柳州五菱汽车科技有限公司 广西柳州 545000
摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对非标自动化设备的应用也越来越广泛。传动控制系统包括气动传动控制系统、液压传动控制系统。非标自动化设备系统构建时要求设置硬件与软件设施，运用原动机、空气压缩机等将机械转化为压力能，建立PLC动作程序，实现了非标自动化设备气动传动控制系统的高效运行。
关键词：非标自动化设备；气动传动控制系统；PLC控制器；空气压缩机
引言
伴随工业4.0的发展，劳动密集的生产部门中，人工的成本急剧上升，在保证产品质量，想得到最优的产品的前提下，对自动化生产的要求越来越高，自动化设备也越来应用越广泛。但并不是所有的产品都是在标准化设备上生产的，对于一些特殊的岗位和特殊的产品，一些非标准机械加工设备具有不可替代的作用。同时随着社会人员的老龄化趋势加大，这些特殊的岗位和生产也就需要非标自动化设备代替人工完成相应工作。因此，越来越多企业关注到非标设备的设计研发，也给这个行业带来了大的发展机遇。
1控制系统结构特点分析
即便是在科技更新换代较快的今天，无论机械和工艺部分如何发展，无论有多先进的电气元件问世，电控系统仍然主要由检测元件、控制元件、执行元件三大功能单元组成，各个功能单元特点总结如下：（1）检测元件。检测元件即是指各种传感器，是用来采集现场信息，检测设备现场的位置、位移量、加速度、温度、流量、液位、压力、震动等状态的一类元器件，因其功能及使用环境的不同而有多种类型，其图纸符号有行业标准，信号类型也大都是采用国际通用标准，即便是有特殊产品因其个体特性原因直接输出信号呈现出个性化，也会通过配属专用处理器转化为国标信号，总结来说是传感器具有形式和应用环境多样化，但使用方法和输出信号标准化的特点。（2）控制元件。狭义的控制元件主要指能够代替人的大脑，实现控制过程无人化的一类核心控制器，主要包括可编程控制器、DCS控制器以及各种通用控制仪表等电气元件，是控制系统的核心部件，广义的控制元件除了这些具有独立运算功能的核心控制元件还包括变频器、接触器等中间控制元件。控制元件直接决定其逻辑控制回路的结构类型及控制程序风格。（3）执行元件。执行元件是实现组建整个系统最初目的的关键，是人力或自然力的代替工具，工艺图上以风机、水泵、照明灯、喇叭、电加热器、气／电动阀门等的形式来展现，但在电控系统中无非也就电动机、电磁线圈、电热丝、蜂鸣器等数种，同一种类的执行元件所需配套的主控制线路形式基本可以统一，存在的差别只是根据需要不同而选用不同类型的中间控制元件和控制线路，但这也就是不多的几种形式，如电动机的接触器直接启动控制、变频控制、软启动器控制、星三角启动控制等。
2非标自动化设备的气动传动控制系统构建
在非标自动化设备系统构建过程中，要求有效设置硬件与软件设施。其中，硬件设施为气动传动系统，通过由PLC运行相应动作程序来进行相关软件的设计与运行。可编程控制器PLC在工业化运行环境中较为常见，属于数字运算操作系统的一种重要装置。其能够对非标自动化设备等进行自动化控制与管理，一般由系统程序、用户程序共同构成。系统程序由生产厂家设置，用户只能直接使用而不能随意更改，但用户在使用过程中可以结合需要设置相应的PLC编程语言。硬件设计包括气动、电气以及通信硬件设计。其中，气动回路设计过程中需要完成推出工件以及阻挡工件的任务，主要通过阻挡气缸以及控制堆料的方式完成。在气缸方向动作的制导方面，主要通过具有手控开关的电磁阀进行；在对伸缩速度的调节层面，主要通过单向节流阀回气节流的方式来进行。电气部分的设计则采用三菱ＦＸ２－ｒ４８ＶＩＴ进行晶体管输出，这主要是结合了执行机构的特征以及输入输出的实际需求。
