组件及模块化机械设计在自动化技术中的实际运用

孙怡恒

摘 要：本文通过对组件和模块化机械设计在自动化技术中的意义研究，讨论了组件技术和系统集成问题，并进一步分析了设计文件方面的实际运用，为后期的运用提供基础资料。

关键词：组件；模块化；机械设计；自动化技术；运用

自动化技术作为当今生产力中最为重要的技术之一，它囊括了很多不同的专业技术知识，在各行各业发挥着至关重要的作用。尤其在机械设计制造业当中作用显著，它可以实现宏观调控，优化资源配置，减少人工误差，降低成本，提高经济效益，是整个机械设计制造过程中最牢固的基石。而这其中组件和模块化机械设计又是重中之重，它是指通过自动化控制系统完成对数据交换、处理，以满足系统自动化控制需求。这一实际运用虽然会对传统生产产生影响，但是也提高了整个系统的开放性。另外，这种机械设计可以使得自动化控制系统更加标准，进入良性发展循环。这就提高了系统利用率，对自动化技术本身的发展也相当重要。

一、组件和模块化机械设计的意义

组件和模块化机械设计在自动化技术应用中意义十分重大。通过这种应用可以满足客户对于自动化控制系统开放性的诉求。在实际应用过程当中，借助该系统可以使得数据在不同平台处理、交换。在此基础之上，由于统一控制的系统受客户青睐，因此我们将淘汰部分不能相互通用的设备，降低成本，提高工作效率。[1]现代工艺相当繁复，单一的模块已经满足不了目前的需求，这就需要通过组件和模块化机械设计实现自动化系统模块间的数据交换、处理，提高了系统的应用率。

二、技术分析

（一）组件技术

所谓积木模式就是指借助组件技术可组合性这一基本特征，可以实现客户需要长时间反复动作的应用要求。组件技术的另一个特点就是运用灵活，提高了通信的灵活度和组件配置的自由度。能够实现整个系统的自动化控制以及动化思路引导。在自动化控制系统当中，组件技术的两种特征都发挥着巨大的作用，运用面广，实现了不同的组件之间的数据自由交换，制定了信息通信协议，并保证开放性良好。[2]

（二）系统集成

借助于组件技术可以标准化总线技术，以实现组件之间灵活地通信配置，扩大了自动化的设备控制范围，并且在实际生产过程中将控制模式改善为多进程和多设备的模式，这是一种横向集成。另外，可以通过TIA系统结构，实现纵向集成，以这种更加便捷快速的方式建立起高速网络系统。在这一过程当中，使用路由作为交互节点，将系统速度提升至最大。[3]因而，大量信息传递需求管理模式可以借由纵向集成实现，从而达到一体化管控的目的。

三、实际运用

（一）设计文件

就正常情况而言，在机械设计过程中，我们需要使用海量的文件、数据等。因此，在整个工作流程之前，设计人员应当熟练掌握相关文件以及数据配置需求，以提高机械设计过程中数据配置的合理性和有效性，进而提高利用率，从而达到设计出更好的产品的目的。但是现实恰恰相反，设计人员很少关注数据配置是否合理，文件设计是否协调，忽视了组件和模块化设计的相互融合，他们只重视产品开发的内容，因而，优化模块在实际运用中往往难以实施。在组件和模块的设计过程当中，若是想要达到模块优化配置，自动化的目的，就需要使两者相互融合，设计过程中编写不同的模块，预留好接口，方便后期更好地融合。

在对传统系统的设计理念充分了解之后，对模块的缺陷进行改进，同时對组件进行升级，以优化实际运用效果。在机械设计过程中，需要将设计与实践有效的结合起来，不能只是纸上空谈，否则设计出来的机械将不切实际，从而造成资源的浪费。设计文件是最需要创新的一项工作，需要结合社会的发展和生产力的需求，在此基础之上，设计者可以扩大知识结构、范围，还能增加实践经验，可以为设计者以后更加快捷的设计提供基础。与此同时，也能促进对组件的应用，满足客户的诉求。也就是说通过组件，可以将模块、接口以及设计人员紧密联结起来。

（二）模块化流程

为了能够整体实现组件和模块化机械设计的目的，在进行模块化设计时需要归纳总结自动化系统的需求，对照标准和操作规程按步骤实施，确保所有工作有条不紊的按计划完成设计。具体操作步骤因按以下步骤实施。首先，设计人员需要熟知高层模块和低层模块之间的联系，并借由抽象层、具体层将二者之间的关系具体表现出来，同时在这一过程中，完成对模块的设计。[4]其次，设计人员在划分模块的时必须严格遵循设计思路，充分运用组件技术，为每个模块，提供对应的接口，以实现不同模块的组合。模块划分完成之后，结合实际情况，充分考虑产品生命周期中的每一个环节，及时调整设计方向规划工作任务，进而使得整个工作流程更加流畅。避免工作中出现秩序混乱的现象，使得整个系统设计更加合理，而且更优化的设计还可以延长产品的使用期限。第三，设计者需要提前全方面考虑产品使用过程中可能出现的问题，在设计中消除这些不良因素。第四，完成以上三点要求之后，在自动化技术中使用设计好的组件，以提高产品质量和属性。

此外，根据对前人经验的总结我们可以知道，由于模块的分割很容易产生矛盾，因此必须确保模块二元性。而所谓的二元性是指模块的输入输出接口以及连接接口不但需要标准化，还需具备相对独立的功能，以确保其组合能力，各个接口顺利连接，发挥其自身设计优势，提高实际运用能力，推进自动化技术的发展。

四、结语

综上所述，机械制造业与自动化技术是相辅相成的，共同奠定了国家生产力水平，对国家的工业经济发展做出了重大的贡献，同时也提升了国家综合实力。这其中组件以及模块化机械设计又是自动化技术发展的重要组成之一，掌握组件以及模块化机械设计的实际运用可以为后期自动化技术发展指明方向。

参考文献：

[1]王文玺，孟文，肖世德，王兆华.基于组件技术的组态软件通信模块设计[J].微计算机信息，2008（07）.

[2]韩海军.组件及模块化机械设计在自动化技术中的实际应用研究[J].机械管理开发，2016（10）.

[3]贾念平.组件及模块化机械设计在自动化技术中的实际运用研究[J].科技展望，2015（16）.

[4]凌益萍.组件设计与模块化机械设计在自动化技术中的应用[J].机电信息，2012（15）.