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【關鍵詞】自動化；工業(yè)控制；生產(chǎn)

伴隨著近年來科學技術和計算機技術的不斷發(fā)展，通過計算機硬件、軟件系統(tǒng)來對工業(yè)生產(chǎn)裝置進行控制已成為工業(yè)化發(fā)展和生產(chǎn)的主要手段和方法，也是目前工作中最值得人們關注和重視的環(huán)節(jié)。在目前的工業(yè)生產(chǎn)控制工作中，實現(xiàn)自動化管理和控制對于保證工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量、效益和提高經(jīng)濟發(fā)展有著極為關鍵和重要的意義，也是目前社會發(fā)展中最為關鍵的環(huán)節(jié)。

1.自動化概述

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會各領域、各部門和各個行業(yè)都逐步進入了以電子計算機技術、信息技術為指導和控制的時代，成為了目前管理控制工作中最值得我們關注和重視的環(huán)節(jié)，也是當前社會發(fā)展中我們研究和探索的主要手段和環(huán)節(jié)。

1.1自動化定義

所謂的自動化主要指的是在各項生產(chǎn)中機械設備、系統(tǒng)以及生產(chǎn)過程中所涉及到的各種器械在無人或者少人參與的情況下，按照預定的系統(tǒng)控制理念和要求來自我進行檢控、加工和生產(chǎn)，最終實現(xiàn)預計目標的過程。在目前的社會發(fā)展中，自動化技術已經(jīng)廣泛的應用在工業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)、交通運輸、軍事等多個領域。

1.2工業(yè)自動化定義

工業(yè)自動化主要指的是工業(yè)生產(chǎn)的過程中以各種參數(shù)為控制目標和目的來實現(xiàn)既定和無人控制的一種模式和管理措施，在整個管理工作生產(chǎn)中，我們需要盡量減少人力操作為主要目標和工作流程，也是充分利用動物以外各種能源和信息技術的一種生產(chǎn)方式。在目前的社會發(fā)展中，這種生產(chǎn)方式和生產(chǎn)體系越來越受到人們的關注與重視，形成了一套綜合化、系統(tǒng)化的管理控制過程，并成為了綜合性的管理控制流程。

在目前我國社會發(fā)展中，實現(xiàn)工業(yè)自動化控制是整個社會發(fā)展的主要基礎，也是工業(yè)生產(chǎn)得以順利、持續(xù)、健康發(fā)展的關鍵所在，更是實現(xiàn)全面、綜合、系統(tǒng)化控制的核心環(huán)節(jié)和觀念。在目前的管理工作中，工程自動化管理已經(jīng)是一項復雜而又綜合的設計模式，是以機械、微電子、計算機等管理技術為主的綜合性技術模式，也是工業(yè)革命得以發(fā)展和延續(xù)的助力器。

2.自動化技術在工業(yè)控制中的應用概述

在目前的社會發(fā)展中，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化控制至關重要，通常都是利用工業(yè)生產(chǎn)過程中以自動化檢測、自動化控制、自動化調(diào)度、自動化管理和優(yōu)化為基礎和核心的一種管理控制流程，也是以增加工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量、提高生產(chǎn)質(zhì)量和降低能耗為主的綜合性管理技術和管理措施。在目前的工業(yè)自動化管理控制工作中，其主要包含有以下幾個方面：

2.1總線自動化控制技術

總線在目前的工業(yè)生產(chǎn)中越來越受到人們的關注與重視，也是整個社會發(fā)展領域中最為關鍵的環(huán)節(jié)。隨著計算機技術與信息技術的發(fā)展與普及，在目前的工業(yè)生產(chǎn)管理工作中通過計算機技術為平臺實現(xiàn)電氣自動化管理已成為現(xiàn)實，也是工業(yè)自動化得以實現(xiàn)的關鍵所在。一般來說，在總線布置的過程中，是利用計算機模擬操作為主，從而實現(xiàn)了電力系統(tǒng)在運行狀況下各個環(huán)節(jié)都在預計的監(jiān)控范圍之內(nèi)，并未電力系統(tǒng)的運行提供了良好的基礎依據(jù)和監(jiān)視功能和工作要求。PC 和網(wǎng)絡技術已經(jīng)在工商管理中得到普及。在電氣自動化領域，基于PC 的人機界面普遍被采用，并以其直觀性、靈活性和易于集成等特點備受用戶的青睞。