其共具有48个总点数，采用执行机构回路、上电紧停回路以及电源配线电路等三种电路设计方式。通信硬件的设计中，设置最大连接总站点数为８个，结合通信模块建立数据通信系统，运用半双工串行通信方式。为了提高非标自动化设备运行的安全性，应加强设备的科学合理设计，努力以最低的成本实现最佳的运行效率。因此，在自动生产线的输送单元中设置了机械手进行辅助。在小型非标自动化设备的设计、使用和运行过程中，将PLC控制系统与气动传动系统有效地集成在一起，既保证了系统能在正常的运行环境中运行，又能有效地将自动化技术运用于生产线。气动传动系统在运行过程中采用PLC控制器I／O点分配方式，系统共设置14个输入点，分别为左限位保护、抬升上限检测、旋转左限检测、伸出检测、夹紧检测、复位、急停、原点检测、右限位保护、抬升下限检测、旋转有限检测、缩回检测、启动、方式选择等。
3非标自动化设备设计中气动传动控制系统的构建
非标自动化设备的气动传动控制系统由硬件系统和软件系统组成气动传动系统作为硬件系统，而软件系统一般由PLC运行相应动作程序实现控制。PLC是专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，也称为可编程控制器它采用电子编程来实现对Ｉ业现场或设备的自动化控制，PLC的软件系统由系统程序和用户程序组成系统程序是由生产厂家直接存放，永久存储的程序和指令，用户不能直接读写与更改；用户程序是用户利用PLC的编程语言，．根据控制要求编写的程序。在非标自动化设备设计中，科学合理地设计可以更好地保证设备制造过程中安全性，并能遵循最低成本创造最富的价值的生：产原则。如述的自动化生产线输送单元的抓取机械手，在小型非标自动化设备中，我们采用气动传动系统与PLC控制系统结合，能够在保证安全工作队条件下，实现生产线的自动化技术。根据气动传动系统图分析可知，按照PLC控制器Ｉ／Ｏ点分配，需要14个输入点（原点检测、左限位保护、右限位保护、抬升限检测、抬升下限检测旋转左限检测、旋转有限检测、伸出检测、缩同检测、夹紧检测、启动、复位、方式选择、急停）。结语采用多头螺纹结构代替传统油压活塞，实现了增力制动，同时摩擦片磨损后，可通过人工旋转齿轮轴，对摩擦片间距进行精确调整，保证了制动的可靠性，延长了制动器的使用寿命。
结语
综上所述，非标自动化设备的控制部分不同于机械部分，较大的灵活性既是其优点亦是其缺点，设计不当容易出现最终方案只实现基本功能要求而稳定性不高、可操作性差、不便于维护等问题，因此标准化在现代非标自动化控制系统中至关重要；而在大规模非标自动化系统的开发过程中，系统标准化的推行在提高设计效率、缩短设计周期的同时，在人员（包括设计人员和使用人员）培训、设备使用方面都有积极的意义。
参考文献：
［1］王文才．非标自动化设备的特点与设计浅析［J］．科技经济导刊，2018，26（24）：90，92
［2］赵亚宁，万文浩．非标自动化设备的现状、开发流程及提高设计效率的措施［J］．装备制造技术，2016（10）：246－247，252
［3］寇月阳．非标电气设计的标准化研究［J］．中文科技期刊数据库（文献版）工程技术，2018（6）：336－337.
［4］冯旭东．非标自动化设备的模块化设计［J］．科学技术创新，2018（17）：142－143.
［5］孙坤．非标自动化设备设计中材料的选择与应用探究［J］．科学与财富，2019（24）：121．
［6］鹿呈志．基于本体资源库的非标检测设备快速设计方法研究［Ｄ］．济南：山东大学，2019．