研究计算机控制技术在电气自动化流水线中的应用。

一、概述计算机控制技术及自动化技术的内涵

计算机控制技术是一门由微机理论、经典控制理论、现代控制理论、硬件开发技术、软件开发技术、通信原理、网络技术、系统工程等多个专业门类组合形成的綜合性的交叉学科。典型的计算机控制系统一般以ISA/PCI总线工控机或IBM-PC微机作为控制核心,以各种输入输出装置、外部存储装置为外围电路,借助各种检测传感器和伺服电机等执行装置,最终实现对被控对象的控制功能。

最初自动化的概念是使用机器来代替人的具体劳动自动地实现工业生产作业,目前自动化概念已更加广义化,不单单是使用机器机械的代替人简单的体力劳动,还承担代替人完成全部或一部分的脑力劳动,从而达到全自动的完成指定的生产作业任务。

二、浅谈计算机控制系统的应用类型和发展趋势

根据控制需求的不同,计算机控制系统分为数据采集系统、直接数字控制系统、监督控制系统、分级控制系统DCS、现场总线控制系统五种类型。数据采集系统是最初级的计算机控制系统,计算机在该系统中主要承担数据采集和数据处理任务,包括各种生产变量的实时检测、处理、记录和分析,并向操作者反馈处理结果,不承担生产线的自动控制功能。直接数字控制系统中的计算机直接控制被控对象,这种系统的特点是不直接处理模拟信号,而是将信号完成AD/DA转换后实现控制功能。监督控制系统在直接数字控制系统上集成了管理功能,是一种较高级的计算机控制系统。现场总线控制系统是一种分布式的控制系统,克服了以往分级控制系统DCS由于通信标准不统一而不能实现网络互连的问题。

计算机控制技术首先起源于上世纪四十年代美国福特公司未描述发动机工作的自动化需求,随著上世纪五六十年代经典控制理论和现代控制理论的发展,依次出现了以单变量和多变量为控制对象的自动控制系统,后来随着计算机技术、通信技术的发展,在以往自动控制系统的基础上形成了高级的计算机控制系统,能够完成生产过程的最优控制功能。现阶段,微机技术和电子技术仍然保持着高速发展态势,计算机的控制性能每两年就能增加一个数量级。目前的计算机控制技术正在向智能化、网络化和高度集成化方向发展,低成本的工控机将成为工业领域计算机控制系统的核心,DCS系统将向小型化、多样化的方向发展,现场总线仍将是计算机控制系统在将来一段时间内最有前途的发展方向之一。

三、浅析计算机控制技术在电气自动化流水线中的应用

在机械制造领域,将计算机控制技术应用于电气自动化流水线中形成柔性制造系统。柔性制造系统是基于机械自动化和计算机控制技术发展而来的一种自动化程度很高的机械制造系统,与一般的电气自动化流水线类似,也由上层控制单元、物料搬运单元、与生产相关的数控加工装置构成,是机械自动化技术在机械制造领域的一种应用。柔性制造系统的突出的优点是可以根据外部生产环境的变化实现有针对性的自动调整,此外,也能根据客户的独特需求灵活调整生产线各部分的组成,以达到为客户提供个性化产品制造服务的目的。柔性制造系统特别适合用于机械产品的多品种、小批量生产。柔性自动生产线是柔性制造系统的一种具体形式,不仅包括普通的数控机床和CNC加工中心,还包括专用机床和自动运输装置。

现场总线是近些年来发展起来的一种计算机控制技术,在电气自动化流水线中承担数据通信功能,是当今电气自动化流水线广泛采用的一种通信形式。现场总线技术在电气自动化流水线的各测量仪器仪表中植入微型处理器,利用双绞线或无线电将所有设备连接形成网络系统,每个设备作为整个通信网络的一个节点,所有生产设备遵循统一的通信协议,实现数据的实时采集和处理。现场总线在各设备之间的通信和信息实时显示方面具有较大的优势,便于实现分散控制,具有灵活性和开放性,能将新加入到生产线中的设备通过预留的通信接口集成到整个通信网络之中。现场总线也有很强的互用性,来自不同制造商的性能相似的生产设备能够互相替换。此外,现场总线还具备很强的功能自治性,在现场总线的作用下,计算机能够实时预测和分析电气自动化流水线的故障,并及时做出具有针对性的应对决策。

在计算机集成制造系统CIMS方面,计算机控制技术不仅具备一般电气自动化流水线的技术功能,还具备经营功能。计算机集成制造系统CIMS将信息管理技术融入到柔性制造系统之中,不仅包括传统的自动制造单元、数据通讯单元,还集成了信息管理单元、工程设计单元、质量保证单元和数据库单元。计算机集成制造系统是一种高级的电气自动化流水线,把整个产品制造流程视为一个统一的整体,把产品制造所涉及的生产者、制造技术、经营理念三个要素和信息流和物质流相统一,最终实现提高产品质量、降低制造投入、提高制造效率的目的。计算机集成制造系统CIMS实现了生产过程控制和生产管理的有机结合,实现了生产制造的精密化、设备管理的信息化和生产制造的自动化,有利于实现工厂和企业的全面自动化管理,是一种十分有发展潜力的电气自动化流水线。计算机控制技术应用在电气自动化流水线中有助于提高我国制造业的生产管理水平。

参考文献:

[1]方瑞,王旭松工业自动化控制中计算机控制技术的应用路径研究[J].机电工程技术,2017(07):75-76.

[2]黄丽娜.计算机控制技术在工业自动化生产中的应用研究[J]. 电子技术与软件工程,2016(11):181.

[3]熊才高.計算机控制技术在自动化生产线上的应用探讨[J].信息与电脑(理论版),2016(10):58-59.

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