曹紀(jì)清

（蘇州工業(yè)園區(qū)服務(wù)外包職業(yè)學(xué)院，蘇州 215123)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(Computer Control System， 簡(jiǎn)稱CCS)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象相聯(lián)系，以達(dá)成一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成。硬件設(shè)施主要用于搭建計(jì)算機(jī)控制程序和被控制對(duì)象之間的信息渠道，軟件部分則針對(duì)被控制對(duì)象的具體要求而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。

1 自動(dòng)化生產(chǎn)狀態(tài)

伴隨信息化革命浪潮的興起，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造領(lǐng)域中。 基于此，衍生出一種全新的工作狀態(tài)——自動(dòng)化生產(chǎn)狀態(tài)。所謂自動(dòng)化生產(chǎn)狀態(tài)，就是指生產(chǎn)程序在自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件程序控制下，按照預(yù)設(shè)的相關(guān)程序，分步驟啟動(dòng)相應(yīng)的操作步驟，從而實(shí)現(xiàn)流水線式的機(jī)械加工與制造。這種生產(chǎn)制造方式最大的優(yōu)勢(shì)在于最大限度地減少了“人”作為變量因素在機(jī)械加工與制造環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的影響，能夠在全面提升生產(chǎn)力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和精度。尤其是在一些并不適宜人工操作的惡劣環(huán)境下，自動(dòng)化生產(chǎn)狀態(tài)的應(yīng)用能夠直接降低人力資源成本。

2 工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)特點(diǎn)

目前，實(shí)際應(yīng)用的工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，基本上采用的是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)。它將不同的機(jī)械制造工藝按照“網(wǎng)格化”的方式進(jìn)行有效區(qū)隔，然后根據(jù)不同的程序指令進(jìn)行分段操作與控制，最后再進(jìn)行集中管理。

2.1 鞏固生產(chǎn)安全運(yùn)行

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，最難以控制的就是“容錯(cuò)率”，容錯(cuò)率偏高，勢(shì)必就會(huì)直接增加運(yùn)營(yíng)及生產(chǎn)成本，這不利于企業(yè)在實(shí)際經(jīng)營(yíng)過(guò)程中進(jìn)行成本管控；容錯(cuò)率偏低，其衍生出來(lái)的問(wèn)題就更多。工人為了最大限度地止損，往往違反操作工藝的具體安全要求進(jìn)行生產(chǎn)操作，由此引起的生產(chǎn)事故時(shí)有發(fā)生。而工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的引入，將徹底改變這一局面。任何一個(gè)生產(chǎn)要素出現(xiàn)了缺失，系統(tǒng)都無(wú)法有效執(zhí)行正常的生產(chǎn)程序。這樣一來(lái)就極大地提升了故障的檢測(cè)與處理能力，有效確保了企業(yè)的正常生產(chǎn)秩序。

另外，工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用的是中央控制管理模式，也就是所有的終端運(yùn)行設(shè)備所執(zhí)行的操作命令完全經(jīng)由計(jì)算機(jī)中央控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)自檢后下達(dá)，在工藝運(yùn)行段、工藝編輯端以并行方式進(jìn)行操作，有效保障了程序的安全性。

在人造板機(jī)械制造過(guò)程中，需要針對(duì)原料材質(zhì)的不同在切削加工、加壓等環(huán)節(jié)上，有針對(duì)性地對(duì)削片機(jī)、熱壓機(jī)等單機(jī)設(shè)備進(jìn)行區(qū)分，保證年產(chǎn)20萬(wàn)m3平壓法刨花板成套設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為實(shí)現(xiàn)直線度0.015 mm/m（每增加1m加0.005 mm）的生產(chǎn)要求，在加工過(guò)程中需要平面磨床的吸臺(tái)必須滿足+90°的旋轉(zhuǎn)，使得磨頭自動(dòng)數(shù)控進(jìn)刀，可快速升降；而且砂輪的尺寸必須控制在φ300×100范圍內(nèi)。根據(jù)相關(guān)的預(yù)設(shè)程序，在其自檢的過(guò)程中，利用齒輪齒條的左右移動(dòng)式傳動(dòng)，將移動(dòng)速度完全控制在0～25 m/分區(qū)間范圍內(nèi)后，消磨精度就能夠滿足直線度0.015 mm/m的要求，其制造工藝的精密程度可見(jiàn)一斑。

