王鶴澄

摘 要：現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)被革新，越來越多的智能化裝置以及設(shè)備被用于現(xiàn)代生產(chǎn)活動之中，技術(shù)人員將電子技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)出了機(jī)電一體化這種現(xiàn)代科技，使機(jī)械設(shè)備更具智能化應(yīng)用特點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)屬于具有綜合性特點(diǎn)的現(xiàn)代科技，技術(shù)人員需要在應(yīng)用具有機(jī)電一體化特點(diǎn)的機(jī)械設(shè)備時，引入過程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的自動管控。本文對過程控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：過程控制系統(tǒng)；機(jī)電一體化；應(yīng)用；現(xiàn)代設(shè)備

中圖分類號：TS203 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

過程控制系統(tǒng)屬于一種自動運(yùn)行裝置，從其應(yīng)用情況來看，其也可以被視為工業(yè)化的控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)因其自動管控的優(yōu)勢經(jīng)常會被應(yīng)用到第一生產(chǎn)線之中，既可以對生產(chǎn)工作進(jìn)行監(jiān)控，同時也可以對生產(chǎn)信息進(jìn)行采集，因此技術(shù)人員會在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的時候，應(yīng)用這種工業(yè)型的控制系統(tǒng)。本文根據(jù)對機(jī)電一體化設(shè)備的了解，對過程控制系統(tǒng)在幾種常見設(shè)備的應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

1 過程控制系統(tǒng)基本情況分析

1.1 系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造分析

過程控制系統(tǒng)主要包括被控過程（或?qū)ο螅?、用于生產(chǎn)過程參數(shù)檢測的檢測與變送儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、報警、保護(hù)和連鎖等其他部件。其中，重點(diǎn)在于傳感器。0 級包括現(xiàn)場設(shè)備，例如流量和溫度傳感器以及最終控制元件，例如控制閥。1 級包括工業(yè)化輸入/輸出（I/O）模塊及其相關(guān)的分布式電子處理器。2 級包括監(jiān)控計算機(jī)，其將來自系統(tǒng)上處理器節(jié)點(diǎn)的信息整理并提供操作員控制屏幕。3 級是生產(chǎn)控制水平，不直接控制過程，而是關(guān)注監(jiān)控目標(biāo)。4 級是生產(chǎn)調(diào)度水平。

1.2 系統(tǒng)使用方式分析

過程控制系統(tǒng)的使用方式比較靈活，既可以通過開環(huán)的方式對其加以應(yīng)用，同時也可以將其用于反饋工作中。在對被控對象進(jìn)行控制的時候，既可以對離散生產(chǎn)事件進(jìn)行管控，同時也可以對連續(xù)性的事件進(jìn)行管控，一些需要自動運(yùn)行的裝置上的定時器正是依靠這種過程控制系統(tǒng)被控制的，另外在對建筑電梯加以控制的時候，也可以選用這種系統(tǒng)。當(dāng)溫度傳感裝置所在的環(huán)境的溫度比標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值低的時候，就可以將熱源打開，當(dāng)溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的時候，可以自動地將熱源關(guān)閉，這種自動控制系統(tǒng)并不會出現(xiàn)過多的測量偏差，可靠程度極高，系統(tǒng)中的邏輯控制器可以對裝置需要的數(shù)字信息有效讀取，并通過模擬輸入的方式將信息錄入到系統(tǒng)之中，借助邏輯語句就可以將數(shù)字輸出。以自動控制的閘門為例，如果閘門內(nèi)部的水位與水箱的位置保持一致，系統(tǒng)就會給出標(biāo)準(zhǔn)的邏輯指令。

2 具體應(yīng)用情況分析

在機(jī)電一體化特點(diǎn)顯著的生產(chǎn)線之中，技術(shù)人員為了保持生產(chǎn)的穩(wěn)定性，需要測量出大量的與機(jī)電設(shè)備以及生產(chǎn)活動相關(guān)的信息，常見的控制信息包括流速、溫度、應(yīng)力、速度、壓力等。不同類型的繼電生產(chǎn)活動之中的待測數(shù)據(jù)也有不同。在控制系統(tǒng)之中，傳感裝置發(fā)揮了重要作用，一般的傳感器可以對生產(chǎn)體系給出的操作行為加檢測，比如在填充瓶子的生產(chǎn)系統(tǒng)之中，傳感器就可以對溫度以及壓力數(shù)據(jù)加以測定，借助這兩種數(shù)據(jù)來進(jìn)行填充活動，除了測定壓力以及溫度的傳感器之外，還有可以對應(yīng)力以及流量進(jìn)行測定的傳感器，這些傳感器可以被使用到不同類型的生產(chǎn)控制系統(tǒng)之中。大部分傳感器之中都應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，本文以數(shù)控設(shè)備與幾種常見的傳感設(shè)備為例，對過程控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用效果進(jìn)行研究。

