導語：如何才能寫好一篇工業(yè)自動化控制，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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0 引言：

工業(yè)自動化控制主要利用電子電氣、機械、軟件組合實現(xiàn)。即是工業(yè)控制，或者是工廠自動化控制。主要是指使用計算機技術(shù)，微電子技術(shù)，電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。

工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀80年代初，隨著改革開放的春風，國外先進的工控技術(shù)進入中國大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“PLC，變頻器，觸摸屏，伺服電機，工控機”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國的制造業(yè)自動化進程，為中國現(xiàn)代化的建設作出了巨大的貢獻。

1 工業(yè)自動化儀器儀表

1.1 PLC（可編程序控制器）

PLC—可編程序控制器的英文為Programmable Logic Controller，1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求

①編程簡單，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序；?、诰S護方便，采用插入式模塊結(jié)構(gòu)；③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機；⑥成本可與繼電器控制系統(tǒng)競爭；　⑦可直接用115V交流電壓輸入；⑧輸出量為115V、2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥、接觸器等；⑨通用性強，易于擴展；⑩用戶程序存儲器容量至少4kB。

為了實現(xiàn)通用汽車提出的要求，第一臺適合其要求的PLC（可編程序控制器）于1969年在美國成功制造出來，自從第一臺出現(xiàn)之后，隨之，日本、德國、法國也相繼開始了PLC 的研發(fā)，并得到了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在主要生產(chǎn)PLC 的廠家分別是：德國西門子、AEG，日本的三菱、美國AB，GE法國的TE公司等。

我國的PLC研制、生產(chǎn)和應用也發(fā)展很快，尤其在應用方面更為突出。在20世紀70年代末和80年代初，我國隨國外成套設備、專用設備引進了不少國外的PLC。此后，在傳統(tǒng)設備改造和新設備設計中，PLC的應用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟效益，PLC在我國的應用越來越廣泛，對提高我國工業(yè)自動化水平起到了巨大的作用。

目前，我國不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機制造公司、廈門A-B公司，北京和利時和杭州和利時，浙大中控等。

1.2 工控PC

由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣，并且作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?；赑C 的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，PC控制系統(tǒng)維護成本低。

由于PLC受PC控制的威脅最大，所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。

事實上，他們現(xiàn)在也加入到了PC控制“浪潮”中。

近年來，工業(yè)PC在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)PC主要包含兩種類 型：IPC工控機以及它們的變形機，如AT96總線工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業(yè)PC的運行穩(wěn)定性、熱插拔和 冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領域，取而代之的將是其他工控機，而IPC將占據(jù)管理自 動化層。國家于2001年設立了“以工業(yè)控制計算機為基礎的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動化重大專項，目標就是發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的PC-based控制系統(tǒng)，在3-5年內(nèi)，占領30%(50%的國內(nèi)市場，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

幾年前，當“軟PLC”出現(xiàn)時，業(yè)界曾認為工業(yè)PC將會取代PLC。然而，時至今日工業(yè)PC并 沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統(tǒng)集成原因;另一個是軟件操作系統(tǒng)WindowsNT的原因。一個成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點： 一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A見，工業(yè)PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數(shù)據(jù)復雜且設備集成度 高。工業(yè)PC不可能與低價的微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間，這些融 合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。

2 工控行業(yè)儀器儀表發(fā)展

工控儀表重點發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務領域，推進儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化，完成 自動化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達到60%以上；推進具有自主版權(quán)自動化軟件的商品化。

2.1 電工儀器儀表

電工儀器儀表重點發(fā)展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網(wǎng)計量自動管理系統(tǒng)。2005年，中低檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率要達到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率達到80%。

2.2 科學測試儀器

科學測試儀器重點發(fā)展過程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎產(chǎn)業(yè)所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗機、實驗室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主，到2005年在總產(chǎn)值中占50%～60%。

2.3 環(huán)保儀器儀表

環(huán)保儀器儀表重點發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品，2005年技術(shù)水平達到20世紀90年代后期國際先進水平，國內(nèi)市場占有率達到50%～60%，到2010年國內(nèi)市場占有率達到70%以上。

2.4 儀器儀表

儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產(chǎn)品，品種占有率達到70%～80%，高檔產(chǎn)品市場占有率達60%以上；通過科技攻關(guān)、新品開發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平達到國際20世紀90年代末水平，部分產(chǎn)品接近國外同類產(chǎn)品先進水平。

2.5 信息技術(shù)電測儀器

信息技術(shù)電測儀器主要發(fā)展電測儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動測試技術(shù)，綜合自動化測試系統(tǒng)，新型元器件測量技術(shù)及測試儀器，在線測試技術(shù)，信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測試技術(shù)，多媒體測量技術(shù)以及相應測試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等[1]。

參考文獻：

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1.1干擾來源

干擾變量的根源通常來自傳輸電磁能量的各種裝置。但干擾源存在的部位不統(tǒng)一，干擾源的靈敏性也不一樣。有些干擾變量非常容易與傳感設備產(chǎn)生耦合，產(chǎn)生電磁活動，一定程度上影響傳感設備。只有認清不同類型的耦合方式，才能應用各種干擾。一般說來，耦合包括電流耦合、電磁場耦合、電容耦合和電感耦合。

1.2常見干擾源

常見干擾源的種類繁多，分類標準也比較復雜，但通常認為常見干擾源包括輻射干擾、傳導干擾和設計施工干擾。這些干擾都是因為變頻器或電流較大引起的。

（1）輻射干擾

輻射干擾主要由電路、高頻感應設備等產(chǎn)生。輻射干擾無法避免，通常采用消除電磁感應來減少空間輻射。通過諸如優(yōu)化電路，消除高頻感應設備的電流等措施來降低輻射。

（2）傳導干擾

傳導干擾通常由電源線或信號線干擾引起，許多工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的用電設備部件引起電磁感應，干擾工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。當然也信號線也時常產(chǎn)生電磁感應，導致導線產(chǎn)生瞬間電流，影響線路，甚至造成控制系統(tǒng)死機。通常采用絕緣電纜或屏蔽接地等措施來降低干擾。

（3）設計施工干擾

某些工工程設計與施工或安裝也會造成干擾。例如接地系統(tǒng)設計不合理或高頻發(fā)生器控制器設計不合理都會引起系統(tǒng)混亂，進一步產(chǎn)生干擾。通常采用優(yōu)化系統(tǒng)設計，提高技術(shù)含量來避免設計施工干擾。

二、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾措施

2.1利用計算機軟件降低干擾信號強度

工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的各種干擾都是因為輻射、傳導、通信信號等各方面的原因。這些干擾影響了系統(tǒng)的正常運行，即然是計算機自動化控制系統(tǒng)，就可以通過編程來分析各種輻射波，進一步過濾和分析這些輻射波，甚至進行數(shù)字化處理，有效的降低干擾信號的強度，提高工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.2合理設計接地系統(tǒng)抵制電磁干擾

接地系統(tǒng)設計不合理也會產(chǎn)生電磁干擾，這種干擾不及時處理，會引入更加強烈的干擾信號。自動化工程師應很據(jù)工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的實際運行情況，對接地系統(tǒng)進行合理的設什，比如，通過電氣保護接地或信號回路接地等等，保證工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的電磁干擾減弱，進一步提高工業(yè)自動化控制系統(tǒng)運行的安全性、可靠性。

2.3合理選用控制系統(tǒng)零部件削除調(diào)頻干擾

大量零部件設備對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的干擾也是不可小噓的。這些零部件設備會產(chǎn)生大量的干擾信號，影響自動化控制系統(tǒng)的正常運行。自動化工程師應該合理選用零部件消除調(diào)頻干擾。例如可以使用雙積分型的RC濾波器來實現(xiàn)消除高頻干擾，使用雙差分輸入型交絞合線及差動放大器消除共模的干擾。必要時可以結(jié)合阻抗的匹配形式、采取單邊接地、屏蔽接地、光電隔離等措施來有效的提升工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的運行效率。

2.4合理設計敷設線路避免信號干擾

敷設線路設什不合理而造成信號線、通信線、信號線等方面的信號干擾也是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的一部分，這部分干擾會影響系統(tǒng)的正常運行。因此，必須對敷設線路進行優(yōu)化，提高敷設線路的抗干擾性能。目前大部分的的敷設線路仍然采用普通標準型號的電纜線路，這非常不利于電磁信號的抗干擾。關(guān)鍵時，應該根據(jù)工業(yè)自動化控制票統(tǒng)的實際運行情況進行相應的敷設。敷設線路設計時，應注意敷設信號類型的不同，選擇不同線路進行敷設、尤其是模擬信號和數(shù)字信號不能同用一根電纜，避免產(chǎn)生信號干擾的現(xiàn)象。

