工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在人造板機(jī)械制造中的應(yīng)用

摘? 要∶工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是當(dāng)代工業(yè)適應(yīng)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，它能夠幫助工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)一體化控制和制造，提高工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，保障工業(yè)生產(chǎn)效率。將工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用到人造板機(jī)械制造中，能有效提高工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，推動(dòng)制造業(yè)迅猛發(fā)展，搶占世界市場份額。文章從人造板機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)狀入手，闡述了工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在人造板機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用手段。

關(guān)鍵詞∶工業(yè)自動(dòng)化;計(jì)算機(jī)控制技術(shù);人造板機(jī)械設(shè)備

中圖法分類號∶TP273??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼∶A

Application of industrial automation computer control technology in wood-based panel machinery manufacturing

WEI Yesen

（Dazhong News Group，Jinan 250000，China）

Abstract：Industrial automation computer control technology is the product of contemporary industry adapting to global economic development. Itcan help industry realize integrated control and manufacturing，ensure industrial production quality and improve industrial production efficiency. Applying industrial automation computer control technology to wood-based panel machinery manufacturing can effectively improve the levelof industrial production technology，promote the rapid development of manufacturing industry and seize the world market share.

Key words： automatic computer，control technology， artificial board machine equipment

我國人造板機(jī)械設(shè)備已取得突破性進(jìn)展，但是若要占據(jù)世界前沿地位，就必須將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與之融合，提高人造板機(jī)械智能化水平。工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件對工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)有效控制。在大型計(jì)算機(jī)設(shè)備的精準(zhǔn)算法下，確保工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，可以增加工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)結(jié)合人造板機(jī)械制造是科技發(fā)展的必然趨勢，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)[1]。

1人造板機(jī)械制造現(xiàn)狀

我國人造板工業(yè)從1920年發(fā)展至今已有百年歷史，人造板工業(yè)產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用廣泛，儼然成為國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分[2]。發(fā)展至今，我國人造板機(jī)械設(shè)備水平與世界水平仍存在一定差異—多體現(xiàn)于機(jī)械設(shè)備本身，人造板工業(yè)機(jī)械設(shè)備的制造和研發(fā)是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，正視人造板機(jī)械設(shè)備現(xiàn)狀才能促進(jìn)工業(yè)快速發(fā)展。

1.1人造板機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備性能問題

對于人造板機(jī)械設(shè)備中的刨花板機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備而言，雖然大幅面單層壓機(jī)、多層板熱壓鍛壓機(jī)、滾筒式剝皮機(jī)、大直徑多刀環(huán)形剝皮機(jī)等可以緩解刨花板單線生產(chǎn)中大大小小的問題，但是刨花板設(shè)備的干燥性能、篩分性能和空氣篩分性等問題十分突出，現(xiàn)有的刨花板機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備不能滿足當(dāng)下的市場需求[3]。根據(jù)我國的資源狀況和世界發(fā)展趨勢推算，我國人造板機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)能力應(yīng)達(dá)到10萬m3/A，才能滿足其發(fā)展要求。

1.2人造板機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備停機(jī)問題

目前，人造板機(jī)械設(shè)備中生產(chǎn)能力較高的是刨花板或中密度纖維板設(shè)備，一旦發(fā)生故障、停機(jī)等會(huì)造成原材料、電力和熱量的大量損耗，導(dǎo)致數(shù)以萬計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。因國內(nèi)部分成套人造板機(jī)械設(shè)備故障率高，致使生產(chǎn)線能耗居高不下，生產(chǎn)中機(jī)械設(shè)備因生產(chǎn)環(huán)境或人工操作問題，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)停止運(yùn)行等情況。同時(shí)，生產(chǎn)設(shè)備管理也是一個(gè)重要問題。人造板機(jī)械設(shè)備可靠性低以及機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中管理監(jiān)測不足都影響了人造板機(jī)械設(shè)備的消耗。因此，工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是提高機(jī)械設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測水平以及提高人造板機(jī)械設(shè)備可靠性的重要途徑。工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)能提高機(jī)械設(shè)備安全系數(shù)，降低生產(chǎn)設(shè)備停機(jī)概率[4]。