現(xiàn)場總線技術將專用微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制儀表，使它們各自都具有了數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，通過總線把多個測量控制儀表連接成網(wǎng)絡，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，把多個微機化測量控制設備以及現(xiàn)場儀表與遠程監(jiān)控計算機連在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應實際需要的自動控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線是一種串行的數(shù)字式、雙向傳輸?shù)木哂蟹种ЫY構的通訊總線。它通過電纜將計算機與位于現(xiàn)場的遠程I/O站、智能儀表、變頻器、低壓斷路器、馬達啟動器等連接起來，并將這些設備的信息采集到中央控制器上來。分布式控制意味著PLC（電力線載波）、I/O模塊和現(xiàn)場設備通過總線連接起來，將輸入/ 輸出模塊轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場檢測器和執(zhí)行器。

2.2嵌入式微控技術

嵌人式微控制器是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用相結合的產(chǎn)物，是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪，適合應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌人式微控制器系統(tǒng)通常面向特定應用，設計和開發(fā)必須考慮特定環(huán)境和系統(tǒng)要求，是一個發(fā)散的、技術密集的系統(tǒng)。

嵌人式微控制器系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。為了提高系統(tǒng)的執(zhí)行速度和可靠性，嵌人式微控制器系統(tǒng)的軟件一般固化在存儲器芯片或微控制器中，而不是存儲在外加的磁盤載體中。嵌人式微控制器系統(tǒng)是以微控制器為核心，加上外部專用電路和系統(tǒng)軟件，形成的計算機的應用系統(tǒng)。在一塊芯片上集成了中央處理器（CPU）、存儲器 （RAM、ROM）、定時器/計數(shù)器和各種輸人輸出（1/0）接口等。它還可包含A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、直接存儲器傳輸（DMA）通道、浮點運算等特殊功能部件。

嵌人式微控制器在應用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機，在制造工業(yè)、過程控制、通信、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產(chǎn)品等方面均是嵌人式微控制器的應用領域。進人21世紀以來，嵌人式微控制器技術逐漸成熟并全面展開，已被公認為是一個具有良好發(fā)展?jié)摿Φ募夹g。

2.3變頻器技術

變頻器技術是一門綜合性的技術，它是建立在電力電子技術、自動控制技術、計算機技術的基礎之上而逐漸發(fā)展起來的。變頻器可以看作是一個頻率可調(diào)節(jié)器的交流電源，通過改變變頻器的輸出頻率就可以實現(xiàn)電動機的速度控制。只需要改變變頻器內(nèi)部逆變管的開關順序，即可實現(xiàn)輸出換相，實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)切換。同時，變頻器還具有直流制動功能，無需另外增加制動控制電路，就能實現(xiàn)制動功能。需要制動時，通過變頻器給電動機加上一個直流電壓，利用自己的制動回路，將機械負載的能量消耗在制動電阻上進行制動。變頻器在使用時，只需要在電網(wǎng)電源和現(xiàn)有的電動機之間接人變頻器和相應設備，無需對電動機和系統(tǒng)本身進行大的設備改造，就可以適用各種工作環(huán)境和工藝要求。另外，變頻器的節(jié)能效果也非常顯著。尤其是對于工業(yè)中大量使用的二次負載（風機和泵類）來說，當用戶需要的平均流量較小時，風機、水泵的轉(zhuǎn)速較低，其節(jié)能效果是十分可觀的。

變頻器是把電壓和頻率恒定的電網(wǎng)電壓變成電壓和頻率可調(diào)的變頻電源。它的基本結構包括：

（1）整流電路：由三相全波整流橋組成。它的主要作用是對電網(wǎng)工頻電源進行整流，把交流電整流成直流電，并給逆變電路和控制電路提供所要的直流電源。

（2）直流中間電路：是對整流電路的輸出進行濾波，以保證逆變電路和控制電源能夠得到質(zhì)量較高的直流電源。當直流中間電路是用大容量的電解電容濾波時，變頻器為電壓型變頻器。當直流中間電路是用電感很大的電抗器濾波時，變頻器為電流型變頻器。此外，直流中間電路中有時還包括制動電阻以及其他輔助電路。

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關鍵詞：工程過程 控制 自動化 智能

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0066-01

在工業(yè)發(fā)展史上，自動化的出現(xiàn)及應用為促進工業(yè)發(fā)展起到重要作用，但是隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)自動化已無法滿足社會需求，而工業(yè)過程控制自動化中智能控制的出現(xiàn)使這個問題迎刃而解。智能控制工業(yè)生產(chǎn)自動化的出現(xiàn)，對工業(yè)生產(chǎn)自動化技術發(fā)展起到重要作用，使企業(yè)產(chǎn)品在保障質(zhì)量的同時，還能提高企業(yè)總體生產(chǎn)效率，所以促進工業(yè)大力發(fā)展自動化、智能化是目前工業(yè)發(fā)展中一個主要方向。

