自动化技术组件和模块化机械设计的运用

刘振禹

摘 要：随着现代科技的不断发展与进步，应用现代科技助推行业发展已经成为社会发展革新的重要力量。机械制造行业中，自动化技术的应用使得设计工作变得更加精细快捷。因此文章首先分析了组件及模块化机械设计在自动化技术中的重要意义，接着分别从横向和纵向集成以及“积木”模式两个方面探讨了组件技术的自动化技术，最后就自动化技术组件和模块化机械设计的运用进行分析。

关键词：自动化技术；组件和模块化；机械设计；运用

一、组件及模块化机械设计在自动化技术中的意义

在自动化技术中应用组件及模块化机械设计能够极大的满足用户对于自动化控制系统开放性的需求。在实际工作当中应用自动化控制系统可以在不同总线平台上对数据加以处理和交换。因此，一些互通性不足的设备会被统一控制模式系统所取代，从而逐渐淡出市场。由此可见，在自动化控制系统当中，组件及模块化机械设计的应用可以使系统开放性特征得到强化，使用户更好的应用自动化控制系统，显著提升工作效率。另外，自动化控制系统也能够借助组件及模块化机械设计实现其标准化和模块化发展。在组合运行工艺流程中，需要协调数据传递形式、物理接口等之间的不同，然而在不同系统之间，并没有合适的模块适应转换通信协议的需求，因而对于系统的工作量会增加。通过组件及模块化机械设计的应用可简单实现自动化系统模块数据的交互，实现即插即用的系统，大大提升系统拥有效率。

二、组件技术的自动化技术

（一）横向和纵向集成

按照总线技术标准来进行组件技术，灵活配置组件与组件之间的通信关系。组件技术的自动化能够有效扩展传统控制自动化设备的思路，从而使其实现生产过程中对多设备及多进程的相应控制。这种控制模式是一种横向集成，工作过程无需编程。而通过自动化控制系统结构所进行的自动化控制的路由，能够控制自动化现场数据交互和总线，提升自动化系统传递速度，并将采集产生的相应信号传输至管理节点，亦可将管理层指令借助网络传输到自动化现场。这种控制方式属于垂直（纵向）集成，能够建立管理信息的传递需求模式，实现管控一体化。

（二）系统能实现“积木”模式

“积木”模式是组件典型特点应用思路的体现，也就是组件的组合性能能够使软件实现方便且重复使用的功能，这种“积木”思路广泛应用于自动化控制系统中。根据计算机信息通信和数据交互特征，组件技术被看做是自动化系统实施的标准，因此其应用软件对于自动化系统的发展起到了基础保障作用。为确保供应商能够在不同组件数据间自由转换，应当按照实际情况来制定合理的信息通信开放的协议，以保证在组件技术控制基础上，系统能够合理进行模块运用，使得模块与电源即连即用。

三、自动化技术中组件及模块化机械设计的实际运用

（一）在设计文件方面的运用

在进行机械设计时，通常需要运用大量的数据信息和设计文件，因此开始进行机械设计前，相关数据和文件资料务必提前准备好，且需合理化进行配置，才能够为后续的机械设计提供基础支撑。然目前很多设计者过渡关注产品开发时存在的问题，而忽视了组件和模块设计时的相互协调问题，使得组件设计十分有限，模块也无法发挥出既定的作用。在实践中，首先应对模块进行科学的划分，确保每一个模块均有对应的接口，且将模块和接口构建成为一个整体，设计人员仅需运用组件，就能实现对每一个模块的整理和汇总。此外，在具体实践中，要想提升组件和模块化设计的运用效果，还需要对设计模块进行不断的创新和改进，诸如对设计文件的模块化进行创新，确保设计和实践相吻合，不断提升设计组件的整合力度，以便于随时对设计文件进行提取运用。

（二）模块化的步骤

第一，设计人员需要依据高层模块来对低层模块的依赖性进行充分的了解，同时结合抽象层来了解具体层的依赖情况。明确整个设计的思路和意圖后进行模块化设计。在具体设计的时候，还应该结合设计思路合理划分模块，综合运用各种组件，促使模块和接口形成一个完整的整体，达到一个整体组合。第二，将模块划分完毕后，应严格依据划分类型进行设计工作，同时结合划分模块的实际状况，对设计工作予以适当的调整。在具体调整的时候，需要对机械产品的使用周期、使用强度、使用环境以及相关注意事项等了解清楚，以便于产品的生产能够满足实践应用。此外，还应该充分利用自动化技术，将组件生产和自动化结合到一起，使得设计成果能够很好的应用自动化技术。第三，还应该将模块的二元性属性进行确保。二元性乃是指的是在模块中，输入输出接口、连接接口的标准化，同时还应该具备独立的功能和相应的组合能力。因此，在进行模块化设计时，对于模块零件自身的功能要求日益提高，同时对于系统结构的归属性能要求也不断提高。只有模块零件的功能以及结构的归属性能够有所保障，才可能真正做到模块的优化设计。该设计模式在自动化控制中的运用，大大简化了模块自动化系统的设计思路，且需要开放式和集成式设计思路的相互融合，在机械设计中得到广泛应用，且日渐成为了机械设计和机械产品开发的主流方向。

综上所述，科技技术的日新月异，工业生产的快速发展，都为机械设计领域带来了全新的发展机遇。在机械设计领域中，合理运用自动化技术组件和模块化设计，能够有效简化自动化系统模块设计过程，为机械设计和产品开发提供了新的思路和方向。同时，基于组件自动化技术的基础上，可以实现组件向模块化的有效转变，并合理运用机械设计中的“积木”模式，真正做到模块化设计。

参考文献：

[1]周弦.关于机械设计制造与自动化的研究探讨[J].内燃机与配件，2018（16）.

[2]王森.模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J].现代制造技术与装备，2017（04）.