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工控自动化个性化方案与大批量生产

以印刷机械为例，尤其是胶印机行业，进入21世纪以来，正在发生革命性的变革，这个变革主要是数字化和信息化主导的。数字化印刷技术的先驱，HP Indigo公司的创始人

 迎接这个挑战就要发挥自动化软件的效能，而*根本的设计理念就是” 模块化设计”。在构建机械设计方案时，有三个要索*为重要:

  1) 模块化的系统构架。无论是机械部分、电气部分，还是自动化软件部分，有了模块化的构架，才能像搭积木那样组合成多种多样的设计方案。

  2)软件工程。软件工程包括软件架构、软件设计、项目管理以及产品生命周期管理等内程。这是面向未来工程化的思想。只有在规范化和标准化基础上设计的软件才具备长久的生命力。

  3)知识的重复利用。机械制造的关键技术和工艺将越来越多地沉淀到软件设计中，软件将成为机械制造知识产权的核心。将成熟的功能或技术标准化，避免重复的、无谓的开发，需要将岗试的、验证过的、成熟的知识封装人功能库，以便重复、高效地利用。另外，从自动化技术的角度来看，建立一个自动化功能库，针对特定的机械制造业研发相应的行业模板，创造一个定制化应用的研发环境，是解决个性化需求、设计自动化构架方案的理想平台。个性化自动化方案构架如图1.7所示。

  具体到某一个机械制造厂商，这意味着“多型号机器，-套软件”的系统构架。这样的一套软件架构，不仅创造了统的操作习惯， 而且大大编短了新机型的研发周期，降低了研发和售后服务成本，更重要的是，它有力地保证了方案的可靠性和质量。

  纺织机械的统-软件构建华台如图1.8所示，图中代表着数据模块，这是某绗织机械制造商的软件架构案例。

  Beny Landa曾经这样描述这场革命:所有可以数字化的都将会数字化。印刷也不例外( Everything that can become digialwill become digital. and printing is no excepion )。这场数字化技术的革命带来的是印刷产品的定制化和个性化。案例1:每则广告在日报中会因地区不同而内容不同，比如针对当地的超市而定制。案例2:每辆汽车都有专门的使用手册(燃油的种类、配置选项等都有区别)。案例3:每一本相册都是独特的。所有这些案例都体现了印刷行业的新特征，那就是系列化生产中的单件批量(Bach Site One)。

  印刷行业的变革不是孤立的，其他的行业也正在进行着同样的演化过程。塑料机械、包装机械、纺织机械以及CNC/机器人等行业都面临着一个同样的问题，即每一批订单，甚至每一台设备的订单，都要考虑客户不同的个性化需求。大批量、同质化的产品已经进人完全竞争的阶段，会逐渐失去竞争力。设备制造商面临着一个艰难的战略选择。大规模、同质化的制造模式只能靠价格取胜，属于利润空间狭窄的商业模式。个性化方案、系列化生产的模式所面临的压力是研发的投人、成本的控制以及灵活的反应能力，这会成为企业发展的瓶颈。个性化方案大批量生产面临的挑战因素如图1.6所示，它描述了这个战略选择将面对的挑战。

PLC工程师需知道可编程序控制器的特点

1，前程方法简单易学

  梯形图是使用*多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电器技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编程用户程序。

  棉形周博言士际上*韩市向川户的**语言，可编程序控制都在执行梯形国另序时。田都序程序将它“翻译"成汇编语言后再去执行。

 5.系统的设计,安装,调试工作量少

  可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间维电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的设计、安装,接线工作量大大减少。

  可编程序控制器的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律,很容易掌握。对于复杂的控制系统,梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。

  可编程序控制器的用户程序可以在实验室模拟调试,输人信号用小开关来模拟,通过可编程序控制器上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后,在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决,系统的调试时间比继电器系统少得多。

  6.维修工作量小,维修方便

  可编程序控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。可编程序控制器或外部的输人装置和执行机构发生故障时,可以根据可编巴序控制器上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因,用更换模块的方法可以迅速地排除故障。

  7.体积小,能耗低

  对于复杂的控制系统,使用可编程序控制器后,可以减少大量的中间继电器和时间继电器,小型可编程序控制器的体积仅相当于几个继电器的大小,因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2-1/10 。

  可编程序控制器的配线比继电器控制系统的配线少得多,故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时,加上开关柜体积的缩小,可以节省大量的费用。

  2.功能强,性能价格比高

  一台小型可编程序控制器国看成西上于平可世田卢使用的编程元件。有相强的功能，可以实现非常复杂的控制功的。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比，可编程控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。

  3.硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强

  可编程序控制器产品已经标准化、系列化、模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器的安况拉线也很方使般用控线端予库挖外部拉线。可前程序控制器有较强的中负载能力可以直接驱动一般的电磁阀和交流攘触器。

  硬件配置确定后,可以通过修改用户程序,方便快冲地适成工艺条件的变化。

  4.可靠性高,抗干扰能力强

  传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良,容易出现故障。可编程序控制器用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输人和输出有关的少量硬件,按线可减少到继电器控制系统的1/10-I/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。

  可编程序控制器采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力,平均无故障时间达到数万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,可编程序控制器已被广大用户公认为*可靠的工业控制设备之一。

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