電子信息工程中的自動化技術研究

蔣小徐

（成都雙流國際機場股份有限公司 四川 成都 610200）

1 引言

電子信息工程在高科技迅速發展的時代愈發受到關注。現代科技競爭要求電子信息工程具有更短的開發周期、更優的開發效果以及更低的開發成本。以往人工開發的方式用例繁雜眾多，無法滿足上述要求，且存在諸多困難。因此，研究自動化技術在電子信息工程中的應用就具有非常重要的意義。

2 電子信息工程與自動化技術

2.1 電子信息工程

電子信息工程是憑借電子技術傳遞、搜集、篩查、應用的技術工程，涉及了計算機技術、通信技術以及通信設備制造設備、傳感技術以及相關微電子、元器件制造技術等多種技術。電子信息工程涉及了電子設備維護與應用、辦公自動化設備調試安裝、機電設備智能控制規劃組織、通信設備以及家用電子產品電路調試維護等[1]。

2.2 自動化技術

自動化技術是一門綜合信息論、控制論、計算機技術、液壓氣壓技術、自動控制技術的技術，與系統工程、計算機、傳感器存在一定關系。當前自動化技術支持下的工具類型主要由ANN（人工神經網絡）、HMI（人－機用戶界面）、DCS（分布式控制系統）、SCADA（數據采集與監控系統）、PLC（可編程邏輯控制器）等，主要應用于機電一體化、工業機器人、物聯網等領域。

3 電子信息工程中的自動化技術應用價值

3.1 提高工程作業效率

以往電子信息工程分析管理技術為手工模式，在軟硬件管理場景中需要頻繁進行PCB單板單元接口命令的輸入，涉及了多個元器件以及單板端口，步驟較為繁瑣，效率不高。而通過自動化技術，可以利用以機器為主宰的操作行為代替人為驅動，大大增加規定用時內工程操作效率[2]。

3.2 高效利用工程資源

現有電子信息工程成套設備分系統模塊基數巨大、版本號眾多、接口種類繁雜，組合后復雜程度更高，對工程資源的高效率利用提出了較大難題。甚至會因人為因素引起不必要的資源損耗。而通過引入自動化技術，可以從根本上規避輸入指令錯誤引發的資源損耗，配合自動切換工程操作界面自動調取資源，實現工程資源的高效率利用。

4 電子信息工程中的自動化技術實踐措施

4.1 辦公室管理自動化

辦公自動化（OA）是電子信息工程領域自動化技術應用的代表，主要是在通信技術、計算機技術支持下，以工作流概念為基礎，以人為主體，將語言、數字、圖像信息的存儲、篩查、應用功能容納為一個整體，并在人-機接口界面中完整展現，促使企業內部人員可以更加便捷地相互分享信息，脫離以往繁雜而低效的手工作業模式，為管理決策科學、高效提供依據[3]。

4.1.1 系統開發與實現

辦公自動化系統主要是為企業創造一個集成的辦公環境，而集成的辦公環境建設需要以建設統一的內部通信平臺為前提。在內部通信平臺建成完畢之后，可以內部通信平臺為中介，以郵件的形式，與因特網之間開展信息交互，進而以解決部門與部門之間的協同工作問題為切入點，規劃內部工作流程自動化與不同類別文檔管理自動化方案，配合車輛調度管理、檔案管理、物品領用管理等輔助辦公系統的運行，真正達成單位內部信息系統構建與重組目標。在辦公自動化系統設計與實現過程中，可以B/S（瀏覽器/服務器）的構建，綜合考慮訪問速度、運行安全性，在需求優化的基礎上，以接口聯系系統端與瀏覽器；而用戶工作界面、少部分事務邏輯、主要事務邏輯則分別通過網絡瀏覽器、前端、服務器端實現，簡化客戶端計算機載荷，降低用戶總體成本。同時采用Sql Server 2010數據庫，維護辦公系統中全部表單，滿足數據承載要求。

4.1.2 系統發展

近幾年，辦公自動化系統已經由單一功能設備向多功能復合設備轉變，簡單鼓勵設備也逐步演變為以電子計算機以及信息通信網絡為支撐的智能設備，將計算機類（微型計算機、網絡控制器、電子會議設備等）、通信設備類（程控電話、微波通信、局域網等）、辦公機械類設備（激光打印機、掃描儀、碎紙機、噴墨打印機等）進行了有機整合，辦公信息生成、輸入、處理、輸出、復制、存儲、歸檔、銷毀程序更加通暢[4]。當前，辦公自動化系統所依托的計算機產品結構由計算機逐步轉向了基于因特網的云端設備，CPU也由32位過渡到了64位，隨著辦公自動化系統內存儲設備比例的增加，海量存儲已成為可能。與此同時，計算機內多媒體技術獲得了關注，數字圖像交換技術與手寫識別技術、語言識別技術實用價值更高，加速了辦公自動化系統的人性化。

4.2 工業數控設計自動化

工業數控設計自動化是將多種工藝手段匯集到一個平臺自動調配的系統，可以避免因產品變化頻繁而導致勞動強度過高的問題，為企業產品競爭力提升提供依據。一般工業數控自動化設計包括主體、數控、伺服系統3個模塊，通過3個模塊的配合，可以順利完成自動化加工任務。

