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關(guān)鍵詞:LED技術(shù);工業(yè)控制;應(yīng)用
中圖分類號: C35 文獻標識碼: A
引言
PLC 是適用于工業(yè)控制環(huán)境下的一種電子操作設(shè)備, 主要是通過采集信息, 將信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘枺?進行分析處理, 然后以模擬信號或者數(shù)字信號的形式輸出, 以達到控制機械設(shè)備的目的。而LED技術(shù)可以更好的對其信號進行顯示和采集從而對工業(yè)生產(chǎn)起到良好的控制作用。
一、LED技術(shù)和PLC技術(shù)的關(guān)系
隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展, PLC 得到了廣泛的應(yīng)用。近年來, PLC 技術(shù)得到了長足的進步, 為了適應(yīng)工業(yè)化控制, 小型PLC 的造價成本不斷降低, 大型PLC功能卻越來越強大。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是當前 PLC 技術(shù)的控制系統(tǒng)中最關(guān)鍵的技術(shù), 結(jié)合計算機技術(shù)的發(fā)展, 使 PLC 及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)化控制實現(xiàn)了更加智能, 效率更加高的自動化控制。傳統(tǒng)PLC顯示屏/PLC連接顯示屏采用電腦總控LED顯示屏的邏輯拓撲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn):也就是PLC與電腦相連接(采用OPC接口),電腦再與LED顯示屏相連接,把所需要的信息發(fā)送到LED顯示屏上顯示。
二、LED控制系統(tǒng)
1、異步控制
LED顯示屏異步控制系統(tǒng)又稱LED顯示屏脫機控制系統(tǒng)或脫機卡。主要用來顯示各種文字、符號和圖形或動畫為主。畫面顯示信息由計算機編輯,經(jīng)RS232/485串行口預(yù)先置入LED顯示屏的幀存儲器,然后逐屏顯示播放,循環(huán)往復(fù),顯示方式豐富多彩,變化多樣。其主要特點是:操作簡單、價格低廉、使用范圍較廣。LED顯示屏簡易異步控制系統(tǒng)只可以顯示數(shù)字時鐘、文字、特殊字符。LED顯示屏圖文異步控制系統(tǒng)除具有簡易控制系統(tǒng)的功能外,最大的特點是可以分區(qū)域控制顯示屏幕內(nèi)容。支持模擬時鐘顯示、倒計時、圖片、表格及動畫顯示。具有定時開關(guān)機、溫度控制、濕度控制等功能。不適于工業(yè)實時控制。
2、同步控制
LED顯示屏同步控制系統(tǒng),主要用來實時顯示視頻、圖文、通知等。主要用于室內(nèi)或戶外全彩大屏幕顯示屏。 LED顯示屏同步控制系統(tǒng)控制LED顯示屏的工作方式基本等同于電腦的監(jiān)視器,它以至少60幀/秒更新速率點點對應(yīng)地實時映射電腦監(jiān)視器上的圖像,通常具有多灰度的顏色顯示能力,可達到多媒體的宣傳廣告效果。其主要特點是:實時性、表現(xiàn)力豐富、操作較為復(fù)雜、價格高。一套LED顯示屏同步控制系統(tǒng)一般由發(fā)送卡、接收卡、和DVI顯卡組成。在工廠EAM系統(tǒng)中作為超大型的顯示器使用。
三、在工業(yè)控制中的應(yīng)用
PLC技術(shù)是LED技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用的基礎(chǔ),只有PLC技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,才能促進LED技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。下文就詳細的介紹了PLC技術(shù)和LED技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用情況。
1、使工業(yè)控制更加便捷
PLC 技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使工業(yè)化控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。PLC 控制技術(shù)在工業(yè)化控制中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在 PLC 具有操作敏捷、 編程簡單、 維修更換方便的特點。PLC 的具體操作包括編程, 將程序輸入, 按程序運行。 一般來說關(guān)鍵的技術(shù)就是編程, 當實現(xiàn)一個簡單的功能時, 編寫的程序也會很簡單。 當實現(xiàn)一個復(fù)雜的功能時,編寫的程序就會很復(fù)雜, 所以現(xiàn)在各主流PLC如西門子,三菱編程都采用了結(jié)構(gòu)化編程,方便多人同時編程。為了實現(xiàn)工業(yè)的自動控制, PLC 系統(tǒng)必須滿足小的機械設(shè)備或大型流水線所需要邏輯控制,然后通過指令的發(fā)出, 實現(xiàn)自動化。如果出現(xiàn)故障, PLC 能夠控制實現(xiàn)緊急停機或者緊急處理故障處理。而通過 PLC 軟件和LED顯示的相互配合, 實現(xiàn)了自診斷功能。各PLC的輸入輸出模塊都有LED指示燈作為狀態(tài)和報警指示。 在工業(yè)控制中, 使用 LED 指示燈簡單編碼技術(shù)能夠很快找到故障出現(xiàn)的位置, 這樣節(jié)約了工業(yè)生產(chǎn)過程中故障的排除和修復(fù)的時間。
2、 可以在惡劣的運行環(huán)境中正常工作
在現(xiàn)代化的工業(yè)化生產(chǎn)中, 有的工作車間環(huán)境惡劣, 或者機械設(shè)備需要在那種環(huán)境中運行, 因此就要求機械零件或者電子控制設(shè)備能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境, 在惡劣環(huán)境中能夠保持正常工作, 元件不會受損等。這就對 PLC 提出了更高的要求, 但是 PLC 系統(tǒng)具有高強度的抗干擾能力,在工業(yè)環(huán)境中能遠遠滿足惡劣環(huán)境的要求。PLC 可以在高溫、 高壓、 高強度電磁、 高濕度等環(huán)境中正常運行, 這樣就保證了工業(yè)生產(chǎn)運行的可靠性。LED顯示技術(shù)也同樣可以在工業(yè)的惡劣環(huán)境中使用,從而為二者緊密結(jié)合提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
3、實現(xiàn)機電人一體化
PLC 專門為工業(yè)化控制服務(wù), 它具有體積小的特點, 而且功能強大。 在機電一體化的進程中, PLC技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展, 起到了關(guān)鍵的作用。PLC技術(shù)將電氣和機械部件相結(jié)合, 通過計算機控制機械設(shè)備的運行。PLC將電子元件和機械部件和儀表儀器有機的結(jié)合在一起, 實現(xiàn)了機電一體化。這種巧妙地結(jié)合, 大大省去了人力,提高了機械設(shè)備的工作效率。而通過和LED顯示技術(shù)結(jié)合提供了更好的人機界面,從而將操作者有機的結(jié)合起來,做到機電和操作者一體化。
4、實現(xiàn)靈活控制
PLC 技術(shù)在工業(yè)控制中應(yīng)用中, 具有編程靈活性、 操作靈活性及擴展靈活性的優(yōu)點。 PLC技術(shù)的應(yīng)用大大提高了機械設(shè)備的運行的靈活性。其模塊可以利用多種編程語言, 因此掌握其中一種語言就可以實現(xiàn)編程。 PLC 在工業(yè)控制中可以利用增加卡件來增加點數(shù), 根據(jù)設(shè)計應(yīng)用的規(guī)模, 設(shè)計師可以自己選擇適應(yīng)生產(chǎn)。 操作靈活性是指, 在 PLC 的編程設(shè)計過程中, 設(shè)計的工作量大大減少, 安裝過程中只需將編寫好的程序利用計算機下載到 PLC 中, 同樣也具有操作的靈活性。而LED技術(shù)的發(fā)展,使大功率LED照明成為可能,在工業(yè)控制中可以作為檢測光源,靈活的作為各種開關(guān)量輸入信號和CCD相機的模擬量信號,提供更加綠色和穩(wěn)定的檢測信號。
5、PLC 的遠程控制
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展, PLC 技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)不斷融合, 實現(xiàn)了 PLC 的遠程控制。PLC 可以通過觸點的狀態(tài)實現(xiàn)遠程的控制, 同時 PLC 還能精確的遠程控制機械設(shè)備的運行效果, 自動優(yōu)化解決方案, 實現(xiàn)最小誤差的控制。
而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)控制流水線的LED顯示屏直接集成了以太網(wǎng)總線或PROFIBUS總線作為PLC控制的分站顯示控制數(shù)據(jù)和報警信息。
四、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用
隨著電子技術(shù)的發(fā)展, 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用也越來越普遍。 網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用大大提高了機械設(shè)備運行的準確性, 這是未來工業(yè)控制領(lǐng)域中關(guān)鍵的技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是針對計算機網(wǎng)絡(luò)來講。 近些年來計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展, 網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)也隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展迅速發(fā)展起來, 但是目前我國計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)起步比較晚, 發(fā)展水平有限, 因此也限制了工業(yè)自動化控制的進程。我國的自動控制進程與發(fā)達國家相比還具有很大的差距, 因此對我國來說網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革新很重要。我國要不斷引進國外先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 在此基礎(chǔ)上不斷消化吸收再創(chuàng)新。近幾年工業(yè)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有數(shù)字通訊和數(shù)字計算能力的現(xiàn)場設(shè)備節(jié)點, 直接以以太網(wǎng)總線傳播, 因此也就實現(xiàn)了數(shù)字通信。在工業(yè)控制的實際應(yīng)用中, 網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)可以將企業(yè)的協(xié)調(diào)能力得到統(tǒng)一,如安徽佳通輪胎公司的EAM系統(tǒng),使得企業(yè)的經(jīng)營管理成為一個集合的有機整理,實現(xiàn)了設(shè)備信息、 原料的供應(yīng)、 車間的生產(chǎn)加工、 市場信息的一體化管理。
結(jié)束語
在現(xiàn)代化的工業(yè)化控制進程中,PLC和LED 技術(shù)及其網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的結(jié)合使得工業(yè)化控制更加智能,實現(xiàn)了工業(yè)控制的機械化向自動化和機電一體化的轉(zhuǎn)型, 這種轉(zhuǎn)型有助于提高企業(yè)的經(jīng)營管理能力和機械設(shè)備的工作效率。
參考文獻
[1]韋一文.LED-UV在膠印中的應(yīng)用[J]. 《廣東印刷》,2013,(6).