三、總結(jié)

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關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化；自動化控制；現(xiàn)狀及趨勢

中圖分類號：TH86 文獻標識碼：A

引言

工業(yè)控制自動化技術(shù)是一種先進的工業(yè)制造技術(shù),其技術(shù)水平已成為衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度的標志。工業(yè)控制自動化的產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國的制造業(yè) 自動化進程,為中國現(xiàn)代化的建設做出了巨大的貢獻。

一、工業(yè)自動化的概念及意義

工業(yè)自動化，是指工業(yè)生產(chǎn)的一個自動化過程，在這個過程中利用各種先進的科技設備，使生產(chǎn)不需要人員的直接參與的一種過程。

工業(yè)實現(xiàn)這種自動化的生產(chǎn)，目的是節(jié)省人力資源，提高工作效率。工業(yè)自動化控制，主要是通過對生產(chǎn)過程中參數(shù)的控制，從而控制整個過程。控制參數(shù)，實現(xiàn)自動化，而不是人為的直接參與，這就節(jié)約了人力資源，優(yōu)化了生產(chǎn)和管理結(jié)構(gòu)；工業(yè)自動化控制，是通過一些能源和咨詢進行生產(chǎn)工作，應用了先進的科學和技術(shù)，將生產(chǎn)模式優(yōu)化，使之提高生產(chǎn)效率。自動化技術(shù)，涉及機械、微電子、計算機等技術(shù)領域的一門綜合性技術(shù)。工業(yè)革命是自動化技術(shù)的起源。工業(yè)革命與科學技術(shù)是相互作用的，科學技術(shù)有效地促進了工業(yè)的發(fā)展。如今，自動化技術(shù)已經(jīng)運用到社會各個領域，比如，機械制造、電力、建筑、交通運輸、信息技術(shù)等領域，并且自動化技術(shù)已經(jīng)成為提高勞動生產(chǎn)率的主要手段。

二、工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀

工業(yè)自動化控制的誕生和應用，是我國制造業(yè)高速發(fā)展的需要。我國制造業(yè)發(fā)展，制造業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的設備和技術(shù)都不能滿足生產(chǎn)的需要，因此，現(xiàn)實的需要，激發(fā)了自動化儀表和控制系統(tǒng)的形成和發(fā)展。

近年來，自動化儀表技術(shù)發(fā)展，在現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展方面雖取得了顯著成就，現(xiàn)場總線，不但標志著信號形式的改變，還為實際管理的技術(shù)提供著基礎，不同的客戶對底層信息化改善的要求才是現(xiàn)場總線不斷發(fā)展的最初動力，隨著時間的變化，現(xiàn)場總線在設備管理、預示并判斷等等方面的力量被不斷的開拓出來，這就告訴了它是具有很大的發(fā)展空間的。

但自動化儀表的發(fā)展有一定的缺陷，主要的是存在資金和市場的缺陷。其一是自動化儀表的新興市場的用戶對產(chǎn)品價格敏感度很高；其二是往往可以找非常便宜的替代品時，用戶更熱衷選擇替代品。這樣的現(xiàn)狀，很難激發(fā)研制新型儀表。因此，許多自動化生產(chǎn)儀器在應用方面仍處在初級階段。

自動化控制的這種發(fā)展趨勢的變化是很自然的，任何一個新東西的推廣和應用都是需要一定的時間的，是要按照發(fā)展進程的，而在實際的使用方面也是有不足的，況且智能儀表設計的一些比較新的性能也沒有很好的利用和發(fā)揮。應該注意一下幾個問題：其一數(shù)字儀表和系統(tǒng)的信息保密問題、安全問題；其二程序和軟件的可行性問題。其三通信的保密、安全和可行性問題；其四智能儀表在運行時是可以與控制系統(tǒng)互動的以及如何進行互動問題；其五智能儀表提供了遠比模擬儀表多的信息以及如何充分利用這些信息等問題。

三、工業(yè)控制自動化發(fā)展趨勢

1、PLC在向高速化、網(wǎng)絡化、智能化方向發(fā)展

為了提高PLC的處理能力,要求PLC具有更快的響應速度和更大的存儲容量,目前有的PLC掃描速度可達0.lms/S以上, PLC的響應速度已經(jīng)成為一個很重要的性能指標；在存貯容量方面,有的PLC最高可達幾十兆字節(jié),為了擴大存儲容量,有的公司已經(jīng)利用磁盤處理器或者硬盤；加強PLC網(wǎng)絡通訊能力,是PLC技術(shù)進步 的潮流,為了加強網(wǎng)絡通訊能力,PLC生產(chǎn)廠商之家正在 協(xié)商制定通用的通訊標準,以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡系統(tǒng)；80%的PLC控制系統(tǒng)的故障屬于外部故障,因此致力于研制、發(fā)展用于檢測用于外部故障的專用智能模塊,已成為提高PLC系統(tǒng)可靠性的有效途徑。

2、面向測控管一體化設計DCS系統(tǒng)

開放性是 制約DCS發(fā)展的一個很大的問題,不同公司的控制設備很難進行無縫 的接入DCS控制系統(tǒng),這個問題就阻礙了DCS的應用領域和競爭力。目前很多公司舍棄了傳統(tǒng)的TCN網(wǎng),采用了服務器結(jié)構(gòu)的形式,使其開放性大大加強。隨著 技術(shù)進步, DCS的開放性需要逐漸加強,而且還應發(fā)揮其特色,使分散型計算機控 制系統(tǒng),從傳統(tǒng)DCS中解放出來,使DCS與CIPS系統(tǒng)的調(diào)度層、管理層、決策層 (輔助決策層) 進行無縫連接,將DCS的相關(guān)信息上傳,使其實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù) 據(jù)庫為上述3層所共用,避免重復建庫,為先進控制和優(yōu)化建好平臺,與上層的關(guān)系數(shù)據(jù)庫共享數(shù)據(jù),真正實現(xiàn)管控一體化。

3、控制系統(tǒng)正在 向現(xiàn)場總線 (FCS) 方向發(fā)展

FCS是控制體系結(jié)構(gòu)的一場革命,它將影響今后幾十年內(nèi)自動控制技術(shù)的發(fā)展。FCS是由DCS發(fā)展而來的,它克服了DCS的很多缺點,而且具有很多DCS無法比擬 的優(yōu)點,FCS具有可靠性高、互換性和互操作性好、功能強、全數(shù)字通訊、多分枝結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)了完全開放的系統(tǒng)等優(yōu)點。FCS的出現(xiàn),對廣大中小型企業(yè)和研究機構(gòu)是一次難得的機遇?？梢灶A見,一個全數(shù)字化、全分散式、可互操作、開放式互連網(wǎng)絡FCS是工業(yè)自動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

4、數(shù)控技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡化、信息化發(fā)展

新世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數(shù)自動生成,及為提高驅(qū)動 能及使用連接方便的智能化；數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路,利用開放式數(shù)控系統(tǒng)可方便地將用戶的特殊應用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實現(xiàn)不 同 品種、不 同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮 明個性的名牌產(chǎn)品；網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是最近機床博覽會的一個新亮點,數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求,也是實現(xiàn)新 的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。

5、工業(yè)控制網(wǎng)絡向?qū)崟r性、安全性多有線及無線相結(jié)合的方向發(fā)展

支持實時通訊可以通過提高操作系統(tǒng)和交換技術(shù)或者改變拓撲結(jié)構(gòu),還可通過提高在MAC層上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)度方法等；提高工業(yè)通訊的安全性,以滿SIL高級別的要求是工業(yè)控制 網(wǎng)絡安全性 的發(fā)展方向；無線局域網(wǎng)技術(shù)能夠在工廠環(huán)境下,為各種智能現(xiàn)場設備、移動機器人以及各種自動化設備之 間的通信提供高帶寬的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活 的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu),在一些特殊環(huán)境下有效地彌補了有線網(wǎng)絡的不足,進一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡的通信性育旨。

結(jié)束語

綜上所述，工業(yè)自動化控制技術(shù)的不斷發(fā)展，可以將人們從繁重的體力和腦力中解救出來，也可以使人們遠離不良的工作環(huán)境。在另一方面，有助于能源消耗，提高工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量與勞動生產(chǎn)率，增加人類壽命，獲得更高的經(jīng)濟效益。借助科技促進工業(yè)發(fā)展，推動工業(yè)自動化技術(shù)產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展，能夠進一步增強人們認識世界和改造世界的能力，是順應時代潮流的積極作法。所以，我國應該重視工業(yè)自動化控制技術(shù)這一行業(yè)的發(fā)展，盡快對相關(guān)政策進行調(diào)整；而各大企業(yè)也要抓住第三次科技革命的機遇，及時調(diào)整企業(yè)結(jié)構(gòu)，跟上社會發(fā)展的腳步，這樣才能夠真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]武志強.淺談工控自動化在工業(yè)中的應用和發(fā)展[J].天津科技，2007-10-25.

