自動化技術組件和模塊化機械設計的運用

王冬杰

（松下.萬寶（廣州）壓縮機有限公司，廣東 廣州 511495）

引言

行業的發展離不開現代高科技的支持，隨現代科技發展，自動化技術隨之不斷進步，拓寬了組件設計與模塊化機械設計的應用空間。目前，諸多行業已不再是僅滿足于自動化控制，而是著眼于設備集成下的控制系統，提高工作效率，這也就推動了組件設計與模塊化機械設計進入探究階段。本文將闡述如下，以供社會行業的發展參考與交流。

一、組件及模塊化機械設計在自動化技術中的意義

在自動化技術中應用組件及模塊化機械設計能夠極大的滿足用戶對于自動化控制系統開放性的需求。在實際工作當中應用自動化控制系統可以在不同總線平臺上對數據加以處理和交換。因此，一些互通性不足的設備會被統一控制模式系統所取代，從而逐漸淡出市場。由此可見，在自動化控制系統當中，組件及模塊化機械設計的應用可以使系統開放性特征得到強化，使用戶更好的應用自動化控制系統，顯著提升工作效率。另外，自動化控制系統也能夠借助組件及模塊化機械設計實現其標準化和模塊化發展。在組合運行工藝流程中，需要協調數據傳遞形式、物理接口等之間的不同，然而在不同系統之間，并沒有合適的模塊適應轉換通信協議的需求，因而對于系統的工作量會增加。通過組件及模塊化機械設計的應用可簡單實現自動化系統模塊數據的交互，實現即插即用的系統，大大提升系統擁有效率。

二、組件技術下的自動化技術

（一）著眼于橫、縱向間的集成

在組件技術的應用實踐中，應該充分利用標準化的總線技術，且組件技術間可借助總線技術達到便捷配置通信的目的。針對現有的設備控制可借助組件技術的自動化得以實現控制，且加以延伸，因此，生產中可使用多設備及多元化的控制模式，這屬于橫向集成，無需經編程便可投入集成運作中。采用自動化控制系統，各組件中，路由被視為自動化控制中的核心交互節點，負責完成自動化現場內控制總線及工業生產以太網為主的數據交互，意在盡可能提高自動化系統的傳輸速度，也可將采集、產生的信號經傳輸后到達與之相對應的管理節點處，且源于管理層的相關指令均可經網絡傳輸至自動化運作現場。

（二）分析“積木”模式

“積木”模式，通俗來講就是指滿足用戶長期使用已重復運作的應用軟件，其中的可組合性能是該軟件最為突出的特征。從目前的市場應用情況在看，“積木”模式在自動化控制系統中得到了非常充分地應用。在整個系統中，主要是通過計算機作為數據以及信息交換的載體，那么在這種情況下，組件技術可以做為自動化系統中最基本的標準，這也是最主要的一種標準。為了實現不同供應商之間的自由交換，可以通過自動化控制系統進行控制，在對相應的模塊進行一定的分類，使用比較快捷。在“積木”模式初步建立以后，需要對其自動化組件進行相應的豐富。同時還要將各種信息技術應用其中，隨著社會的發展，經濟的進步，現在的設計人員已經可以將力學、計算機技術、分析技術和電子學融入在設計當中，快速提高了機械工程設計的專業性，使設計變得更有科學依據?，F代設計技術和傳統設計技術有很大的差別，現代設計技術只要收集到相關的資料，就可以快速的進行運算，而且準確率比較高，并且會快速選擇出最優的設計方案進行使用，但是在現代技術使用之前，就應該將CAD技術、人工智能技術和數據庫技術融入在現代技術中。

（三）系統集成的實現

組件技術的運用，需要進行標準化總線技術的借助，以便進行組件間的靈活配置通信關系的實現。而建立在組件技術的基礎之上，設備控制的自動化思路則可以得到擴展，從而進行基于生產過程的多設備、多進程控制模式的實現。而作為一種橫向集成，該種集成工作的實現不需要依靠編程來實現。而縱向集成的實現，則需要進行系統結構的利用，以便進行高速網絡系統的構建。

三、自動化技術組件和模塊化機械設計的運用

（一）設計文件的模塊化

在機械設計中，所應用的文件與數據較多。設計人員將許多精力放到了產品本身的開發上，對設計中設計組件與模塊的結合意識不夠，這就導致組件與模塊的概念在機械設計的應用上受到了阻礙。為了將組件自動化與模塊化設計結合，應當將設計分割為多個模塊，并通過“接口”完成組合，這樣就可以利用組件自動將其組合起來，最終形成一個完整的產品。在實踐過程中，應注意對設計文件進行模塊化改造，因為設計過程形成的諸多文件都是經驗的積累。

（二）模塊化的步驟

1）設計者應該根據高層模塊詳細地了解地層模塊的依賴性，并通過抽象層進一步了解具體層的依賴，在相關思路和意圖得以明確的條件之上，對模塊化展開設計。但是在設計的時候，還應該根據設計的思路劃分模塊，科學合理地運用相關的組件，使模塊和接口融合成一個整體，然后整合所有的連接，構成一個整體組合；2）有效地劃分模塊之后，需要按照劃分的形式嚴格地進行設計，并根據劃分模塊的條件，合理地調整設計工作，在調整的時候要綜合考慮產品的使用周期以及使用中需要注意的事項，使產品的生產和應用能結合成一體，保障其實現合理的結合。另外，在自動化技術中運用組件應該把組件生產自動化有效地結合起來，使設計成果能在自動化技術中被很好地運用。

結語

綜上所述，現今科技技術的發展日新月異，德國制造4.0及中國制造2025都要求現今的技術要能夠高效化快速化實現，客觀為機械設計進入簡單化共用化領域帶來了全新的發展機遇。在機械設計領域中，合理運用自動化技術組件和模塊化設計，能夠有效簡化自動化系統模塊設計過程，為機械設計和產品開發提供了新的思路和方向。同時，基于組件自動化技術的基礎上，可以實現組件向模塊化的有效轉變，并合理運用機械設計中的“積木”模式，真正做到模塊化設計。