摘要：自动化设备是工业生产的主要设备，其运行质量对生产效率和生产质量都有较大影响，通过自动化技术可对工业生产设备的运行参数及运行过程进行自动化控制，减少人力资源的投入量。设计制造及安装调试对工业自动化设备持续、安全、稳定运行的影响比较大。基于此，本文结合理论实践，先分析了工业自动化设备的特性，接着论述了设计制造方法和安装调试方法，最后论述了工业自动化设备的发展前景。希望对提升工业自动化设备的运行效果有一定参考和帮助。
关键词：工业生产; 自动化设备; 设计制造; 安装调试;
0 引言
在科学技术飞速发展的背景下，自动化技术愈发先进，为生产和生活提供了极大的便利条件，将自动化技术应用到工业生产中，可大幅度降低人为因素对生产质量造成的影响。但工业自动化设备具有很强的综合性和技术性，对设计制造和安装调试的效果有严格要求。因此，要先提升工业自动化设备运行的稳定性，保障生产质量和生产效率，就必须从设计制造和安装调试两个方面同时入手。基于此，开展工业自动化设备的设计制造及安装调试方法的研究就显得尤为必要。
1 工业自动化设备的特点
和其他自动化设备相比，工业生产中应用的自动化设备具有其独特的特点，主要体现在以下几个方面：其一，工业自动化设备具有很高的自动化程序，几乎无需人为干预操作，可实现远程控制和无人值班；其二，工业自动化设备具有极高的工作效率，可大幅度提升工业生产的效率和产品品质；其三，工业自动化设备在运行过程中，有独立的运行程序，生产产品的一致性比较高；其四，工业自动化设备可满足大批量、大规模生产，可降低生产成本，帮助工业企业获得更高的经济效益。
2 工业自动化设备的设计制造方法
工业自动化设备设计制造是非常重要的环节，对后期设备运行的质量、安全及能否满足工程生产要求有较大影响。因此，在设计制造之前，需要先明确工业生产的具体需求、工业自动化设备质量的需求、设备的运行工作环境、生产参数指标等多项内容，综合考虑存在的影响因素，先选择出3～5种设计制造方案，然后通过对方案可行性、合理性的分析，选择出最佳的设计制造方案，再交由设计制造工程师对选择的方案进行审核，审核通过后才能着手设计制造，以保证设计制造方案的科学性，为后期研究、设计、开发、制造等提供指导。
在具体设计中，必须选择最优化的设计方法，并能够充分体现出自动化控制技术，目前工业自动化设备设计中应用最多的方法是状态空间设计法，主要机理是通过先进状态观测器，对工业自动化设备的实际控制能力进行调整和控制，在调整和控制时需要按照计算机传递函数得出的结果进行调整，而不是随意或者按照自身经验进行调整。但随着科学技术的发展，工业生产中对工业自动化设备的制造精度提出了更高的要求，虽然状况空间设计法可以获得一定的效果，但也存在较大局限性，比如：无法清楚有效地观察控制系统内部的变化情况，从而有效提高工业自动化设备的制造精度。基于此种情况，在设计过程中，可融入人工智能技术、现代控制理论、模块控制技术等，实现工业自动化设备设计制造的三维立体可视化，再通过多变量系统、多输入/输出系统等，就可以实现内外全部精确控制。比如：在工业自动化设备设计制造中，可采用数字式PID控制系统，进一步明确PID的参数，实现设计制造的最优化[1]。
当工业自动化设备设计完成之后，需要对性能进行测试分析，保证各项设备都符合工业自动化生产的需求，发现问题及时处理，确认各项指标都达标之后，才能进行制造。在制造中为避免发生材料和资源的无故浪费，可先进行模型制造，并对每个模块的相关功能进行合理分析，避免在生产制造过程中发生问题，通过此种方法，可及时对存在的问题、故障等异常情况进行全面排查诊断，保证工业自动化设备制造过程顺利进行。
3 工业自动化设备的安装调试方法
当工业自动化设备设计制造完成之后，在投入使用之前，还要开展安装调试，确认各项参数和指标均达到设计要求和实际需求之后，才能投入运行。安装调试是一项比较系统且技术含量较高的工作，需要综合考虑工业自动化设备控制系统硬件和软件两个方面的内容，其中硬件问题相对简单，在安装调试中只需要保证硬件的性能、型号等都满足要求即可。但也不能忽略硬件设备的接线和保护线按照调试，以保证工业自动化设备投入使用运行的安全性。软件的安装和调试则比较复杂，需要结合工业自动化设备的特性、运行传输、工作环境等，对所选的软件进行深入研究，选出和工业自动化设备运行参数相符的软件，是保证工业自动化设备安全、稳定运行的关键。