[2]王曉虹.基本網(wǎng)絡控制的工業(yè)自動化系統(tǒng)[J].自動化儀器表.2012（2）.

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關(guān)鍵詞：PLC；功能；特點；工業(yè)自動化控制；應用

PLC作為一種數(shù)字化的電子裝備，集中了自動控制技術(shù)、通信技術(shù)以及先進的計算機技術(shù)，近年來在我國工業(yè)的自動化控制管理領域得到了相對廣泛的應用。PLC主要是根據(jù)工業(yè)環(huán)境產(chǎn)生的，現(xiàn)階段隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能也從最初的邏輯控制以及順序控制演變?yōu)榱烁訌碗s的過程化控制與連續(xù)性控制。

一、PLC的特點以及功能分析

（一）PLC的特點分析

PLC的特點體現(xiàn)在以下三個方面，第一，PLC能夠?qū)ΜF(xiàn)場總線進行較好的融合，這主要是針對現(xiàn)階段普遍的現(xiàn)場總線都是PLC的廠家所研發(fā)的，從這個角度出發(fā)，現(xiàn)場總線以及PLC之間就有著非常密切的關(guān)系。 第二，通信協(xié)議上的統(tǒng)一化標準，從發(fā)展趨勢的層面上出發(fā)，PLC有效采用了國際范圍內(nèi)的標準化通信協(xié)議，從而給相關(guān)廠家以及用戶都提供了方便，從而使通信的開放性不斷增強[1]。第三，通信程序在設計方面相對簡單，相關(guān)廠家絕大程度上都會使用專門的計算機軟件以及通信接口的相關(guān)軟件等對相應的通信程序進行科學化設計，這種形式的設計方法由于在一定程度上降低了計算機的實際編程工作任務量，也就有效突出了通信程序在設計工作中的簡單化特征。

（二）PLC的功能分析

對于PLC來說，PLC主要是為目前我國工業(yè)發(fā)展中的自動化控制專門設計的，這就使得PLC的功能與一般意義上的計算機功能相比，有著非常大的差異，從其功能性角度出發(fā)進行相對簡單的分析研究：第一，開關(guān)量的控制功能，結(jié)合所給的檢測信號并依據(jù)相關(guān)的系統(tǒng)限位開關(guān)以及相應的操作按鈕，準確的對工業(yè)自動化控制中的部分機械運動部件開展控制。第二，系統(tǒng)化限時以及計數(shù)的自動化控制。從限時控制來說，是指能夠在PLC的系統(tǒng)里有效設置相關(guān)的計時指令，同時在定時設定期間還可以根據(jù)具體情況進行變通[2]。從PLC的計數(shù)控制來講，計數(shù)器可以劃分三種，分別是高速計數(shù)器、普通計數(shù)器與可逆計數(shù)器。從功能性的角度出發(fā)，就是指完成相關(guān)系統(tǒng)中的各用途計數(shù)管理控制工作。

二、PLC在工業(yè)自動化控制領域中的應用

（一）PLC在工業(yè)自動化控制領域中系統(tǒng)模擬量與集中控制的應用

現(xiàn)階段的PLC模擬量在工業(yè)自動化控制領域的實際應用過程中，可以利用各種控制語句有效實現(xiàn)對系統(tǒng)儀表的監(jiān)控，還能夠不斷地提高自動化控制管理系統(tǒng)的實際精度，這項應用將會對我國工業(yè)自動化管理控制系統(tǒng)中的熱處理升溫過程、保溫過程與降溫過程的有效控制起到非常重要的作用。此外，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的集中化控制管理。PLC在有效達到工業(yè)自動化管理控制目的的基礎上，還能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)自身的科學化控制，比如工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的顯示以及故障檢測等。在我國工業(yè)的自動化控制管理系統(tǒng)之中，I/O信號以及相關(guān)的中間記憶單元之間存在著一定的邏輯關(guān)系，若出現(xiàn)了設備上的故障，那么邏輯關(guān)系也會遭受到相應破壞。從這個角度出發(fā)，PLC能夠運用編制好的程序來準確判斷故障、進行故障分析以及故障報警控制管理。

（二）PLC在工業(yè)自動化控制領域中開關(guān)量控制的應用

PLC在工業(yè)自動化控制領域中開關(guān)量控制的應用體現(xiàn)在以下三個方面，第一，在現(xiàn)有工業(yè)自動化管理控制領域的應用過程中，之前的繼電器已經(jīng)開始被PLC的開關(guān)控制逐漸替代，PLC在開關(guān)方面的控制應用能夠有效實現(xiàn)系統(tǒng)的順序控制以及邏輯控制。PLC開關(guān)的控制管理具有接線相對簡單、控制速度相對較快、具體操作維修比較方便以及控制系統(tǒng)可靠性相對較高的特點。第二，PLC開關(guān)控制系統(tǒng)的應用可以有效提升系統(tǒng)的質(zhì)量水平，不斷改進以及節(jié)省人力、物力以及時間精力[3]。此外，PLC開關(guān)控制系統(tǒng)能夠有效解決系統(tǒng)線路不容易被修改的復雜性問題。但在控制公式的實際設計工作中，需要嚴格根據(jù)PLC系統(tǒng)的具體順序開展設計工作，從而有效繪制出相應的系統(tǒng)控制器梯形圖，且按照模擬的仿真性科學檢查，從根本上確保PLC系統(tǒng)控制在設計方面的合理化以及規(guī)范化。第三，PLC開關(guān)管理控制系統(tǒng)已經(jīng)不只是應用在工業(yè)自動化控制的單臺設備管理控制工作中，還能夠應用到工業(yè)自動化多機群的流水線控制、注塑機包裝以及生產(chǎn)線中。

（三）PLC在工業(yè)自動化控制領域中運動控制與過程控制的應用

PLC在工業(yè)自動化控制領域中運動控制與過程控制的應用體現(xiàn)在離散過程控制以及連續(xù)性過程控制中，而在具體過程控制過程中主要是針對相關(guān)系統(tǒng)的模擬量進行工作的。使系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)嚴格依照規(guī)范化要求進行有效運轉(zhuǎn)，這種形式的PLC主要是應用在化工場合、冶金場合以及熱處理場合。從PLC的運動控制角度出發(fā)，是指PLC可以對工業(yè)加工過程中的圓周運動以及直線運動進行科學控制，并利用系統(tǒng)的脈沖量來控制部分機械的常規(guī)運動，同時因為脈沖控制的實際位移量相對較小，從而使它的控制精度非常高?，F(xiàn)階段，PLC的這種運動控制比較常見的是應用在機械、電梯與機床等場合。

（四）PLC在工業(yè)自動化控制領域未來發(fā)展應用趨勢

從近年來PLC在工業(yè)自動化控制領域發(fā)展現(xiàn)狀來看，PLC在我國工業(yè)自動化領域的未來發(fā)展前景是比較廣闊的，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，PLC能夠?qū)崿F(xiàn)設計方面、產(chǎn)品方面以及功能方面的進步發(fā)展，自身的種類也將不斷增多，當PLC擁有大量形式多樣的產(chǎn)品時，則會為我國的市場需要提供更多的便利。其次，PLC將在大容量以及高速度上進行創(chuàng)新發(fā)展，逐漸提升運算能力，在存儲設備中會得到相對廣泛的應用。最后，PLC編程的語言會向著高級化以及多樣化的方向發(fā)展，比如C語言與BASIC等?？梢钥闯?，PL有著非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

結(jié)語：

總而言之，PLC在工業(yè)自動化控制領域的應用越來越廣泛，在工業(yè)自動化控制領域的多個方面都發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)階段，PLC在工業(yè)自動化控制領域比較常見的應用是在系統(tǒng)模擬量與集中控制、開關(guān)控制以及運動控制與過程控制中的應用，而且PLC的發(fā)展前景是非常廣闊的，在未來發(fā)展過程中，將會不斷升級，從而在更多領域發(fā)揮更大的價值。

參考文獻：

[1]劉憲武.PLC在工業(yè)自動化控制中的應用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013，17：30-31.

