非标设计自动化大全11篇

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非标准设备是指国家并无大批量生产，而国民经济各部门又确实需要的专用非标准设备。非标准设备在设计制造方面不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造，而是依据自身用途需要自行设计、制造。在日趋激烈的市场竞争环境下，工业企业纷纷进行体制技术革新，用微机控制的自动化设备取代传统设备，用机械设备操作取代纯手工操作，对非标自动化设备的需求量也随之增大。如何做好非标自动化设备的设计工作，成为了相关单位和人员共同关心的一个问题。

一、非标自动化设备的设计流程

（1）确定开发项目，了解客户需求，包括产品品质要求、设备生产效率要求、设备工作环境。（2）分析产品，了解产品生产工艺，了解产品各方面尺寸要求及来料情况，与客户沟通产品生产过程中的注意事项，设备使用地点的技术参数。（3）拟定方案。由工程人员讨论、分析作出设备方案，方案包括：设备示意图、各部分机构简介、动作说明、设备技术参数。（4）方案审核。由工程人员组成审核组，对方案进行审核，审核内容包括：设备可行性评估、设备成本评估、设备生产效率的评估、各部分结构可行性评估。（5）方案整改。对方案审核中讨论出的问题进行整改。（6）客户确定设计方案。设计方案交由客户，客户根据需求，对方案进行最后确定。（7）设计开发。由工程部安排工程师进行机构设计，作出机器装配图、零件图，选出执行元器件、电控配件，并列出加工零件清单和标准件请购单，动作说明书。

二、如何做好非标自动化设备的设计

非标自动化设备虽然没有标准设备量大，但品种繁杂，五花八门，服务于各种各样的部门。当今社会科学迅猛发展，新技术革命对机械设计提出了更高的要求。由于非标准自动化设备的品种繁杂，设计工作的难度更大。这就要求非标准设计工程师必须具有良好的专业素质，有宽广的知识面，有良好的变通性和独创性，善于举一反三，能有较多的点子，有独出心裁的见解，能将别的机构移植并融汇贯通在自己的设计意图中。（1）非标设备的生产都是以单件进行小批量生产，对相关的设计人员，有着经验和技术上的要求。非标设备在设计方面，主要采用非标设备中国标准体系和标准体系，遵循“一次薄膜应力或最大直接应力不得超过许用应力”的原则，在安全系数上非标设备的设计主要考虑应力集中及其类型、应力评估方法的复杂程度、材料的不均匀性、几何因素、焊接接头中存在的缺陷等因素。（2）在非标设备的设计上，首先，在标准零部件的选择上，尽量采用成品件，以便有效降低非标产品在原材物料消耗、管理费用、成品率等方面的成本。采用成品件还能使设备在投入市场后有更好的可靠性能，延长设备的设计制造周期，提高设计效率。其次，非标设备的设计，还要在满足工艺设计条件的基础上，认真研究设备的技术方案，确定先进、合理且运行稳定的非标设备。最后，在非标设备的设计中，还应秉承人性化的设计理念，反复衡量设备的使用是否符合工人的使用习惯，多注意细节问题。（3）在进行非标设备的设计工作时，除了要考虑从设计是否满足客户和生产需求外，还要考虑非标设备的结构是否合理，是否安全稳定、易于加工制造和安装维护，为此，设计人员要严格执行有关标准规范，全面了解非标设各的工艺要求、物理参数以及功能等，还要进行多方案的比选，以确定最佳方案。另一方面，设计人员要重视非标设备零部件设计的合理性，在进行设计时，要校核零件是否满足刚度、强度等方面的要求，还要合理选择零件的材料、配合种类以及加工方法。（4）在设计工作中实现标准化，是促进设计工作顺利开展、利于引进和吸收国外先进技术的体制前提。设计工作的优良与否，直接关系到非标设备的水平和质量。标准化的设计工作要拟定严格的设计程序，有条理地进行论证技术方案、设计施工图纸、审查工艺性能和标准化程度等。在图样及设计文件的标准化上，要校核其是否符合