1 工業(yè)過程控制及智能控制技術基本概念簡述

1.1 工業(yè)過程控制概念簡述

工業(yè)過程控制是指在進行工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過程需要，結合電子計算機應用、先進生產(chǎn)產(chǎn)線、儀表顯示等，根據(jù)產(chǎn)品自身要求結合相關應用控制理論，從而設計出工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，并可以將工業(yè)自動化生產(chǎn)實現(xiàn)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，工業(yè)過程控制可以有效控制生產(chǎn)時間，使生產(chǎn)設備間的停滯和等待得到有效控制，通過儀表面板對生產(chǎn)線的監(jiān)控，使生產(chǎn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的無效停滯、等待和錯誤信息得到良好傳達，在根本上提高工業(yè)生產(chǎn)效率。

1.2智能控制概念簡述

智能控制（intelligent controls）是指在工業(yè)生產(chǎn)控制過程中，不經(jīng)人工操作與干預前提下，依靠智能系統(tǒng)自主驅(qū)動智能機器，從而實現(xiàn)對操作目標進行有效控制行為的自動控制技術。智能控制是科學技術發(fā)展中一個重要成果，其結合了先進電子計算機技術、先進信息技術和先進工業(yè)生產(chǎn)控制技術，所以智能控制涉及科學技術應用領域較為廣泛，其應用形式大體可分為模糊控制系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、學習控制系統(tǒng)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)等。智能控制在工業(yè)生產(chǎn)控制應用時不僅可以精確達到控制目的，還能根據(jù)相關控制知識理論進行推理，還能優(yōu)化生產(chǎn)中總體控制模式，為促進工業(yè)生產(chǎn)效率起到重要作用。

2 智能控制在工業(yè)過程控制中的使用范圍

2.1 生產(chǎn)過程信息自動獲取

在工業(yè)進行生產(chǎn)作業(yè)中，智能控制系統(tǒng)對所有生產(chǎn)設備運行狀態(tài)信息進行自動獲取，運用自身系統(tǒng)進行運算，根據(jù)不同設備運行狀態(tài)做出相關調(diào)整，減少了工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中對人工的需求，從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本。目前我國工業(yè)控制發(fā)展速度過于緩慢，其根本原因就在于信息化程度偏低，信息化技術是智能控制系統(tǒng)中一個重要組成部分，而信息化技術的不足直接造成智能控制系統(tǒng)在總體結構上存在缺陷。隨著我國工業(yè)生產(chǎn)自動化的廣泛應用，在智能控制系統(tǒng)方面應有所加強，在結合先進科學技術同時，也應加強信息化技術的發(fā)展，這樣才能使我國在智能控制水平上立于國際科技前沿。

2.2 工業(yè)生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)建模

系統(tǒng)建模主要應用于數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集，根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)中機器的脈沖數(shù)進行記錄，將數(shù)據(jù)在特定時間內(nèi)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)在存儲系統(tǒng)中，使用A/D單元模式進行轉(zhuǎn)，使模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量，然后將數(shù)據(jù)自動存儲在儲存系統(tǒng)中，PLC可以使用小型打印機將DM區(qū)數(shù)據(jù)進行定期打印處理，計算機同時也可以對PLC區(qū)域數(shù)據(jù)進行讀取，然后進行計算作業(yè)，PLC此時便作為電子計算的數(shù)據(jù)終端。數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)是對產(chǎn)線整體運行狀態(tài)進行監(jiān)控，當某處運行機器系統(tǒng)發(fā)生故障時，其可以自動產(chǎn)生警報信息，并將故障數(shù)據(jù)做出記錄傳輸?shù)絻Υ嫦到y(tǒng)中，當運行機器故障過于嚴重時，PLC可以立即將整條產(chǎn)線作業(yè)中止，并停止故障機器系統(tǒng)運行。數(shù)據(jù)監(jiān)控過程中，不僅可以對系統(tǒng)故障進行報警處理，還可以根據(jù)實時狀態(tài)對機器系統(tǒng)中的計時器、計數(shù)器做出有效調(diào)整，使產(chǎn)線生產(chǎn)更為規(guī)范、合理。

2.3 工業(yè)生產(chǎn)過程中進行動態(tài)控制

在工業(yè)生產(chǎn)中，將智能控制與產(chǎn)線總控部門、機器設備系統(tǒng)、PLC進行連線處理，實現(xiàn)四個部分數(shù)據(jù)互通，使生產(chǎn)過程與控制系統(tǒng)有效結合在一起，工作人員可以通過智能控制系統(tǒng)對生產(chǎn)運行設備的監(jiān)視，根據(jù)各設備生產(chǎn)運行狀態(tài)，通過控制系統(tǒng)進行遠程操作處理。隨著智能控制技術在工業(yè)上的廣泛應用，使更多工業(yè)企業(yè)對其了解程度更為深刻，更多企業(yè)體會到智能控制技術對工業(yè)生產(chǎn)的影響力。目前我國將智能控制技術已應用到工業(yè)生產(chǎn)中，但智能控制技術上的薄弱使企業(yè)受益不多，沒有達到企業(yè)通過工業(yè)過程控制增加經(jīng)濟效益這一目的，在我國工業(yè)生產(chǎn)中，只有生產(chǎn)過程運用了自動控制，剩余大部分生產(chǎn)操作依舊是依靠人工作業(yè)完成。

