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机械制造与自动化论文3000字篇2 浅析机械设计制造与自动化的发展趋势 摘 要：传统的机械制造以手工机械操作为主，工作效率和安全性能较低，机械设计制造与自动化的发展能够有效提高机械生产的安全性、效率性、节约型和环保性，对于促进机械制造业的发展有着重要意义。文章简要介绍了机械设计制造与自动化的发展优势，并对机械设计制造与自动化的未来发展趋势进行了些许分析。 关键词：机械设计制造与自动化;特点;发展趋势 0 引言 机械设计制造的自动化发展是机械制造业与科技相结合的产物，与传统的机械制造业相比，机械设计制造与自动化的发展能够有效提高机械生产的安全性、效率性、节约型和环保性，对于降低企业生产成本、提高企业经济效益以及促进企业的长远发展有着重要的意义。 1 机械设计制造及其自动化概述 传统的机械制造以手工机械操作为主，生产所需时间较多，且对操作工人的技术要求较高。传统机械制造中经常容易出现各种安全问题、技术问题及产品质量问题，同时还需要花费大量的劳力物力，大大提高了企业的生产成本。机械自动化以信息技术为支撑，使机械制造的生产时间和人员浪费大大减少，且更加安全，能够有效提高企业的工作效率和质量。目前我国机械自动化的发展仍然处于不断发展完善过程中，相信未来科学技术的不断更新以及专业领域的不断深化扩展，机械设计制造及其自动化将会得到进一步发展，生产效率各质量将会得到更多的保障。 2 机械设计制造及其自动化的设计原则 2.1 采用先进的科学技术进行设计 机械设计制造及其自动化的设计原则需要依靠各种先进的科学技术。首先，机械设计制造及其自动化需要利用多种先进的加工设备。较为常见的加工设备有机床、车床等，这些设备的主要工作原理即为对原有事物的加工，包括对产品原有形态的改变，增加或删减产品内容等;其次，机械设计制造及其自动化需要利用能量转换机械。我国目前主要的能量转换机械有各种电动机、内燃机等，能量转换机械的工作原理使将产品能量进行转换，例如将电能转换为机械能和谁能，将水能转换为机械能等等，不同的能量转换机械可以满足客户的不同生产需求; 再次，机械设计制造及其自动化需要利用各种信息处理机械。信息处理机械要信息技术为核心，是机械自动化的基础，没有信息处理机械将无法实现机械制造的自动化。主要的信息处理机械包括计算机、打印机、传真机等，打印机、传真机等可以于为企业和个人提供各种信息资料，促进生产，而计算机则是实现机械自动化程序的关键，控制着机械制造的所有程序设置;最后，其他多种功能机械。机械自动化的生产与发展还需要其他多种功能的技术机械配合，随着社会生活水平的提高，人们对于机械制造的需求也在不断提高。为了满足人们日益增长的不同生产需求，机械设计制造及其自动化的发展必然还将更进一步，其需要具备的各种科学技术也必将继续发展，机械功能将更加多元化和具体化。 2.2 符合机器的功能要求 机械设计制造及其自动化符合机器的功能要求是因为机械的设计必须满足于人们的生产所需，只有满足于客户的生产要求才能够促进企业生产效益的提高。客户的要求是机械自动化发展的根本出发点，为了按照客户的要求产出产品，机械制造自动化必然需要拥有较强的核心功能。核心功能的目的是促进生产，机械自动化所有的程序都必须围绕着这一核心功能进行设置，使整个机械生产形成一个完整的、相互联系的系统。机械自动化的核心功能要求更加有利于提高产品的质量和效率，促进企业的发展。 3 机械设计制造及其自动化的特点 3.1 安全性 传统机械制造业采用手工操作，工作人员在生产过程中出现一点技术失误即有可能引发安全事故，轻则产品质量受损，重则影响工人的生命安全。传统机械生产容易引发各种事故的原因有多方面，除却工作人员的操作失当意外，无法及时对生产过程中的意外故障采取有效的措施也是主要的原因 [1]。而随着科技的发展，机械设计制造逐渐自动化，工作人员能够在生产过程中远离操作机器，只需要通过电脑控制程序的设置即可进行操作，对保证工人的生命安全有着重要的意义。