探析計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)中的特點(diǎn)與應(yīng)用
摘 要:
摘 要:本文就計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)中的特點(diǎn)進(jìn)行分析,通過對其概念不斷深入研究,充分實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的性能特征,將其充分應(yīng)用在工業(yè)自動化生產(chǎn)中。
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關(guān)鍵詞:自動化 計(jì)算機(jī)技術(shù) 特點(diǎn)與性能
隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)的不斷深入發(fā)展,目前計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)已逐漸運(yùn)用到工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中。計(jì)算機(jī)技術(shù)作為工業(yè)生產(chǎn)中的核心力量,對加強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)速度以及生產(chǎn)鏈接起到了至關(guān)重要的作用。有效的將工業(yè)控制自動化儀器設(shè)備、理論控制和各項(xiàng)軟件技術(shù)總結(jié)運(yùn)用,充分實(shí)現(xiàn)工業(yè)優(yōu)化控制=管理生產(chǎn)、決策發(fā)展、檢測控制等一系列生產(chǎn)程序,是提高生產(chǎn)質(zhì)量、擴(kuò)大企業(yè)生產(chǎn)量以及降低資本消耗的綜合性能較強(qiáng)的一項(xiàng)技術(shù),工業(yè)自動化中硬件、軟件設(shè)計(jì)在企業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要位置[1]。隨著國內(nèi)科學(xué)技術(shù)不斷提高,計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸擴(kuò)大了使用范圍,將其運(yùn)用在工業(yè)自動化生產(chǎn)重點(diǎn)是對生產(chǎn)流程進(jìn)行控制。例如:煤礦生產(chǎn)期間的連續(xù)性過程,以及汽車、機(jī)械設(shè)備、電子設(shè)備等零件加工生產(chǎn)流程,通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件將其生產(chǎn)領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大化。例如:智能電子設(shè)備、器械電子化、機(jī)械裝置等機(jī)電一體化設(shè)備。
1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)理念
1.1 自動化生產(chǎn)理念
計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮重要作用,在自動化生產(chǎn)中運(yùn)用該技術(shù)可以充分實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化,自動化生產(chǎn)其概念是在沒有人工操作的情況下,生產(chǎn)裝置可以根據(jù)前期設(shè)置的口令實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn),對一系列生產(chǎn)過程進(jìn)行自動化操作。生產(chǎn)期間,也就是在整個工業(yè)生產(chǎn)流水線上,其中包含有產(chǎn)品加工、材料選取、輸入、元件配送、產(chǎn)品檢驗(yàn)等一整套生產(chǎn)流程,并對其進(jìn)行加工[2]。由于工業(yè)企業(yè)開展生產(chǎn)期間具備一定公開性,所以每一項(xiàng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都緊密相連,無論是哪個個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都不容許出現(xiàn)一點(diǎn)紕漏。但隨著自動化生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中獲得廣泛運(yùn)用,導(dǎo)致員工勞動力降低,大大提高工業(yè)生產(chǎn)效率,并降低了企業(yè)生產(chǎn)成本,加強(qiáng)了企業(yè)中市場核心地位。
1.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)理念
采用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)運(yùn)用在工業(yè)自動化生產(chǎn)中,實(shí)際是對自動化和計(jì)算機(jī)技術(shù)中進(jìn)行控制,但隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷提高,逐漸提高了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和生產(chǎn)創(chuàng)新理念,致使計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中獲得廣泛運(yùn)用。除此之外,對于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)而言,采用該技術(shù)期間需要獲得自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊、傳感裝置、系統(tǒng)等軟件給予支撐。也就是說,在計(jì)算機(jī)技術(shù)中控制技術(shù)屬于核心技術(shù),通過運(yùn)用不同裝置和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全程控制操作,將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)。因此,在基礎(chǔ)中,通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)裝置逐漸取代傳統(tǒng)系統(tǒng)操作方式,從而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)裝置進(jìn)行全程操作控制,有助于降低人力資源的運(yùn)用,提高工作效率等,進(jìn)一步加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量。
