自動化技術組件和模塊化機械設計的運用

劉振禹

摘 要：隨著現代科技的不斷發展與進步，應用現代科技助推行業發展已經成為社會發展革新的重要力量。機械制造行業中，自動化技術的應用使得設計工作變得更加精細快捷。因此文章首先分析了組件及模塊化機械設計在自動化技術中的重要意義，接著分別從橫向和縱向集成以及“積木”模式兩個方面探討了組件技術的自動化技術，最后就自動化技術組件和模塊化機械設計的運用進行分析。

關鍵詞：自動化技術；組件和模塊化；機械設計；運用

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、組件技術的自動化技術

（一）橫向和縱向集成

按照總線技術標準來進行組件技術，靈活配置組件與組件之間的通信關系。組件技術的自動化能夠有效擴展傳統控制自動化設備的思路，從而使其實現生產過程中對多設備及多進程的相應控制。這種控制模式是一種橫向集成，工作過程無需編程。而通過自動化控制系統結構所進行的自動化控制的路由，能夠控制自動化現場數據交互和總線，提升自動化系統傳遞速度，并將采集產生的相應信號傳輸至管理節點，亦可將管理層指令借助網絡傳輸到自動化現場。這種控制方式屬于垂直（縱向）集成，能夠建立管理信息的傳遞需求模式，實現管控一體化。

（二）系統能實現“積木”模式

“積木”模式是組件典型特點應用思路的體現，也就是組件的組合性能能夠使軟件實現方便且重復使用的功能，這種“積木”思路廣泛應用于自動化控制系統中。根據計算機信息通信和數據交互特征，組件技術被看做是自動化系統實施的標準，因此其應用軟件對于自動化系統的發展起到了基礎保障作用。為確保供應商能夠在不同組件數據間自由轉換，應當按照實際情況來制定合理的信息通信開放的協議，以保證在組件技術控制基礎上，系統能夠合理進行模塊運用，使得模塊與電源即連即用。

三、自動化技術中組件及模塊化機械設計的實際運用

（一）在設計文件方面的運用

在進行機械設計時，通常需要運用大量的數據信息和設計文件，因此開始進行機械設計前，相關數據和文件資料務必提前準備好，且需合理化進行配置，才能夠為后續的機械設計提供基礎支撐。然目前很多設計者過渡關注產品開發時存在的問題，而忽視了組件和模塊設計時的相互協調問題，使得組件設計十分有限，模塊也無法發揮出既定的作用。在實踐中，首先應對模塊進行科學的劃分，確保每一個模塊均有對應的接口，且將模塊和接口構建成為一個整體，設計人員僅需運用組件，就能實現對每一個模塊的整理和匯總。此外，在具體實踐中，要想提升組件和模塊化設計的運用效果，還需要對設計模塊進行不斷的創新和改進，諸如對設計文件的模塊化進行創新，確保設計和實踐相吻合，不斷提升設計組件的整合力度，以便于隨時對設計文件進行提取運用。

（二）模塊化的步驟

第一，設計人員需要依據高層模塊來對低層模塊的依賴性進行充分的了解，同時結合抽象層來了解具體層的依賴情況。明確整個設計的思路和意圖后進行模塊化設計。在具體設計的時候，還應該結合設計思路合理劃分模塊，綜合運用各種組件，促使模塊和接口形成一個完整的整體，達到一個整體組合。第二，將模塊劃分完畢后，應嚴格依據劃分類型進行設計工作，同時結合劃分模塊的實際狀況，對設計工作予以適當的調整。在具體調整的時候，需要對機械產品的使用周期、使用強度、使用環境以及相關注意事項等了解清楚，以便于產品的生產能夠滿足實踐應用。此外，還應該充分利用自動化技術，將組件生產和自動化結合到一起，使得設計成果能夠很好的應用自動化技術。第三，還應該將模塊的二元性屬性進行確保。二元性乃是指的是在模塊中，輸入輸出接口、連接接口的標準化，同時還應該具備獨立的功能和相應的組合能力。因此，在進行模塊化設計時，對于模塊零件自身的功能要求日益提高，同時對于系統結構的歸屬性能要求也不斷提高。只有模塊零件的功能以及結構的歸屬性能夠有所保障，才可能真正做到模塊的優化設計。該設計模式在自動化控制中的運用，大大簡化了模塊自動化系統的設計思路，且需要開放式和集成式設計思路的相互融合，在機械設計中得到廣泛應用，且日漸成為了機械設計和機械產品開發的主流方向。

綜上所述，科技技術的日新月異，工業生產的快速發展，都為機械設計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。

參考文獻：

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