篇5

關(guān)鍵詞:工業(yè)自動化;控制;儀表

引言

工業(yè)自動化儀表的控制是以良好的工業(yè)自動化儀器控制系統(tǒng)為基礎，逐步完善自動化儀表的信息平臺，對系統(tǒng)進行安全性保護，完善儀器儀表的診斷維護標準，加強通信數(shù)據(jù)的實時更新，建立良好的通信控制網(wǎng)絡。工業(yè)信息自動化控制在網(wǎng)絡平臺的快速應用下得到有效的提升。

一、工業(yè)自動化儀表及控制的實際系統(tǒng)化建設

1儀器儀表的信息化建設

自動化儀器儀表是以數(shù)據(jù)信息采集為基礎，通過對相關(guān)處理過程的有效應用，不斷提升企業(yè)信息化建設水平，構(gòu)建合理的信息儀表自動化管理平臺，對可操作的生命周期信息進行分層次調(diào)節(jié)，完善實際自動化儀表的全局調(diào)節(jié)過程，盡可能的完善功能建設水平，推進市場的快速發(fā)展，爭取儀表制造產(chǎn)業(yè)功能安全水平的提升。提高儀器儀表的系統(tǒng)維護和判斷管理過程，明確實際生產(chǎn)震旦標準，對生產(chǎn)裝備、控制系統(tǒng)的診斷、現(xiàn)場儀表的判斷進行分析，確定生產(chǎn)流程中需要判斷不歸屬自身的儀表內(nèi)容，對信息的交換、儀表系統(tǒng)的設備監(jiān)控、儀表新產(chǎn)品的研發(fā)，自動化系統(tǒng)診斷開工資設備的軟件模擬進行分析，確定實際功能模塊的有建設，明確實際自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)場儀表負責人，對實際的預測數(shù)據(jù)和維護標準進行分析，加強儀表的診斷判斷過程，明確實際維護周期的耗損情況標準，保證固定時間內(nèi)的準確判斷。加強無線通信數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，以合理的自動化儀表數(shù)據(jù)顯示為基礎，不斷提升技術(shù)方案的有效轉(zhuǎn)變，成立有效的專業(yè)組織，推行合理的無線演練系統(tǒng)，采用合理的一角數(shù)據(jù)測量方式，實現(xiàn)全球化的自動儀表通信。加強現(xiàn)代網(wǎng)絡儀表的發(fā)展，提升儀表發(fā)展水平，拓展無線功能網(wǎng)絡的快速發(fā)展。

二、工業(yè)自動化信息技術(shù)的額發(fā)展

1工業(yè)自動化信息技術(shù)的介紹

工業(yè)自動化信息設備控制是以綜合總體條度控制為核心內(nèi)容，通過自動化功能空間的合理控制，按照設備實際運行的實時監(jiān)控標準，采用合理的設備運行參數(shù)調(diào)整，提高自動化功能的完整性。根據(jù)自動化儀表的開工資需求，分析自動化報警、數(shù)據(jù)記錄、顯示功能分析等模塊，用于電力、冶金、科研、國防等多個領域的研究，加強數(shù)字化儀表、溫度控制儀表、電力通信儀表、流量檢測儀表、壓力分析儀表等多功能儀器儀表的分析，建立良好的自動化控制系統(tǒng)平臺，加強數(shù)據(jù)信息的平臺建設，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信號的及時轉(zhuǎn)換。

2工業(yè)自動化控制平臺的快速發(fā)展

2．1加強數(shù)據(jù)總線的研究

工業(yè)自動化控制平臺需要對儀器儀表、變送器、通信網(wǎng)絡進行現(xiàn)場設備的使用調(diào)整，這些設備都需要有效的總線控制調(diào)整，采用分布測試的方式進行拓展，提升自動化控制建設的發(fā)展，提升集中測試系統(tǒng)的建設?，F(xiàn)代模塊在發(fā)展過程中，往往采用有效的設備儀器配合建設，提升網(wǎng)路控制平臺的管理，解決現(xiàn)場總線控制分布技術(shù)不足的問題?，F(xiàn)場總線技術(shù)需要以智能化儀器儀表、中央控制系統(tǒng)平臺的鏈接控制中心，采用全方位的數(shù)字化、雙向傳輸、開放式的建設標準，提高多站式的數(shù)據(jù)信息傳輸控制平臺。在自動化系統(tǒng)控制建設過程中，以現(xiàn)場總線為基礎，加強系統(tǒng)建設中的各項技術(shù)應用，改善系統(tǒng)快速發(fā)展的能耗標準，提升適應強度，完善精確度，穩(wěn)定空間控制建設效果，實現(xiàn)對總線控制系統(tǒng)的快速生產(chǎn)分析，實現(xiàn)對測量儀器儀表的準確擴展和調(diào)整，確保市場占有率的有效性。

2．2加強網(wǎng)絡數(shù)據(jù)自動化調(diào)整控制平臺的建設和應用

以連高的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息平臺進行建設和應用，加強數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的發(fā)展，以良好的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)層面的模塊通信技術(shù)進行合理的傳輸，提升儀器儀表的快速發(fā)展水平，加強網(wǎng)絡信息應用和自動化儀表的嵌入式管理，增加網(wǎng)絡透明化程度的建設，完善自動化網(wǎng)絡和工業(yè)自動化建設的快速發(fā)展和完美融合。

2．3網(wǎng)絡信息控制平臺的建設

網(wǎng)絡信息控制平臺是對系統(tǒng)核心軟件數(shù)據(jù)進行嵌入式操作管理，對操作儀器的核心軟件和硬件進行操控，提升計算機網(wǎng)絡信息系統(tǒng)與儀器儀表之間的傳輸控制管理水平，建立合理的儀表設備局域網(wǎng)絡接口，以USE接口、打印機接口等多元化的結(jié)構(gòu)方式，實現(xiàn)測試儀器儀表的通用控制。按照計算機的實際鏈接效果，對設備的相關(guān)操作進行處理，明確與計算機實際操作的相關(guān)性，提升智能化設備控制調(diào)節(jié)過程，明確實際開放性和有效實用性的建設。

2．4分布式的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)

分布式的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)是以智能化的設備監(jiān)測控制標準為依托，通過集中實際控制系統(tǒng)基礎，建立合理的現(xiàn)代圖形技術(shù)檢測標準，提高現(xiàn)代控制技術(shù)的有效應用，提升通信技術(shù)的快速發(fā)展水平，構(gòu)建完整系統(tǒng)的技術(shù)顯示控制標準，以計算機、通信、設備相關(guān)參數(shù)為依托，不斷提升設備配置的靈活應用和分級管理水平，確保計算機分布控制系統(tǒng)的優(yōu)越水平的有效提升。

結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代工業(yè)信息的自動化控制是以智能化生產(chǎn)為平臺，采用多元化的信息技術(shù)應用，不斷提升儀器儀表的工業(yè)自動化應用效果，改善自動化控制的理論基礎，對各項自動化控制內(nèi)容進行改善，完善市場的認可度，提升市場的應用廣泛度。自動化控制平臺以合理的控制發(fā)展為依托，不斷提升自動化技術(shù)的快速發(fā)展，將計算機、網(wǎng)絡信息平臺、通信、設備數(shù)據(jù)等高新技術(shù)結(jié)合起來，提升工業(yè)信息化產(chǎn)業(yè)儀器儀表的建設，改善儀器儀表的生產(chǎn)效率，不斷提升產(chǎn)能的快速發(fā)展水平，完善儀表的安全技能使用水平，提升自動化控制平臺的能耗發(fā)展和管理。

參考文獻

［1］陳經(jīng)緯．探析工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)［J］．中小企業(yè)管理與科技(中旬刊)．2016(12)

篇6

【關(guān)鍵詞】工業(yè)；自動化控制系統(tǒng)；抗干擾；技術(shù)；分析

1.前言

隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展以及科學技術(shù)不斷的進步，工業(yè)化的發(fā)展水平也得以不斷的提升，人們對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)提出了更要的應用要求。近幾年，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)已被工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)與各過程的普遍應用，但就目前而言，在實際生產(chǎn)與利用的過程中都存在著干擾問題，這些干擾源已經(jīng)嚴重影響工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的正常運作，再加之干擾源的種類非常多樣，給抗干擾工作帶來了巨大挑戰(zhàn)?？梢姡治雠c研究工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)顯得十分關(guān)鍵。

2.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的主要干擾源

根據(jù)不同的分類規(guī)則，通常可將干擾源劃分成技術(shù)性干擾源、寬頻的干擾源、窄頻的干擾源、輻射性干擾源、自然性干擾源、導體性干擾源、有序性干擾源、電源性干擾源以及間歇性干擾源、無序性干擾源、連續(xù)性干擾源等[1]。筆者結(jié)合自身工作實踐，研究發(fā)現(xiàn)了工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的主要干擾源包括以下幾種。