關(guān)鍵詞:伺服驅(qū)動技術(shù),直線電機,可編程計算機控制器,運動控制
一、引言
信息時代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機械工業(yè),在這場新技術(shù)革命沖擊下,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變,微電子技術(shù)、微計算機技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機械裝置和動力設(shè)備相結(jié)合,促使機械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機電一體化技術(shù)革命。
隨著計算機技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,各先進國家的機電一體化產(chǎn)品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業(yè)機器人、智能機器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進展。機電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注,它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。
在機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時,運動控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分,也得到前所未有的大發(fā)展,國內(nèi)外各個廠家相繼推出運動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)(FullClosedACServo)、直線電機驅(qū)動技術(shù)(LinearMotorDriving)、可編程序計算機控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和運動控制卡(MotionControllingBoard)等幾項具有代表性的新技術(shù)。
二、全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)
在一些定位精度或動態(tài)響應(yīng)要求比較高的機電一體化產(chǎn)品中,交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛,其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流,而且調(diào)試、使用十分簡單,因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器采用了先進的數(shù)字信號處理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣,在驅(qū)動器和電機之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng),并充分發(fā)揮DSP的高速運算能力,自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié),甚至可以跟蹤負載變化,實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益;有的驅(qū)動器還具有快速傅立葉變換(FFT)的功能,測算出設(shè)備的機械共振點,并通過陷波濾波方式消除機械共振。
一般情況下,這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式,即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環(huán),也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度,應(yīng)在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件(如:光柵尺、光電編碼器等),即實現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是:伺服系統(tǒng)只接受速度指令,完成速度環(huán)的控制,位置環(huán)的控制由上位控制器來完成(大多數(shù)全閉環(huán)的機床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度,也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前,國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng),使得高精度自動化設(shè)備的實現(xiàn)更為容易。
該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷,伺服驅(qū)動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等),作為位置環(huán),而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機械傳動上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補償機械傳動件的制造誤差(如絲杠螺距誤差等),實現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能,獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動器來完成,無需增加上位控制器的負擔,因而越來越多的行業(yè)在其自動化設(shè)備的改造和研制中,開始采用這種伺服系統(tǒng)。
三、直線電機驅(qū)動技術(shù)
直線電機在機床進給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用,近幾年來已在世界機床行業(yè)得到重視,并在西歐工業(yè)發(fā)達地區(qū)掀起"直線電機熱"。
在機床進給系統(tǒng)中,采用直線電動機直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機傳動的最大區(qū)別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環(huán)節(jié),把機床進給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式,帶來了原旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式無法達到的性能指標和優(yōu)點。
1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的機械傳動件(如絲杠等),使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高,反應(yīng)異常靈敏快捷。
2.精度直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機械機構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差,減少了插補運動時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,即可大大提高機床的定位精度。
3.動剛度高由于"直接驅(qū)動",避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現(xiàn)象,同時也提高了其傳動剛度。
4.速度快、加減速過程短由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車(時速可達500Km/h),所以用在機床進給驅(qū)動中,要滿足其超高速切削的最大進個速度(要求達60~100M/min或更高)當然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應(yīng)性,使其加減速過程大大縮短。以實現(xiàn)起動時瞬間達到高速,高速運行時又能瞬間準停??色@得較高的加速度,一般可達2~10g(g=9.8m/s2),而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1~0.5g。
5.行程長度不受限制在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機,就可以無限延長其行程長度。
6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦,且導(dǎo)軌又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌(無機械接觸),其運動時噪音將大大降低。
7.效率高由于無中間傳動環(huán)節(jié),消除了機械摩擦時的能量損耗,傳動效率大大提高。
直線傳動電機的發(fā)展也越來越快,在運動控制行業(yè)中倍受重視。在國外工業(yè)運動控制相對發(fā)達的國家已開始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品,其中美國科爾摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng),它能提供很高的動態(tài)響應(yīng)速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動;德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機。
四、可編程計算機控制器技術(shù)
自20世紀60年代末美國第一臺可編程序控制器(ProgrammingLogical Controller,PLC)問世以來,PLC控制技術(shù)已走過了30年的發(fā)展歷程,尤其是隨著近代計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,它已在軟硬件技術(shù)方面遠遠走出了當初的"順序控制"的雛形階段。可編程計算機控制器(PCC)就是代表這一發(fā)展趨勢的新一代可編程控制器。
與傳統(tǒng)的PLC相比較,PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小,這一結(jié)果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問題,它采用分時多任務(wù)機制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運行平臺,這樣應(yīng)用程序的運行周期則與程序長短無關(guān),而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此,它將應(yīng)用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開來,滿足了實時控制的要求。當然,這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求,任意修改。
基于這樣的操作系統(tǒng),PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成,給工程項目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求,如運動控制、數(shù)據(jù)采集、報警、PID調(diào)節(jié)運算、通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務(wù)),這些模塊既獨立運行,數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián),這些模塊經(jīng)過分步驟的獨立編制和調(diào)試之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運行,共同實現(xiàn)項目的控制要求。