同时，机械设计制造及其自动化还能够通过科学的系统设置，使产品生产过程中能够实现自我检测，及早发现生产过程总产生的各种机器故障或者操作失当等情况，并能智能采取相应的补救措施，减少生产的损失，提高生产的安全性和产品的质量。 3.2 效率性 传统的机械制造需要人工进行机械操作，操作过程复杂，且操作要求较多，操作人员必须严格遵守操作规则并按步骤进行[2]。生产过程中一个生产环节的出错将会影响产品的质量，因此，传统机械制造所要花费的时间和精力较大，生产效率较低且产品的质量无法完全保证。机械设计制造及其自动化首先不需要大量的劳动力，只需要少量工作人员在控制是进行电脑程序控制即可，且机械自动化具有智能性和自动性等特点，产品生产过程中能够自我进行质量检测，且严格按照程序设计的步骤进行生产。机械自动化生产无论是在人力的节约方面还是在质量的保障方面都具有重要的意义，对比传统的机械制造更加具有效率性。 3.3 节约性和环保性 一方面，传统机械常常制造业由于技术操作的失误需要对产品进行再加工，甚至需要放弃现有产品进行重新生产，其中浪费了大量的能源和生产材料，机械自动化的发展能够有效提高产品的质量，降低能源和材料的浪费[3]。且经过机械自动化生产出的产品普遍存在体积较小、质量佳等特点，在数量上也体现了其节约性特征。 另一方面，机械制造业是专门制造各种装备的行业，机械生产的过程中对环境的伤害较大。例如机械生产中焊接、锻压等过程会向空中排放大量的有害气体，污染大气;工厂排放的废水会影响河流湖泊的水质;工厂排放的固体废弃物等会对地质产生一定的影响，损害地皮和土壤[4]。机械自动化的发展能够改善生产技术，使生产所产生的有害气体有效减少，并能够采用各种先进的空气净化技术、除雾技术、降噪技术等减少机械生产对环境的破坏，具有更强的环保性。机械自动化的节约型和环保型不仅能够降低能耗，提高产品的质量，还有利于营造更加良好的生产环境，促进机械制造业的长远发展。 4 机械设计制造及其自动化的发展趋势 4.1 智能化 目前，机械设计制造及其自动化智能化的程度仍然较低，机械制造人员在利用电脑控制程序进行技术操控时仍然需要人员守护在机械旁，以便解决系统无法解决的问题。可以看出，机械自动化的智能化有所发展，但还有足够的发展空间[5]。机械设计制造及其自动化的未来发展需要加深机械自动化的智能化程度，使机器及技术完全取代人工操作，最大程度提高生产的效率和质量。 4.2 机电一体化 狭义的机电一体化即指在现有机械自动化的基础上，将机械设备与电子实现完全的一体化。机电一体化是机械自动化发展的方向，它的主要内容包括机械技术、电脑技术、传感技术、自动技术等，其主要生产的意义在于使机械生产设备的功能进一步加强，且能够提高工厂生产的精度，进一步保障生产的安全性、效率和质量。目前机电一体化在我国仍处于研究发展阶段，相信未来几十年必定能够取得良好的效果。 5 结语 综上所述，机械设计制造与自动化的发展较传统的机械制造有着明显的优势，未来的机械自动化还将得到进一步发展，并逐步实现机电一体化和完全智能化，进一步提高工业生产的效率和产品质量，促进企业与经济的发展。 参考文献： [1]商月.机械设计制造自动化的发展与趋势[J].中外企业家，2014(24)：93+95. [2]王D.机械设计制造与自动化的发展趋势[J].通讯世界，2015(02)：212. [3]宋巍.机械设计制造及其自动化的发展方向刍议[J].商，2015(08)：125. [4]周志常.机械设计制造及其自动化的趋势[J].工业设计，2015(08)：95-96. [5]于海金.机械设计制造与自动化发展前景[J].山东工业技术，2015(23)：221-222. 猜你喜欢： 1. 机械制造自动化毕业论文范文 2. 有关3000字机械类论文发表 3. 3000字机械类论文参考范文 4. 3000字机械类论文 5. 机械自动化论文范文

