機(jī)電一體化設(shè)備的嵌入式控制技術(shù)的應(yīng)用探討

貴陽永青儀電科技有限公司 貴州 貴陽 550014

引言

科學(xué)技術(shù)在飛速發(fā)展的過程中,工業(yè)一體化也在飛速的發(fā)展與完善,而其在工業(yè)中的應(yīng)用質(zhì)量以及應(yīng)用水平也在不斷的提升。其高效的使用能夠在較大程度上解決現(xiàn)階段我國工業(yè)發(fā)展過程中所面臨的精細(xì)度不足,勞動力缺口等實際問題,是工業(yè)生產(chǎn)能夠更加的滿足社會實際發(fā)展需求。

1 機(jī)電一體化內(nèi)涵

機(jī)電一體化技術(shù)主要是將自動化技術(shù)和機(jī)械技術(shù)兩者融合在一起,該項技術(shù)經(jīng)過一段時間的發(fā)展,目前逐漸朝著的智能化趨勢發(fā)展,而且利用電子、變成、傳感等各項技術(shù)的合理拓展,已經(jīng)形成了電路模型,通過對其的合理應(yīng)用,使多元化技術(shù)產(chǎn)量得到了顯著提升,而且也形成了全面的發(fā)展模式。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用使制造行業(yè)模式突破了傳統(tǒng),而且為技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展提供了生命力,這也使制造產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到了進(jìn)一步提高。尤其是機(jī)體結(jié)構(gòu)、傳感系統(tǒng)、動力系統(tǒng)的應(yīng)用,使傳統(tǒng)技術(shù)在具體應(yīng)用過程中的重點(diǎn)部位防護(hù)措施得到了簡化,系統(tǒng)整合硬件,同時,對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行合理應(yīng)用,發(fā)揮其在規(guī)劃、調(diào)控、決策等各項能力,進(jìn)而使元件能夠形成流程框架。該項技術(shù)可以將微電技術(shù)和智能化技術(shù)作為核心,對新型技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,進(jìn)而使信息聯(lián)動能力得到進(jìn)一步提高,提高產(chǎn)業(yè)在具體運(yùn)營過程中的經(jīng)濟(jì)效益。

2 機(jī)電一體化設(shè)備的嵌入式控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 嵌入式技術(shù)在裝置系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中的應(yīng)用 本裝置的系統(tǒng)中使用的RTOS主要有兩種類型：免費(fèi)的和商業(yè)的。免費(fèi)的實時操作系統(tǒng)主要包括Linux和UC/OSII,而Linux又分為RT-Linux和u Linux。商業(yè)操作系統(tǒng)主要包括VX Work、Windows CE4.0和Palm OS。這些類型的商業(yè)系統(tǒng)有不同的應(yīng)用范圍：CE4.0適用于消費(fèi)類電子設(shè)備,Palm適用于PAD,而VX則適用于網(wǎng)絡(luò)。在對VX Work、RT-LIMUX和UC/OSII三種平臺的性能進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上(包括硬件平臺任務(wù)切換和中斷響應(yīng)),擬將UC/OSII視為為機(jī)電控制系統(tǒng)開發(fā)的實時操作系統(tǒng)。UC/OSII有以下顯著特點(diǎn)：(1)包含相應(yīng)的源代碼,這使得其能夠為系統(tǒng)軟件的遷移和二次開發(fā)提供有利條件(2)可移植性較高,其大部分源代碼是由ANSIC編譯(3)RTOS具有可固化的特點(diǎn),其內(nèi)核相對較小,可用于FLASHROM中的應(yīng)用(4)使用條件編譯來執(zhí)行軟件和硬件裁剪,從而使實時操作系統(tǒng)更加方便(5)搶占式實時操作系統(tǒng)是保證其滿足實時應(yīng)用要求的可靠保證(6)可同時處理多項任務(wù)(7)能夠在應(yīng)用過程中知道服務(wù)的功能和執(zhí)行時間[1]。