主體主要包括主軸、機械傳動、導軌、自動轉動幾個部分。主軸主要負責控制回轉精度，具有自動調速功能（有級）；機械傳動主要是攜帶可消除側隙齒輪副的螺旋傳動結構；導軌主要是貼塑導軌，可以保證低速進給加工平穩性；自動轉動是在隨機自動轉換裝置支持下，配合電動機帶動離合器定位。

數控裝置的核心是電子信息工程中的計算機及其軟件。核心軟件可以將各種信息傳遞給加工程序，數控裝置接收后可以進行初步處理，并將調配命令發送給驅動機構。驅動機構在執行過程中可以隨時將信息反饋至數控裝置，形成一個舊命令執行?新命令發出循環。

伺服系統主要是利用CNC（計算機數字化控制精密機械加工）裝置運算電路發出脈沖信號，控制伺服電機的驅動電路完成不同類型位移。當前伺服控制程序多集中于軟件內，進而經軟件接口實現PLC（可編程邏輯控制器）、CNC的集成。通過將集成不同類別通信信息分別存放于指定位置，可以由系統對全部信息進行實時監控，結合接口信號當前狀態，分析判斷，保證控制命令自動下達準確性。

需要注意的是，工業數控加工工件毛坯多為圓棒料，具有較大的加工余量，對于一個表面加工需要多次反復進行。在自動化編程實現前，應進行完整工業加工模型的構建。完整的工業數控自動化加工模型包括建模坐標系、加工坐標系兩種，后者需要依據G54/G55坐標系指令，將數控工作臺上位置坐標原點輸入到程序指定坐標系內，保證工件固定后加工坐標系X坐標與Y坐標均處于固定不變狀態。而每一把裝夾在刀柄上刀的加工Z坐標則需要重新輸入，以便在刀庫自動化換刀功能執行時全部刀具長度補償值一次性輸入到補正寄存器內。進而在自動化編程實現過程中，若編寫若干個程序段會導致編程工程量增加。基于此，應從數控加工系統車外圓、車螺紋、車端面等多形式循環功能入手，進行加工程序簡化。即選擇X軸上有關尺寸為直徑值的直徑編程方法，設定工業數控在X方向脈沖向量為Z方向脈沖當量的1/2。特別是在經濟型工業數控加工自動化實現時，Z軸脈沖當量與X軸脈沖當量應為0.01 mm/P、0.005 mm/P。同時依據工件的實際輪廓，進行刀具補償加工程序編寫。并根據刀具幾何形狀變化、刀具位置變化、刀尖圓弧半徑變化尺寸，將數值或圓弧半徑向存儲器輸入，實現工業數控加工中刀具的自動化補償。

4.3 控制系統電路診斷自動化

控制系統電路診斷自動化主要是在已知電路拓撲結構、輸入激勵信號、故障狀態下響應的情況下，利用機器執行整個診斷過程，及時判定故障元件參數、物理位置是否處于安全狀態。電路診斷自動化包括測前模擬診斷、測后模擬診斷兩種。前者即依據模式識別原理在電路故障模擬前實施的診斷，是當前電路自動化診斷中實用價值較為突出的手段，常用的方法為直流故障字典法、時域故障字典法等；后者即在診斷用例設計完畢且達到評定審核要求后，由診斷系統依據診斷用例中描述的規程順序推進，主要包括故障驗證法、元件參數辨識法。

為了同時實現測前測后自動化模擬診斷，需要依托近幾年涌現的電路診斷自動化理論成果，比如，人工智能啟發式搜索策略、故障診斷專家系統、模糊模式識別等，逐步開展自動化診斷腳本編寫、搭建診斷環境、執行自動化診斷腳本、發送診斷報告及反饋BUG等。

自動化診斷腳本編寫主要是依據評測審核需求規格說明書進行診斷用例編寫。同時利用自動化工具有針對性的優化操作指令，為操作指令實施復用（自動執行診斷階段計算機可讀指令）提供依據。

搭建診斷環境主要是依據診斷方案，利用必備服務器、網絡連接設備、客戶端、掃描儀等硬件，以及與被診斷電路相關的數據庫、操作系統、應用等軟件，進行測試框架設置。同時搭載虛擬機，判定所使用工具均處于校準周期內。

執行自動化診斷腳本主要是在診斷環境構建完畢且不同類別工具完成校準后，以操作平臺運行正常（流量正常、上傳數據正常不間斷）為前提，啟動診斷腳本。

發送診斷報告及反饋BUG主要是在自動化診斷達到尾聲時，根據反饋結果，經電子通信郵件發送診斷結果給需求方。與此同時，記錄診斷階段發現的電路缺陷，以文檔的形式子傳遞給相關方，避免相關方重復出現相關錯誤。

5 結語

綜上所述，電子信息工程中的自動化技術應用，不僅可以提高電子信息工程作業效率，而且可以保證工程資源的高效應用。辦公自動化系統、控制系統電路診斷自動化、工業數控設計自動化是電子信息工程中自動化技術應用的主要表現，電子信息工程管理者可以根據具體需求，進行相關模塊自動化技術應用方案的規劃推進，加速實現電子信息工程的多功能、數字化、人性化。