2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)中的特點(diǎn)
、倬邆淇刹僮餍砸约跋嗷ミ\(yùn)用等特點(diǎn),企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)發(fā)展過程中可以將生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)相互連接起來,還能將生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)系統(tǒng)兩者進(jìn)行連接,以此保證數(shù)據(jù)之間相互傳送、交流。并根據(jù)不同生產(chǎn)裝置實(shí)施裝置之間相互取代、替換等工作[3]。②開放性特征,工業(yè)生產(chǎn)各項(xiàng)環(huán)節(jié)具備公開性以及開放性特征,運(yùn)用公開性和開放性特征充分實(shí)現(xiàn)裝置和系統(tǒng)兩者間的連接工作,確保各個裝置可以正常、有效率的運(yùn)行。并能充分滿足使用者的需求,通過對不同類型的系統(tǒng)和裝置實(shí)施組裝材料,這樣產(chǎn)品生產(chǎn)才能事半功倍。③智能性特征,計(jì)算機(jī)軟件在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中還具備智能性特征,生產(chǎn)現(xiàn)場中總線系統(tǒng)可以運(yùn)用傳感傳感裝置對總線現(xiàn)場中的裝置實(shí)施分層控制,根據(jù)運(yùn)用現(xiàn)場裝置和其設(shè)備確保自動化系統(tǒng)安全運(yùn)行,并能對裝置內(nèi)部系統(tǒng)的安全性進(jìn)行診斷工作。
3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)中應(yīng)用效果
計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化、職能化、數(shù)據(jù)化、圖像化等,因此和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)存在較大聯(lián)系。當(dāng)前在工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中每年以20%以上的速度增長,正是因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用使工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)效率獲得不斷提高。因此,該技術(shù)的工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展工發(fā)揮著至關(guān)重要作用,地位也獲得不斷提高,F(xiàn)就該技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中的運(yùn)用效果進(jìn)行分析。
3.1 數(shù)字控制
將計(jì)算技術(shù)充分運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)過程中,主要是運(yùn)用全新的軟件技術(shù)提高自動化控制工作,其部件可以彌補(bǔ)機(jī)械設(shè)備自身負(fù)荷、溫度承受等導(dǎo)致設(shè)備變形的缺陷。還能對主軸設(shè)備、主軸工作負(fù)荷量的傳感裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)處理,因此也可以稱為職能傳感裝置[4]。而在對系統(tǒng)進(jìn)行修理、診斷過程中,,數(shù)據(jù)控制技術(shù)尤為重要,其不但可以對AI故障因素進(jìn)行診斷,還能運(yùn)用該技術(shù)將中央計(jì)算裝置和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩者進(jìn)行連接,讓其可以在遠(yuǎn)距離進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、診斷。除此之外,可以將其建立在數(shù)據(jù)庫診斷過程中,一方面對系統(tǒng)進(jìn)行維修,另一方面可以對故障面進(jìn)行維修工作,在出現(xiàn)嚴(yán)重故障因素前期將全部系統(tǒng)零件更換,讓數(shù)字控制系統(tǒng)充分實(shí)現(xiàn)自身功能,但需要運(yùn)用超速PMC 、智能傳感裝置和容量較大的數(shù)據(jù)庫給予支撐。
3.2 IPC
由于PC系統(tǒng)裝置產(chǎn)量過大、性能較高、資源豐富等,現(xiàn)已被大量技術(shù)人員采用。目前各家各戶逐普及使用家用電腦,PC系統(tǒng)廣泛運(yùn)用在計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)中,逐漸受到人們認(rèn)可。它不僅可以充分實(shí)現(xiàn)自動化控制,還能實(shí)現(xiàn)自動化程序控制等;在計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用過程中,可以實(shí)現(xiàn)語言編制、系統(tǒng)操作等功能,使計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)可以獲得充分裁剪,適當(dāng)運(yùn)用工業(yè)自動化生產(chǎn)各項(xiàng)功能。同時(shí),從對功能的體積大小、成本高低、性能可靠性來看,可以運(yùn)用IPC充分實(shí)現(xiàn)發(fā)展其作用。