PCC在工業(yè)控制中強大的功能優(yōu)勢,體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計算機及DCS(分布式工業(yè)控制系統(tǒng))技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流,雖然這還是一項較為年輕的技術(shù),但在其越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域中,它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
五、運動控制卡
運動控制卡是一種基于工業(yè)PC機、用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因為:(1)為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標準化、柔性、開放性等要求;(2)在各種工業(yè)設(shè)備(如包裝機械、印刷機械等)、國防裝備(如跟蹤定位系統(tǒng)等)、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)研制和改造中,急需一個運動控制模塊的硬件平臺;(3)PC機在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用,也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機的強大功能。
運動控制卡通常采用專業(yè)運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心,大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地,運動控制卡與PC機構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu):PC機負責人機交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等方面的工作(例如鍵盤和鼠標的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運動軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等);控制卡完成運動控制的所有細節(jié)(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等)。運動控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運動控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動化的各個領(lǐng)域。
這種運動控制模式在國外自動化設(shè)備的控制系統(tǒng)中比較流行,運動控制卡也形成了一個獨立的專門行業(yè),具有代表性的產(chǎn)品有美國的PMAC、PARKER等運動控制卡。在國內(nèi)相應(yīng)的產(chǎn)品也已出現(xiàn),如成都步進機電有限公司的DMC300系列卡已成功地應(yīng)用于數(shù)控打孔機、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設(shè)備上。
【關(guān)鍵詞】變頻調(diào)速技術(shù);發(fā)展;工業(yè)控制;應(yīng)用
前言
作為一項實際應(yīng)用要求較高的技術(shù)方法,變頻調(diào)速技術(shù)的特殊性不言而喻。該項課題的研究,將會更好地提升對變頻調(diào)速技術(shù)的分析與掌控力度,從而通過合理化的措施與途徑,進一步優(yōu)化工業(yè)控制的最終整體效果。
一、變頻調(diào)速技術(shù)概述
(一)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展歷史
變頻調(diào)速技術(shù)從理論到使用推廣經(jīng)歷了40年的時間,在這期間,電子器件的發(fā)展促進了這一過程的實現(xiàn)。在20世紀70年代,發(fā)達國家為了緩解石油危機,投入大量的人力、物力和財力去研究更加高效的變頻器,使變頻調(diào)速技術(shù)得到進一步推廣。到今天,依托于電子計算技術(shù)和微電子技術(shù)的變頻調(diào)速技術(shù)以優(yōu)越的性能被各行各業(yè)所采用,實現(xiàn)了電氣自動化控制領(lǐng)域的節(jié)能減排,提高了生產(chǎn)效率。
(二)變頻調(diào)速技術(shù)基本原理及組成
變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理為利用電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系n=60f(1-s)/p,其中n為轉(zhuǎn)速,s為電機轉(zhuǎn)差率,f為輸入頻率,p為電機磁極對數(shù),改變電動機的工作頻率從而達到控制電機轉(zhuǎn)速的目的。
變頻調(diào)速技術(shù)的關(guān)鍵部件主要有3部分:自適應(yīng)電動機模型單元、脈沖優(yōu)化選擇器、轉(zhuǎn)矩和磁通比較器。(1)自適應(yīng)電動機模式單元主要的功能是檢測輸入電動機的電壓、電流的性質(zhì),從而識別電動機的參數(shù),它是直接轉(zhuǎn)矩控制的關(guān)鍵單元,以定子磁場定向方式幫助實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的直接控制,該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)正負0.1%的速度控制精度。(2)脈沖優(yōu)化選擇器的主要功能是優(yōu)化選擇在一定范圍內(nèi)的脈沖信號,功能的實現(xiàn)首先需要選擇合適的信息處理選擇芯片,當前在電氣自動化控制行業(yè)中常用的型號為CycloneⅡEP2C5Q209C8;其次需要設(shè)計調(diào)制方式的信號源并編寫能夠?qū)崿F(xiàn)不同功能的電路模塊,例如能夠?qū)崿F(xiàn)星座映射、緩沖功能的模塊;最后,通過信號源進行仿真模擬判斷編寫的電路模塊是否能夠?qū)崿F(xiàn)既定的功能。影響脈沖優(yōu)化選擇器性能的重要因素是電解電容器的容量具有很大的離散型,導(dǎo)致部件承受的電壓出現(xiàn)偏差,為此需要對電容進行改進,可以在電容器旁并聯(lián)一個與電容器阻值相同的電阻,同時為了防止電路被燒毀,還可以增加抑制浪涌電流的措施。(3)轉(zhuǎn)矩和磁通比較器的主要功能為每隔20s將反饋值與參考值進行比較,而后通過滯環(huán){節(jié)器輸出轉(zhuǎn)矩或磁場狀態(tài),為工作人員后續(xù)的工作提供參考。
(三)變頻器的特征
變頻器是變速調(diào)控技術(shù)的核心,變頻器具有如下特點:利用變頻技術(shù)將電源轉(zhuǎn)化為不同頻率的交流電源,可對發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)的給水泵、送風機等系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。變頻器分為高壓變頻器和低壓變頻器。其中低壓變頻輸出電壓為380~650V、工作頻率為0~400Hz,輸出功率為0.75~400kW。其主電路由整流和逆變構(gòu)成,該變頻器采取拓撲結(jié)構(gòu)使得其技術(shù)穩(wěn)定;硬度大、成本支出低。同時可以滿足一般傳動在平滑調(diào)速方面的需求,由于低壓變頻與高壓變頻相比,采用的力矩較低,應(yīng)用較為廣泛。
二、變頻調(diào)速技術(shù)工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用
(一)應(yīng)用案例。本文選擇是該技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用案例,在這個案例中應(yīng)用該技術(shù)的主要目的就是為了完成節(jié)能改造,因為數(shù)控機床傳統(tǒng)的技術(shù)需要耗費很多的電能,無論是對企業(yè),還是數(shù)控機床自身都是一種損失,為了減少這種損失,提高企業(yè)的整體經(jīng)濟效益,數(shù)控機床人員經(jīng)常使用的方式是工頻運行,雖然這種方式有一定效果,但是其劣勢也比較明顯,比如齒輪主軸速度可供選擇的范圍過大,這樣就不能對其進行精細控制,特別是恒線速度,再加之,在使用該技術(shù)的過程中,也不能完全保證機械從始至終都能夠安全穩(wěn)定的運行,因此要時時對機械設(shè)備進行維修,尤其是離合器;另外雖然使用的主軸屬于直流型,這種類型的注重最大的優(yōu)勢就是可以進行無級調(diào)速,但是卻為后期維護工作帶來了問題,而且在運行的過程中,主軸的最高轉(zhuǎn)速,根本不能達到,所以其總體效果并不好。因此相關(guān)人員決定使用變頻調(diào)速技術(shù),希望能夠取得預(yù)期的效果,達到降低電能損耗的目標,進而減少企業(yè)成本支出。決定使用該技術(shù)之后,數(shù)控機床人員經(jīng)過商討確定了使用方案。
(二)應(yīng)用效果。使用該技術(shù)不僅避免了使用工頻技術(shù)的劣勢,還提高了機械工作的速度,另外機械消耗的能源也有明顯的下降,減少了企業(yè)成本的支出,其使用效果非常好。變頻調(diào)速技術(shù)主要針對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、功能等多方面,所以效果比較好。因為使用該技術(shù),數(shù)控機床自身的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化,所以能夠節(jié)省大量的金屬材料,再加之,使用該技術(shù)之后,機械操作與原來相比比較簡單,這就降低了機械損耗的程度,也減少了機械維修的次數(shù);而且使用該技術(shù)之后,數(shù)控機床控制范圍有所擴展,無論是控制精度,還是控制效率都得到了有效的提高,最關(guān)鍵的是,該技術(shù)的使用提高了數(shù)控機床加工質(zhì)量,其生產(chǎn)效率與傳統(tǒng)的方法相比,有所提高,這對企業(yè),甚至是整個數(shù)控機床行業(yè)來說,都有積極的意義。
三、變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展趨勢
(一)開關(guān)器件方面
就目前的開關(guān)器件發(fā)展來看,智能化變頻器將會是未來的發(fā)展潮流,實現(xiàn)功率變化、檢測、控制、保護等等功能的全自動化,達到高效節(jié)能的目的。讓具有更多功能,具有更高特性的開關(guān)器件進入我國的電力市場。
(二)變頻控制電路方面
目前,我國的高壓變頻調(diào)速裝置基本上已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化和自動化的全方位控制,但是,在變頻調(diào)速設(shè)備的數(shù)字化和自動化方面還有很大的提升空間,我們要不斷的將新的先進的科學技術(shù)運用其中,用于嘗試,實現(xiàn)變頻電路的更高效的控制。
(三)矢量控制技術(shù)方面
矢量控制技術(shù)仍然會是目前和以后很長一段時間內(nèi)高性能電機的主要控制技術(shù),它包含有多種重要的科學技術(shù),如:PWM技術(shù),參數(shù)識別技術(shù)、磁通觀測技術(shù)等等,這些高效的控制技術(shù)能夠提高開關(guān)的頻率,改變電壓波形。我們需要實現(xiàn)更有效的控制,就必須長期的對矢量控制技術(shù)進行研究。
四、結(jié)束語
綜上所述,加強對變頻調(diào)速技術(shù)及其在工業(yè)控制中應(yīng)用的研究分析,對于其良好實踐效果的取得有著十分重要的意義,因此在今后的工業(yè)控制實踐中,應(yīng)該加強對變頻調(diào)速技術(shù)的重視程度,并注重其具體應(yīng)用實施策略的科學性。
參考文獻:
[1] 朱娟娟.芻議工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā).2015(12):60-62.
[2] 羅春芳.變頻調(diào)速技術(shù)及其在制藥工業(yè)電氣自動化控制中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā).2015(02):115-116.
