计算机技术在机械式蠕变试验机上的应用

王 旭

（许昌电气职业学院,河南许昌,461000）

0 引言

在我国，计算机技术在机械制造业的应用还处于起步和摸索阶段，但其在机械制造和操作领域的作用已越来越明显，应用范围也越来越广泛，已逐渐融入到机械制造业活动的全过程，成为提升工作效率、降低失误率的不可或缺的信息工具，是促进当今社会经济发展的有效方式和重要手段。为了加快我国机械制造业信息化的步伐，特别是机械式蠕变试验机信息化和自动化的水平，进一步节省人力物力，降低生产成本，保证产品质量，加大计算机技术在机械式蠕变试验机上的应用研究，意义重大。

1 我国机械式蠕变试验机方面存在的主要差距

在机械制造业中，特别是对精度要求特别高的机械式蠕变试验机中，对各种设备灵活而精确的运用，是提高生产效率、顺利完成制造的基础保证。当前，我国的机械工业发展水平和国外顶尖技术相比，还有不小的差距，还有诸多亟待解决或者改善提升的方面。纵观国际顶尖级的机械技术，可以发现计算机技术在机械式蠕变试验机上的应用越来越普遍，这也是国内机械制造业与国际制造业的主要差距所在，我国的计算机技术起步比较晚，在机械式蠕变试验机上的应用更是差距巨大，正因如此，这也给了我们不少借鉴和努力方向，也使得我国对计算机技术的应用有着巨大的提升空间。在当前我国机械式蠕变试验机的生产与制造方面，主要存在着以下主观和客观方面的问题：

（1）试验机的装配问题。科学合理选择一个适合本公司生产需要的蠕变试验机，是保证达到理想生产状态的重要前提。同时，具有适当超前的眼光，认清今后一段时期的行业发展趋势，稳步提升试验机的各项技术性能也非常的重要。然而，当前的许多企业在购置机械式蠕变试验机时，常常缺乏长远眼观，忽视计算机技术的重要性，不能选择合理的设备配置。

（2）试验机的更新问题。由于资金、技术人员缺乏等方面的原因，企业不能及时更新设备，或者不愿意把钱花在设备的更新上，久而久之，导致设备陈旧不堪，生产技术停滞不前，生产效率迟迟得不到提升，最终影响企业的综合竞争力。

（3）试验机的养护问题。个别企业的领导缺乏长远眼光，只顾眼前利益，不顾长远发展，机械能不修就不修，只有到机械不能动时，才想到要进行修理，但已无力回天，结果造成更大的损失。或者由于要赶工期、抢进度，让机械设备超负荷运作，导致设备加速老化、提前报废，缩短机械设备的工作质量和使用寿命。

（4）试验机的维修问题。设备得不到及时的更新和全面的养护，必然导致其严重的维修困难，导致企业生产的安全隐患，影响企业的可持续发展，一旦出现问题，可能引发整个工厂的停止运转现象，对一个企业的损失和打击可能是致命的。

2 计算机技术在机械式蠕变试验机上的应用实例

实践证明，在机械式蠕变试验机上，大力开发和推广计算机技术，可以很好的提升试验机的质量和效率。

2.1 系统结构

采用DCS系统模式，即由RS232/RS485对上位机（高性能的工业控制系统）和下位机（PLC）进行转换连接，实现上位机与下位机之间的串口通讯。其中上位机包括计算机、打印机、手机报警等组成设备，实现中央控制和预警。下位机包括试验机、变形测量系统、温度控制系统、报警控制系统等。如图1所示：

图1 系统结构图

2.2 硬件设计

2.2.1 温控系统

温度控制熊是机械式蠕变试验机的核心所在，在试验机中应用计算机技术，实现人工智能调节器灵活控制温度，由计算机测量、整理、发送试验控制温度到人工智能调节器，再由人工智能调节器对炉子功率进行自动化调节，从而实现自动化、高效化的运行。人工智能调节器具有数字自动校正系统，根据计算机反馈的温度情况和热点偶校正系数，自行校正温度，确保温度控制在需要的范围内，保证准确性。