3.3 集散式控制系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)中集散式控制系統(tǒng)最早出現(xiàn)在1975年,主要生產(chǎn)地在德國、美國等發(fā)達(dá)國家。其次在70世紀(jì)后期,我國大量生產(chǎn)行業(yè)漸漸將該技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)工作中,例如:工業(yè)生產(chǎn)、電力生產(chǎn)、石化生產(chǎn)、冶金生產(chǎn)等各個行業(yè)。近幾年來,國內(nèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展將集散式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)推向巔峰,致使一批批優(yōu)秀企業(yè)崛起,這些企業(yè)就是通過研究集散式控制系統(tǒng)技術(shù),將其運(yùn)用在生產(chǎn)發(fā)展中,使產(chǎn)品品種、數(shù)量不斷增多,而該技術(shù)逐漸接近國外技術(shù)水平。正是該技術(shù),致使計(jì)算機(jī)技術(shù)可以更快、更穩(wěn)定的發(fā)展,集散式控制系統(tǒng)是對計(jì)算機(jī)影響較大、運(yùn)行速度較快的一種。對于FCS來講,雖然其性能較強(qiáng)、發(fā)展速度較快,但在傳統(tǒng)控制裝置中仍需要采用集散式控制系統(tǒng)對其進(jìn)行控制、修理。目前,工業(yè)自動化生產(chǎn)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)仍然是比較分散、連續(xù)性能較低等,采用集散式控制系統(tǒng)具備綜合性發(fā)展,還能對分散式系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié);此外,還能對工業(yè)PC、NC等系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,充分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開放化、自動化的需求。將集散式控制系統(tǒng)向智能化發(fā)展,現(xiàn)已具備一體化、自動化等特征,具備先進(jìn)軟件控制等功能。
3.4 可編程控制器
工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)包含有可編程控制設(shè)備,這是一種對邏輯進(jìn)行編程控制的一種系統(tǒng),運(yùn)用了編程程序,充分實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)記錄、控制、運(yùn)算等操作口令,該系統(tǒng)裝置現(xiàn)已成為抗干擾能力較強(qiáng)的傳統(tǒng)技術(shù),主要運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中,并且操作方式比較簡便,通過運(yùn)用在直觀、簡單的操作程序中,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場操作。當(dāng)前,集散式控制系統(tǒng)以及可編程控制兩種裝置屬于最有能力相爭的系統(tǒng),而可編程控制裝置具備高效率、高性能、網(wǎng)絡(luò)性能強(qiáng)、通訊能力強(qiáng)的特征。可運(yùn)用在工業(yè)自動化控制、CIMS過程中,并能根據(jù)不同特征進(jìn)行多種語言編程;運(yùn)用于不同國家、不同場合等,并能在相同的可編程控制器中運(yùn)用多種語言編程。由于可編程控制器使用性能較強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿^大等,不但可以實(shí)現(xiàn)工控機(jī)聯(lián)合,還能逐漸深入到 DCS系統(tǒng),為工業(yè)自動化生產(chǎn)帶來較大發(fā)展。
3.5 無線與工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合
有限網(wǎng)絡(luò)具備技術(shù)強(qiáng)、價(jià)格便宜、廣泛使用性等特征,在計(jì)算機(jī)軟件中獲得廣泛運(yùn)用。但是,將其運(yùn)用到工業(yè)發(fā)展中具備一定的局限性,例如:生產(chǎn)環(huán)境、地方限制等,導(dǎo)致有限網(wǎng)絡(luò)很難在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展,所以無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)中獲得廣泛運(yùn)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)已在工業(yè)自動化生產(chǎn)中獲得廣泛運(yùn)用,其不僅可以和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,還能以最快的速度進(jìn)行無線連接工作,實(shí)現(xiàn)隨意、隨時(shí)、隨地訪問操作;此外,無線局域網(wǎng)還能在無網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下,進(jìn)行太空網(wǎng)絡(luò)連接,給予太網(wǎng)絡(luò)功能。
3.6 傳感設(shè)備
現(xiàn)代化技術(shù)按需要三大基礎(chǔ)給予支撐,例如:通訊技術(shù)、傳感設(shè)備、軟件技術(shù)給予支撐。傳感裝置具備高性能、高容量、高速度等特征,其主要作用是獲取有效信息。傳感裝置是充分體現(xiàn)流程優(yōu)質(zhì)化、數(shù)字信息化的裝置。目前,傳感裝置在工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中獲得廣泛使用,在工業(yè)生產(chǎn)中具備用量大的特征,而企業(yè)在生產(chǎn)過程中自動化生產(chǎn)質(zhì)量的優(yōu)劣在較大程度上取決于傳感裝置的性能,當(dāng)前傳感裝置逐漸向低耗量、高精準(zhǔn)度、高可靠性、微型化等高智能目標(biāo)發(fā)展。
3.7 FCS
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