工业自动化计算机控制系统在人造板机械制造中的应用*

曹纪清

（苏州工业园区服务外包职业学院，苏州 215123)

计算机控制系统(Computer Control System， 简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以达成一定控制目的而构成的系统。完整的计算机控制系统是由硬件和软件两部分组成。硬件设施主要用于搭建计算机控制程序和被控制对象之间的信息渠道，软件部分则针对被控制对象的具体要求而实现自动控制功能。

1 自动化生产状态

伴随信息化革命浪潮的兴起，计算机控制系统被广泛应用于生产制造领域中。 基于此，衍生出一种全新的工作状态——自动化生产状态。所谓自动化生产状态，就是指生产程序在自动化计算机控制系统的软硬件程序控制下，按照预设的相关程序，分步骤启动相应的操作步骤，从而实现流水线式的机械加工与制造。这种生产制造方式最大的优势在于最大限度地减少了“人”作为变量因素在机械加工与制造环节中所产生的影响，能够在全面提升生产力的基础上，进一步提高产品质量和精度。尤其是在一些并不适宜人工操作的恶劣环境下，自动化生产状态的应用能够直接降低人力资源成本。

2 工业自动化计算机控制系统特点

目前，实际应用的工业自动化计算机控制系统，基本上采用的是工业网络自动化运行系统。它将不同的机械制造工艺按照“网格化”的方式进行有效区隔，然后根据不同的程序指令进行分段操作与控制，最后再进行集中管理。

2.1 巩固生产安全运行

在传统的生产制造环节中，最难以控制的就是“容错率”，容错率偏高，势必就会直接增加运营及生产成本，这不利于企业在实际经营过程中进行成本管控；容错率偏低，其衍生出来的问题就更多。工人为了最大限度地止损，往往违反操作工艺的具体安全要求进行生产操作，由此引起的生产事故时有发生。而工业自动化计算机控制系统的引入，将彻底改变这一局面。任何一个生产要素出现了缺失，系统都无法有效执行正常的生产程序。这样一来就极大地提升了故障的检测与处理能力，有效确保了企业的正常生产秩序。

另外，工业自动化计算机控制系统采用的是中央控制管理模式，也就是所有的终端运行设备所执行的操作命令完全经由计算机中央控制系统经过自检后下达，在工艺运行段、工艺编辑端以并行方式进行操作，有效保障了程序的安全性。

在人造板机械制造过程中，需要针对原料材质的不同在切削加工、加压等环节上，有针对性地对削片机、热压机等单机设备进行区分，保证年产20万m3平压法刨花板成套设备的正常运转。为实现直线度0.015 mm/m（每增加1m加0.005 mm）的生产要求，在加工过程中需要平面磨床的吸台必须满足+90°的旋转，使得磨头自动数控进刀，可快速升降；而且砂轮的尺寸必须控制在φ300×100范围内。根据相关的预设程序，在其自检的过程中，利用齿轮齿条的左右移动式传动，将移动速度完全控制在0～25 m/分区间范围内后，消磨精度就能够满足直线度0.015 mm/m的要求，其制造工艺的精密程度可见一斑。

2.2 提升加工工作效率

梳理整个工业自动化计算机控制系统的运行模式可以发现，过程控制系统发挥作用最为显著。而对于有些连贯性要求较高的人造板机械制造而言，双系统模式其实已经极为普遍。其硬件系统现在已经做得非常稳固，完全有能力来适应强震、高温等恶劣的工业现场环境，他们和传统的PLC控制系统一样稳定可靠。很多人将工业计算机与windows系统联系在一起，认为他们害怕碰撞，容易出现故障。但是工业计算机支持的Linux、windows或是其他的vendor-developed 软件系统，他们的可靠性已经有了明显的提高。系统还具有实时监控功能，有一部分用户还将FPGAs和高性能的数据处理机联合使用，将实时控制系统运行在FPGA上。如此一来，理论上可以实现全天候的生产加工与制造。从生产力与生产关系的有效配比来看，工业自动化计算机控制系统的投入运行，极大地提升了机械加工的整体工作效率。

3 工业自动化计算机控制系统在人造板机械制造中的应用

在整个人造板机械加工制造行业中，人造板机械制造的精密度程度要求是比较高的。而随着城市化发展进程的不断加速，对于人造板市场需求总量呈现稳定增长，相关的人造板机械制造单纯地依赖进口显然不适应当前发展需求。因此就需要借助工业自动化计算机控制系统的有效应用，从基础入手、从国产化入手、从高新技术的引入入手来提升人造板机械制造的能力。

3.1 积极引入AI控制技术

在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），只需修改程序就能修改对应的控制规律，因此具有很大的灵活性和很强的适应性。尽管之前的工业自动化计算机控制系统能够基本满足生产制造的实际需求，但在计算机系统程序的有效信息反馈上存在着一定的短板。例如在人造板生产的热压机制造环节中，对于热压机的实际响应速度越快越好。这样能够对设备进行更加高效的加工生产，从而提高整体的生产效率。同时，响应速度快也能有效保障实际的产品热压效果，因为很多设备是需要在特殊的状态,比如一定的温度范围内进行热压加工，如果热压机不能迅速响应达到实际需要的焊接温度，就很难保障加工产品质量标准。

AI技术的发展为将人工智能应用于热压机的实际相应速度上提供了条件，系统可以根据环境因素的变化，因地制宜地进行调整，真正实现人工智能化的有效干预与管理，显著提高人造板机械制造水平。

3.2 鼓励引入大数据分析

人造板机械在实际应用过程中是根据不同的生产需求来设定的，对于一些用途比较单一的人造板机械，尽管其制造工艺并不复杂，但是其易损件的抗压及抗磨损能力可能直接影响其投入使用之后的正常运转。在引入了大数据分析技术之后，生产端可以结合设计生产中对于人造板机械零部件的抗压及抗耐磨程度的研判性分析，归纳判断是否需要调整生产制造工艺。例如在生产节能人造板压热机的过程中，需要结合压热机器的实际工作状态——用热油加热时，当热压板的热油管道出现堵塞不畅时，加热就会不均匀，热压板各部分温度升高速度不一致，就会引起热压变形——及时调整或者优化板坯前部的部件硬度，从而避免热压板变形、过热，保证其使用寿命。不过由于这项技术需要借助海量的实践操作数据来进行有效分析才能确定其调整方向，目前在实际应用中还属于阶段性探索阶段，需要相关的技术人员对其继续进行优化。

4 结语

随着计算机大数据分析和云计算系统的发展，工业自动化计算机控制系统势必还会迎来更多的技术革新。人工智能运行程序的引入，显著提高了整个工业自动化计算机控制系统的仿真、拟人效果。这就让人造板机械加工制造等对于生产工艺要求比较严格的机械加工行业，能够从精密程度和精细化标准方面更符合实际工作的需要。工业自动化计算机控制系统在人造板机械制造中的应用，要从积极引入AI控制技术和鼓励引入大数据技术分析两方面入手。