国家相关规定。对名词、术语、符号、幅面、格式、名称、代号等方面仔细审查严格，贯彻设计工作的相关标准和规范。（5）做好非标设备的设计，不仅要考虑到工艺及技术问题，还应优先重视其效果和效益，将它们作为判断非标设备成功与否的主要标准。非标设备设计出的东西要方便维修，方便加工，设计时要考虑加工问题，比如尽量不要在圆弧面上钻孔，如果一定要钻，或是通过中心，或是先加工平台再钻孔。对非标设备设计出的产品分部件、零件在市场上询价，配件尽量采用通用件，方便检修互换。

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引言

在非标自动化设备研发工作中，通过关键链技术的有效运用，在项目整体管理工作效果上非常明显。通过关键链技术的合理运用，实现了对项目开发资源的合理配置与使用，有效控制了项目开展的时间、工艺流程等各方面质量，最大限度缩短了非标自动化项目的研发周期，提高了项目研发工作效率，实现了项目单位良好的经济效益和社会效益。

1对于研发项目进度掌控运用关键链技术的必要性

（1）妥善控制研发项目的整体进度。关键链技术本身是基于网络分析的视角，可以达到控制整个项目过程的目的。同时，通过实现研发项目的集成监控方法，可以灵活调整研发项目的当前进度，关键是有序调整当前的项目进度。因此，从控制项目进度的角度来看，关键链技术可以通过估计持续活动时间来构建研发进度模型，同时，它还考虑了一些具有很强不确定性的特殊项目过程，并准确计算出一些关键路径。通过设置必要的时间缓冲，我们应该能够全面地控制研发进度，避免一些不确定因素造成相应的项目影响。

（2）运用项目网络图来简化进度掌控的过程。该项目组网方案构成了关键技术的核心和核心意义，因为项目概况允许对工程进度进行全面控制，同时旨在简化研发过程。当选择一种用于灵活控制过程的关键排放方法时，必须根据TOC约束程序的基本原则，将重点放在其中许多未确定的项目过程对象上。在此基础上，可以通过关键路径充分计算对某些特殊作业的工程进度影响。通常，研发项目的现有资源有限，因此需要灵活掌握关键环节，最终对项目过程进行全面控制。

2非标自动化设备研发项目进度管理中存在的问题分析

（1）项目进度计划的科学合理性不足。非标自动化设备在研发工作中涉及的工作层面相对较高，其中相关研发工作人员必须要保证整个项目的研發力度，同时对项目计划进行有效编制。但是现阶段，很多工作单位在整个项目进度管理工作中，工作人员单纯凭借自身工作经验进行操控。整个项目进度管理工作表现出过于简单化和随意性，造成非标自动化设备的研发工作项目存在诸多缺陷，整体科学性明显不足。没有有效考虑相关工作人员的工作能力以及综合素养，对整个非标自动化设备的研发工作进度形成严重制约。

（2）缺乏对不确定性因素的防治对策。在非标准自动化设备研发工作中，相关工作人员需要对整个项目实施进度进行有效管理，项目施工人员必须要充分考虑项目实施过程中存在的问题，其中包含自然灾害、设备故障以及供应厂商变动等相关影响因素。在项目开展过程中，也可能会对出现的“墨菲定律”或“学生综合征”，缺少科学合理分析，造成整个非标自动化项目的开展进度出现落后，无法保证整个研发工作项目的顺利开展[2]。

3非标自动化设备研发项目进度管理中的关键链技术应用分析

（1）关键链技术的应用优势。关键链技术考虑并分析了非标自动化设备开发项目进度管理中的影响因素，包括引入约束理论（TOC），优化项目资源配置和协调，避免因资源制约或冲突而造成项目延误的风险，利用缓冲机制、监测机制避免项目进度管理失控。同时，关键技术（CCPM）允许从系统的角度分析和思考问题，有效把握非标自动化设备开发项目的关键和制约方面，合理运用分布机会知识，避免人为因素对项目的影响和影响，大大提高非标自动化设备开发项目的效率。

（2）全面优化资源管理。非标自动化设备开发项目的最优项目控制主要取决于能否全面优化项目资源。在此基础上，必须更加注重实时资源节约，建立必要的资源缓冲区作为保障，实现资源妥善管理的基本目标。另一方面，缺乏适当的项目管理可能对以后的更新项目产生不利影响。在资源管理中，应准确跟踪链的主体部分，以便全面控制项目进度。