2.1 來自于輻射的干擾

輻射干擾即指射頻設備、雷電、高頻感應相關(guān)設備以及電弧電路等所產(chǎn)生的干擾。針對此類干擾，其干擾源一般不能夠有效控制，而是采取減弱、切斷電磁干擾傳播的方式將干擾影響降到最低，比如，以屏蔽、安裝防雷裝置、合理布線、等電位連接等措施，都可以實現(xiàn)防雷保護的目標。

2.2 來自于地電位的干擾

這也是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)當中的一種主要干擾源，由于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)需要獲取到基準點位，而必須進行的操作極為接地，就是接地基準點。而在基準點當中，單相接地短路電流的存在，可能會造成工業(yè)自動化系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)錯誤或者是混亂的情況。

2.3 傳導干擾

傳導干擾即經(jīng)由線路而引進的干擾，包括信號線與電源線等。

其一，信號線引進的干擾源。如果導線內(nèi)有電流穿梭其中，其周圍就會形成感應磁場，而感應磁場又會使周圍導線出現(xiàn)感應電流。當其感應電流達到一定數(shù)值之后，會對信號的接收設備形成作用力，出現(xiàn)干擾信號[2]。自動化控制系統(tǒng)所連接的信號線會受外部的干擾信號影響及入侵，導致控制器的邏輯數(shù)據(jù)發(fā)生改變，甚至是死機。針對傳導干擾，最佳抑制方式為屏蔽電纜的合理應用，而針對多條信號線屏蔽層，則需將其編制為辮狀，以此方式進行接地。

其二，電源線引進的干擾源。工業(yè)現(xiàn)場內(nèi)隨處存在著電源線引進的干擾源，該類型干擾的來源主要有兩個：第一個，由供電的電源系統(tǒng)內(nèi)直接而來；第二個，由供電電源進行耦合之后再進入。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)通常由電網(wǎng)的電源直接供電，開啟與停止大功率的用電設備、電網(wǎng)波動、電網(wǎng)三相短路故障暫態(tài)、交流傳動設備裝置所引起諧波以及直流傳動設備裝置所引起諧波等都會被傳送至開關(guān)電源原邊，其傳送媒介即為輸電線路，并形成對自動化控制系統(tǒng)的干擾。而針對這類型干擾，其最佳抑制方式為鎧裝電纜，再將信號電纜以及動力電纜實施分開行走。而抑制來源于變頻器的干擾，最佳方式為安設隔離變壓器于變頻器上，安裝位置的選擇上，應盡量與檢測開關(guān)保持一段距離，走線時，以鋼管單獨進度穿越，線路應與布線垂直，使變頻器開關(guān)的頻率得以有效降低。

2.4 設計施工而導致的干擾

設計施工而導致的干擾主要包括技術(shù)設計、設備選型、工程安裝與調(diào)試等環(huán)節(jié)所造成的干擾。通常情況下，若控制器和高頻發(fā)生器之間的空間距離較短，或者是接地系統(tǒng)較為混亂等情況，都會引起干擾。而針對此類型干擾，其最佳抑制方式即為對接地系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。

3.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾具體措施

工業(yè)施工現(xiàn)場具有環(huán)境復雜的問題，經(jīng)由各種耦合方式，各類干擾源會直接進入至自動化控制系統(tǒng)內(nèi)部，使其無法正常的運行和工作。為減少工業(yè)自動化控制系統(tǒng)所受電磁干擾的影響，不管在設計環(huán)節(jié)還是施工環(huán)節(jié)，都應采取相關(guān)抗干擾措施，將干擾影響力降到最低。在對工程需求進行分析與其設計階段，都應該對相關(guān)干擾因素進行充分的考慮，結(jié)合實踐經(jīng)驗與現(xiàn)場實際的前提下，將設計變更次數(shù)與返工費用降到最低。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾操作必須遵循三個基本原則，分別為抗御干擾源、提升系統(tǒng)抗干擾的綜合能力、盡力切斷電磁干擾傳播的途徑。而設計階段，則需考慮電源設計、軟件設計、接地系統(tǒng)的設計以及管線設計等具體因素[3]。

3.1 自動化控制系統(tǒng)的電源設計抗干擾技術(shù)

工業(yè)現(xiàn)場許多場所都需要應用大功率電器或者是變頻器，因此在進行電源設計時，應提前制定各線路以及電源隔離的干預設備與措施。譬如，針對可編程邏輯控制器電源，在其輸入端應安設隔離變壓器，且針對其初級繞組與次級繞組上加設屏蔽層，而進線電源則需予以分級，再根據(jù)情況安設避雷器。針對輸電環(huán)節(jié)出現(xiàn)的干擾，則可以鎧裝電纜進行有效抑制，準確區(qū)分動力電纜與信號電纜。

3.2 自動化控制系統(tǒng)的軟件設計抗干擾技術(shù)

以軟件設計的形式減少干擾無疑為另一重要的舉措，即在計算機的相關(guān)程序中，通過對中位值濾波法、慣性濾波、平均值濾波法以及限幅平均濾波法等方法的合理應用，以此方式對信號實施數(shù)學處理，從而降低干擾信號強度與整體數(shù)量，使輸入信號可靠性得以有效提升。使用這種干擾技術(shù)，在硬件投資方面占有明顯優(yōu)勢，且其數(shù)字濾波的穩(wěn)定性非常高，可輕松修改參數(shù)[4]。

3.3 自動化控制系統(tǒng)的管線設計抗干擾技術(shù)

管線設計主要覆蓋范圍有通信線路管道、信號線與電源線等，通常情況下，通信管路應選金屬管道作為其主要材質(zhì)，保持與電源線之間的距離。在電纜敷設方面，處理選擇質(zhì)量達標的電纜之外，其敷設方法也必須控制。電纜型號使用較為普遍的是0.75m2的屏蔽雙絞線2芯。而在敷設環(huán)節(jié)，還應保持高度注意力。首先，信號類型不同，其傳輸電纜也各不相同，因此信號電纜必須根據(jù)傳輸信號的不同種類進行分層次敷設。其次，信號線纜應當遠離感性負載，例如功率偏大的電動機等，且信號線纜應以完整電纜為主要材料，防止出現(xiàn)接頭。再次，電網(wǎng)線纜與信號線纜禁止同時安放與平行敷設，應保持一定的距離。若特殊情況下必將兩者放在一起，必須保證距離不能低于60cm，同時安放隔板，并把信號線安放置鍍鋅的金屬管內(nèi)。最后，數(shù)字信號禁止與模擬信號共用多芯電纜，也禁止與電源線同時應用電纜。

3.4 接地系統(tǒng)的設計

自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)會受現(xiàn)場環(huán)境的影響，通?，F(xiàn)場環(huán)境干擾信號線之后，數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)混亂現(xiàn)象，測量的精準度也會受到影響，往往出現(xiàn)死機或者是誤動作的情況，而出現(xiàn)這些問題的原因，大多跟接地系統(tǒng)具有直接的關(guān)系。若要實現(xiàn)抗干擾目標，就必須規(guī)劃接地系統(tǒng)的設計，確保接地的正確性，以此方式抵御電磁干擾，并控制設備自發(fā)的發(fā)射出干擾。就接地本身而言，工業(yè)上主要有三種形式，即信號電纜屏蔽接地、安全接地以及系統(tǒng)接地等。一旦接地系統(tǒng)出現(xiàn)混亂，各接地點的電位分布會出現(xiàn)混亂情況，就會產(chǎn)生干擾，接地點位置的不同也會產(chǎn)生地電位差，這也會導致地環(huán)路形成電流，使系統(tǒng)無法正常工作。

3.5 選擇最適合的器件

器件選擇環(huán)節(jié)，必須結(jié)合電子產(chǎn)品的基本特性，在此基礎上進行選擇。如果在傳輸時以電流信號替代電壓信號，則可用雙積分型RC與雙積分型AD濾波器對高頻干擾進行消除處理，使差模干擾降低。若以雙差分輸入型絞合線與差動放大器為主要器材，結(jié)合以阻抗匹配措施，包括屏蔽地線、單邊接地與光電隔離等，就能在一定程度上使信號線路之上共模抑制比得以提升，使共模干擾因此而被消除[5]。經(jīng)過試驗與證明后發(fā)現(xiàn)，如果干擾電流明顯比15mA低，若安設隔離模塊至信號接收窗口和檢測元件之間，能減少干擾，自動化控制系統(tǒng)的正常運行就能得以保證。

3.6 重視現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)

工業(yè)現(xiàn)場收各種主客觀因素的影響，其條件相對復雜，這就需要安排專業(yè)的工程師到現(xiàn)場進行指揮，而且該工程師的施工經(jīng)驗必須十分豐富。對于施工人員來說，其施工作業(yè)必須嚴格按照操作流程與設計要求進行，而且在安設地線時，應當注意其弱點和強電之間的距離，必須保持安全距離。此外，當工業(yè)施工正式結(jié)束之后，相關(guān)部門應監(jiān)督操作人員進行現(xiàn)場測試與試車，嚴格按照其功能程序分布進行。

4.結(jié)束語

工業(yè)行業(yè)在推動我國國民經(jīng)濟發(fā)展方面發(fā)揮著非常重要的作用，盡管工業(yè)自動化控制系統(tǒng)在近年來也已經(jīng)取得較大發(fā)展，但是總的來說還是存在著許多干擾因素。重視與研究工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)，除了需要在電源設計、軟件設計、管線設計、接地系統(tǒng)的設計等方面加強完善措施之外，還應選擇最適合的器件，并重視現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，從而推動工業(yè)領域不斷的前行與發(fā)展。

參考文獻

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[2]李世發(fā).基于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾措施的研究[J].硅谷，2011，08（06）：86.

