探讨现代机械工程中自动控制系统的运用问题论文_朱重阳

探讨现代机械工程中自动控制系统的运用问题论文_朱重阳

中建二局第三建筑工程有限公司 陕西省西安市 712000

摘要:经济的发展和进步,促进了我国国民生活水平的快速提升。作为经济效益很大的机械行业,其自动化水平也在不断发展。

关键词:机械自动化;优点;问题;发展

一、前言

当前,我国自动化技术在机械工程中的作用是巨大的,但也会出现一些小问题,给工作造成一些不便。因此,要对存在的问题进行正确认识。

二、机械自动化系统的优点与效益

随着机械自动化技术的快速发展,机械自动化产品有逐步取代传统机电产品的趋势。与传统机电产品相比,机械自动化产品具有高的功能水平和附加值,它将给开发生产者和用户带来社会效益和经济效益。

1、生产能力和工作质量提高

机械自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动化控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时,由于机械自动化产品实现了工作自动化,所以生产力大大提高。例如:数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。柔性制造系统的生产设备利用率可提高1.5~3.5倍,机床数量可减少约50%,节省操作人员约50%,缩短生产周期40%,使加工成本降低50%左右。此外,由于机械自动化工作方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性,特别适合于多品种、小批量产品的生产,是缩短产品开发周期、加速更新换代的重要途径。

2、使用安全性和可靠性提高

机械自动化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身与设备事故,显著提高设备的使用安全性。机械自动化产品由于采用电子元器件,减少了机械产品中的可动构件和磨损部件,从而使其具有较高的灵敏度和可靠性,故障率降低,寿命得到了延长。

3、调整和维修方便,使用性能改善

机械自动化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具有存储功能的机械自动化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。

4、节约能源,减少耗材

节约一次和二次能源是国家的战略目标,也是用户十分关心的问题。机械自动化产品通过采用低能耗驱动机构,最佳的调节控制,以提高设备的能源利用率,可达到明显的节能效果。同时,由于多种学科的交叉融合,机械自动化系统的许多功能一方面从机械系统转移到微电子、计算机系统,另一方面从硬件系统转移到软件系统,从而使得机械自动化产品系统朝着轻小型方向发展,减少了材料消。

三、机械自动控制系统的问题

1、在技术发展阶段中的问题

虽然我国的自动化技术水平相比于上个世纪已经有了很大的进步,但在目前看来我国在这一方面的整体技术水平与西方发达国家相比,还是存在着明显的差距:我国当前还是处于单子自动化、刚性自动化的阶段;但在大多数西方的发达国家,在自动化技术应用这一方面早已达到了智能化、柔性化和集成化的阶段。这样的情况导致我国在产品更新方面速度慢,更新周期花费的时间长,跟不上世界先进科技的步伐。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆科技的差距导致我国丧失了一个良好的发展机遇。在企业中存在这么一种说法:科技的发展程度在一定程度上代表着可以创造的经济效益的多少。那么只要科技的水平处在世界前列,并将其运用到实际生活中,一定程度上会促进整个社会发展,提升企业的整体水平与形象;同时也加快了国家前进的脚步,从侧面提高了国家的国际地位。

2、自动化在机械工程中的生产管理中的问题

当今,在我国的大多数企业中,传统的管理模式仍然占据了主导地位。在企业生产过程中运用这种管理模式,不仅导致企业整体的生产效率远远低于国际水平,还在另一方面造成资源浪费,给企业的预算成本造成了不小的压力。但在发达的工业国家中,他们已经开始并熟练运用计算机对企业进行系统的管理,不仅大大提高了产品出厂速率,并且也在一定程度上降低了企业的资金花费,为企业赢得了更多的利润。将计算机管理技术运用到机械工程上,不但是进一步加快了机械产品的出厂速度,还为产品抢占市场份额赢得了先机。从这一方面来说,这种局面对我国的机械产品市场造成了威胁,因此,需要引起我们国家相关负责部门的注意,采取一些相应措施进行制约,为我国的产品争取发展空间,牢牢守住我国的市场。

3、我国自动化工艺水平的问题

在自动化技术中,数控加工技术是一个重点。数控加工技术的程度对整个机械工程的影响是不可忽视的。在当今我国,数控加工技术还是在精细加工等初级阶段滞留,没有进行进一步的探索与发展。特别是在复合加工手段这一方面,经验更是严重缺失,核心技术还没有真正掌握,导致机械产品的质量得不到高品质的保证。核心技术的恶意垄断导致我国在相关技术方面得不到权威的资料与分析方法,在这一方面的研究也陷入困境。如何打破这一局面,使我国在相关领域取得突破性进展,是需要我们解决的问题。

四、自动控制系统的发展

现代化机械工程的一个明显特点,就是建立有自动控制系统,实现了自动化控制。所谓自动控制系统,即在无人直接参与的情况下,通过对多种高新技术的应用,能够自动完成生产任务,或能够按照设定程序自动操作的控制系统。系统包括控制器、执行机构、被控对象以及变送器4部分,按照控制原理,可分为开环和闭环两种,在社会各方面都有使用。

自动控制系统的产生是生产水平和经济技术发展到一定阶段的必然产物,如计算机技术、电子技术等。尤其是21世纪以来,自动控制系统在机械工程中的应用受到高度重视。早些时期,自动控制系统多依靠机械装置实现自动控制;当前则主要通过各种专用和通用的单片机,以及工业级控制计算机等控制器来实现;随着科技的进步和研究的深入,自控系统正朝着智能化方向迈进,在将来应用纳米光电子元件、光电子计算机等装置,系统将更稳定,反应越来越快,精确性也更高。

在20世纪40年代经典控制论出现后,以模拟量自控系统为主,但系统输入、输出为单变量;随后朝着多变量发展,实际生产控制中会产生大量的数据,需要快速运算,计算机技术的兴起使此问题得到了很好的解决。到80年代,线性自动控制系统产生,与能够寻求一个最优控制向量作用而使自动化机械系统状态或输出满足某种最优准则的最优自控系统;至90年代,计算机、自动化和电子技术飞速发展,相关研究越来越多,自控系统也进一步改进,实现了自适应控制系统的建立,即根据外部环境的动态变化,该系统可自动调节,始终满足某种最优准则。进入21世纪后,机械工程变得更加复杂,在实际制造加工中,遇到许多非线性的难题,因无法准确构建相应的数学模型,自动控制系统也就难以取得较好的效果。智能控制便应运而生,且倍受青睐,其发展空间十分广阔,是今后的主流。

五、结束语

综上所述,机械工程自动化技术要以科技为准,并通过科技的进步提升企业的工作效率,进而促进企业的经济效益最优。

参考文献:

[1]刘冲,李广学,李佳亮.机械自动化技术在机械制造业中的应用[J].科技资讯.2011,15(26):18

[2]牛芳芳.关于材料成型及控制与自动化技术的研究初探[J].科技致富向导2014,32(54):64

论文作者:朱重阳

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第13期

论文发表时间:2019/1/22

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