關(guān)鍵詞 工業(yè)自動化;控制技術(shù);發(fā)展趨勢
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)13-0004-01
工業(yè)自動化的概念可以簡單歸結(jié)為將工業(yè)生產(chǎn)中的各種人力、物力用先進的技術(shù)、設(shè)備、儀器代替,并用計算機技術(shù)實現(xiàn)智能化控制,從而有效減少人力、物力、財力的消耗,使生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量都得到提高的綜合性工業(yè)控制過程。這是人類歷史上重大的突破,是一項重要的技術(shù),打破了以往工業(yè)生產(chǎn)中效率與質(zhì)量之間的怪圈,從而實現(xiàn)生產(chǎn)的靈活性和定制性。工業(yè)自動化控制技術(shù)在經(jīng)濟繁榮的今天已取得了舉世矚目的成就,工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的絕大多數(shù)企業(yè)在進行產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中都依賴于工業(yè)自動化控制技術(shù)。在科學技術(shù)日新月異的21世紀,該技術(shù)也呈現(xiàn)出不斷發(fā)展成熟的新趨勢。本文對工業(yè)自動化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展新趨勢做出了簡要探討。
1 工業(yè)自動化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 PLC系統(tǒng)
在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域,占據(jù)主導(dǎo)地位很長時間的是PLC。PLC的應(yīng)用目的很簡單,就是為很多不同的工業(yè)自動化控制設(shè)備提供安全、可靠的控制方案,對于工業(yè)自動化領(lǐng)域的發(fā)展起著獨一無二的推動作用。但是PLC也同樣面臨著其他工業(yè)自動化控制技術(shù)的沖擊。目前,國外的廠家似乎更加青睞PLC產(chǎn)品的生產(chǎn),世界上的PLC產(chǎn)品型號大約有300種。而且我國所使用的PLC主要依賴于國外引入,因為我國的PLC并沒有發(fā)展到足夠的規(guī)模,也缺少在PLC生產(chǎn)方面具有強大能力和品牌質(zhì)量的企業(yè)。但是不容忽視的是,我國對PLC的生產(chǎn)也取得了不小的進步。另外,PLC雖然沒有達到產(chǎn)業(yè)化,但是憑借其在工業(yè)自動化控制中的活躍應(yīng)用,行業(yè)領(lǐng)域也沒有被局限住,反而應(yīng)用范圍也很廣。
1.2 DCS系統(tǒng)
DCS(Distributed Control System)是指集散控制系統(tǒng)。它是在20世紀的70年代被研發(fā)出來而且隨即得到成功運用的系統(tǒng)。隨后的10年,我國對DCS的研制取得了重大發(fā)展,從而開展該系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)。此后,隨著科技的進步,我國對DCS的研究和生產(chǎn)實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展,同時一大批的DCS企業(yè)如雨后春筍般崛起?,F(xiàn)如今,我國對于DCS產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)質(zhì)量日趨呈現(xiàn)出與世界先進水平比肩的態(tài)勢。
1.3 工業(yè)PC
工業(yè)PC是目前最為常用的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)之一,以該系統(tǒng)為基礎(chǔ),可以形成分布式控制系統(tǒng)。值得注意的是,該系統(tǒng)能夠取PLC、DCS而代之,而且由于在工業(yè)自動化控制方面擁有基礎(chǔ)性能,所以比PLC、DCS更加完善。另一方面,該系統(tǒng)還存在不同的客戶模式和不同的服務(wù)器模式,這樣一來,不同的多種工業(yè)PC機就具有了兼做客戶機、服務(wù)器的功能,從而形成了工業(yè)PC機群,這種PC集群的形成是按照地域進行劃分的,借助網(wǎng)絡(luò)的強大功能而形成的綜合系統(tǒng)能夠集管理、控制于一身,這樣極大地促進了企業(yè)內(nèi)部的信息交流。另外,該系統(tǒng)還能夠?qū)⒖蛻?、管理部門、金融部門等連接起來,形成更加廣泛的信息綜合系統(tǒng)。
2 工業(yè)自動化控制技術(shù)發(fā)展的新趨勢
2.1 工業(yè)自動化控制技術(shù)未來發(fā)展的主流方向
在工業(yè)自動化控制技術(shù)方面,我國未來的主流發(fā)展方向應(yīng)該是在創(chuàng)新和改進設(shè)備智能化、無線化以及高精度化方面繼續(xù)探索。在科學技術(shù)日新月異的今天,智能化作為最重大的研究成果不斷被應(yīng)用各個領(lǐng)域,當然也不能將工業(yè)自動化控制的智能化拒之門外。工業(yè)自動化控制過程中,充分利用計算機實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可控和高精度。其次,在智能化的前提條件下,操作精度也應(yīng)該不斷提升,這就需要自動化控制系統(tǒng)進一步向無線化發(fā)展,無線通信技術(shù)的發(fā)展為保證儀器設(shè)備的無線化通信提供重要的技術(shù)支持。第三,在智能化和無線化的基礎(chǔ)上,還應(yīng)該實現(xiàn)工業(yè)自動化控制的高精度化,以此保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的進一步提高。
2.2 自動化與信息化的有機結(jié)合
在工業(yè)自動化控制技術(shù)發(fā)展的過程中,應(yīng)該通過自動化與信息化的有機結(jié)合從而實現(xiàn)對自動化控制、管理的強化?,F(xiàn)代信息技術(shù)能夠給工業(yè)自動化控制帶來重要的積極影響,它可以實現(xiàn)企業(yè)對科技人才的教育和培養(yǎng),也可以促進自動化儀表的信息化建設(shè)發(fā)展步伐不斷加快。但是,自動化與信息化的有機結(jié)合,不是只有自動化單方面受益,而是相輔相成的。自動化儀表和自動化控制技術(shù)的應(yīng)用也會對信息采集、信息處理、信息的應(yīng)用等方面產(chǎn)生積極影響。所以,要想探討工業(yè)自動化控制技術(shù)發(fā)展的新趨勢,信息化和自動化的有機結(jié)合是不容忽視的。
2.3 工業(yè)自動化控制過程中的安全可靠性
眾所周知,工業(yè)生產(chǎn)中存在很多不安全因素,從而導(dǎo)致工業(yè)自動化控制方面也必須考慮控制過程的安全可靠性,尤其是自動化儀表的功能作用發(fā)揮和安全可靠性更加不容忽視。再加上,自動化控制儀表的應(yīng)用十分廣泛,更加不能不是安全問題。所以,在今后的工業(yè)自動化控制技術(shù)發(fā)展的過程中,質(zhì)量意識要加以強化,還要加強自動化儀表的質(zhì)量檢測。
2.4 強化對自動化控制系統(tǒng)的維護
強化對自動化控制系統(tǒng)的維護也是幫助工業(yè)企業(yè)在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地的重要手段。隨著市場競爭的不斷加劇,我國的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)該不斷加強對自動化控制的維護,從而減少對客戶的不利影響。強化對自動化控制系統(tǒng)的維護,裝備診斷,可以提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量,可以實現(xiàn)對自動化控制過程的安全監(jiān)管,從而幫助企業(yè)獲得經(jīng)濟效益。所以,在工業(yè)自動化未來的發(fā)展過程中們應(yīng)該對自動化控制系統(tǒng)的維護工作加以強化。
3 結(jié)束語
工業(yè)自動化控制技術(shù)是實現(xiàn)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量一致性的重要工業(yè)技術(shù)。它的廣泛應(yīng)用極大地促進了我國工業(yè)的發(fā)展。近年來,隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,第三次科技革命的不斷深化,工業(yè)自動化控制技術(shù)也呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢。智能化、無線化、高精度化的工業(yè)自動化控制時代已經(jīng)悄然來臨。本文對工業(yè)自動化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展新趨勢做出了探討,希望能夠為有關(guān)企業(yè)提供有效的借鑒。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:機械制造 數(shù)控技術(shù) 技術(shù)研究
前言
在機械制造業(yè)中,數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來越受到重視。隨著計算機技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場產(chǎn)品競爭的加劇,傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。
1、 機械制造業(yè)現(xiàn)狀
機械制造是指從原材料開始,經(jīng)過熱、冷加工,裝配成產(chǎn)品,對產(chǎn)品進行調(diào)試和檢測,包裝和發(fā)運的全過程?,F(xiàn)階段,我國機械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和規(guī)模都不小,處于世界前列,但是我們機械產(chǎn)品大部分都是中、低檔的,技術(shù)水平含量比較低,且缺乏獨立自主的知識產(chǎn)權(quán)品牌。人們在潛移默化中,承認了只要是進口的外國產(chǎn)品,質(zhì)量就一定好于我國制造的產(chǎn)品。正因為這樣,提高機械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量成為我國機械制造業(yè)的目標,從而滿足現(xiàn)代化市場的競爭需求。
2 、數(shù)控技術(shù)的原理