[3]田雪民.試析工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的抗干擾措施[J].企業(yè)導報，2013，32（32）：191-195.

篇7

(1)工業(yè)過程自動化新一代主控系統(tǒng)及其綜合自動化的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,主要包括集散控制系統(tǒng)(DCS),現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)和以工業(yè)計算機為基礎的開放式控制系統(tǒng)等。重點支持若干具有工業(yè)過程綜合自動化系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化能力和開發(fā)能力的企業(yè),發(fā)展具有市場競爭力的產(chǎn)品,同時適當支持建設工業(yè)自動化的工程化驗證環(huán)境與開發(fā)能力。

(2)先進控制與優(yōu)化軟件開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,主要包括先進控制技術(shù),過程優(yōu)化技術(shù),實時監(jiān)控軟件平臺,信息集成軟件平臺,系統(tǒng)集成技術(shù)等,專項將重點支持上述具有特色和市場價值的系列軟件的產(chǎn)業(yè)化。

(3)智能儀表,執(zhí)行器與變送器,成套專用控制裝置和成套專用優(yōu)化系統(tǒng)的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。

就第(1)點而言,特別強調(diào)了“工業(yè)過程自動化”新一代主控系統(tǒng)及其綜合自動化的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。其“綜合自動化”就是要打破傳統(tǒng)的計算機、PLC、DCS的分工界限,構(gòu)成有機組成的三電一體化的綜合自動化系統(tǒng)。事實證明這種預計是正確的,促成這種轉(zhuǎn)變的動力是科學技術(shù)的發(fā)展,是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、顯示技術(shù)及多媒體技術(shù)的發(fā)展,而這種發(fā)展并沒有停止,并涵蓋著更多更廣泛的內(nèi)容,如語音技術(shù)、有線和無線通信技術(shù),Web信息服務技術(shù)等。所以,當今“綜合自動化”的內(nèi)涵有著更深刻、更廣泛的含義,甚至可以包容我們工作生活的各個方面。

一、生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的融合

在ISO的六層功能模型中,把從檢測、執(zhí)行、驅(qū)動到一級的控制和管理共分成六層功能。構(gòu)成這種多層功能結(jié)構(gòu)的出發(fā)點,是按經(jīng)營、生產(chǎn)管理、控制功能的劃分,而不是按控制和管理計算機系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)來劃分的。只不過過去由于當初計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的限制,以及計算機系統(tǒng)設計人員理解的不充分,長期以來,把計算機系統(tǒng)按六層功能模型相對應的分成六級計算機系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)。

隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展,越來越暴露這種多層次計算機系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集,管理,數(shù)據(jù)和知識的共享,硬軟件資源共享,數(shù)據(jù)通信,軟件開發(fā)等等中的各種弊端,特別是在設備控制,過程控制,生產(chǎn)控制之間。以至很早就有人提出管控一體化,或者控制系統(tǒng)就是管理系統(tǒng)的觀點。美國西屋過程控制的WDPF Ovation系統(tǒng)就是基于這種觀點開發(fā)的,可以預計今后更多的工業(yè)過程自動化系統(tǒng)將會朝著這個方面發(fā)展。

二、軟PLC和軟DCS

由于計算機技術(shù),特別是芯片技術(shù)的快速發(fā)展,按照摩爾定律微處理芯的速度性能每18個月將提高一倍。因此,當Initel pentium處理器問世后不久,pentium2.3以及主頻為1.4GHz的pentium 4處理器就相繼提供給市場,當廣大用戶還未來得及使用Penfium 4處理器時,Intel和HP兩家公司就聯(lián)合推出了64位的ltanium微處理器,自動化系統(tǒng)設備制造商和集成商難以跟上硬件技術(shù)的發(fā)展,往往出現(xiàn)自動化系統(tǒng)設備制造商和集成商的自動化系統(tǒng)設備的更新,發(fā)展,滯后干計算機技術(shù)的發(fā)展。

另一方面,當前的各種PLC和DCS的開發(fā)工具軟件都是和制造商的硬件系統(tǒng)設備捆綁在一起的,即某一制造商的PLC或DCS的開發(fā)工具軟件,只能在該制造商提供的硬件上使用。對于使用多種PLC和DCS的用戶就要熟悉和掌握多種PLC和DCS的軟件和硬件,使用戶要投入大量人力和財力,當更換新的第三方的PLC和DCS時,就得重新進行人員培訓,造成人力資源極大的浪費。同時也使具有高技術(shù)含量的開發(fā)工具軟件的銷售受硬件設備銷售的制約。

在開發(fā)式工業(yè)計算機系統(tǒng)日漸成熟的今天,有的PLC和DCS制造商,為了充分發(fā)揮其在PLC和DCS開發(fā)工具軟件上的優(yōu)勢和技術(shù)儲備及潛力,最大限度的保護用戶在軟件人才和資源的投資提高其在市場上的競爭力,提出來了“軟PLC”和“軟DCS”的設想的開始實現(xiàn)。其目的是使其開發(fā)的PLC和DCS的軟件工具與系統(tǒng)硬件設備分離,可以裝載在各種開發(fā)式工業(yè)計算機系統(tǒng)的硬軟件平臺上,不僅方便了用戶,而且也解除了硬件設備對制造商軟件銷售和發(fā)展的制約。選種變化不僅符合我國以開發(fā)式工業(yè)控制計算機系統(tǒng)為工業(yè)過程自動化新一代主控系統(tǒng),開發(fā)實時監(jiān)控軟件平臺和信息集成軟件平臺等重大專項實施方案所支持的工業(yè)過程自動化的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的方向,也將會帶來工業(yè)過程自動化用戶從設計,使用維護的變化,這不得不引起我們注意,特別是PLc和DCS開發(fā)和制造業(yè)的注意。

三、生產(chǎn)過程控制和管理軟件的融合

在上述發(fā)展趨勢的推動下,集過程自動化和信息管理的集成化軟件也應運而生,軟件集成的功能也日益豐富和增強。Wonderware公司的套裝化軟件Factory Suite2000就是滿足這種要求開發(fā)和集成的。它是從操作員開始,以一個從下到上的層次結(jié)構(gòu)為生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供信息,與ERP、EAM等相結(jié)合的,從下到上的生產(chǎn)制造和管理信息系統(tǒng)MMI(Manufacturing Management Informationsystem),從而根本上改變開發(fā)應用程序傳統(tǒng)的觀念和方法。

FactorySuite 2000包括如下的核心軟件:

InTouch:過程圖形化軟件

InT0uch:資源管理和wIP(work inProcess)跟蹤軟件

lndustrlal SQL Server~關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

lnControl:基于PC機的過程控制軟件

lnBatch:矛性批處理管理系統(tǒng)

I/O Server和OPC程序庫:具有750多個I/O驅(qū)動程序和OPC客戶程序,連接各種OLC,DCS,RTS,現(xiàn)場總線,回路控制器,測量設備,條碼閱讀機等設備。

FsctorySuite Web Seryer:集成的Intemet/Intraanet服務器軟件,通過國際互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)收集數(shù)據(jù),監(jiān)視,瀏覽畫面和應用程序。

SCADAlram:一個基于Windows的通信軟件,用來連接工業(yè)自動化軟件,提供實時智能報警通知,數(shù)據(jù)采集,并可通過各種通信裝置遠程控制。SCADAIram智能地將報警變信息成語音,通過揚聲器。內(nèi)部通信系統(tǒng),廣播和電話等等有線和無線通信方式傳送到指定的電話,還可以發(fā)送字母一數(shù)字文E-mail到指定的BP機或手機中,并由電話或手機進行各種參數(shù)的遠程設定和控制。