随着我国装备制造业的快速发展,机械制造及其自动化技术也得到了长足的发展。下文是我为大家搜集整理的关于发表机械制造论文的内容，欢迎大家阅读参考!

浅析机械制造中的安全控制系统

摘要 目前,在机械制造系统中,安全控制系统的可靠性是衡量该台机械是否符合安全要求的重要依据。本文在分析安全控制系统基本概念基础上,对于安全逻辑控制设备组成及特点进行详细分析,对于保证机械制造系统中的安全问题具有一定作用。

关键词 机械制造;安全控制系统;设备特点;安全继电器;PLC;安全总线

0 引言

机械的安全性就是机械安全使用说明书规定的预定使用条件下执行其功能和在运输、安装、调整、拆卸和处理时不产生伤害或危害健康的能力。任何一台机械都有风险,会导致危险。这些风险和危险都会导致事故的发生、对人员造成伤害。当我们能够关注机械本身的安全性能的时候,其安全功能应该由安全自动化控制系统来实现。安全控制系统的正确设计会影响到机械的安全性能。安全控制系统的可靠性是衡量该台机械是否符合安全要求的重要依据[1],本文对于相关问题进行分析。

1 安全控制系统

所谓的安全(控制)系统,是在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护、操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当工厂装置本身出现危险,或由于人为原因而导致危险时,系统立即做出反应并输出正确信号,使装置安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。它包括了现场的安全信号,如紧急停止信号、安全进入信号、阀反馈信号、液位信号等,逻辑控制单元和输出控制单元[2]。无论在机械制造领域还是在流程化工领域,安全控制系统是整个系统运转中不可或缺的一部分。

从安全控制系统的结构图我们可以看出,安全控制链由输入(如传感器)、逻辑(如控制器)、输出(如触发装置)构成。从逻辑上来说,对于安全信号的控制功能可以采用普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 等逻辑控制元器件,从表面上达到我们所需要的逻辑输出。但是,我们可以注意到,普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 不属于安全相关元器件或系统。它们在进行安全相关控制的时候可能会出现以下安全隐患:处理器不规则、输入/输出卡件硬件故障、输入回路故障(比如短路、触点融焊)、输出元器件故障(如触点融焊)、输出回路故障(如短路、断路)、通讯错误等。这些安全隐患,都会导致安全功能失效,从而导致事故的发生。所以,安全控制系统就是要求能够可靠的控制安全输入信号,一旦当安全输入信号变化或安全控制系统中出现任何故障,立即做出反应并输出正确信号,使机器安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。

安全控制系统的硬件主要采取了以下措施来达到安全要求:1)采用冗余性控制;2) 采用多样性控制;3)频繁、可靠的检测(对硬件、软件、通讯);4) 程序CRC 校验;5) 安全认证功能块。

常见的安全输入设备包括由紧急停止设备、安全进入装置(安全门开关或联锁装置)、安全光电设备(安全光幕、安全光栅、安全扫描仪)。安全逻辑部分常采用安全继电器、安全PLC 和安全总线系统。

2 安全逻辑控制设备

逻辑控制设备是整个安全控制系统中最重要的一部分。它需要接收安全信号,进行逻辑分析,可靠的进行安全输出控制。现代自动化安全控制领域中,安全系统的控制元器件有安全继电器、安全PLC 和安全总线控制系统。

2.1 安全继电器

安全继电器,或者称为安全继电器模块,是最简单的安全逻辑控制元器件。其特点是采用了冗余的输出控制和自我检测的功能,实现了对输出负载的可靠控制。

该模块的存在2 个安全输出触点,这两个安全输出触点在内部是由来自2个不同的特殊继电器K1 和K2 的常开触点串连而组成。当K1 出现故障的时候,K2 依然可以实现安全触点断开的功能。同时,安全继电器模块可以通过内部电路进行自检,检测出外部接线故障和内部元器件的故障。