2.4 工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用機制

智能控制技術在工業(yè)過程控制自動化應用中可分為兩種，一種是局部級控制應用，另一種是全局級控制應用。局部級控制應用是對某一生產(chǎn)單元進行自主設計，其應用范圍針對目標集中。全局級控制應用是對整條生產(chǎn)線進行自動化生產(chǎn)作業(yè)，包括對整條生產(chǎn)線總體生產(chǎn)工藝記性進行控制，處理生產(chǎn)過程中的機器故障，根據(jù)實時運行狀態(tài)進行總體調(diào)整。智能控制技術在工業(yè)過程控制自動化中的應用，在基礎上強化了產(chǎn)品質(zhì)量，人工雖然是工業(yè)發(fā)展中不可缺少的主要力量，但通過自動化產(chǎn)線制造出的產(chǎn)品無論在總體上，還是局部微觀工藝上都強于人工制造，所以大力發(fā)展智能控制系統(tǒng)對促進工業(yè)自動化生產(chǎn)發(fā)展有著十分重要影響。

3 結語

隨著我國工業(yè)正在向大型化和復雜化方面不斷發(fā)展，使工業(yè)過程控制自動化發(fā)生了很大改變，由簡易型逐漸向高科技型不斷轉(zhuǎn)變。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，智能控制系統(tǒng)對整體自動化產(chǎn)線進行全程監(jiān)控，并根據(jù)機器實時運行狀態(tài)做出有效調(diào)整，為工業(yè)生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 雷會峰，殷碩.智能控制在工業(yè)過程控制自動化中的應用[J].應用科技，2013，8（4）：40-42.

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關鍵詞：智能控制；工業(yè)過程控制；應用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.015

0 引言

智能控制主要是把人工智能的技術方法和理論進行結合的產(chǎn)物，由于現(xiàn)代化的工業(yè)系統(tǒng)有著復雜性所以采用智能控制就能有效地將作業(yè)效率得到提升。智能化的控制是采用先進的計算機技術在人工的操作下對工業(yè)過程自動化的優(yōu)化，所以加強這一領域的理論研究就有著實質(zhì)性意義。

1 智能控制技術以及工業(yè)過程控制分析

1.1 智能控制技術分析

智能控制是現(xiàn)代化發(fā)展的技術產(chǎn)物，是工業(yè)生產(chǎn)控制中不需人工操作干預下依靠著智能系統(tǒng)自主驅(qū)動智能機器來實現(xiàn)的操作目標和自動控制技術。這一控制技術是科學技術發(fā)展中比較重要的成果，并和先進電子計算機技術得到了有效結合，在智能控制所涉及到的范圍方面也是比較廣泛的[1]。從具體的應用形式層面來看主要有專家系統(tǒng)以及模糊控制系統(tǒng)、人工神經(jīng)系統(tǒng)等，在具體應用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)精確化控制的目標，并能逐漸產(chǎn)生總體控制的模式，所以能有效提升生產(chǎn)的效率，在工業(yè)生產(chǎn)過程控制自動化中加以應用就比較重要。

1.2 工業(yè)過程控制分析

對于工業(yè)過程控制主要是在具體的生產(chǎn)中將實際生產(chǎn)過程的需求和計算機應用以及先進生產(chǎn)線等相結合，并在工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)作用下來實現(xiàn)的自動化生產(chǎn)目標。工業(yè)生產(chǎn)中過程控制能夠?qū)⑸a(chǎn)的時間以及生產(chǎn)設備的時間停止以及等待等進行有效控制。另外就是可使得生產(chǎn)的環(huán)節(jié)當中所出現(xiàn)的無效停止以及等待等進行比較好的傳達，這樣就能夠從整體上將生產(chǎn)的效率得到提升[2]。所以在工業(yè)過程控制下，對整個工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展都有著積極的作用發(fā)揮。

2 工業(yè)過程智能控制特征和具體的應用分析

2.1 工業(yè)過程智能控制特征分析

工業(yè)過程智能控制的特征也比較顯著，主要體現(xiàn)在操作的安全性特征，在監(jiān)控中心所組成的監(jiān)視電視墻和對圖像實現(xiàn)的視頻矩陣切換控制等都有著較好的作用發(fā)揮。例如在視頻監(jiān)控系統(tǒng)方面能夠?qū)γ恳还δ懿僮鲗崿F(xiàn)校核以及檢查等作業(yè)，在操作出現(xiàn)失誤的時候就能夠自動禁止以及報警。這樣對檢修人員的工作也就提供了很大的方便性。