所謂數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)綜合運用了計算機、自動控制、電氣傳動、精密測量、機械制造等多門技術(shù)而發(fā)展來的,它是自動化機械系統(tǒng)、機器人、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)等高技術(shù)的基礎(chǔ)。
3 、 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)(CNC)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng),即CNC系統(tǒng),主要是靠存儲程序來實現(xiàn)各種機床的不同控制要求。由圖1可知,整個數(shù)控系統(tǒng)是由程序、輸入、輸出設(shè)備、計算機數(shù)控(CNC)裝置、可編程控制單元、主軸控制單元和速度控制單元等部分組成,習慣上簡稱為CNC系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)能自動閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字值并將其譯碼,從而使機床動作并加工出符合要求的零件。
(1) CNC裝置的工作原理
CNC裝置的工作原理是通過輸入設(shè)備輸入機床加工所需的各種數(shù)據(jù)信息,經(jīng)過譯碼、計算機的處理、運算,將每個坐標軸的移動分量送到其相應(yīng)的驅(qū)動電路,經(jīng)過轉(zhuǎn)換、放大,驅(qū)動伺服電機,帶動坐標軸運動,同時進行實時位置反饋控制,使每個坐標軸都能精確移動到指令所需求的位置。
(2)CNC裝置的插補原理
對于連續(xù)切削的CNC機床,不僅要求工作臺準確定位,還必須控制刀具相對于工件給定速度沿著指定的路徑運動,進行切削運動,并保證切削過程中每一點的精度和粗糙度,這取決于CNC裝置的插補功能。數(shù)控機床加工曲線時,用一小段折線逼近要加工的曲線?!安逖a”實質(zhì)是數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)零件輪廓線型的有限信息,計算出刀具的一系列加工點、完成所謂的數(shù)據(jù)“密化”工作。
4、 數(shù)控技術(shù)裝備
(1)自動控制及智能化的數(shù)字化技術(shù)
自動控制理論和伺服驅(qū)動技術(shù)對數(shù)控機床的功能、動態(tài)特性和控制品質(zhì)具有決定性影響。在對一個具體的控制裝置或系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和現(xiàn)場調(diào)試中,自動控制理論具有重要的理論指導(dǎo)作用。在伺服速度環(huán)控制中采用的前饋控制,使傳統(tǒng)的位置環(huán)偏差控制的跟蹤滯后現(xiàn)象得到了很大的改善,而且增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和伺服精度。
交流驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展迅速,交流傳動系統(tǒng)已由模擬化向數(shù)字化方向發(fā)展,而且向智能化的數(shù)字伺服技術(shù)發(fā)展。以運算放大器等模擬器件為主的控制器正在被以微處理器為主的數(shù)字集成元件所取代,從而克服了零點漂移、溫度漂移等弱點。與交流伺服電動機驅(qū)動技術(shù)相配套的是電力電子技術(shù),它提供了瞬時輸出很大的峰值電流和完善的保護功能。
(2)精密機械技術(shù)
精密機械技術(shù)是數(shù)控機床的基礎(chǔ),它包括精密機械設(shè)計和精密機械加工兩大方面。精密機械技術(shù),當今正面臨著重大的挑戰(zhàn)。機械系統(tǒng)自身在結(jié)構(gòu)及傳動精度、剛度、體積、質(zhì)量和壽命等方面對數(shù)控機床仍具有舉足輕重的影響。在制造過程所使用的機電一體化系統(tǒng)中,(如:Computer Aided Deigning,簡稱CAD;Computer AidedManufacturing ,簡稱CAM;Computer Aided Process Planning,簡稱CAPP等)、人工智能和專家系統(tǒng),形成新一代的機械制造技術(shù)。但傳統(tǒng)的以知識和技能形式存在的機械技術(shù)是任何其它技術(shù)所無法取代的。因此對一臺數(shù)控機床而言,機械結(jié)構(gòu)和傳動占了很大比例,不斷發(fā)展各種新的設(shè)計計算方法和新型結(jié)構(gòu),采用新材料和新工藝,使新一代數(shù)控機床的主機具有高精度、高速度、高可靠性、體積小、質(zhì)量小、維護方便和價格低廉的機械結(jié)構(gòu)。
(3)精密檢測和智能化的傳感技術(shù)
精密檢測和傳感技術(shù)一直是閉環(huán)和半閉環(huán)控制的系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),檢測和傳感裝置則是實現(xiàn)自動化控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。精密檢測和傳感的精度與功能直接影響自動控制的品質(zhì),在精度補償方面發(fā)揮重要作用。精密檢測的關(guān)鍵元件是傳感器,數(shù)控系統(tǒng)要求傳感器能快速、精確地獲取信息,并在各種各樣的工作環(huán)境下能夠可靠地運行。
5、 數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用
(1)數(shù)控技術(shù)在機床上的應(yīng)用
數(shù)控機床的工作過程是將加工零件的幾何信息和工藝信息進行數(shù)字化處理,即對所有的操作步驟(如機床的啟動或停止、主軸的變速、工件的夾緊或松夾、刀具的選擇和交換、切削液的開或關(guān)等)和刀具與工件間的相對位移以及進給速度等都用數(shù)字化的代碼表示。在加工前由編程人員按規(guī)定的代碼將零件的圖紙編制成程序,然后通過程序載體(如穿孔帶、磁帶、磁盤、光盤和半導(dǎo)體存儲器等)或手工直接輸入(MDI)方式將數(shù)字信息送入數(shù)控系統(tǒng)的計算機中進行處理,最后通過驅(qū)動電路又伺服裝置控制機床實現(xiàn)自動加工。數(shù)控機床的最
大特點是當改變加工零件時,一般只需要向數(shù)控系統(tǒng)輸入新的加工程序,而不需要對機床進行人工的調(diào)整和直接參與操作,就可以自動地完成整個加工過程。
(2)數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用
近些年來,汽車工業(yè)發(fā)展突飛猛進,在如此快速的發(fā)展過程中,汽車配件的加工技術(shù)也同步在飛速發(fā)展,而數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,在一定程度上更大的加快了汽車配件的生產(chǎn)制造。將加工中心和其它高速數(shù)控機床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體,不僅滿足了產(chǎn)品更新?lián)Q代頻率越來越快的要求,做到一次投資,長期受益,又有不遜于組合機床剛性自動線的制造效率,從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟規(guī)?!钡膫鹘y(tǒng)觀念,實現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。其中復(fù)雜的零部件加工制造能夠運用現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)中的快速成形制造技術(shù)輕易實現(xiàn),不但如此,還有一些其他方面的技術(shù),如數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)等等,在汽車制造工業(yè)中都有了更加廣泛的應(yīng)用。
(3)數(shù)控技術(shù)在機械設(shè)備中的應(yīng)用
機械設(shè)備在機械制造中占有著極其重要的作用,基于現(xiàn)代機械制造業(yè)的要求,擁有著控制能力的機床設(shè)備在現(xiàn)代機電一體化產(chǎn)品中發(fā)揮著不可取代的作用。計算機數(shù)控技術(shù)為機械制造業(yè)提供了良好的機床控制能力,即在機床上應(yīng)用計算機控制技術(shù),也就是用數(shù)控技術(shù)對機床的加工進行指揮控制,這就是我們現(xiàn)在所熟悉的數(shù)控機床。這種新一代機電一體化產(chǎn)品是以代碼來實現(xiàn)機床控制的,它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的工作等各種操作儲存在控制介質(zhì)內(nèi),從而發(fā)出控制指令來控制機床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件,以控制機床使其加工出我們所需的工件。
6、 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展越來越快,數(shù)控機床朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。但最主要的發(fā)展趨勢就是采用“PC+運動控制器”的開放式數(shù)控系統(tǒng),它不僅具有信息處理能力強、開放程度高、運動軌跡控制精確、通用性好等特點,而且還從很大程度上提高了現(xiàn)有加工制造的精度、柔性和應(yīng)付市場需求的能力。美國將其稱為新一代的工業(yè)控制器,日本稱其將帶來第三次工業(yè)革命。
關(guān)鍵詞:計算機應(yīng)用;工業(yè);自動控制
自從工業(yè)技術(shù)革命以來,工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)得到了快速發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)過程中自動化系統(tǒng)的發(fā)展受到了人們的廣泛關(guān)注,計算機技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用,取得了非常明顯的效果。當前,它已經(jīng)成為了工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的工具。
“計算機控制系統(tǒng)”綜合了計算機、自動控制理論和自動化儀表等項技術(shù),并將這些先進技術(shù)集成起來應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程。計算機控制系統(tǒng)是自動控制技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,利用計算機來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng),它由控制計算機本體和受控對象兩大部分組成。
