自动化技术在电子信息工程设计中的应用研究

2021-04-12陈鑫

北京印刷学院学报 2021年3期

陈鑫

(三明学院,三明 365000)

随着计算机信息技术的快速发展,自动化技术被广泛地应用于各个领域、各个行业中。合理应用自动化技术,不仅可以提高工业的生产效率,保证工业生产的安全性,而且也有利于帮助企业做好成本控制,进一步提高企业的社会效益与经济效益。因此,在电子信息工程设计中,自动化技术占据着重要的作用,是推进电子信息工程设计发展的主要动力之一。

一、自动化技术与电子信息工程设计

(一)自动化技术

自动化技术属于一项高能力、高专业以及内容非常丰富的专业化技术。在社会技术发展中,自动化技术有着非常重要的地位。一般情况下,从自动化技术的内涵角度进行分析,其分为狭义与广义两种。对于广义的自动化技术而言,主要指的就是工业生产、军工航空领域以及民间部分领域的自动化技术。在采用自动化技术进行生产时,主要就是借助生产过程中所包括的实时优化、实时管理、实时检测以及实时控制等多项工作环节而实现的。采用自动化技术可以进一步提高生产的效率以及生产的安全性,合理降低劳动强度,达到成本控制的目的。同时,自动化技术也与现阶段的可持续绿色生产理念相呼应。在未来的发展中,自动化技术的应用领域也将会更加广泛。

自动化技术具有多方面的特点与优势,如机电设计一体化、机械功能多样化、设备运行高度化、机械控制智能化、信息资源整合一体化以及结构设计标准化等。因此,在自动化技术中应用电子信息工程设计,可以进一步实现工业改革的目标,促进社会的发展。

(二)电子信息工程

电子信息工程具体指的是采用信息电子化技术,对信息资料进行更加全面、准确的收集、整理以及储存的一种手段。电子信息工程具有便捷性强、准确性高以及覆盖面广等明显的特点。在电子信息工程中,利用硬件设计将相关的指令发布,随着硬件设备的不断优化与创新,实现信息数据的批量化处理,从而提高数据处理的效率,进一步实现数据信息智能化发展。

二、自动化技术在电子信息工程设计中应用的重要意义

(一)有利于实现电子信息工程设计的自动化发展

自动化技术的实质指的是实现操作与计算流程的全自动化。其能够有效降低电子信息工程设计成本的投入。在电子信息工程设计中全面融入自动化技术,不但能进一步提高操作、计算的效率与准确性,而且可以真正实现设计过程的全自动化。自动化技术的应用,可以使电子信息工程设计操作简单、高效,直接完成很多自动、重复的劳动,这样有助于减少工作人员的工作任务与工作量,使工作人员可以将更多的精力投入到其他需要的工作中。同时,采用自动化技术,也对工作人员的工作能力和对自动化技术的掌握水平提出了更高的要求。只有不断提升工作人员的工作能力,才可以设计出更多高质量的产品。

(二)提升电子信息工程设计的智能化效果

电子信息工程是集电子技术、计算机技术和信息技术于一体的一种先进化、现代化和科学化的信息技术手段。具体来说,电子信息工程就是在收集资料信息的基础上,对资料信息进行深一步的分析与控制。在这一过程中,需要采用一些先进的技术手段获取信息,并利用这些技术手段对信息进行加工与处理,最后再通过开发与设计形成科学化的信息系统与电子设备系统。将自动化技术引入到实际工作过程中,可以利用计算机设置好相关的操作,再按照一定的规律,使系统能够自动运转,这样一来就可以有效提升电子信息工程设计的智能化水平,提高生产与设计的精密度和效率,避免因人为失误或操作不当等因素而引发其他相关问题,从而真正实现电子信息工程的智能化发展。

(三)提高电子信息工程设计的精确度

电子信息工程本身就是一种综合性信息技术手段,而自动化技术也是融合了多种技术,将其应用于电子信息工程设计中,也可以充分体现出不同技术的作用与优点,使复杂的计算过程更加简便化,避免出现重大的失误与问题。在电子信息工程设计中运用自动化技术,相较于人工工作方式,可以显著提高电子信息工程设计的精准度,节省设计验证时间。