其中,lnConrtol就是基于Windows NT的實時控制軟件,可在任何一個支持WindowsNT操作系統(tǒng)的硬件平臺上使用,包括:面板/式工業(yè)工作站,SMP服務器和開放式工業(yè)計算機,用軟件實現(xiàn)了生產(chǎn)過程自動化控制器的功能。這充分說明了,

可以把開發(fā)生產(chǎn)過程自動化控制功能的工具軟件和硬件始終捆綁在一起,這就不僅給自動化系統(tǒng)軟件開發(fā)商一個更大的發(fā)展空間,也給用戶選擇硬件的靈活性。

篇8

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化控制系統(tǒng)；抗干擾；措施

中圖分類號： TL503.6文獻標識碼： A

1工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的干擾及來源

1.1干擾源及一般分類

影響自控系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。

干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、接地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。

1.2干擾的主要來源及途徑

1.2.1 來自空間的輻射干擾

空間的輻射電磁場（EM I）主要是由電網(wǎng)、電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復雜。

1.2.2 來自系統(tǒng)外引線的干擾

主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴重。⑴ 來自電源的干擾。自控系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電流。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，開關(guān)操作浪涌、大型電力設備啟停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。實際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。

⑵ 來自信號線引入的干擾。與自控系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這是很嚴重的。由信號引入干擾會引起I/ O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機。

⑶來自接地系統(tǒng)混亂的干擾。接地是提高電子

設備電磁兼容性（EM C）的有效手段之一。正確地接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發(fā)出干擾；而錯誤地接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使自控系統(tǒng)將無法正常工作。

自控系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統(tǒng)混亂對自控系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。

此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會出現(xiàn)感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響自控系統(tǒng)內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。邏輯地電位的分布干擾容易影響自控系統(tǒng)的邏輯運算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。

主要抗干擾措施

2.1采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾

在自控系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入自控系統(tǒng)主要通過自控系統(tǒng)的供電電源（如CPU 電源、I/ O電源等）、變送器供電電源和與自控系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的?，F(xiàn)在，對于自控系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對于變送器供電的電源和自控系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對于變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)的配電器，以減少自控系統(tǒng)的干擾。 此外，為保證電網(wǎng)饋點不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的安全可靠性。并且UPS還具有較強的干擾隔離性能，是一種自控系統(tǒng)的理想電源。

2.2 電纜的敷設

不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應按傳輸信號種類分層敷設，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號，避免信號線與動力電纜靠行敷設，以減少電磁干擾。

2.3硬件濾波及軟件抗干擾措施

由于電磁干擾的復雜性，要根本消除干擾影響是不可能的，因此在自控系統(tǒng)的軟件設計和組態(tài)時，還應在軟件方面進行抗干擾處理，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些措施：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時校正參考點電位，并采用動態(tài)零點，可有效防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設計相應的軟件標志位；采用間接跳轉(zhuǎn)，設置軟件陷阱等提高軟件結(jié)構(gòu)可靠性。由于工業(yè)環(huán)境惡劣，干擾信號較多， I／O信號傳送距離較長，常常會使傳送的信號有誤。為提高系統(tǒng)運行的可靠性，使自控系統(tǒng)在信號出錯情況下能及時發(fā)現(xiàn)錯誤，并能排除錯誤的影響繼續(xù)工作，在程序編制中可采用軟件容錯技術(shù)。

2.4正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)

接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。系統(tǒng)接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對自控系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1M H z，所以自控系統(tǒng)接地線采用一點接地和串聯(lián)一點接地方式。集中布置的自控系統(tǒng)適于并聯(lián)一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應采用串聯(lián)一點接地方式。用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于22m m 的銅導線，總母線使用截面大于60m m 的銅排。接地極的接地電阻小于2Ω，接地極最好埋在距建筑物10 ~ 15m 遠處( 或與控制器間不大于50m ) ，而且自控系統(tǒng)接地點必須與強電設備接地點相距10m 以上。

信號源接地時，屏蔽層應在信號側(cè)接地；不接地時，應在自控系統(tǒng)側(cè)接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏蔽電纜連接時，各屏蔽層應相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接地。

結(jié)語

以上的措施，經(jīng)若干自控系統(tǒng)現(xiàn)場實際運行表明，能夠基本消除現(xiàn)場干擾信號的影響，保證系統(tǒng)的可靠運行。自控系統(tǒng)中的干擾是一個十分復雜的問題，因此，在抗干擾設計中應綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制抗干擾，對有些干擾情況還需做具體分析，采取對癥下藥的方法，才能夠使自控系統(tǒng)正常工作。

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)化水平日益提高，在市場經(jīng)濟體制下，加快競爭力，提高工業(yè)化競爭水平，也變得日益重要，而作為工業(yè)生產(chǎn)中的得力輔助工具的自動化控制系統(tǒng)，如何解決其抗干擾問題，提高其自控系統(tǒng)的利用率，減少利用成本，也成為亟待結(jié)局的任務。相信隨著我國社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，這一問題將得到更好的解決并有所發(fā)展。

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篇9

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化；控制系統(tǒng)；計算機技術(shù)

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0035-02

在市場經(jīng)濟充分發(fā)展的今天，社會的競爭越來越激烈，對于制造業(yè)和生產(chǎn)行業(yè)來說，如何提高生產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)成為企業(yè)生存和發(fā)展必須考慮的重大課題。隨著各項新技術(shù)的發(fā)明和應用，工業(yè)自動化已經(jīng)成為生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的新趨勢，這是贏得市場、降低成本的必選之路。在工業(yè)生產(chǎn)自動化的領域，PLC以自身獨特的優(yōu)勢依然占據(jù)著控制系統(tǒng)的重要地位，在新技術(shù)發(fā)展的刺激下正朝著小型化、開放性和網(wǎng)絡化的方向發(fā)展；DCS作為過程控制的典型系統(tǒng)積極向上拓展，越來越多地扮演管控一體化的角色；IPC以其靈活、開放的特點，重新贏得了用戶的青睞；CNC除了在機床上的應用外，也在向更廣泛的領域

延伸。

1 工業(yè)自動化技術(shù)基本概念分析

工業(yè)自動化技術(shù)就是綜合運用控制理論、電子裝備、儀器儀表、計算機和相關(guān)工藝技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、節(jié)省能耗、降低消耗、減少污染、確保安全等目的的一種綜合性技術(shù)。這里說的工業(yè)生產(chǎn)過程指的是發(fā)電冶金、煤油石化、建材造紙、制藥采礦、油庫糧庫等，可以是一個設備、一個工段、一條生產(chǎn)線，也可以是一個工廠、一個聯(lián)合企業(yè)。工業(yè)自動化技術(shù)的組成主要包括硬件技術(shù)、軟件技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)三大部分。硬件技術(shù)是控制設備、變送器、執(zhí)行器、輔助設備等；軟件技術(shù)是控制軟件、優(yōu)化軟件管理軟件、軟測量軟件等；系統(tǒng)技術(shù)是各種硬件的集成技術(shù)、各種軟件的集成技術(shù)、硬件與軟件的集成技術(shù)等。工業(yè)自動化技術(shù)在工業(yè)領域的應用可以有效提高企業(yè)整體素質(zhì)，可以提高國家整體國力，是合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的主要手段之一，也是“高能耗、高消耗、高污染”治理的有效手段之一。

2 控制管理系統(tǒng)

在實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的過程中，控制管理系統(tǒng)的作用是非常巨大的，起著關(guān)鍵性的作用。所謂的控制管理系統(tǒng)就是為了達到既定的控制目標所需要的軟件系統(tǒng)和物理部件，這是一個部件相互整合的過程，一般來說控制管理系統(tǒng)由控制設備和被控制的對象所組成。目前，在工業(yè)自動化的過程中，有效的控制管理系統(tǒng)分為以下四類：一是順序控制管理系統(tǒng)：這種控制管理系統(tǒng)有一定的編程設計，以時間或者工序的邏輯關(guān)系為程序，一步一步地對生產(chǎn)設備、生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)對象進行加工和處理，順序控制方法應用的領域很多，比如常見的電梯就是采用的順序控制管理系統(tǒng)；二是過程控制系統(tǒng)：這種控制管理系統(tǒng)是在實施工業(yè)自動化生產(chǎn)的過程中，對溫度、壓力等相關(guān)的物理量進行閉環(huán)控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程按照既定的程序和規(guī)律進行，保障生產(chǎn)過程的流暢性；三是運動控制系統(tǒng)：這種控制管理系統(tǒng)是通過管理和指揮運動物體的位置、轉(zhuǎn)速、移動方向等，實現(xiàn)既定安全操作的管理，比如調(diào)速系統(tǒng)等；四是監(jiān)控管理系統(tǒng)：這種控制管理系統(tǒng)主要是采用記錄和裁定生產(chǎn)過程中的相關(guān)信息，采集生產(chǎn)流程，反饋遇到的問題并及時報警等。針對控制管理系統(tǒng)，實現(xiàn)工作的方法一般包括繼電邏輯控制系統(tǒng)、常規(guī)儀表控制系統(tǒng)、拖動控制系統(tǒng)、常規(guī)顯示、記錄或報警儀表等。近些年，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)開始運用到工業(yè)生產(chǎn)自動化上，出現(xiàn)了很多的計算機控制程序和計算機控制系統(tǒng)，如PLC、DCS、FCS及工業(yè)以太網(wǎng)等。