一、計算機控制技術(shù)的發(fā)展
計算機控制技術(shù)的思想始于上世紀五十年代中期,美國TRW航空公司與美國德克薩斯州的一個煉油廠合作,進行計算機控制的研究,他們設(shè)計出了一個利用計算機控制實現(xiàn)反應(yīng)器供料最佳分配,根據(jù)催化劑活性測量結(jié)果來控制熱水的流量以及確定最優(yōu)循環(huán)的系統(tǒng)。這項具有跨時代意義的工作為計算機控制技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),從此,計算機控制技術(shù)迅速發(fā)展,并被各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。
伴隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機控制技術(shù)也緊隨其后,迅猛的發(fā)展起來,其發(fā)展過程大致可以分為四個階段:(1)開創(chuàng)時期(2)直接數(shù)字控制時期(3)小型計算機時期(4)微型計算機時期。如今計算機控制技術(shù)的發(fā)展又多了許多新的方向:計算機控制的網(wǎng)絡(luò)化;計算機控制的集成化;計算機控制的智能化;計算機控制技術(shù)的標準化。
二、計算機控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
(1)計算機控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用:計算機控制技術(shù)在工業(yè)上的發(fā)展有幾個階段:最初能實現(xiàn)如信息處理、數(shù)據(jù)采集、過程控制、在線優(yōu)化、甚至實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃等操作控制功能;到能滿足如非線性、時變動態(tài)特性等要求的遞階控制;再到基于微處理器的分散控制;再到過程診斷技術(shù),目前主要應(yīng)用于電力和化工工業(yè);然后到廣泛地用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測與控制等方面的傳感器開發(fā)及高級控制技術(shù);現(xiàn)在,美國、日本及其它工業(yè)發(fā)達的國家正投入大量的人力、物力和財力致力于機器人的研制與開發(fā)。這些機器人主要應(yīng)用于制造行業(yè),也將在過程工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。今后,社會將面臨新的研究課題,制造系統(tǒng)和專家系統(tǒng)。(2)計算機控制技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用:根據(jù)我國現(xiàn)狀,中藥生產(chǎn)企業(yè),一般把綜合間歇控制系統(tǒng)分成兩部分來搞,即生產(chǎn)管理部分和實時控制部分。(3)計算機控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用:智能溫室大棚中利用計算機進行遠程監(jiān)控和操作,還可設(shè)計自動控制無人管理溫室大棚。根據(jù)遠程傳感器搜集來的溫度、濕度、光照等模擬信息,經(jīng)輸入通道進行AD轉(zhuǎn)換,傳入計算機,計算機既可以利用這些數(shù)據(jù)進行監(jiān)控,同時又可以利用這些數(shù)據(jù)對大棚進行控制,進行加濕、加溫、增加光照等控制,從而實現(xiàn)溫室大棚的自動化智能控制。(4)計算機控制技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用:近幾年來,從我國載人航天技術(shù)成功以來,航空航天技術(shù)已經(jīng)得到越來越多的國人關(guān)注,一個又一個矚目成績的取得離不開自動化控制技術(shù)的發(fā)展,而這其中計算機控制技術(shù)又占據(jù)著重要的位置。
三、工業(yè)計算機控制技術(shù)的發(fā)展趨勢
(1)工業(yè)計算機控制技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化。將控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化,使控制作用的實現(xiàn)不再局限于傳統(tǒng)意義上的控制系統(tǒng),而是由各種儀表單元分別獨立完成各自的工作,然后再通過網(wǎng)絡(luò)進行彼此間的信息交換和組織,并相互協(xié)作,最終實現(xiàn)預(yù)定完成的控制任務(wù)。這種近似于模塊化的思想,可以使各部分獨立工作,不產(chǎn)生干擾,有可以根據(jù)需要增減控制網(wǎng)絡(luò)中的個體,大大增強了系統(tǒng)的實用性。(2)工業(yè)計算機控制技術(shù)的集成化。計算機集成制造系統(tǒng)將成為21世紀占主導(dǎo)地位的新型生產(chǎn)方式,世界上很多國家包括我國都已經(jīng)把發(fā)展計算機控制技術(shù)作為本國制造工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,并制定了許多由政府或工業(yè)界支持的計劃,用以推動計算機集成制造系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用。計算機控制系統(tǒng)的集成化也已經(jīng)成為當今計算機控制技術(shù)的又一發(fā)展趨勢。(3)工業(yè)計算機控制技術(shù)的智能化。目前的典型智能控制方法有:模糊控制、專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。模糊控制繞過了對象的不確定性、不精確性、噪聲、非線性、時變性以及時滯性等影響,實現(xiàn)簡單,適應(yīng)面廣。(4)工業(yè)計算機控制技術(shù)的標準化。任何技術(shù)的發(fā)展最終都會趨向于標準化,計算機控制技術(shù)也不例外,將計算機控制技術(shù)標準化,可大大促進計算機控制技術(shù)的發(fā)展。目前國際公認的標準尚未建立,但已有很多廠商愿意采用一些通用性較強的產(chǎn)品,相信不久的將來,計算機控制技術(shù)必將建立一套國際化通用標準。
綜上所述,計算機控制在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用已取得了可喜的進展,而且隨著計算機技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展,系統(tǒng)和控制理論與實踐的不斷深化,將得到進一步完善和發(fā)展,并為提高生產(chǎn)設(shè)備性能、產(chǎn)品質(zhì)量,稀有資源的有效利用發(fā)揮更大的作用。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:工業(yè);自動化儀表;自動化控制;技術(shù)探討
進入21世紀后,科學信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,為企業(yè)在生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中帶來了翻天覆地的改變。國內(nèi)的儀器儀表生產(chǎn)企業(yè)相繼的推出了一些具有診斷功能的電工測試系統(tǒng),并且開始逐步的擴展進入到智能儀器儀表市場領(lǐng)域。
1自動化儀表與自動化控制技術(shù)的概述
(1)工業(yè)自動化儀表工業(yè)自動化儀表就是在工業(yè)生產(chǎn)的過程中,對各種工業(yè)參數(shù)進行測量、記錄與控制,同時還能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)處理與傳輸?shù)膬x表,這樣的儀表設(shè)備能夠大大的提高生產(chǎn)的效率。目前工業(yè)中自動化儀表的種類非常多,大致能夠分為三大類:檢測儀表、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表。其中檢測儀表主要是在工業(yè)生產(chǎn)過程中檢測溫度、壓力、或流量等這些參數(shù)的變化。顯示儀表則是將檢測儀表中檢測的數(shù)據(jù)進行顯示的設(shè)備,能夠便于工作人員及時解決故障。而調(diào)節(jié)儀表則是通過先前設(shè)定的程序進行控制,可以適當?shù)恼{(diào)整生產(chǎn)效率,能夠?qū)⑸a(chǎn)效率最大化。(2)自動化控制技術(shù)自動化控制技術(shù)結(jié)合了控制與信息技術(shù)之間的優(yōu)勢,通過對工業(yè)生產(chǎn)中的每一個環(huán)節(jié)進行檢測,并且根據(jù)情況作出適當?shù)恼{(diào)整控制,以此來提高企業(yè)的生產(chǎn)效率,促進工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。目前我們所采用的自動化控制技術(shù)仍然是半智能化狀態(tài)。很多生產(chǎn)環(huán)節(jié)為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量還需要大量的人員進行操作參與,在一定程度上造成了大量的人力資源浪費。所以,將來自動化控制技術(shù)發(fā)展的方向是全智能化,能夠使生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)完全的自動化、信息化生產(chǎn),這將有效的提高生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)安全性。
2自動化工業(yè)用儀表的作用
自動化的工業(yè)儀表在企業(yè)的生產(chǎn)工作過程中大量的應(yīng)用,能夠使企業(yè)的生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量大幅提高,能夠控制生產(chǎn)過程中每一個環(huán)節(jié)的安全性,能夠在保證企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)情況下,進行生產(chǎn)效率的提升并且能夠保證生產(chǎn)的安全性與高質(zhì)量。目前生產(chǎn)中,很多企業(yè)都會選擇工業(yè)自動化儀表控制實際的生產(chǎn)工作,這樣不僅能夠降低生產(chǎn)過程中對勞動力的浪費,還能通過智能化控制的方式獲得更多的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)對信息的整合,滿足企業(yè)對成本的控制,能夠在良好的循環(huán)過程中實現(xiàn)生產(chǎn)需求,達到滿足企業(yè)工作效率的提高。
