自动化技术组件和模块化机械设计的运用

王冬杰

（松下.万宝（广州）压缩机有限公司，广东 广州 511495）

引言

行业的发展离不开现代高科技的支持，随现代科技发展，自动化技术随之不断进步，拓宽了组件设计与模块化机械设计的应用空间。目前，诸多行业已不再是仅满足于自动化控制，而是着眼于设备集成下的控制系统，提高工作效率，这也就推动了组件设计与模块化机械设计进入探究阶段。本文将阐述如下，以供社会行业的发展参考与交流。

一、组件及模块化机械设计在自动化技术中的意义

在自动化技术中应用组件及模块化机械设计能够极大的满足用户对于自动化控制系统开放性的需求。在实际工作当中应用自动化控制系统可以在不同总线平台上对数据加以处理和交换。因此，一些互通性不足的设备会被统一控制模式系统所取代，从而逐渐淡出市场。由此可见，在自动化控制系统当中，组件及模块化机械设计的应用可以使系统开放性特征得到强化，使用户更好的应用自动化控制系统，显著提升工作效率。另外，自动化控制系统也能够借助组件及模块化机械设计实现其标准化和模块化发展。在组合运行工艺流程中，需要协调数据传递形式、物理接口等之间的不同，然而在不同系统之间，并没有合适的模块适应转换通信协议的需求，因而对于系统的工作量会增加。通过组件及模块化机械设计的应用可简单实现自动化系统模块数据的交互，实现即插即用的系统，大大提升系统拥有效率。

二、组件技术下的自动化技术

（一）着眼于横、纵向间的集成

在组件技术的应用实践中，应该充分利用标准化的总线技术，且组件技术间可借助总线技术达到便捷配置通信的目的。针对现有的设备控制可借助组件技术的自动化得以实现控制，且加以延伸，因此，生产中可使用多设备及多元化的控制模式，这属于横向集成，无需经编程便可投入集成运作中。采用自动化控制系统，各组件中，路由被视为自动化控制中的核心交互节点，负责完成自动化现场内控制总线及工业生产以太网为主的数据交互，意在尽可能提高自动化系统的传输速度，也可将采集、产生的信号经传输后到达与之相对应的管理节点处，且源于管理层的相关指令均可经网络传输至自动化运作现场。

（二）分析“积木”模式

“积木”模式，通俗来讲就是指满足用户长期使用已重复运作的应用软件，其中的可组合性能是该软件最为突出的特征。从目前的市场应用情况在看，“积木”模式在自动化控制系统中得到了非常充分地应用。在整个系统中，主要是通过计算机作为数据以及信息交换的载体，那么在这种情况下，组件技术可以做为自动化系统中最基本的标准，这也是最主要的一种标准。为了实现不同供应商之间的自由交换，可以通过自动化控制系统进行控制，在对相应的模块进行一定的分类，使用比较快捷。在“积木”模式初步建立以后，需要对其自动化组件进行相应的丰富。同时还要将各种信息技术应用其中，随着社会的发展，经济的进步，现在的设计人员已经可以将力学、计算机技术、分析技术和电子学融入在设计当中，快速提高了机械工程设计的专业性，使设计变得更有科学依据。现代设计技术和传统设计技术有很大的差别，现代设计技术只要收集到相关的资料，就可以快速的进行运算，而且准确率比较高，并且会快速选择出最优的设计方案进行使用，但是在现代技术使用之前，就应该将CAD技术、人工智能技术和数据库技术融入在现代技术中。

（三）系统集成的实现

组件技术的运用，需要进行标准化总线技术的借助，以便进行组件间的灵活配置通信关系的实现。而建立在组件技术的基础之上，设备控制的自动化思路则可以得到扩展，从而进行基于生产过程的多设备、多进程控制模式的实现。而作为一种横向集成，该种集成工作的实现不需要依靠编程来实现。而纵向集成的实现，则需要进行系统结构的利用，以便进行高速网络系统的构建。

三、自动化技术组件和模块化机械设计的运用

（一）设计文件的模块化

在机械设计中，所应用的文件与数据较多。设计人员将许多精力放到了产品本身的开发上，对设计中设计组件与模块的结合意识不够，这就导致组件与模块的概念在机械设计的应用上受到了阻碍。为了将组件自动化与模块化设计结合，应当将设计分割为多个模块，并通过“接口”完成组合，这样就可以利用组件自动将其组合起来，最终形成一个完整的产品。在实践过程中，应注意对设计文件进行模块化改造，因为设计过程形成的诸多文件都是经验的积累。

（二）模块化的步骤

1）设计者应该根据高层模块详细地了解地层模块的依赖性，并通过抽象层进一步了解具体层的依赖，在相关思路和意图得以明确的条件之上，对模块化展开设计。但是在设计的时候，还应该根据设计的思路划分模块，科学合理地运用相关的组件，使模块和接口融合成一个整体，然后整合所有的连接，构成一个整体组合；2）有效地划分模块之后，需要按照划分的形式严格地进行设计，并根据划分模块的条件，合理地调整设计工作，在调整的时候要综合考虑产品的使用周期以及使用中需要注意的事项，使产品的生产和应用能结合成一体，保障其实现合理的结合。另外，在自动化技术中运用组件应该把组件生产自动化有效地结合起来，使设计成果能在自动化技术中被很好地运用。

结语

综上所述，现今科技技术的发展日新月异，德国制造4.0及中国制造2025都要求现今的技术要能够高效化快速化实现，客观为机械设计进入简单化共用化领域带来了全新的发展机遇。在机械设计领域中，合理运用自动化技术组件和模块化设计，能够有效简化自动化系统模块设计过程，为机械设计和产品开发提供了新的思路和方向。同时，基于组件自动化技术的基础上，可以实现组件向模块化的有效转变，并合理运用机械设计中的“积木”模式，真正做到模块化设计。