2.2 安全可编程控制器

安全可编程控制器采用了多套中央处理器进行控制,并且这些处理器来自不同的生产商。这样的控制方式符合了冗余、多样性控制的要求。这是安全PLC 与普通PLC最根本的区别。当一定数量的处理器出现故障后,完好的处理器依然执行安全功能,切断所有安全输出使系统停机。导致系统停机的处理器的故障数量取决于不同的系统。如,1oo2 系统(2 取1 的系统),一旦一个处理器出现故障,系统立刻进入故障安全状态;又如,2oo3 系统(3 取2 的系统),当一个处理器出现故障,系统并不会停机。系统只有在2个处理器同时出现故障的情况下才会导致系统停机。前者我们通常成为2 重冗余系统,安全可靠性较高、可用性较低;后者我们通常成为3 重冗余系统,其安全可靠性和可用性较高,但相比前者成本高。

对于信号的采集、处理和输出的过程,安全PLC 都采用了冗余控制的方式。当信号进入PLC 后,分别进入多个输入寄存器,再通过对应的多个中央处理器的处理,最后进入多个输出寄存器。这样,安全PLC 就构成了多个冗余的通道。整个过程之中,信号状态、处理结果等可以通过安全PLC 内部的暂存装置进行相互比较,如果出现不一致,则可以根据不同的系统特性,进入故障安全状态或将故障检测出来。

输入回路可以采用双通道的方式,通过2 条物理接线进入安全PLC。安全PLC也可以提供安全测试脉冲,用以检测输入通道中的故障。安全PLC 的输出内部电路也采用了冗余、多样性的方式,对一个输出节点进行安全可靠控制。安全PLC 可以通过2 种不同的手段,即切断基极信号和切断集电极电源两种不同的方式,将输出信号由1 转变为0。无论那种方式出现故障,另外一种方式依然完好的执行安全功能。同时,安全PLC 提供了内部检测脉冲,以检测内部故障。

安全PLC 的扫描时间要求为每千条指令1ms 以下。快速的中央处理功能不仅可以达到紧急停车的要求,同时能够以较短的时间完成整套系统的安全功能自检。

在软件方面,安全PLC 必须有可靠的编程环境、校验手段,以保证安全。这主要可以通过规范安全功能编程来实现。如Pilz 的安全PLC,提供了通过认证的MBS 安全标准功能块,以帮助编程人员进行合理的、安全的编程。这些安全功能块经过加密,不能够修改。我们只需要在功能块的输入和输出部分填入相应的地址、参数和中间变量,即可以完成对安全功能的编程。这些MBS 功能块涵盖了机械制造领域及流程化工领域的安全功能控制。

2.3 安全总线控制系统

安全现场总线系统是以安全PLC、安全输入输出模块、安全总线构成一套离散式控制系统。硬件和通讯的安全可靠是安全总线控制系统的可靠性判断依据。在硬件上,安全总线系统的模块都采用了冗余、高速的可靠元器件。

3 结论

安全控制系统是一个静态的系统,其监控系统中的安全相关的参数。在系统正常运行期间,安全控制系统不作出任何响应。但是当系统出现异常、或安全相关信号被触发,安全控制系统立刻夺去系统的控制权,根据其内部逻辑,对输出设备进行安全控制,从而保证了整个系统的安全。安全控制系统中的逻辑控制元器件是决定整个安全控制系统安全等级、设计成本、运行质量的重要因素之一。在安全自动化领域,常用的安全逻辑控制元器件包括有安全继电器模块、安全可编程控制系统和安全总线系统。针对不同的应用场合,这些安全逻辑元器件可以配置成合适的安全解决方案。

参考文献

[1]孙清泉,徐卫国,康健.冷轧机自动化安全控制系统[J]. 设备管理与维修,2008,1.

[2]陆武.浅谈故障安全控制系统的通信[J].自动化仪表, 2007,28(1).

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