1.3人造板機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率低的問題

刨花板機(jī)械具有尺寸穩(wěn)定性強(qiáng)、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)能耗低的優(yōu)點(diǎn)。在我國中密度纖維板的應(yīng)用中，多數(shù)可以用刨花板代替。目前，我國人造板機(jī)械的生產(chǎn)效率遠(yuǎn)低于世界發(fā)達(dá)國家，部分人造板機(jī)械的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不合理，人造板機(jī)械行業(yè)的發(fā)展正處于低潮期。國內(nèi)人造板機(jī)械設(shè)備存在生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)水平不高的問題。除此之外，劣質(zhì)機(jī)械設(shè)備擾亂市場管理，同樣降低了人造板設(shè)備的生產(chǎn)效率。針對人造板機(jī)械設(shè)備技術(shù)瓶頸很難突破的問題，工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可以幫助人造板機(jī)械轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式，提高工業(yè)生產(chǎn)效率，解決人造板機(jī)械生產(chǎn)效率低的問題。

2工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展前景

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是集智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化于一體的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對人造板機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化改造，既可以提高生產(chǎn)效率，還能夠降低生產(chǎn)成本[5]。通過計(jì)算機(jī)控制技術(shù)改造原有人造板機(jī)械設(shè)備，提高傳統(tǒng)人造板機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度。將人造板機(jī)械設(shè)備流程數(shù)據(jù)化處理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備生產(chǎn)流程的自動(dòng)一體化，從而提高人造板機(jī)械設(shè)備的使用率和生產(chǎn)率。

工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)能滿足人造板工藝創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)的需要[6]。尤其是人造板產(chǎn)品中的模壓產(chǎn)品、重組木產(chǎn)品、復(fù)合木產(chǎn)品、無機(jī)膠粘劑人造板產(chǎn)品等，人造板機(jī)械設(shè)備若要完成向新工藝的轉(zhuǎn)變，就必須突破原有的傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)模式。例如，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的原材料檢測定心上木系統(tǒng)、高溫測濕儀、單板缺陷自動(dòng)剪切線、產(chǎn)品無損檢驗(yàn)技術(shù)等，都促進(jìn)了人造板新工藝的發(fā)展。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有助于人造板機(jī)械設(shè)備研發(fā)新的分支設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)原材料節(jié)約、減少能耗為基本目標(biāo)[7]。比如，動(dòng)力壓輥旋切機(jī)、蒸汽注入法熱壓機(jī)、無卡軸旋切機(jī)、干燥機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)等，它們的研發(fā)制造極大地降低原材料消耗成本。因此，當(dāng)代人造板機(jī)械設(shè)備發(fā)展必須依賴高新科技，工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在人造板工業(yè)中具有極廣闊的應(yīng)用前景。

3人造板機(jī)械設(shè)備應(yīng)用工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的必要性

3.1提高人造板機(jī)械設(shè)備使用率

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于人造板機(jī)械設(shè)備后，可以優(yōu)化人造板機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)，將人造板機(jī)械總設(shè)備及各分支設(shè)備一體化管理，提高人造板機(jī)械的使用率。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字信息監(jiān)控人造板每一個(gè)生產(chǎn)流程，確保生產(chǎn)過程流暢和無誤。同時(shí)，自動(dòng)化計(jì)算技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對人造板原材料的有效辨別，根據(jù)原材料的不同精細(xì)調(diào)控生產(chǎn)流程，保證人造板機(jī)械設(shè)備運(yùn)行更加合理化[8]。在原材料分離切割中，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)下的機(jī)械設(shè)備能精準(zhǔn)完成分離切割操作且誤差極小。當(dāng)人造板機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，相關(guān)人員可通過排查計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的故障數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確找出機(jī)械設(shè)備的故障點(diǎn)并進(jìn)行維修，極大地提高了人造板機(jī)械設(shè)備的使用率。