（3）掌控实时性的研发项目进度。从研发项目实施的角度来看，项目实施在整个过程中面临着一个急性、未定义的要素。在许多情况下，这些不确定性也相对较高。因此，项目进度监控措施应能够贯穿整个项目，确保项目进度控制措施实时达到目标。在实践中，阶段研发项目的实际进度应以进度图的形式表示，以消耗缓冲区的百分比。

（4）非标自动化设备研发项目进度的关键链（CCPM）项目应用。非标自动化设备研发项目关键链技术秉持“项目必须遵守整体优化而非局部优化”的理念，不仅考虑时间约束，而且还优化考虑所受到的资源约束，并根据分配资源方式的变化而发生改变，并使节省的项目时间作为项目缓冲存储于项目之中，根据工序的重要性合理分资源，使关键工序优先于非关键工序获得并使用资源，并对项目资源进行有效监控，有效保证项目进度的持续性、有序性和针对性[3]。

4结束语

关键链技术的本质内涵就在于有序结合整个项目内部的各个关键环节，确保从上述环节入手来监控整体性的项目进度，最终确保达到精确掌控当前项目进度的目的。对于研发项目而言，其通常来讲都会牵涉很多的复杂操作步骤与操作流程，此种现状在客观上体现了项目进度掌控的必要性[1]。因此在实践中，如果要做到全方位的掌控研发项目进度，那么需要依赖于关键链技术作为支撑与保障，如此才能够更好适应多进度的研发项目开展。

参考文献

[1] 周伟.非标自动化设备的项目变更管理路径探究[J].科技经济导刊，2019，27（28）：229.

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性

别： 男

民

族： 汉

现所在地：

意向地区：

寻求职位： 设备主管、 项目主管、 工程主管

待遇要求： 可面议

最快到岗： 即刻到岗

教育经历：

XX年 XX理工大学 机电一体 大专

XX年 XX二中 理科 高中

工作经验：

一、**公司

行业类别： 电子、微电子技术、集成电路

担任职位： 设备主管

工作描述： 1、设备管理，推行TPM体系理念制定完善设备相应的管理程序制度，完善内部管理，满足ISO内审和外审的要求。

2、细化设备操作和设计与维修人员职责分工，做好各设备满足于生产的保障工作，对维修和设计技术人员进行指导，负责设备维修点问题解决。

3、对落后的不能满足生产 或达不到工艺要求的设备进行改进，对改进的机台 或配件进行设计。

4、收集，审核，分析设备的各种记录报表，原始数据信息，及时解决各种隐患预防故障问题的发生。

5、建立、完善好人员的各项管理制度，对人员的绩效考核和技能培训，负责生产线新设备的开发、管理和自动化改造，完善和提高生产线的自动化水平;

6、设备开发的标准化建立、器件选型审核、针对旧设备零件磨损状况评估，重新制作或改进原材料性能。

二、**公司

行业类别： 电子、微电子技术、集成电路

担任职位： 设备设计工程师 工作描述： 1、参与LCD模组生产线设计、测试生产线的工艺流程设计。

2、设计自动化机器。完成生产所需的动作及达到可靠性、安全性、容易维护和使用的要求。

3、购买设备所需的所有部件(包括机械、电气)及控制部件的质量、交期和成本。

4、编制控制时序图，便于编程;与机械、软件工程师一起对设备进行调试。

5、解决设备在生产中出现的问题，并进行持续改进。

6、指导设备的维护、维修。针对公司的生产状况，主导开发部对各条生产线进行技术改造及新设备的研发工作;

7、设计生产所需的治具和夹具，上料/清洗/喷印生产线,BL组装机，点胶机设备。

8.熟练应用三菱FX系列、欧姆龙系列、台达、松下等多种PLC编程工具，以及触摸屏、变频器、温控、网络通讯、伺服/步进 等的综合运用。

三、**公司

行业类别： 仪器仪表、电工设备、工业自动化

担任职位： 机电工程师工作描述： 1、改进现有生产线;解决生产中出现的问题，评估生产线设备运行的状况、 对现有的设备.维修.保养.按照维修保养制度的规定，提出对设备系统维护保养计划并负责 对旧机改良。