另外在可擴展性的特征方面也有著比較鮮明的呈現(xiàn)，攤鋪機在路基不平基礎上作業(yè)時候就會使得調(diào)平系統(tǒng)產(chǎn)生相應波動，部分運行所產(chǎn)生的振動就會對生產(chǎn)技術參數(shù)造成影響，所以需要進行不斷的調(diào)節(jié)，在智能控制作用下就能得到自動化的調(diào)節(jié)，而如果是手工進行調(diào)節(jié)則就有著很大的難度。除此之外還有開放性的特征體現(xiàn)，這一特征主要體現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)方面，系統(tǒng)能夠提供符合標準的軟件以及通信等接口、工具，從而能有效保證系統(tǒng)的兼容性以及靈活性，這樣在控制的效率上也能良好呈現(xiàn)[3]。

2.2 工業(yè)過程控制自動化中智能控制具體應用分析

第一，將智能控制在工業(yè)過程控制自動化中的應用是多方面的，其中的信息獲取環(huán)節(jié)的作用體現(xiàn)比較顯著。在很長時期我國的工業(yè)控制方面的發(fā)展較為緩慢，主要是由于在信息化的程度上不強，這樣就造成了對我國工業(yè)發(fā)展的進度影響。隨著信息化技術的發(fā)展，這對我國的工業(yè)自動化的發(fā)展也起到了很大促進作用，由于工業(yè)的勞動力不斷減少，所以就對智能控制的需求愈來愈大，通過當前的網(wǎng)絡計算機以及通信技術在工業(yè)過程控制自動化中的應用，就能夠有效提升我國整體工業(yè)控制水平。

第二，將智能控制在工業(yè)過程控制自動化中的系統(tǒng)建模中加以應用也有著很大的作用發(fā)揮，首先在數(shù)據(jù)信息的采集過程中，能夠通過計算機對采集到的脈沖數(shù)進行記錄積累等，然后定時的存儲到數(shù)據(jù)寄存器當中。對數(shù)據(jù)信息的采集要能夠采用A/D單元，應用過程中在模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量之后就再定時轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)寄存器當中，另外PLC也能夠進行配置打印機將DM區(qū)中數(shù)據(jù)定期的進行打印等。對于電力部門則能采用這一技術對用戶用電的情況進行準確的記錄，這樣在用電量以及費用的收取等方面都能進行智能化的處理，有效節(jié)省了人工成本。

第三，數(shù)據(jù)的監(jiān)控系統(tǒng)主要是對產(chǎn)線整體運行狀態(tài)的監(jiān)控，在及機器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時就能夠自動化的報警，把故障數(shù)據(jù)做出記錄進行傳輸?shù)酱鎯ο到y(tǒng)中。然后在故障比較嚴重時就能夠采用PLC對整條生產(chǎn)線進行報警處理，同時也能結合實際對計數(shù)器進行調(diào)整，這樣就能保障生產(chǎn)線的規(guī)范化運行。所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)建模中就能將智能控制的作用充分地體現(xiàn)。

第四，智能控制在工業(yè)過程控制自動化中的動態(tài)控制中作用比較突出，人們已經(jīng)愈來愈認識到智能控制的價值和作用，一些比較新型的智能控制技術也得到了應用。工業(yè)企業(yè)要通過機械設備和中控室PLC進行建立數(shù)據(jù)通訊，這樣在過程控制方面就能得到有效加強，在遠程操作的目標上也能得到實現(xiàn)。智能控制技術在工業(yè)過程控制自動化中的應用能夠分為兩種，也就是局部級的控制應用以及全局級的控制應用，在局部級別的應用是對某一生產(chǎn)單元的自主設計，在實際應用范圍層面相對比較集中。而全局級別的控制則是對整條生產(chǎn)線的自動化生產(chǎn)控制。所以要能在具體應用中結合實際進行選擇，將應用的效果最大化的呈現(xiàn)。

3 結語

總而言之，我國的工業(yè)在當前發(fā)展過程中比較迅速，所以在這一過程中就要能夠注重先進科技的應用，智能控制將會在其中得以充分應用。工業(yè)過程控制自動化在現(xiàn)階段已經(jīng)有了很大程度的改善，未來這一領域在先進技術的保障下將會邁向新的發(fā)展高度。此次主要從智能控制和工業(yè)過程控制自動化概念以及應用特征和具體應用角度進行的分析，希望對實際發(fā)展有所裨益。

參考文獻：

[1]耿英會.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2013（02）.

