用于自动化的机电一体化方法

来源:荣格

发布时间:2016年8月19日上午 08:08:52

企业在研发新的设备和机械时,机电一体化方法是一个成功因素。机电一体化这一术语正体现了机械和电子领域的相互作用。根据机电一体化方法构建的系统本质上是由模块组成的。每个模块都包括传感器、执行机构、信息处理和一个机械基础系统(液压和/或气动)。

企业在研发新的设备和机械时,机电一体化方法是一个成功因素。机电一体化这一术语正体现了机械和电子领域的相互作用。根据机电一体化方法构建的系统本质上是由模块组成的。每个模块都包括传感器、执行机构、信息处理和一个机械基础系统(液压和/或气动)。

中、长期来看,在面对挑战时,只有严格、跨学科的“模块化思维”才能带来成功。控制系统在此发挥关键作用,一定会为机电一体化方法提供支持。这就是目前的系统已经达到极限的地方。一方面,虽然可以创建软件模块,但如果采用强力的、集中式控制系统执行这些模块,单个模块的调试将变得非常复杂。另一方面,可以采用本地控制系统实现模块自动化,但这需要付出额外投入来建立通信机制。所以控制单元的数量和布局最好以机器的整体机电一体化设计为基础。通常在设计之前必须解决这些问题,以避免因为后续更改而需要付出的巨大代价。

皮尔磁公司提供的PSS 4000自动化系统为这一领域开拓了新的可能性。因为该系统具有分散式结构,所以在设计阶段,可以延迟做出选择适合设计和控制结构的可编程逻辑控制器等决定。 因此设计工程师可以专注于设计过程所需组件,而性能和结构等问题可以稍后考虑。在传统的自动化技术中,独立的、集中式控制系统监控设备或机械并处理所有信号,而PSS 4000在使得控制功能持续被分配。

除此之外,在处理各个程序段的位置,控制功能不受其影响。操作员不需要操作集中式控制系统,而是操作集中式项目中的分散于运行时间内的用户程序。

模块化是机电一体化操作的基础

皮尔磁自动化套件PAS4000适用于PSS 4000自动化系统中的软件编辑器。这一工具的一个关键方面是模块化:从基本功能中创建元件,元件继而用于创建模块,而模块被用来创建设备和机械,所有这些仅通过分层块嵌套就可以实现。基本功能、元件和模块构成了软件开发的基础,凭借其密封和面向对象的特点,它们适合作为软件组件重复使用。

皮尔磁公司也可以提供包含最常见的基本功能、元件和模块的软件库,从而为该程序提供支持。从软件库中选择现成的组件本身并不新鲜。PAS4000的一个特别之处在于这些组件已被赋予了“属性”。这使得轻松设置所需功能的参数成为可能。就功能标准化而言,这是一个特别的优势:以前用户必须考虑一个功能块中可以放入多少功能,同时却不会对清晰度造成不良影响。 事实上,结果要么是大量的功能块,要么是带有大量参数的数量过少的功能块。采用PAS4000后,结果就不同了。在这里用户可以创建其首选组件,建立适应其应用的用户级;随后可以用此选择各种功能。结果,功能唯有以参数的方式才可见;组件本身不再复杂,用户也易于管理。

并行工程

使用组件还有一个优势:编程和硬件设计可以分开而且二者可以并行进行,而不是像以前那样依次进行。而常见的做法是,只有确定机械规范且初始电路图可用时,才进行软件开发。如果您按照机电一体化进行思考和设计,这些过程可以分开且并行进行。只要通过在软件库中创建组件对机器功能进行标准化,仅用一些初始信息就可以最终设计您想建立的机器总体结构。之后可通过单个属性设置组件的详细功能。可从所有机能的初始项目许可中大体推断出机器所需的组件。可通过属性回顾性地定义详细功能。

模块通信

在现代的机器网络中,用户之间建立并保持通信需要进行相当多的工作。如果您考虑到机电一体化模块也是硬件模块,并且因此每个模块中都包括控制智能化,那么模块之间或者更准确地说模块控制系统之间的通信,将是一个主要问题。 使用PSS 4000后,通信设置将不再明示,而是暗示。

小结

机电一体化方法对控制解决方案提出了更高的要求。这是因为单个设备零件的变化在控制层面有深远影响,因为控制系统中心点的程序结构需要修改。这正解释了为什么未来的自动化需要特定的解决方案,这些方案既要能够分配控制智能并确保多个控制系统之间的联网要继续简便可行,以便于用户进行处理。

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