2、根据生产线的要求购买设备，及评价供应商，对设备改进以及新设备的安装，调试，验收等。

3、根据生产线的要求设计一些非标件及传动装置。设备维修的跟进，对凝难问题进行分析，解决。

4、协助设备维修、维护提出改进工艺流程、生产设备等方面的建议;及时、高效地诊断并解决生产设备的故障。

5、建立设备维护体系，使机械处于良好状态，保证生产平稳进行。

技能专长：

1、熟悉生产的设备等管理体系，可从事生产和设备工程管理;

2、会使用WORD,EXCEL,电脑办公软件和Solidworks,AUTOCAD,PLC,触摸屏，组态,C/C++语言的设计绘图，电控上位机北京亚控软件;

3、精通工业自动化多种设备维护;维修和改良性维修;

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1.引言

随着社会的发展，嵌入式系统技术越来越多的应用到工业控制、汽车电子、航空航天、环境监测等领域中。键盘作为嵌入式系统中的人机接口设备得到了广泛应用。目前，嵌入式系统中采用的键盘有：独立按键式键盘、简易矩阵键盘。独立按键式键盘有键盘个数少，可靠性低等缺点；而简易矩阵键盘的原理是行、列式的矩阵开关，需要单独设计制作，通用性和可移植性不强，且按键数较多时I/O利用率低，软件上为了提高可靠性还要进行延时去抖动、按键扫描以及与CPU的通信处理等，一方面降低了系统的效率，另一方面增加了系统设计的成本。微机系统中的PS/2键盘，具有内嵌式自动去除按键抖动设计，能自动地识别键的按下与释放，软硬件开发成本低且性能稳定；因此，将PS/2键盘作为嵌入式系统中的输入设备已成为业界研究的热点。目前，关于PS/2键盘控制的应用大部分采用单片机或微机控制；与此相比，FPGA具有灵活性更强，集成度更高，容易移植等特点。

本文在分析PS/2协议、工作原理的基础上，给出了一种基于VHDL硬件描述语言的PS/2键盘接口的设计方法，并实现于Cyclone II EP2C5T144C8芯片上。

2.PS/2键盘接口协议

2.1 物理特性

PS/2设备接口用于许多现代的鼠标和键盘，常用为6脚mini-DIN，其引脚结构和外形如图1所示。

图1 PS/2硬件接口外形图

PS/2设备分主从设备，其物理特性要求保证时钟、数据、电源和地线间的互相连接。PS／2键盘靠PC的PS／2端口提供+5V电源，时钟和数据管脚为集电极开路形式，必须接大阻值的上拉电阻（一般设置在主设备中），主从设备间的数据通信采用双向同步方式传输，时钟信号一般由从设备产生。信号平时保持高电平，有输出时才被拉到低电平，之后自动上浮到高电平。

2.2 数据包结构

键盘码分为通码和断码，键盘的任一按键状态每改变一次，键盘至少会发出三个字节的数据包，在有键按下时会向主机发送该键的通码（Make Code）：一般键值为一个数据，扩展键值为两个数据；当键释放时发送断码（Break Code）：一般键值为0xF0+一般键值的通码，扩展键值，为0xE0+0xF0+扩展键值的第二个通码。例如：键“A”的通码为0x1C，键“A”的断码为：0xF0，0x1C。因此当要传送键“A”时，键盘发送的数据包的代码是：0x1C，0xF0，0x1C，而扩展按键通常通码与断码均要多一个字节。

2.3 工作时序

PS/2协议是一种双向半双工串行通信协议：数据线上每发送一位数据同时在时钟线上发送一个脉冲，数据就被读入．键盘可以发送数据到主机，数据在时钟下降沿被读取；主机也可以发送数据到键盘，数据在时钟上升沿被读取，但主机在总线上有优先权，只要把时钟拉低即可抑制键盘通讯．时钟信号由键盘产生，最大时钟频率为33kHz，推荐频率在15kHz。通信两端通过Clock同步，通过Data交换数据。其传输时序根据传输的方向不同分为发送和接收两个不同时序逻辑，图2是从键盘到主机的时序图。

图2 键盘发送数据时序图

当键盘要向到主机通信时，它首先检查时钟是否是高电平．如果不是则表明是主机正在通信，必须缓冲要发送的数据直到重新获得总线的控制权（键盘有16个字节的缓冲区），即等到时钟线是高电平才能发送数据。且从键盘到主机的数据只能在时钟的下降沿时才能被读取。