[2]褚凱.基于人工智能技術的電氣自動化控制研究[J].科技創(chuàng)新導報，2014（03）.

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【關鍵詞】工業(yè)自動化；PLC；控制；發(fā)展；研究

所謂工業(yè)控制自動化，實際上就是在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中充分應用各種現(xiàn)代化先進技術、設備以及儀器等，對生產(chǎn)過程中的相關參數(shù)進行控制，通過對生產(chǎn)實踐進行智能化管控，來有效減少人、物以及財力方面的消耗，并且使更多的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)減少人員的直接參與。對于工業(yè)自動化控制而言，其主要是指機械電氣一體化集成控制技術、理論之間的相互綜合，并且會涉及到工業(yè)生產(chǎn)領域的各個環(huán)節(jié)。在當前的形勢下，加強對工業(yè)自動化控制及發(fā)展問題的研究，具有非常重大的現(xiàn)實意義。

1.工業(yè)自動化控制發(fā)展現(xiàn)狀

實踐中可以看到，工業(yè)自動化控制技術的出現(xiàn)與應用，有效的促進了國內(nèi)工業(yè)、制造業(yè)領域的快速發(fā)展，在國民經(jīng)濟發(fā)展過程中起到了舉足輕重的作用。從當前工業(yè)發(fā)展進程來看，因國內(nèi)傳統(tǒng)制造業(yè)技術、設備相對比較落后，所以難以有效適應現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展要求；隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)自動化的發(fā)展要求，有效的催生了自動化技術、儀表以及控制系統(tǒng)的進步。從實踐來看，自動化控制技術在總體技術應用與發(fā)展方面，雖然已經(jīng)取得了很大的成績，但是已經(jīng)促使信號制式改進，并且催生了現(xiàn)代控制技術及其信息化。據(jù)調(diào)查顯示，雖然工業(yè)自動化潛力在現(xiàn)代設備資產(chǎn)管理、操作技術以及工業(yè)設備預測診斷方面挖掘比較深，但自動化控制技術仍有有一定的發(fā)展空間。隨著自動化儀表的不斷研發(fā)和應用，對于產(chǎn)品價值非常的敏感，很大程度上出現(xiàn)了自動化儀表替代品，因此自動化儀器、儀表應用仍處在一個初級發(fā)展階段。

工業(yè)自動化控制過程中，常用的是PLC技術，該種可編程序控制器采用了數(shù)字運算方式對電子系統(tǒng)進行有效控制，實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)過程全過程控制。該技術利用的是可編程存儲器，并且在存儲程序內(nèi)部實現(xiàn)了有效的邏輯運算，以此向用戶發(fā)送計數(shù)、定時以及算術操作指令，然后以數(shù)字模擬形式輸入和輸出一些控制性指令，因此成為現(xiàn)代工業(yè)控制的重要技術。在此過程中，還包括DCS技術，它是一種集散控制系統(tǒng)，以網(wǎng)絡通信技術作為紐帶，對其過程進行全面管控。同時，這一過程中還融合了大量的現(xiàn)代高新技術，以此來實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)分散控制、集中操作以及分級管理和靈活配置，同時這也是工業(yè)分布控制可靠性、開放性的重要體現(xiàn)。就工業(yè)PC而言，它是一種分布式控制系統(tǒng)基礎，在一定程度上可有效替代PLC、DCS系統(tǒng)。根據(jù)客戶的實際要求，可設置針對性的服務器模式，并且將客戶機、服務器有機的兼容起來，基于通信網(wǎng)絡指導，實現(xiàn)管控融合的自動化控制。通過這種方式，可以有效促進現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的交流與溝通，從而實現(xiàn)信息資源的優(yōu)化與共享。

2.PLC發(fā)展問題分析

工業(yè)自動化控制中的PLC應用，大大促進了工業(yè)化建設發(fā)展進程。通常情況下，無需采取任何的措施和方法，即可直接應用在現(xiàn)代工業(yè)領域。從實踐來看，雖然其可靠性比較高、干擾能力也非常的強，但是在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境條件下，電磁干擾影響非常的強烈，一旦安裝應用不當，則可能會導致程序錯誤、甚至因運算錯誤而產(chǎn)生誤輸入、誤輸出，進而導致設備嚴重失控、或者誤動作，嚴重影響PLC技術的正常應用和運行?；诖?，要想有效提高PLC控制系統(tǒng)運行的安全可靠性，既要求PLC生產(chǎn)廠家要不斷的提高設備抗干擾能力，又要求設計、安裝以及應用維護過程中，需要多方面的配合與協(xié)調(diào)，才能有效的解決實踐中的問題，增強整個系統(tǒng)的抗干擾性。