2.2 嵌入式仿真技術(shù)的應(yīng)用 嵌入式仿真在運(yùn)行人員及熱工人員培訓(xùn)方面已廣泛應(yīng)用,在事故預(yù)測方面的應(yīng)用也前景廣闊。除此以外,嵌入式仿真在電站控制策略優(yōu)化中的應(yīng)用以及在電站改造項目的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)也非常突出。某電廠脫硫系統(tǒng)改造,因為工期方面限制,改造時間非常短,而且要求新系統(tǒng)盤柜接線完成后即刻投入運(yùn)行,由于電廠的安全規(guī)范要求,在新的監(jiān)控系統(tǒng)投運(yùn)之前必須對邏輯進(jìn)行驗證,防止改造過程中發(fā)生意外。這就要求在改造前對控制邏輯、控制畫面及操作功能提前驗證并確保正確,因此采用仿真進(jìn)行驗證的就成為可行的方法,傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)雖然有虛擬DPU的功能,但是模型較為復(fù)雜,建模與修改都比較困難,因此在指定時間內(nèi)無法完成項目的測試與驗證,而嵌入式仿真可以直接復(fù)制DCS的邏輯組態(tài)到仿真機(jī)上,利用組態(tài)工具跟據(jù)實際需求搭建不同精度要求的仿真模型,滿足了改造的工期要求。另外,在專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)方面的應(yīng)用,尤其是在對多人進(jìn)行培訓(xùn)時嵌入式仿真系統(tǒng)優(yōu)勢更加明顯,運(yùn)行調(diào)試是電站工程技術(shù)人員完成組態(tài)以后進(jìn)行邏輯錯誤查找、控制效果驗證的重要途徑,只有經(jīng)過多次的練習(xí)才能熟練掌握該項技能,基于現(xiàn)場安全考慮,在學(xué)員練習(xí)階段無法使用實際控制器與控制對象,因此只能使用虛擬的控制器和虛擬的控制對象,而傳統(tǒng)仿真機(jī)只能在工程師站安裝虛擬控制器,控制對象模型需要在模型服務(wù)器上運(yùn)行,如果多人同時練習(xí),則需要多臺模型服務(wù)器,對硬件需求就大大增加,要實現(xiàn)一個人控制一個模型就顯得困難,而嵌入式仿真就解決了這個問題,其控制對象模型可以嵌入虛擬控制器中運(yùn)行,不需單獨(dú)的模型服務(wù)器,一臺電腦就可以完成組態(tài)調(diào)試,仿真驗證等功能,可以大大提高培訓(xùn)效率和經(jīng)濟(jì)性[2]。

2.3 傳感技術(shù)的合理應(yīng)用 ①通常來說,機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)主要是利用對傳感器進(jìn)行應(yīng)用,完成信號聚合,利用傳感器對各項數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行解析,完成解析后,順利完成機(jī)械設(shè)計制造作業(yè)。②數(shù)據(jù)信息收集是一項復(fù)雜工作。收集到的數(shù)據(jù)是否全面、有效,主要依賴機(jī)電一體化技術(shù)的具體應(yīng)用。在完成對數(shù)據(jù)收集基礎(chǔ)上,在實際作業(yè)期間可以對機(jī)械原有應(yīng)用的具體設(shè)置進(jìn)行適當(dāng)改變,從而適當(dāng)擴(kuò)大收索范圍,在實際作業(yè)期間,可以進(jìn)行不同口令下達(dá),這能夠使任務(wù)完成的精度和效率都能夠得到提高。下面,以某切削設(shè)備為例進(jìn)行分析,設(shè)備在具體運(yùn)行運(yùn)行期間,因為采用了傳感技術(shù),這使系統(tǒng)在具體運(yùn)行過程中的精度得到了提高,在檢測和保存轉(zhuǎn)數(shù)和溫度等各種關(guān)鍵部件的信息內(nèi)容時,要充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用時的優(yōu)勢,進(jìn)而確定各項數(shù)據(jù)的內(nèi)容的真實性,以及可靠性[3]。③現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過一段時間的發(fā)展,能夠帶動傳感功率計算功能得到進(jìn)一步提升,可見,作業(yè)人員在實際作業(yè)期間,要更加規(guī)范化、嚴(yán)格化對調(diào)度站進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,這能夠為機(jī)械設(shè)計制造作業(yè)的開展提供支持,確保各項工作開展的合理性與高效性。

結(jié)束語

嵌入式仿真以其便捷的建模方法,以及可以將模型嵌入虛擬控制器中運(yùn)行的特點(diǎn)在機(jī)電一體化 改造、控制策略驗證、技術(shù)人員培訓(xùn)中發(fā)揮了獨(dú)特的優(yōu)勢,尤其在電站事故預(yù)測以及設(shè)備缺陷的提前預(yù)知方面,如果能進(jìn)一步提高預(yù)測精度,嵌入式仿真將會有將更大的商業(yè)價值。