高显功
一、概述
在冶金、机械制造等行业的工业企业中，大量应用的是可控硅控制系统及其它模拟控制系统。上世纪在80年代后期安装的设备虽然有的采用上位机和可编程逻辑控制器，但控制系统仍然以分立器件、模拟电路为主。目前不同程度地存在元器件老化、备件难以买到、故障率高、使用性能差、调整维修困难、效率低等问题。
新的数字系统有以主PLC为核心建立的控制系统、DCS集散式控制系统、机器视觉系统等，基础自动化部分采用变频器或集成的全数字直流控制器等新型数字单元或器件，在信号的采集与处理方面，可编程器件及嵌入式技术的应用，极大地提高了精度和可靠性。数字系统具有优越的性能，调试容易，采用开放式技术，多方产品以协议方式连接，产品丰富，与计算机及网络技术紧密结合，易于实现生产过程的监控和管理网络化，具有可发展空间等。因此，许多企业已在着手用新的数字系统改造已有设备。改造成功的例子很多，但数字化改造并非是解决现有设备问题的万能策略，在旧系统的取舍，整体还是局部改造，新系统配置，工艺、机械设备与新系统的衔接等方面仍然存在许多问题，如设备改造仅是控制系统的升级换代，性能没有提高，甚至下降，将造成投资的巨大浪费，企业要根据已有装备情况，对控制系统数字化改造的可行性进行充分研究。尤其应注重的是，对设备原有问题的解决方案一定要明确、富有针对性，适当选用数字技术产品，合理利用新技术，使改造方案符合实际，有效地解决存在问题，形成新的加工能力和使用性能，改善产品结构和质量。
二、根据存在问题的根源研究改造方案
可以分为设备经过长期运行出现的问题以及旧系统不能适应新的加工要求两种情况，分析过程如图1所示。图中双线框内为问题的末端，就现有数字化单元产品而言，从开发费用及产品性能价格考虑，不必对改造部位进一步细分，可视为问题的根源。
图1设备存在问题的原因分析
图1中，除机械构成方面问题、加工工艺问题和电动机、执行器问题外，其它末端如果是制约生产、应用的问题，从原理上都可以考虑通过数字化改造解决，这是寻找问题根源的主要方向，因设备构成千差万别，出现的问题多种多样，还要具体地加以分析。总体上，就是从根源上开始设计改造方案，并采用相应的技术和器件，同时，不能忽略细节或次要问题而迁就主要问题，一个完整的改造方案，应当是主要问题重点对待，次要问题也要一并解决。也不能机械地生搬硬套，单纯地去追求配置的层次和结构。
从问题的根源入手，去分析改造模式，容易找到改造的切入点，进而带动全面改造，避免盲目性和追求形式，使改造扎实有效。
三、工艺衔接与控制技术衔接
一般情况下，与原工艺比较，如改造后加工工艺不变，只要严格按着工艺要求设计参数，重新投产后，就能够满足加工工艺要求。如果原工艺存在问题，或本次改造对加工工艺改动较大，则应去除不合理部分，补充新内容，再进行全面的分析、计算，有条件应做充分的试验和咨询，否则，盲目实施可能使改造失败。