計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)上的應(yīng)用

王 旭

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院,河南許昌,461000）

0 引言

在我國，計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用還處于起步和摸索階段，但其在機(jī)械制造和操作領(lǐng)域的作用已越來越明顯，應(yīng)用范圍也越來越廣泛，已逐漸融入到機(jī)械制造業(yè)活動的全過程，成為提升工作效率、降低失誤率的不可或缺的信息工具，是促進(jìn)當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效方式和重要手段。為了加快我國機(jī)械制造業(yè)信息化的步伐，特別是機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)信息化和自動化的水平，進(jìn)一步節(jié)省人力物力，降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，加大計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)上的應(yīng)用研究，意義重大。

1 我國機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)方面存在的主要差距

在機(jī)械制造業(yè)中，特別是對精度要求特別高的機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)中，對各種設(shè)備靈活而精確的運(yùn)用，是提高生產(chǎn)效率、順利完成制造的基礎(chǔ)保證。當(dāng)前，我國的機(jī)械工業(yè)發(fā)展水平和國外頂尖技術(shù)相比，還有不小的差距，還有諸多亟待解決或者改善提升的方面?？v觀國際頂尖級的機(jī)械技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)上的應(yīng)用越來越普遍，這也是國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)與國際制造業(yè)的主要差距所在，我國的計算機(jī)技術(shù)起步比較晚，在機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)上的應(yīng)用更是差距巨大，正因如此，這也給了我們不少借鑒和努力方向，也使得我國對計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用有著巨大的提升空間。在當(dāng)前我國機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)的生產(chǎn)與制造方面，主要存在著以下主觀和客觀方面的問題：

（1）試驗(yàn)機(jī)的裝配問題?？茖W(xué)合理選擇一個適合本公司生產(chǎn)需要的蠕變試驗(yàn)機(jī)，是保證達(dá)到理想生產(chǎn)狀態(tài)的重要前提。同時，具有適當(dāng)超前的眼光，認(rèn)清今后一段時期的行業(yè)發(fā)展趨勢，穩(wěn)步提升試驗(yàn)機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)性能也非常的重要。然而，當(dāng)前的許多企業(yè)在購置機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)時，常常缺乏長遠(yuǎn)眼觀，忽視計算機(jī)技術(shù)的重要性，不能選擇合理的設(shè)備配置。

（2）試驗(yàn)機(jī)的更新問題。由于資金、技術(shù)人員缺乏等方面的原因，企業(yè)不能及時更新設(shè)備，或者不愿意把錢花在設(shè)備的更新上，久而久之，導(dǎo)致設(shè)備陳舊不堪，生產(chǎn)技術(shù)停滯不前，生產(chǎn)效率遲遲得不到提升，最終影響企業(yè)的綜合競爭力。

（3）試驗(yàn)機(jī)的養(yǎng)護(hù)問題。個別企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)缺乏長遠(yuǎn)眼光，只顧眼前利益，不顧長遠(yuǎn)發(fā)展，機(jī)械能不修就不修，只有到機(jī)械不能動時，才想到要進(jìn)行修理，但已無力回天，結(jié)果造成更大的損失?；蛘哂捎谝s工期、搶進(jìn)度，讓機(jī)械設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)作，導(dǎo)致設(shè)備加速老化、提前報廢，縮短機(jī)械設(shè)備的工作質(zhì)量和使用壽命。

（4）試驗(yàn)機(jī)的維修問題。設(shè)備得不到及時的更新和全面的養(yǎng)護(hù)，必然導(dǎo)致其嚴(yán)重的維修困難，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)的安全隱患，影響企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，一旦出現(xiàn)問題，可能引發(fā)整個工廠的停止運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象，對一個企業(yè)的損失和打擊可能是致命的。

2 計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例

實(shí)踐證明，在機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)上，大力開發(fā)和推廣計算機(jī)技術(shù)，可以很好的提升試驗(yàn)機(jī)的質(zhì)量和效率。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

采用DCS系統(tǒng)模式，即由RS232/RS485對上位機(jī)（高性能的工業(yè)控制系統(tǒng)）和下位機(jī)（PLC）進(jìn)行轉(zhuǎn)換連接，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的串口通訊。其中上位機(jī)包括計算機(jī)、打印機(jī)、手機(jī)報警等組成設(shè)備，實(shí)現(xiàn)中央控制和預(yù)警。下位機(jī)包括試驗(yàn)機(jī)、變形測量系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、報警控制系統(tǒng)等。如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 硬件設(shè)計

2.2.1 溫控系統(tǒng)

溫度控制熊是機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)的核心所在，在試驗(yàn)機(jī)中應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人工智能調(diào)節(jié)器靈活控制溫度，由計算機(jī)測量、整理、發(fā)送試驗(yàn)控制溫度到人工智能調(diào)節(jié)器，再由人工智能調(diào)節(jié)器對爐子功率進(jìn)行自動化調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)自動化、高效化的運(yùn)行。人工智能調(diào)節(jié)器具有數(shù)字自動校正系統(tǒng)，根據(jù)計算機(jī)反饋的溫度情況和熱點(diǎn)偶校正系數(shù)，自行校正溫度，確保溫度控制在需要的范圍內(nèi)，保證準(zhǔn)確性。

2.2.2 變形測量系統(tǒng)