2.1 溫度與濕度

對于工業(yè)PLC而言，其通常會受到工作溫度的限制，因此PLC設備安裝過程中，應當充分考慮到散熱性方面的要求，采用發(fā)熱量相對較大的一些電器元件。當周圍工作條件發(fā)生變化，尤其是環(huán)境溫度相對過高時，還應當充分考慮有效安裝通風、制冷等設備，以實現(xiàn)對工作溫度的有效調(diào)控，確保PLC工作對溫度的客觀要求。實踐中可以看到，由于元器件絕緣性能與周圍環(huán)境中的水汽含量之間存在著非常密切的關系，因此濕度控制在很大程度上關系著PLC元件的運行安全穩(wěn)定性，因此在實際應用過程中，應當始終控制好濕度范圍。

2.2 震動與電源

對于PLC而言，其對防震要求非常的高，因此實踐中應當盡可能遠離那些具有強烈震動性質(zhì)的裝置與設備。同時，還要防止出現(xiàn)連續(xù)、頻繁振動現(xiàn)象的發(fā)生，必要時建議采取適當?shù)臏p震措施，以減小因震動造成的危害與損失。一般而言，PLC對電源線產(chǎn)生的干擾具有一定程度的抵抗性，而且其安全可靠性要求也非常的高，尤其在電源干擾影響非常嚴重的環(huán)境條件下，可安裝帶屏蔽層、或具有屏蔽功能的隔離變壓器，這樣就可以有效減小設備與地的干擾和影響。通常情況下，PLC均有24V直流輸出提供給輸入端，如果輸入端采用的是外接直流電源，應當選用直流穩(wěn)壓電源。對于普通整流濾波電源而言，因其受到紋波的影響非常嚴重，很容易導致PLC接收信息資料出現(xiàn)偏差或者錯誤。

3.工業(yè)自動化控制發(fā)展趨勢

隨著自動化控制技術的不斷改進和發(fā)展，雖然工業(yè)自動化控制能力有了很大程度的提升，但是在實際應用過程中，依然還存在著一些問題與不足。比如，自動化控制設備、儀表的鞥，存在著嚴重的信息資料安全保密問題，同時其軟件與程序可行性、通信安全保密性、運行互動性以及具體的操作性方面，依然還存在著一些問題與不足?；诖?，從工業(yè)自動化控制現(xiàn)狀及未來發(fā)展實踐來看，應當充分利用現(xiàn)代數(shù)字與網(wǎng)絡技術，以確保進工業(yè)自動化控制的可持續(xù)發(fā)展。

3.1 工業(yè)自動化未來發(fā)展主流方向

基于當前工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀和進程來看，未來國內(nèi)工業(yè)化發(fā)展過程中，應當在設備智能化、無線化以及高精度化方面進一步創(chuàng)新和改進。在當前國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)建設和發(fā)展領域，科學智能化是自動化控制發(fā)展的最典型成果，同時也是未來國內(nèi)工業(yè)自動化控制發(fā)展的主流趨勢，即未來工業(yè)自動化發(fā)展的主流方向就是實現(xiàn)工業(yè)機械設備的多功能自動控制。對于儀表測量而言，不同測量主體其需要利用計算機一次性發(fā)送對應指令來完成操作，并且以此為基礎來實現(xiàn)工業(yè)自動化控制?，F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，一些精度要求較高的產(chǎn)品加工過程中，應當進行深加工，而且在自動化控制及智能化操作條件下，應當對工業(yè)作業(yè)操作精度進一步提升。對于現(xiàn)代工業(yè)領域的生產(chǎn)而言，其所倡導的是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)以及相關設備的安全運行及其穩(wěn)定性控制，同時對工業(yè)生產(chǎn)領域的功能消耗、生態(tài)環(huán)保保護要求非常的高?；诖?，在當前倡導發(fā)展綠色工業(yè)的時代背景下，無線通信技術應用與發(fā)展，有效實現(xiàn)了現(xiàn)場儀表通信無線化發(fā)展，同時對工業(yè)機械設備優(yōu)化設置具有非常重要的作用。因此，應當盡可能降低通信電纜日常維護成本，加強無線通信技術與設備研發(fā)，這樣就可以有效滿足現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展要求。

3.2 信息化與自動化之間的有機結合

在現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展過程中，為強化工業(yè)自動化控制與管理，可將信息技術與自動化發(fā)展有機的結合在一起，從而實現(xiàn)企業(yè)信息化管理。實踐中可以看到，現(xiàn)代信息技術對工業(yè)自動化影響，可有效促進現(xiàn)代企業(yè)科技人才的教育與培養(yǎng)，尤其是自動化儀表可借助現(xiàn)代信息技術發(fā)展與應用，提高信息化建設發(fā)展步伐。從當前發(fā)展實踐來看，信息化與自動化之間的影響具有相輔相成性，而且自動化儀表及自動化技術的應用范圍也非常的廣泛，尤其對工業(yè)建設中的信息數(shù)據(jù)采集、信息處理、實際應用等，都會產(chǎn)生非常大的影響。因此，現(xiàn)代信息技術的快速發(fā)展，對工業(yè)自動化儀表的應用與發(fā)展，具有非常強的依賴性。