3自動化控制技術(shù)
(1)應(yīng)用自動化控制技術(shù)原理自動化控制技術(shù)的科學應(yīng)用,能夠提升企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質(zhì)量,對整個生產(chǎn)的過程具有監(jiān)督與管理的作用。這是智能化生產(chǎn)儀表實際的工作與技術(shù)原理,也是支撐企業(yè)整體發(fā)展的關(guān)鍵技能之一。智能自動化控制設(shè)備工作體系不需要人工的支持,就能達到具體的生產(chǎn)工作需求,而實際的設(shè)備操作過程中,能夠不斷的滿足先進技術(shù)的升級,滿足企業(yè)的生產(chǎn)效率提升需求。智能化儀表的全面發(fā)展生產(chǎn)技術(shù)廣泛的應(yīng)用到實際的生產(chǎn)中,可以迅速的提升市場經(jīng)濟整體的發(fā)展水平。(2)應(yīng)用自動化技術(shù)控制的發(fā)展趨勢未來工業(yè)的發(fā)展中,自動化的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用會越來越廣泛,慢慢的會成為機電生產(chǎn)的綜合形式,這兩種模式的融合能夠極大的提升實際的社會生產(chǎn)力,并且能夠在具體生產(chǎn)工作過程中進行數(shù)據(jù)和信息的審核,實現(xiàn)對具體工作的校正需求。通過自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)模式能夠提生產(chǎn)技術(shù)的質(zhì)量,還能夠為實際的生產(chǎn)工作節(jié)約成本,促進短時間范圍內(nèi)的工作質(zhì)量提升。自動化技術(shù)應(yīng)用能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)需求,在施工的過程中可以進行多元化的生產(chǎn)控制,滿足市場商品供應(yīng)的豐富性要求。(3)應(yīng)用自動化控制技術(shù)自動化的控制技術(shù)在企業(yè)實際的生產(chǎn)工作中十分廣泛被運用,所涉及的行業(yè)非常多,自動化控制技術(shù)能夠很好的滿足提升生產(chǎn)工作質(zhì)量需求,并且能夠滿足實際的社會市場經(jīng)濟交易目標。在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的過程當中自動化的控制技術(shù)應(yīng)用,能夠?qū)⑸a(chǎn)和檢驗工作緊密的結(jié)合,由智能化的設(shè)備組成的一條流水線的工作需求,能夠很好的保證產(chǎn)品生產(chǎn)過程的安全性,也能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量要求。智能化的生產(chǎn)模式逐漸取代了傳統(tǒng)的生產(chǎn)理念,可以很好的引導(dǎo)企業(yè)進一步優(yōu)質(zhì)的發(fā)展。(4)應(yīng)用自動化控制技術(shù)注意事項在實際的應(yīng)用過程中對自動化的控制技術(shù)需要注意使用的細節(jié),對企業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)流程進行整體性的規(guī)劃,致力于推動企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和效率的全面進步。但這是一個漫長的過程,需要有優(yōu)秀的資本管理投入進行支持。針對企業(yè)的實際生產(chǎn)實施自動化的控制技術(shù),還需要注意具體操作的規(guī)范性需求,保證實際生產(chǎn)中具體工作進行的質(zhì)量及穩(wěn)定性。最后,重視人才的培養(yǎng)工作是提升工作質(zhì)量的重要途徑,以此確保自動化控制技術(shù)的實際應(yīng)用效果,也是企業(yè)長久發(fā)展的重要戰(zhàn)略計劃內(nèi)容之一。
4結(jié)語
工業(yè)自動化儀表作為工業(yè)發(fā)展中的重要技術(shù)一部分,隨著自動化技術(shù)的日漸成熟,工業(yè)自動化儀表的質(zhì)量和控制精度也在不斷提升,人工控制慢慢的將會被取代,高效、安全、低能耗成為我們?nèi)蘸蟮陌l(fā)展方向,工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的結(jié)合是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢。
參考文獻:
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1.1自動化控制中液壓控制技術(shù)的應(yīng)用
首先要研究液壓控制技術(shù)在自動化工程中的應(yīng)用,隨著我國科技水平的發(fā)展,在自動化工程的基礎(chǔ)上實行液壓控制技術(shù)已經(jīng)獲得了較完善的成果,同時也推動了機械自動化的水平。通過先進液壓控制技術(shù),能夠?qū)ζ鹬貦C及其他施工設(shè)備的自動化程度進行改進,保證工程技術(shù)的不斷提升。其次,通過先進液壓控制技術(shù)的應(yīng)用,能保證施工模式得到全面的改善,基于先進液壓控制技術(shù),能夠提高工程機械中的設(shè)備質(zhì)量,保證工程的施工效率。除此之外,將液壓控制技術(shù)運用到機械設(shè)備上,改善機械設(shè)備的控制系統(tǒng),能夠有效保證施工過程中機械設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性,讓機械設(shè)備在施工過程中不會出現(xiàn)控制問題,提高了施工的安全。因此,先進的液壓控制技術(shù)能夠提高自動化控制中機械設(shè)備的工作質(zhì)量和工作效率。
1.2電路控制中液壓控制技術(shù)的應(yīng)用
液壓控制技術(shù)除了在自動化領(lǐng)域中有應(yīng)用發(fā)展之外,在電路系統(tǒng)的控制中也有著很高的借鑒價值。例如在多路閥中使用電液比例先導(dǎo)控制技術(shù),這樣不僅可以加強執(zhí)行器的工作能力,也能為遠程遙控提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)。在電子泵技術(shù)中,液壓控制技術(shù)可以應(yīng)用在電子控制系統(tǒng)中,并對電子泵中泵的變量壓力、流量參數(shù)等進行控制。對于傳感器中所接受到的流量或壓力信號,電控器會對其進行隨機處理,并在處理的基礎(chǔ)上進行二次控制。隨著電子泵技術(shù)的發(fā)展,技術(shù)的優(yōu)勢也逐漸變得明顯,主要可以分為三個部分:變量泵性能的提高、節(jié)能性的提高和穩(wěn)定性的提高。根據(jù)我國目前的狀況,部分工程機械的液壓控制技術(shù)已經(jīng)達到了一定的智能化水平,但仍舊處在初級階段,需要進行不斷的完善。雖然智能化的程度仍舊在初級階段,但通過有效的運用,已經(jīng)可以對工程設(shè)備進行一定程度上的改良。例如對挖掘機進行控制系統(tǒng)的改良,可以保證挖掘機的良好穩(wěn)定運行,增強挖掘機的穩(wěn)定性,讓挖掘機在啟動和停止時盡量避免機身的震動。在智能化運用中,最典型的運用是無線遙控技術(shù),具體應(yīng)用有無人挖掘機等??梢杂行Ц牧脊こ痰氖┕ぜ夹g(shù),提高工程的自動化程度。
1.3節(jié)能技術(shù)中液壓控制的作用
除了在設(shè)備技術(shù)性的改良上有明顯的作用之外,在節(jié)能型上,液壓控制技術(shù)的應(yīng)用也十分廣泛。隨著時代的不斷發(fā)展,工程技術(shù)的節(jié)能型已經(jīng)成為目前最受關(guān)注的問題。通過先進液壓控制技術(shù)的應(yīng)用,能保證發(fā)動機和控制系統(tǒng)之間的良好結(jié)合,通過先進液壓技術(shù)的應(yīng)用,能提高兩者之間的協(xié)調(diào)性,保證設(shè)備在運行中能減少能量的損耗,提高設(shè)備的節(jié)能性。為我國社會的可持續(xù)綠色發(fā)展提供技術(shù)基礎(chǔ)。
1.4液壓控制中計算機技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用
隨著信息時代的發(fā)展,計算機技術(shù)得到了長足的發(fā)展,并在工程機械中得到了全面的應(yīng)用。主要表現(xiàn)在兩個方面:控制和管理??刂坪凸芾硎菑恼麢C的方面,其中計算機硬件對于控制的影響較大。先進的硬件系統(tǒng)可以提高計算機技術(shù)的控制和管理能力。而在工程機械中,液壓控制系統(tǒng)存在著嚴重的非線性問題,所以在建立數(shù)學模型時往往存在著較大的困難,所以進行控制時面臨著嚴峻的問題。通過計算機技術(shù),可以在一定程度上解決這種問題。在計算機控制中,有著較多的控制方法,而模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是效果較好的兩種控制方法。在信息不完善的情況下,這兩種控制方法較其他的控制方法更有優(yōu)勢,所以采用合理的控制方法在工程機械的控制管理完善上有重要的影響。
2先進液壓控制技術(shù)的發(fā)展前景
根據(jù)目前我國工程機械中先進液壓控制技術(shù)的應(yīng)用,可以預(yù)測出在未來的發(fā)展趨勢中,液壓控制技術(shù)主要在電子控制和節(jié)能上的發(fā)展?jié)摿^大,并逐步提高設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性。在發(fā)展上應(yīng)當轉(zhuǎn)移中心,不能僅僅對單體設(shè)備的性能進行提高,應(yīng)當從總體協(xié)調(diào)性上進行提升。液壓傳動有許多突出的優(yōu)點,因此它的應(yīng)用非常廣泛,如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等;行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等;鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等;土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)等;發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等國;船舶用的甲板起重機械(絞車)、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等;特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等;軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。總的來說,對先進液壓技術(shù)的研究能夠有效提高我國工程機械的發(fā)展,提高工程機械的工作效率和工作質(zhì)量。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:冶金行業(yè);自動化技術(shù);發(fā)展情況