3.2提高人造板機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)強(qiáng)化了人造板機(jī)械設(shè)備的智能化，將流程統(tǒng)一化、數(shù)據(jù)化管理，極大地縮短了各流程之間的停留時(shí)間。工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用后，僅需一個(gè)人在操作臺前自主操作，極大地縮短了人工配合的時(shí)間。同時(shí)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)延長了人造板機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的24小時(shí)運(yùn)行。流程時(shí)間的壓縮和運(yùn)行時(shí)間的增加能極大提高人造板機(jī)械的生產(chǎn)效率[9]。另外，工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已具備成熟的硬件條件，能適應(yīng)高強(qiáng)度的運(yùn)行時(shí)間和惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，具有較高的可靠性。

隨著城市的迅猛發(fā)展，人造板的需求量逐年加大，傳統(tǒng)的人造板機(jī)械設(shè)備已跟不上時(shí)代發(fā)展的腳步，提高人造板的生產(chǎn)率和精準(zhǔn)度已迫在眉睫。

3.3降低人造板機(jī)械生產(chǎn)成本

傳統(tǒng)的人造板機(jī)械生產(chǎn)因生產(chǎn)精準(zhǔn)度不高而生產(chǎn)出次級產(chǎn)品，極易造成原材料損耗。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)下的人造板機(jī)械設(shè)備具有較高的精準(zhǔn)度，通過數(shù)據(jù)傳輸即可完成產(chǎn)品的加工。經(jīng)數(shù)據(jù)控制生產(chǎn)出來的產(chǎn)品合格率高，極大地減少了原材料損耗。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)下的人造板機(jī)械設(shè)備只需要極少的計(jì)算機(jī)操控人員即可完成產(chǎn)品生產(chǎn)，不僅降低了人工成本，還減少了因機(jī)械設(shè)備操作不當(dāng)引發(fā)的安全事故[10]。

4工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在人造板機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用方法

4.1引入智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)應(yīng)用是將人造板機(jī)械生產(chǎn)所需的硬件設(shè)備與對應(yīng)的計(jì)算機(jī)算法相融合，人造板機(jī)械硬件設(shè)備可以是傳統(tǒng)PC或PLC，兩者融合能實(shí)現(xiàn)人造板機(jī)械設(shè)備的智能化運(yùn)行[11]。在人造板工藝創(chuàng)新發(fā)展背景下，要求人造機(jī)械設(shè)備具有極高的精度。工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠控制人造板機(jī)械系統(tǒng)，通過編程、計(jì)算參數(shù)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的精細(xì)化控制。例如，智能化控制在人造板機(jī)械熱壓控制中，能確保設(shè)備熱壓過程中的響應(yīng)力。實(shí)際上，熱壓設(shè)備在生產(chǎn)過程若出現(xiàn)響應(yīng)不及時(shí)等情況，會(huì)直接降低產(chǎn)品質(zhì)量，影響經(jīng)濟(jì)效益。智能控制技術(shù)能針對熱壓設(shè)備的相應(yīng)問題進(jìn)行針對性調(diào)整，從而提高熱壓設(shè)備的綜合能力。

4.2引入網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

在人造板生產(chǎn)過程中，可通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控人造板生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀態(tài)、機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)等，為工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行提供網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)支撐，大大縮減了人工工作量，提高效率的同時(shí)節(jié)約了人工成本。