圖1 計算機技術(shù)在工業(yè)控制技術(shù)中的運用

3 分布式控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

自動化中的分布控制系統(tǒng)的出現(xiàn)是與計算機技術(shù)的發(fā)展密不可分的，其實就是一個中型的計算機控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)是通過專業(yè)的計算機來進行工業(yè)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)收集、分析、處理和對生產(chǎn)流程的監(jiān)管。多級計算機控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)是在近些年計算機處理速度極大提高的基礎上和微型計算機的廣泛使用上發(fā)展起來的，使得計算機的應用技術(shù)更加準確可靠，可以說這種控制技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展與計算機技術(shù)的發(fā)展是分不開的。對于集散型計算機控制系統(tǒng)來說，就是通過對生產(chǎn)過程和車間生產(chǎn)現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)分析，將信息傳送到前端計算機上，在這個過程中，中央計算機只充當后繼到系統(tǒng)管理方面的工作，實現(xiàn)集中管理、分散控制，提高整個系統(tǒng)的可靠性。自動化的分布式控制系統(tǒng)最為基本的就是場控制器：通常帶有I/O部件，與生產(chǎn)過程相聯(lián)接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制執(zhí)行，通過既定的人機接口，指令，然后經(jīng)過通信系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和傳遞。

現(xiàn)場控制器包括回路控制器，回路控制器內(nèi)部的算法預先用程序作成功能塊的形式，存在ROM中。可以按照所要求的控制策略，進行組態(tài)?？删幊炭刂破鳎≒LC）：PLC是由模仿繼電器控制原理發(fā)展起來的，以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令。運動控制器：用于控制運動部件的速度或位置，通常包括變頻器和伺服系統(tǒng)。現(xiàn)場總線：智能化取代傳統(tǒng)儀器，控制站由分散取代集中，這一定程度上改變了傳統(tǒng)的信號和通信

標準。

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篇10

關(guān)鍵詞：工業(yè)；自動化；發(fā)展趨勢

一、控制系統(tǒng)的多元化

工業(yè)自動化領域的發(fā)展趨勢之一是控制系統(tǒng)的智能化、分散化、網(wǎng)絡化，而現(xiàn)場總線的蛔起正是這一發(fā)展趨勢的標志。

1. 現(xiàn)場總線的崛起。多年以來，工業(yè)自動化領域的過程控制體系歷經(jīng)基地式儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)(DCS)等 4 代過程控制系統(tǒng)，當前我國工業(yè)自動化的主流水平即處于以 PLC 為基礎的 DCS系統(tǒng)階段。與早期的一些控制系統(tǒng)相比，DCS 系統(tǒng)在功能和性能上有了很大進步，可以在此基礎上實現(xiàn)裝置級、車間級的優(yōu)化和分散控制，但其仍然是一種模擬數(shù)字混合系統(tǒng)，從現(xiàn)場到 PLC 或計算機之間的檢測、反饋與操作指令等信號傳遞，仍舊依靠大量的一對一的布線來實現(xiàn)。

現(xiàn)場總線是應用在生產(chǎn)現(xiàn)場的全數(shù)字化、實時、雙向、多節(jié)點的數(shù)字通信系統(tǒng)。現(xiàn)場總線技術(shù)將專用的 CPU置入傳統(tǒng)的測控儀表，使它們各自都具有數(shù)字計算和通信能力，即所謂“智能化”，采用可進行簡單連接的雙絞線、同軸電纜等作為聯(lián)系的紐帶，把掛接在總線上作為網(wǎng)絡節(jié)點的多個現(xiàn)場級測控儀表連接成網(wǎng)絡，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，使現(xiàn)場測控儀表之間及其與遠程監(jiān)控計算機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成多種適應實際需要的控制系統(tǒng)，即所謂“網(wǎng)絡化”，由于這些網(wǎng)上的節(jié)點都是具備智能的可通信產(chǎn)品，因而它所需要的控制信息(如實時測量數(shù)據(jù))不采取向 PLC 或計算機存取的方式，而可直接從處于同等層上的另一個節(jié)點上獲取，在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的環(huán)境下，借助其計算和通信能力，在現(xiàn)場就可進行許多復雜計算，形成真正分散在現(xiàn)場的完整的控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的自治性和可靠性。FCS 成為發(fā)展的趨勢之一，是它改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，形成了新型的網(wǎng)絡集成全分布系統(tǒng)，采用全數(shù)字通信，具有開放式、全分布、可互操作性及現(xiàn)場環(huán)境適應性等特點，形成了從測控設備到監(jiān)控計算機的全數(shù)字通信網(wǎng)絡，順應了控制網(wǎng)絡的發(fā)展要求。

2. 現(xiàn)場總線的新動向―――工業(yè)以太網(wǎng)。長期以來的標準之爭，實際上已延緩了現(xiàn)場總線的發(fā)展速度。為了加快新一代系統(tǒng)的發(fā)展，人們開始尋求新的出路，一個新的動向是從現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)向 Ethernet，用以太網(wǎng)作為高速現(xiàn)場總線框架的主傳。以太網(wǎng)是計算機應用最廣泛的網(wǎng)絡技術(shù)，在 IT 領域已被使用多年，已有廣泛的硬、軟件開發(fā)技術(shù)支持，更重要的是啟用以太網(wǎng)作為高速現(xiàn)場總線框架，可以使現(xiàn)場總線技術(shù)和計算機網(wǎng)絡技術(shù)的主流技術(shù)很好地融合起來。為了促進 Ethernet 在工業(yè)領域的應用，國際上成立了工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)會，開展工業(yè)以太網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究。

二、管理控制一體化

1. 何謂管控一體化。在市場經(jīng)濟與信息時代的飛速發(fā)展中，企業(yè)內(nèi)部之間以及與外部交換信息的需求不斷擴大，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對生產(chǎn)的管理要求不斷提高，這種要求已不局限于通常意義上的對生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)的監(jiān)視和控制，同時還要求把現(xiàn)場信息和管理信息結(jié)合起來。管控一體化就是建立全集成的、開放的、全廠綜合自動化的信息平臺，把企業(yè)的橫向通信(同一層不同節(jié)點的通信)和縱向通信(上、下層之間的通信)緊密聯(lián)系在一起，通過對經(jīng)營決策、管理、計劃、調(diào)度、過程優(yōu)化、故障診斷、現(xiàn)場控制等信息的綜合處理，形成一個意義更廣泛的綜合管理系統(tǒng)。

2. 現(xiàn)場總線為管控一體化鋪平了道路。企業(yè)信息網(wǎng)絡是管控信息集成的基本條件，沒有信息網(wǎng)絡就不可能實現(xiàn)企業(yè)橫向和縱向信息的溝通和匯集，建網(wǎng)的目標在于實現(xiàn)全企業(yè)范圍內(nèi)的信息資源共享，以及與外部世界的信息溝通。管控一體化解決方案中的現(xiàn)場控制層由現(xiàn)場總線設備和控制網(wǎng)段構(gòu)成，把傳統(tǒng)的集散系統(tǒng)控制站的功能分散到了現(xiàn)場總線設備，此時的控制站實際是一個虛擬的控制站?，F(xiàn)場總線

技術(shù)與產(chǎn)品所形成的底層網(wǎng)絡，充分發(fā)揮其使測控設備具有通信能力的特點，為控制網(wǎng)絡與通用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的連接提供了方便。企業(yè)信息網(wǎng)

絡是管控一體化的基礎，現(xiàn)場總線則為構(gòu)建管控一體化網(wǎng)絡鋪平了道路，過程監(jiān)控層由局域網(wǎng)段以及連接在局域網(wǎng)段的擔任監(jiān)控任務的工

作站或控制器組成，現(xiàn)場總線網(wǎng)絡通過現(xiàn)場總線接口與過程監(jiān)控層相連，或者監(jiān)控層直接由現(xiàn)場總線來擔當，監(jiān)控站可以完成對控制系統(tǒng)