中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
引言
在最近幾年,我們國家在自動化技術(shù)上的發(fā)展取得了一定的成就,而且自動化技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運用在制造業(yè)等行業(yè)中。在生產(chǎn)鋼鐵的工藝中,我們不再為外國先進技術(shù)而擔憂,而是建立了以國有化為基礎(chǔ)的自動化體系,使得一大批新產(chǎn)品新技術(shù)逐漸投入到市場中。并且被廣泛地運用在國內(nèi)許多鋼鐵領(lǐng)域中。而且以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的自動化技術(shù)在經(jīng)濟領(lǐng)域以及社會領(lǐng)域中取得了矚目的成就。本篇文章就是對冶金工業(yè)自動化技術(shù)進行簡單的分析與探究。
一、自動化技術(shù)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1、 冶金行業(yè)的發(fā)展過程
冶金生產(chǎn)過程的自動控制包括對采礦、選礦(見選礦自動化)、冶煉(見高爐自動化、轉(zhuǎn)爐自動化)、澆鑄(見連鑄自動化)、軋材(見連軋機控制系統(tǒng))等主體生產(chǎn)過程和供水、電、熱、氧、氣等輔助生產(chǎn)過程的控制?,F(xiàn)代冶金企業(yè)采用計算機把生產(chǎn)過程控制和生產(chǎn)管理結(jié)合成統(tǒng)一的整體,大大提高了自動化程度。20世紀50年代在冶金生產(chǎn)過程控制中開始采用順序控制器和模擬調(diào)節(jié)器。60年代英國首先建立全線采用計算機控制的熱連軋機。70年代隨著微型計算機的推廣,冶金企業(yè)也開始采用計算機建立完整的計算機控制和管理系統(tǒng)。實現(xiàn)冶金自動化,可以大大提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,減少流動資金的占用,改善勞動條件,獲取很高的經(jīng)濟效益。
2、冶金行業(yè)的自動化現(xiàn)狀
冶金流程非常復(fù)雜,生產(chǎn)環(huán)境不好,危害工作人員的身體健康,因此實現(xiàn)冶金自動化勢在必行。當前,我國的冶金企業(yè)自動化正在不斷發(fā)展中,自動化設(shè)備不斷普及,操作系統(tǒng)及時更新。但是冶金企業(yè)的自動化兩極分化嚴重,大企業(yè)水平較高,小企業(yè)差之千里。總體上說,我國冶金自動化水平并不高。
2.1 依賴國外的系統(tǒng)引進,沒有適應(yīng)自己的自我開發(fā)。
2.2 大部分企業(yè)對自動化控制的認識還不夠系統(tǒng)和全面,缺乏專門的技術(shù)人才,致使自動化過程中遇到問題時難以及時解決。
二、自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)綜合控制中的應(yīng)用
1、在冶金過程控制系統(tǒng)方面
對于我國目前的冶金過程控制系統(tǒng)中,計算機技術(shù)已經(jīng)完全遍布每一個控制流程中,且其普及率正在不斷的持續(xù)增高。近年來,冶金自動化系統(tǒng)經(jīng)過不斷的發(fā)展,推出了工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)成的控制系統(tǒng),加強了冶金企業(yè)對于以個人計算機為基礎(chǔ)的區(qū)域控制系統(tǒng)的應(yīng)用。計算機過程控制系統(tǒng)可以做到將所有有關(guān)冶金生產(chǎn)的參數(shù)(例如冶金需要的工藝要求、實際操作經(jīng)驗、核心技術(shù)要求和專用的模型等)有機的整合在一起,組成一個科學的數(shù)據(jù)庫,然后根據(jù)已經(jīng)建立的區(qū)域控制系統(tǒng),對于系統(tǒng)中的每一個部分都進行動態(tài)的檢測和對其反饋信息進行科學的分析和處理,最后把處理結(jié)果及時的發(fā)送到每一部分中。而且計算機過程控制采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)把系統(tǒng)中的控制器、傳感器和檢測器以及其他的類似的部件以最理想的方式連接在一起,一方面大大提高了系統(tǒng)中各個部分的實時反饋能力和系統(tǒng)中心的信息傳遞能力,另一方面也增大了系統(tǒng)本身的安全可靠性和高效性。例如,在扎線上安裝與當時的冶金活動有關(guān)的各種工作環(huán)境參數(shù)控制設(shè)備,由這些設(shè)備對實際工作中不斷變化的工作運行數(shù)據(jù)和控制設(shè)備所展現(xiàn)出來的信息經(jīng)過合理的整理,通過相應(yīng)的控制器把這些信息傳遞到過程控制計算機中心,再由計算機對這些數(shù)據(jù)進行科學的分析,并把處理方法通過工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)成的控制與管理路線發(fā)送到每一個控制設(shè)備中,以實現(xiàn)整個系統(tǒng)在工作過程中的動態(tài)控制功能。計算機過程控制系統(tǒng)在不同的生產(chǎn)流程中有不同的應(yīng)用細節(jié),但其系統(tǒng)流程設(shè)計思路和基本的系統(tǒng)框架與本例有著不同的相近程度。
2、在冶金企業(yè)管理信息系統(tǒng)方面
業(yè)的管理對與企業(yè)來說是十分重要的,一個好的管理模式可以讓企業(yè)在發(fā)展中有很大的競爭力,得以持續(xù)發(fā)展。企業(yè)信息化系統(tǒng)的自動控制是在冶金工業(yè)中把冶金流程的全部信息集成起來,進行管理、技術(shù)、生產(chǎn)和控制的信息集成,就可以將生產(chǎn)時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行及時采集,對管理者的決策提供數(shù)據(jù)。在有色冶金質(zhì)量管理和在線監(jiān)測以及故障診斷方面提升智能管理,達到動態(tài)管理,降低生產(chǎn)成本;通過信息化管理可以實現(xiàn)能源的管理和實時性管理以及商業(yè)智能管理,對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)以及技術(shù)等方面的創(chuàng)新提供了基礎(chǔ)。
3、在冶金自動化控制軟件開發(fā)方面
冶金自動化控制不僅需要專業(yè)的硬件作為后盾,也需要相應(yīng)的軟件作為支持。冶金自動化控制所需要的硬件根據(jù)不同的冶金過程有著小范圍的變化,而且隨著科技的發(fā)展,硬件會得到改進或者出現(xiàn)了一些新的硬件等,這就需要相軟件做出相應(yīng)的調(diào)整才能適應(yīng)硬件的變遷。在這種形勢下,許多的軟件開發(fā)商利用手頭各種硬件的信息,制造出了適合各種硬件組合的相應(yīng)軟件。而這些軟件在個人計算機上都有著良好的通用性,且相對的性價比也較高,這也與計算機技術(shù)的成熟和軟件自身的機構(gòu)有關(guān)。研制出來的軟件與計算機在冶金自動化控制方面息息相關(guān),成為了一個不可分割的整體,特別是能夠和管理信息系統(tǒng)相結(jié)合,提高了自動化的效率。由于計算機在冶金自動化控制方面的飛速發(fā)展,軟件開發(fā)商大多都利用個人計算機為運行平臺,為冶金工業(yè)制作出了更加豐富的軟件系統(tǒng),這也為計算機在冶金行業(yè)的普及做出了貢獻。尤其是近年來國外的軟件制造商對其軟件產(chǎn)品明顯提升了開放性,是我國的軟件制作有了更多更新穎的元素,為優(yōu)質(zhì)軟件的研制做出了極大的貢獻。
4、在人工智能方面
人工智能系統(tǒng)是一種把神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、模糊控制有機結(jié)合的控制系統(tǒng),通過采用模糊邏輯方式對傳感器所采集到的測量數(shù)據(jù)進行判斷和評價,進而發(fā)出控制指令的系統(tǒng)。在冶金自動化控制中,利用網(wǎng)絡(luò)信息化的優(yōu)勢,對冶金企業(yè)各個方面的專業(yè)知識和核心處理方案進行總結(jié),利用計算機對于所有的設(shè)備進行智能的控制。簡單來說,就是把實際生產(chǎn)所需要的工藝計算和實際控制輸入到計算機系統(tǒng)中去,而計算機利用模糊的邏輯方式對于發(fā)生的情況進行高度的分析,做出有較高精準性的操作。
5、在局域網(wǎng)絡(luò)方面
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,對于局域網(wǎng)絡(luò)的研究也有了一定的深度。在冶金企業(yè)的自動化控制中,因為硬件的數(shù)量和精度要求不斷在提升,給計算機對于每一個設(shè)備的控制帶來了一定的困難。其主要體現(xiàn)在每一個部分的自動化設(shè)備接收計算機給予的指令和自己進行操作中間產(chǎn)生的時間差方面以及各個設(shè)備之間的信息交流方面。而計算機局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也可以在一定程度上緩解此種情況。計算機局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以把系統(tǒng)分割成一個個可以由局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行連接的部分,為它們之間的溝通起到了相應(yīng)的橋梁功能,大大提升了各個部分的信息交流程度。
結(jié)束語
利用自動化來改變現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,節(jié)約有效的資源,降低成本費用,以獲得更好的社會、經(jīng)濟效益。大力發(fā)展自動化技術(shù),可以將我國冶金技術(shù)提高到一個新的水平,縮短與世界大國的發(fā)展距離,實現(xiàn)自主研發(fā),對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。
參考文獻
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