采取高分辨率的光山傳感器實(shí)現(xiàn)精確的變形測量。光柵傳感器的分辨率達(dá)到0.001mm，測量范圍控制在0～10mm之間，由RS485總線進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的傳輸，直接傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，由計算機(jī)進(jìn)行采集和保存，并根據(jù)設(shè)定的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行對照和檢測，這樣就實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)機(jī)的變形測量。

2.3 軟件設(shè)計

2.3.1 結(jié)構(gòu)組成

①用戶管理：包括系統(tǒng)管理員和試驗(yàn)員兩個子菜單，系統(tǒng)管理員具有更高使用權(quán)限，可以設(shè)置試驗(yàn)員權(quán)限，試驗(yàn)員即現(xiàn)場工作人員，具有相應(yīng)操作權(quán)限，兩個子菜單的主要功能為更改權(quán)限密碼。

②系統(tǒng)設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置是軟件設(shè)計的中樞所在，包括系統(tǒng)參數(shù)、設(shè)置報警時間、短信報警、設(shè)置變形傳感器等四個子菜單。系統(tǒng)參數(shù)為企業(yè)所需要產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)。設(shè)置報警時間為每天需要設(shè)備報警的時間段。短信報警為出現(xiàn)系統(tǒng)故障或者技術(shù)故障時，報送相應(yīng)的試驗(yàn)異常數(shù)據(jù)和短信內(nèi)容。設(shè)置變形傳感器為改變光柵傳感器的編號和進(jìn)行光柵傳感器的位移清零。

③試驗(yàn)操作：包括單臺監(jiān)控、批量啟動、參數(shù)設(shè)置、批量恢復(fù)四個子菜單選項(xiàng)。單臺監(jiān)控為具體監(jiān)控正在工作的一臺試驗(yàn)機(jī)，包括試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行的實(shí)時數(shù)據(jù)和故障情況，實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)機(jī)的實(shí)時采集和控制。參數(shù)設(shè)置為對試驗(yàn)機(jī)參數(shù)進(jìn)行具體設(shè)置。批量啟動及批量恢復(fù)為在設(shè)定好各項(xiàng)參數(shù)后，采取一鍵啟動或恢復(fù)的方式，實(shí)現(xiàn)批量式生產(chǎn)。

④數(shù)據(jù)處理：共包括打開文件、信息查詢、數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)EXCEL等子菜單。打開文件為打開試驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束、完成數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)文件，只有打開了的數(shù)據(jù)文件，才能執(zhí)行數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)EXCEL等操作。信息查詢?yōu)椴樵冊囼?yàn)所需要的各項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)瀏覽即瀏覽已經(jīng)單開文件的各項(xiàng)數(shù)據(jù)情況。數(shù)據(jù)分析即對采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)分析，采取自動生成的方式，以畫試驗(yàn)曲線、計算數(shù)據(jù)結(jié)果、生成實(shí)驗(yàn)報告等程序，導(dǎo)出生產(chǎn)日志。數(shù)據(jù)EXCEL即把各項(xiàng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL表格中，生成相應(yīng)數(shù)據(jù)庫。

⑤查詢：共包括查詢試驗(yàn)信息、查詢運(yùn)行狀態(tài)兩個子菜單。查詢試驗(yàn)信息為查詢試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行是所生成的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括報警信息和操作信息。查詢運(yùn)行狀態(tài)即對多臺試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)行與否、是否正常運(yùn)行進(jìn)行全盤行查詢。

⑥系統(tǒng)幫助：包括系統(tǒng)幫助和關(guān)于兩個子菜單，系統(tǒng)幫助為系統(tǒng)的應(yīng)用方法說明，關(guān)于為系統(tǒng)的版本說明，都屬于服務(wù)性文件。

2.3.2 軟件特點(diǎn)

①界面友好，易于操作。軟件的設(shè)置全面考慮不同操作人員的文化層次和操作習(xí)慣，采取可視化的界面，讓操作人員易于上手、容易精通。軟件的6個主菜單置于界面頂層，每個菜單都設(shè)有下拉式菜單，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可輕松找到各個應(yīng)用選項(xiàng)。對于應(yīng)用選項(xiàng)也盡可能采用通俗、簡介表述，讓人一看就懂。對于參數(shù)的設(shè)置，也采取填表式操作，并有建議數(shù)值，讓操作人員可以準(zhǔn)確、快速的填寫各項(xiàng)參數(shù)。界面的下端還有當(dāng)前的日期和時間等各項(xiàng)信息，雙擊可查詢歷史數(shù)據(jù)。

②方便的批量操作功能。設(shè)置好各個設(shè)備的參數(shù)后，可以選擇主控界面的批量啟動和批量恢復(fù)功能，一次性啟動多臺設(shè)備或者恢復(fù)操作。

4 結(jié)束語

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)日新月異的大背景下，信息化、自動化是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的努力方向，大力提升計算機(jī)技術(shù)，并做好計算機(jī)技術(shù)與機(jī)械式蠕變試驗(yàn)機(jī)的有效結(jié)合，通過硬件與軟件的無縫銜接和配合，是實(shí)現(xiàn)溫控自動化、數(shù)據(jù)采集自動化、數(shù)據(jù)處理自動化的重要方向，不但可以加快行業(yè)自動化、信息化發(fā)展的速度，而且可以保證行業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和競爭力。

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