對機(jī)械設(shè)備而言，絕大多數(shù)的機(jī)械問題都是機(jī)械設(shè)備不良震動(dòng)造成的。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能對機(jī)械設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)為人造板機(jī)械設(shè)備的各種維修工作提供數(shù)據(jù)技術(shù)支持[12]。網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)將從生產(chǎn)線中采集到的振幅、頻率等數(shù)據(jù)信息，結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備面對濕度、溫度、空氣質(zhì)量等自然環(huán)境情況，利用大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)算法將人造板機(jī)械設(shè)備的故障點(diǎn)標(biāo)出，以便處理和修復(fù)。網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)能幫助工業(yè)企業(yè)避免故障停機(jī)造成的隱性成本，幫助人造板工業(yè)企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3引入綜合控制技術(shù)

（1）FCS系統(tǒng)有效融合了DCS/PLC控制技術(shù)，在生產(chǎn)現(xiàn)場控制上展現(xiàn)出了卓越的控制穩(wěn)定性[13]。當(dāng)人造板機(jī)械設(shè)備終端發(fā)出控制命令后，機(jī)械設(shè)備中相關(guān)分支設(shè)備接受指令并執(zhí)行操作。這種針對性系統(tǒng)操作能實(shí)現(xiàn)對人造板機(jī)械設(shè)備的分散管控，將設(shè)備運(yùn)行價(jià)值發(fā)揮到極致。FCS系統(tǒng)融合了成熟的DCS/PLC技術(shù)。FCS系統(tǒng)相對于模擬數(shù)字混合DCS，其生產(chǎn)現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化都得到了空前發(fā)展。除此之外，F(xiàn)CS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，便于組裝、運(yùn)行和維護(hù)處理。

（2）FCS數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)作為一種底層控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)人造板機(jī)械生產(chǎn)現(xiàn)場中各分支設(shè)備測量控制之間的雙向有效數(shù)字通信，有利于形成了人造板機(jī)械底層網(wǎng)絡(luò)，完成生產(chǎn)現(xiàn)場各項(xiàng)設(shè)備之間通信協(xié)作，提高設(shè)備生產(chǎn)效率[14]。FCS總線工業(yè)系統(tǒng)不僅能完成機(jī)械設(shè)備的控制管理，還能通過工業(yè)生產(chǎn)信息實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)管理。將工業(yè)生產(chǎn)信息與生產(chǎn)現(xiàn)場控制技術(shù)相結(jié)合，可以提高工業(yè)生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

（3）FCS系統(tǒng)信息儀表處理。在FCS系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)中，信息儀表設(shè)備是FCS系統(tǒng)管理的基礎(chǔ)，不僅能交換各設(shè)備間的數(shù)據(jù)信號，還能控制數(shù)據(jù)的輸入和輸出[15]。同時(shí)，其可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收集到的信息數(shù)據(jù)按照應(yīng)用算法進(jìn)行計(jì)算和處理，實(shí)現(xiàn)人造板生產(chǎn)現(xiàn)場的信息化處理，直接有效地監(jiān)控人造板生產(chǎn)現(xiàn)場的各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。信息儀表在FCS系統(tǒng)組成中承擔(dān)信息轉(zhuǎn)換的樞紐作用，為人造板機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中各信息流通與交換提供設(shè)備支持。綜合控制技術(shù)將信息儀表的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理完美結(jié)合，有效提高了人造板機(jī)械現(xiàn)場生產(chǎn)管理水平，并提高了人造板工業(yè)生產(chǎn)效益。

FCS系統(tǒng)具有極高的實(shí)操性、轉(zhuǎn)化性和可靠性，在人造板機(jī)械設(shè)備應(yīng)用中具備廣闊的前景。

5結(jié)束語

隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，現(xiàn)代化人造板機(jī)械設(shè)備發(fā)展必須同工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，保障人造板生產(chǎn)結(jié)構(gòu)能跟上時(shí)代的步伐。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為智能化的人造板機(jī)械生產(chǎn)提供了新的路徑，能從根本上提高人造板工業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

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作者簡介：

韋業(yè)森（1976—），碩士，研究方向：自動(dòng)化技術(shù)。