尤其是在工业自动化设备检查时，要结合设备的运行结构原理图，在充分了解和掌握设备结构组成情况和各部件具体功能的基础上，开展有针对性测试。为保证测试结果的准确性，需要严格按照测试流程进行测试，先是输入某一个输入量，此输入量经过工业自动化设备之后，观察该输入量的变化情况。再按照输入量来检测工业自动化设备的性能。比如：PLC可编程自动化控制系统是常用的工业自动化设备控制系统，在设备运行控制中，有两种控制方法，一种是开环控制法，另一种是闭环控制法。如果采用了开环控制法，则输出量的信息很难及时反馈到输入中，也就是说工业自动化设备中的输入量无法根据输出量进行有效调节，控制效果比较差。而闭环控制法相对比较先进，可实现有效控制。比如：在工业自动化设备控制系统中，采用了PID控制器技术，则控制规律可用以下公式表示：
与此公式相互对应的PID调节器的传递函数可以下公式来表示：
此函数中Kp表示的是比例增；u(t）表示的是控制量；e(t）表示的是偏差量[2]。
通过对工业自动化设备的控制性能测试，是安装调试的主要环节，主要目的是测试工业自动化设备是否具有负反馈的控制性能，从而为设备安装调试提供数据支持和理论指导[3]。
传感器是工业自动化设备的主要组分部分，传感器安装调试也是重中之重。目前，在工业自动化设备中常用的传感器是光电开关，具有反应速度快、灵敏度高等优势，此种优势是工业自动化设备比较重要的性能，而且结构相对简单，布置方式也比较灵活。常用的光电开关有三种，一种是反射光电传感器，一种对射式光电传感器，另一种是位移传感器。这三种传感器在性能和作用方面有一定差别，在具体安装调试中，需要结合工业自动化设备的性能及现场运行情况合理选择，以最大限度地提升工业自动化设备运行的稳定性和工作性能[4]。比如：位移传感器，可按照工业自动化设备位置的变化，将发生位移变化的相关信号输入到位移传感器中，最后再反馈给工业自动化设备，通过自动化控制算法就可以实现设备的位移控制。除此之外，在工业自动化设备安装调试中，还要对中是编码器的安装及调试，目前绝大多数工业生产设备自动化控制都是数字信号控制，编码器用于数字信号的传递，以便及时获知设备运行情况。
4 工业自动化设备的发展趋势
工业是我国社会经济发展的支柱产业，因此，近年来，我国对工业生产自动化、智慧化、科技化投入了大量精力，数控技术、自动化技术、人工智能技术等高新技术被广泛应用在工业生产中，发展至今，基本上实现了工业生产设备的升级转型，机械工程领域取得了重大突破，工业自动化设备的应用范围愈发广泛，并取得了良好成绩。但就目前发展现状而言，仍然存在很多问题亟待解决，比如：工业自动化设备的附加值较低、很多工业自动化设备依赖国际进口、自主设计制造创新能力不足等。再加上传统理念和文化环境的影响，致使很多高技术人才不愿投入工业自动化设备设计研发中，缺乏技术型人才，致使我国工业发展一直难以取得重大突破性成绩。在此种背景下，工业自动化设备的设计制造既能有效解决和处理当前存在的问题，还能带动相关产业持续发展。总而言之，工业自动化设备具有良好的发展前景和发展空间[5]。需要相关单位和政府不断加大对工业自动化设备设计制造和安装调试研究的投入力度，以提升设备的性能和附加值，从而设计出更加适合我国工业发展现状的工业自动化设备，缩小和发达国家之间的差距。
5 结束语
综上所述，本文结合理论实践，分析了工业自动化设备的设计制造及安装调试，分析结果表明，工业自动化设备是工业生产实现自动化、智能化、智慧化、科技化、人性化发展的前提条件。涉及硬件设备和软件两个方面，其中软件控制算法的性能对工业自动化设备的工作性能有较大影响，需要结合工业自动化设备的特性，按照相应的标准和规范开展设计制造研究，并选择合理的安装调试方法，这样才能最大限度地提升工业自动化设备的性能，促使我国工业事业稳健发展。
参考文献
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[2]郑旭.工业自动化设备电磁兼容检测发展规划[J].中国仪器仪表，2018,332(11):19-23.
[3] 王恩光，崔金栋，张建峰，等.工程机械中机电设备安装及调试技术分析[J].建筑工程技术与设计，2018,000(004):2247.