2.2.2 变形测量系统

采取高分辨率的光山传感器实现精确的变形测量。光栅传感器的分辨率达到0.001mm，测量范围控制在0～10mm之间，由RS485总线进行测量数据的传输，直接传输到计算机，由计算机进行采集和保存，并根据设定的系统参数进行对照和检测，这样就实现了试验机的变形测量。

2.3 软件设计

2.3.1 结构组成

①用户管理：包括系统管理员和试验员两个子菜单，系统管理员具有更高使用权限，可以设置试验员权限，试验员即现场工作人员，具有相应操作权限，两个子菜单的主要功能为更改权限密码。

②系统设置：系统设置是软件设计的中枢所在，包括系统参数、设置报警时间、短信报警、设置变形传感器等四个子菜单。系统参数为企业所需要产品的技术参数。设置报警时间为每天需要设备报警的时间段。短信报警为出现系统故障或者技术故障时，报送相应的试验异常数据和短信内容。设置变形传感器为改变光栅传感器的编号和进行光栅传感器的位移清零。

③试验操作：包括单台监控、批量启动、参数设置、批量恢复四个子菜单选项。单台监控为具体监控正在工作的一台试验机，包括试验机运行的实时数据和故障情况，实现对试验机的实时采集和控制。参数设置为对试验机参数进行具体设置。批量启动及批量恢复为在设定好各项参数后，采取一键启动或恢复的方式，实现批量式生产。

④数据处理：共包括打开文件、信息查询、数据浏览、数据分析、数据EXCEL等子菜单。打开文件为打开试验已经结束、完成数据采集的数据文件，只有打开了的数据文件，才能执行数据浏览、数据分析、数据EXCEL等操作。信息查询为查询试验所需要的各项系统参数和实验数据。数据浏览即浏览已经单开文件的各项数据情况。数据分析即对采集的各项数据进行参数分析，采取自动生成的方式，以画试验曲线、计算数据结果、生成实验报告等程序，导出生产日志。数据EXCEL即把各项数据导入EXCEL表格中，生成相应数据库。

⑤查询：共包括查询试验信息、查询运行状态两个子菜单。查询试验信息为查询试验机运行是所生成的各项数据，包括报警信息和操作信息。查询运行状态即对多台试验机的运行与否、是否正常运行进行全盘行查询。

⑥系统帮助：包括系统帮助和关于两个子菜单，系统帮助为系统的应用方法说明，关于为系统的版本说明，都属于服务性文件。

2.3.2 软件特点

①界面友好，易于操作。软件的设置全面考虑不同操作人员的文化层次和操作习惯，采取可视化的界面，让操作人员易于上手、容易精通。软件的6个主菜单置于界面顶层，每个菜单都设有下拉式菜单，只需点击鼠标，即可轻松找到各个应用选项。对于应用选项也尽可能采用通俗、简介表述，让人一看就懂。对于参数的设置，也采取填表式操作，并有建议数值，让操作人员可以准确、快速的填写各项参数。界面的下端还有当前的日期和时间等各项信息，双击可查询历史数据。

②方便的批量操作功能。设置好各个设备的参数后，可以选择主控界面的批量启动和批量恢复功能，一次性启动多台设备或者恢复操作。

4 结束语

在当前科学技术日新月异的大背景下，信息化、自动化是机械制造业发展的努力方向，大力提升计算机技术，并做好计算机技术与机械式蠕变试验机的有效结合，通过硬件与软件的无缝衔接和配合，是实现温控自动化、数据采集自动化、数据处理自动化的重要方向，不但可以加快行业自动化、信息化发展的速度，而且可以保证行业发展的质量和竞争力。

[1]陈庆锋，王戈，王瑛，陈楠.计算机技术在机械式蠕变试验机上的应用[J].工程与试验，长春，2009.01:58-61

[2]王戈，王永昌，郎英，吕文博.电子蠕变试验机中的群捡群控技术[J].试验技术与试验机，2007,47（4）：66-69

[3]杜宏.浅谈计算机技术在机械制造中的应用[J]装备制造技术，2012（8）：81-82

[4]陈庆峰，王戈，吴丹，徐鸿雁，方健.计算机技术在Zwick温控系统改造上的应用[J]工程与技术，2012（2）43-45