三、自动化技术在电子信息工程设计中的具体应用

(一)计算机控制领域与电路分析领域的应用

应用自动化技术的电子信息工程设计,可以真正实现设计的一体化控制,不仅可以减少产品的设计与研发周期,而且也能够有效避免传统设计方法中所出现的重复设计等问题,形成流程化的设计周期模式。在电子信息工程设计中,主要包括两方面的关键内容,分别为电路分析与计算机控制领域。电路分析主要包括电流电路、电感电路以及三项电路的优化设计;计算机控制领域属于自动化技术中的一个关键构成部分,根据实时自动化技术的相关要求,编程相关的信息软件,从而实现一体化制造,这也是电子信息工程的未来发展方向。

(二)应用于辅助设计领域

从自动化技术应用于电子信息工程的形式方面进行分析,大多数均为辅助型的设计软件。以CAD 软件为例,设计工作人员可以利用其进行信息处理、信息分析与信息应用,并实现一体化的工作模式;在应用CAD 软件时,可以有效提高数据信息分析与数据信息处理的效率;在采用CAD 软件进行设计时,可以直接对相关的信息进行编辑,并根据要求将其转化为相关的图形,这样就可以更加直观地将设计成果呈现出来。此外,采用自动化技术也可以降低人为因素的影响,换句话说就是,自动化技术软件的生产程序都是经过科学计算后而形成的,有效提高了设计结果的准确性。

(三)应用于制造领域

在自动化技术中,主要包括硬件设备与软件系统两个部分。合理地将自动化技术应用于电子信息工程中,可以显著提高生产效率,并提升质量。在电子信息工程中工程的设计方案,能够直接影响设计的性能与质量,进而对企业的市场竞争能力造成影响,所以应提高设计方案的质量,强化对设计方案的审核,从而提高产品的质量。制作电子信息产品时,可以采用计算机辅助软件、云数据库等软件系统,以此实现制造与设计程序的一体化控制,进一步提高生产效率与产品的生产质量(见图1)。

图1 某自动化工厂

(四)应用于办公领域

对于电子信息工程来说,其在整个工程的开展过程中涉及大量的信息内容,如果采用传统人工信息处理的方式对这部分信息进行处理,不仅工作效率比较低,而且也无法对大量的数据进行充分、全面的处理和分析,从而在一定程度上降低了信息处理结果的准确性。采用自动化技术中的计算机软件进行辅助办公,可以对办公信息进行自动化处理,有助于全面提升信息处理的有效性,及时为设计工作人员提供充足的信息数据支持。除此之外,采用自动化技术代替传统人工工作方式,也可以优化整个办公流程,使办公流程更加简洁化、方便化,使每一个环节的办公效率都有所提升,这样一来就可以达到优化电子信息工程设计流程、提高设计质量、实现信息数据的统一处理与分析的目的。

四、实例分析

利用计算机中EWB 软件,设计仿真半波、全波整流滤波电路。具体过程为:采用EWB 提供的虚拟直流与交流电压表测量输入交流电压与输出直流电压,并采用瞬态分析功能观察半波与全波整流波形进行设计。

(一)实验步骤

如图2 所示,电路UC1=20 V,当t为0 时,k闭合,求节点一电压波形与电路进入稳态后1 电压数值。

图2 电路图

完成分析后,将电压源加入其中,由图3 可知,稳态时节点1 电压值为10V。

图3 稳态时节点电压值

采用EWB 软件,可以更加直观地了解电路,并利用软件强大的功能仿真一些简单化的电路,从而真正地体现出计算机自动化技术在电子信息工程设计中应用的价值。

(二)结果

采用EWB 软件可以更加准确地了解电路情况,同时也能够利用软件信息对一些简单的电路进行模拟与仿真分析,降低实验物质成本,并节约时间,而且也能够减少对仪器设备造成的损害。同时,该软件虽然比较小,但所具备的功能非常完善,可以准确得出各种波形图,从而降低学习电路的难度,提高学习电路设计的效果,并提升学习兴趣。