2.1 數(shù)控設(shè)備

現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)水平提升速度快，現(xiàn)代生產(chǎn)工作中使用的數(shù)控機(jī)床與過去應(yīng)用的數(shù)控機(jī)床不同，其不僅僅可以實(shí)現(xiàn)自動操控，同時機(jī)床的結(jié)構(gòu)也獲得優(yōu)化，現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床有以下幾種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括緊湊型、模塊化以及總線式，生產(chǎn)廠家可以以生產(chǎn)需要為準(zhǔn)來選擇出合適的數(shù)控機(jī)床。在設(shè)計數(shù)控機(jī)床時，技術(shù)人員會開展開放式的設(shè)計工作，將功能模塊與硬件系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合式設(shè)計，將用戶原有的使用效益提升。數(shù)控機(jī)床不僅可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)的數(shù)控控制需要，同時還可以實(shí)現(xiàn)模糊控制以及診斷故障等具有智能型特點(diǎn)的功能。模塊化的設(shè)計可以使數(shù)控需求更容易被滿足，過程控制系統(tǒng)使控制功能更為豐富，既可以操縱一臺機(jī)床完成多種任務(wù)，還可以同時控制多臺機(jī)床。多級網(wǎng)絡(luò)設(shè)定可以使機(jī)床自動完成更具復(fù)雜度的生產(chǎn)任務(wù)。

2.2 溫度傳感器

這種常見的溫度傳感器可以將溫度數(shù)據(jù)的變動轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌臄?shù)據(jù)，通過電壓或者表盤的機(jī)械式運(yùn)動來顯示溫度的變化，溫度傳感器的絕緣功能極為重要，因此技術(shù)人員可以使用玻璃纖維以及塑料來對傳感器進(jìn)行絕緣處理，主要是當(dāng)溫度變動時，會使液體出現(xiàn)蒸發(fā)或者膨脹的情況，傳感器的加壓情況也會直接在壓力表之中顯示。當(dāng)多個剛性的金屬構(gòu)件被連接到一個位置之后，通過加熱會使金屬構(gòu)件被彎曲，其膨脹概率之間也存在差異。因此被安置在生產(chǎn)線之中的溫度傳感器的條帶部分會被轉(zhuǎn)化為細(xì)線圈的形態(tài)，可以將一端固定在表盤中，對指針進(jìn)行移動或者轉(zhuǎn)動，另外還需要將其另一段在底部加以固定。

2.3 壓力傳感器

當(dāng)燃料通過傳感器時，可以機(jī)械地觸發(fā)壓力傳感器。在其基本形式中，壓力傳感器顯示連接到傳感器的撥盤上的讀數(shù)，但也可以將讀數(shù)電子傳輸?shù)?MES 應(yīng)用程序。活塞壓力傳感器，來自生產(chǎn)線上的燃料的壓力可以推動壓縮彈簧的活塞。彈簧的運(yùn)動可以指示壓力。隔膜受到少量壓力的影響，并在表盤上顯示。Bourdon管當(dāng)施加壓力時被拉直。它可用于測量壓力差。流量計是用于測量液體或氣體的線性、非線性、質(zhì)量或體積流量的儀器。當(dāng)選擇生產(chǎn)線的流量計時，需要了解有關(guān)流體的信息，運(yùn)動速度以及如何記錄流量。

2.4 其他類型的傳感器

流量計可以對生產(chǎn)之中的流量變化有效測定，當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動活動變得更為頻繁之后，其流動速度也會加快。液壓傳感器在當(dāng)前的生產(chǎn)系統(tǒng)之中也比較常見，當(dāng)傳感器被施加了一定的應(yīng)力之后，液體承受的壓力會增加，測量的任務(wù)就需要借助表盤才能順利完成。應(yīng)變設(shè)備的形狀為圓筒，材質(zhì)為金屬，應(yīng)用方便，當(dāng)壓縮施加給設(shè)備的應(yīng)力時，就可以對氣缸之中不斷變化的電阻進(jìn)行測定。測定數(shù)值極為精準(zhǔn)，這也是過程控制系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用價值還有待進(jìn)一步挖掘。

結(jié)語

在使用過程控制系統(tǒng)之前，技術(shù)人員需要先將管控范圍以及管控標(biāo)準(zhǔn)確定好，系統(tǒng)可以確保生產(chǎn)過程中的各種被控量被保持在預(yù)先給定的范圍之中，從其在幾種常用的具有機(jī)電一體化特點(diǎn)的設(shè)備之中的使用情況來觀測，可以發(fā)現(xiàn)其不僅僅可以將生產(chǎn)出的產(chǎn)品的質(zhì)量提升，同時也可以增加原有的產(chǎn)量，減少機(jī)電生產(chǎn)過程之中的能源損耗量。將新型機(jī)電設(shè)備與過程控制系統(tǒng)結(jié)合使用，可以使機(jī)電設(shè)備達(dá)到更為優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用效果，技術(shù)人員還需要深入研究過程控制系統(tǒng)，使我國生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品具有更高的推廣價值。

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