当主设备到键盘进行通信时，主设备会首先把时钟线和数据线设置为“请求发送”状态。具体方式为：首先下拉时钟线至少100us来抑制通信，然后释放时钟。键盘检测到这个状态，开始产生时钟信号，并且时钟脉冲标记下输入八个数据位和一个停止位。在此过程中，设备在不超过10us的间隔内就会检查这个状态。当设备检查到该状态时，即产生时钟。与键盘发送的数据读取方式不同，主机发送的数据必须在时钟的上升沿读取。

3.传统的PS/2键盘接口控制

目前，嵌入式系统中，PS/2键盘的控制设计主要采用单片机来实现，PS/2键盘与单片机的连接有多种方式：(1)时钟与数据线均与单片机的普通I／O口相连，软件设计时采用查询方式检测时钟信号来接收键盘信息，这种方式可以节省单片机的中断资源，但软件设计的查询方式会占用大量CPU时间，适用于对键盘实时性要求不高的情形；(2)主机系统采用中断方式支持键码的随机输入，当主机接收到从键盘发来的时钟信号时，即向中断系统发出键盘中断，CPU响应中断并接收键码，这种方式应用较为广泛，具有实时性较强的特点[1，2，3]。

但是，以上采用单片机对PS/2键盘接口进行控制的技术有可靠性不高，移植性不强等特点，特别是在当今嵌入式系统中广泛使用可编程逻辑器件FPGA、CPLD的基础上，采用硬件描述语言VHDL进行PS/2键盘接口的设计并用FPGA/CPLD来实现具有成本低、移植性强等特点。

4.PS/2接口的VHDL实现

本设计采用VHDL的硬件描述方式，以Altera公司的EP2C5T144C8为目标芯片做电路实现和测试，EDA平台为Quartus II 9.0版本。所设计的接口电路实现了对键码的接收和译码功能，及向键盘发送命令的过程。在实际应用中，随机快速地通过键盘输入，软件控制台上便可输出相应的键值[4，5]。顶层设计如图3所示，主要包括数据格式转换模块、信息提取模块、核心控制模块、数据包发送模块。

数据格式转换模块用于接收数据和发送数据，实现把接收到的串行数据转换成所需要的并行数据进行处理。信息提取模块用于把数据格式转换模块传过来的数据包按一定要求进行处理提取，从而获取有用的信息。核心控制模块是设计的核心，PS/2接口是半双工串行总线，因此其发送和接收不能同时进行，需要对其时序进行严格的设置。核心控制模块负责协调整个系统的运行，在核心控制模块的设计中采用了状态机的设计思路。数据包发送模块负责把要传送的命令数据转变成符合PS/2协议的发送数据包格式。

以硬件描述语言VHDL进行设计，具有较好的通用性与可移植性，其设计流程图如图4所示。

4.1 工作过程

当系统开始工作时，首先由主设备向键盘发送初始化信号，在得到键盘的应答信号后，系统进入总线空闲状态，此时可以进行数据的发送和接收，但主设备拥有更高的优先级，如果系统正处在接收状态而同时得到发送请求，系统将中断数据接收，直接进入数据发送状态。

本文以QuartusⅡ 9.0为设计平台，按照TOP-DOWN的设计思路独立对每个模块进行了仿真。图5为接收数据模块的时序仿真图，可以看出该模块正常工作。

4.2 硬件验证

硬件验证采用北京理工达盛EL教学实验箱EL-EDA-V，以Cyclone II系列FPGA器件EP2C5T144C8为目标芯片，将综合后的配置文件下载后，进行硬件测试。经测试，在PS/2设备完成初始化后，实验箱正确观察到了键盘的输入。

5.结束语

通过硬件测试表明，设计的各个模块成功地实现了复位后的数据传送过程，达到了预期的目标。同时基于VHDL设计决定了本设计具有可靠性高和移植性强的特点，可方便的移植到任一采用了FPGA/CPLD芯片的嵌入式系统设计应用中。

参考文献

[1]李冉琦,白丽媛.基于单片机的PS/2标准键盘接口制作[J].电子制作,2007,11:12-15.

[2]刘好杰,朱晓光,石晶.串口实现PS/2键盘在单片机系统中应用[J].仪器仪表用户,2010,2:43-44.