2.2 提升加工工作效率

梳理整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行模式可以發(fā)現(xiàn)，過(guò)程控制系統(tǒng)發(fā)揮作用最為顯著。而對(duì)于有些連貫性要求較高的人造板機(jī)械制造而言，雙系統(tǒng)模式其實(shí)已經(jīng)極為普遍。其硬件系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)做得非常穩(wěn)固，完全有能力來(lái)適應(yīng)強(qiáng)震、高溫等惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，他們和傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)一樣穩(wěn)定可靠。很多人將工業(yè)計(jì)算機(jī)與windows系統(tǒng)聯(lián)系在一起，認(rèn)為他們害怕碰撞，容易出現(xiàn)故障。但是工業(yè)計(jì)算機(jī)支持的Linux、windows或是其他的vendor-developed 軟件系統(tǒng)，他們的可靠性已經(jīng)有了明顯的提高。系統(tǒng)還具有實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，有一部分用戶還將FPGAs和高性能的數(shù)據(jù)處理機(jī)聯(lián)合使用，將實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)運(yùn)行在FPGA上。如此一來(lái)，理論上可以實(shí)現(xiàn)全天候的生產(chǎn)加工與制造。從生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的有效配比來(lái)看，工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的投入運(yùn)行，極大地提升了機(jī)械加工的整體工作效率。

3 工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在人造板機(jī)械制造中的應(yīng)用

在整個(gè)人造板機(jī)械加工制造行業(yè)中，人造板機(jī)械制造的精密度程度要求是比較高的。而隨著城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷加速，對(duì)于人造板市場(chǎng)需求總量呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)，相關(guān)的人造板機(jī)械制造單純地依賴進(jìn)口顯然不適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展需求。因此就需要借助工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用，從基礎(chǔ)入手、從國(guó)產(chǎn)化入手、從高新技術(shù)的引入入手來(lái)提升人造板機(jī)械制造的能力。

3.1 積極引入AI控制技術(shù)

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，控制規(guī)律是由計(jì)算機(jī)通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)的（數(shù)字控制器），只需修改程序就能修改對(duì)應(yīng)的控制規(guī)律，因此具有很大的靈活性和很強(qiáng)的適應(yīng)性。盡管之前的工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)能夠基本滿足生產(chǎn)制造的實(shí)際需求，但在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)程序的有效信息反饋上存在著一定的短板。例如在人造板生產(chǎn)的熱壓機(jī)制造環(huán)節(jié)中，對(duì)于熱壓機(jī)的實(shí)際響應(yīng)速度越快越好。這樣能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行更加高效的加工生產(chǎn)，從而提高整體的生產(chǎn)效率。同時(shí)，響應(yīng)速度快也能有效保障實(shí)際的產(chǎn)品熱壓效果，因?yàn)楹芏嘣O(shè)備是需要在特殊的狀態(tài),比如一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱壓加工，如果熱壓機(jī)不能迅速響應(yīng)達(dá)到實(shí)際需要的焊接溫度，就很難保障加工產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

AI技術(shù)的發(fā)展為將人工智能應(yīng)用于熱壓機(jī)的實(shí)際相應(yīng)速度上提供了條件，系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境因素的變化，因地制宜地進(jìn)行調(diào)整，真正實(shí)現(xiàn)人工智能化的有效干預(yù)與管理，顯著提高人造板機(jī)械制造水平。

3.2 鼓勵(lì)引入大數(shù)據(jù)分析

人造板機(jī)械在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中是根據(jù)不同的生產(chǎn)需求來(lái)設(shè)定的，對(duì)于一些用途比較單一的人造板機(jī)械，盡管其制造工藝并不復(fù)雜，但是其易損件的抗壓及抗磨損能力可能直接影響其投入使用之后的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在引入了大數(shù)據(jù)分析技術(shù)之后，生產(chǎn)端可以結(jié)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)中對(duì)于人造板機(jī)械零部件的抗壓及抗耐磨程度的研判性分析，歸納判斷是否需要調(diào)整生產(chǎn)制造工藝。例如在生產(chǎn)節(jié)能人造板壓熱機(jī)的過(guò)程中，需要結(jié)合壓熱機(jī)器的實(shí)際工作狀態(tài)——用熱油加熱時(shí)，當(dāng)熱壓板的熱油管道出現(xiàn)堵塞不暢時(shí)，加熱就會(huì)不均勻，熱壓板各部分溫度升高速度不一致，就會(huì)引起熱壓變形——及時(shí)調(diào)整或者優(yōu)化板坯前部的部件硬度，從而避免熱壓板變形、過(guò)熱，保證其使用壽命。不過(guò)由于這項(xiàng)技術(shù)需要借助海量的實(shí)踐操作數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行有效分析才能確定其調(diào)整方向，目前在實(shí)際應(yīng)用中還屬于階段性探索階段，需要相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)其繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算系統(tǒng)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)勢(shì)必還會(huì)迎來(lái)更多的技術(shù)革新。人工智能運(yùn)行程序的引入，顯著提高了整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的仿真、擬人效果。這就讓人造板機(jī)械加工制造等對(duì)于生產(chǎn)工藝要求比較嚴(yán)格的機(jī)械加工行業(yè)，能夠從精密程度和精細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)方面更符合實(shí)際工作的需要。工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在人造板機(jī)械制造中的應(yīng)用，要從積極引入AI控制技術(shù)和鼓勵(lì)引入大數(shù)據(jù)技術(shù)分析兩方面入手。