3.3 工業(yè)自動化控制過程中的安全可靠性

實踐中可以看到，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，普遍存在著很多的安全風險問題，而且這些問題也呈現(xiàn)出一定的多元化。在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制領域中，最為重要的一個因素就是安全問題，尤其是自動化儀表應用與發(fā)展過程中的功能作用發(fā)揮與安全可靠問題。近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和工業(yè)自動化儀表的全面應用與推廣，很多經(jīng)過功能安全認證的儀表已經(jīng)盛行于當前市場，為確保工業(yè)自動化控制安全可靠性，還需強化對儀表的質(zhì)量問題檢測。對于儀表質(zhì)量問題研究過程中，因多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)所遵從的生產(chǎn)參照標準都是源于企業(yè)本身，并未對客戶實施公信力認證，因此數(shù)據(jù)信息缺乏客觀性、可行性，多為經(jīng)驗主義認識。

3.4 加強自動化控制體系維護，強化自動化儀表準確診斷

在當前國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)過程中，因激烈的市場競爭壓力，企業(yè)為占據(jù)一定市場份額和市場優(yōu)勢，逐步強化對現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與安全防雷監(jiān)控，加強研究系統(tǒng)的有效維護以及儀表準確診斷，防止對廣大用戶以及制造商等，產(chǎn)生不利影響?；诖?，通過生產(chǎn)全過程的有效診斷、裝備診斷和自動化控制體系及現(xiàn)場儀表的有效診斷，強化工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與安全監(jiān)管。是現(xiàn)在可以看到，由于現(xiàn)代工業(yè)自動化控制體系中的相關診斷技術在不斷的創(chuàng)新與改進，使得其產(chǎn)品性能和功能逐步增強，這使得生產(chǎn)裝備監(jiān)控、自動化系統(tǒng)診斷實現(xiàn)了同步控制。

4.結語

總而言之，工業(yè)自動化作為現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展以及科技水平不斷進步的產(chǎn)物，對工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了非常重要的作用，同時也促進了現(xiàn)代企業(yè)的快速發(fā)展。近年來，隨著PLC技術應用領域的不斷拓寬，對PLC技術及功能要求不斷提高，這使得PLC技術應用中的問題得到了有效的研究與解決。本文通過對工業(yè)自動化控制發(fā)展現(xiàn)狀、PLC發(fā)展過程中存在問題的分析，進而對現(xiàn)代工業(yè)自動化控制發(fā)展趨勢進行了研究。

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篇5

顯示儀表是指用來顯示和記錄被測參數(shù)值，或者對生產(chǎn)中的異常狀態(tài)作出低報或高報，以提示操作人員隨時對生產(chǎn)過程進行監(jiān)督和判斷。顯示儀表的種類按照顯示方式進行劃分，可以分為數(shù)字式顯示儀表、模擬式顯示儀表、圖形顯示儀表三種。

調(diào)節(jié)儀表即控制儀表也叫調(diào)節(jié)器，是通過預設定控制程序來對被控變量進行自動控制的儀表，可以在閉環(huán)控制進行應用。根據(jù)控制作用不同來劃分，調(diào)節(jié)器可以分為微分類、比例積分類、比例積分微分類調(diào)節(jié)器等。

執(zhí)行器是用于終端控制的一個重要元件，它依據(jù)調(diào)節(jié)器給出的控制信號，在工業(yè)控制系統(tǒng)中，從正向通路中直接調(diào)節(jié)能量或物料的給定量，以實現(xiàn)溫度、壓力、流量、液位等工藝過程的參數(shù)調(diào)節(jié)。執(zhí)行器由執(zhí)行機構、調(diào)節(jié)機構兩部分組成。調(diào)節(jié)閥是工藝過程控制用得最多的，它是一種根據(jù)上位機給出的控制信號來調(diào)整管道管路的口徑，實現(xiàn)控制管道內(nèi)流量的執(zhí)行器。

計算儀表用于對一個或多個輸入變量進行數(shù)學的各種運算。按輸入與輸出變量間的運算關系進行劃分，計算儀表可分為加法器類、乘法器類、開方器類等。設定值發(fā)生器是給定單元，它給調(diào)節(jié)類儀表一個以時間或其它變量為函數(shù)的信號，設定被控量的預設值。如果這個預設值隨著時間有規(guī)律的變化，應能達到用時間程序控制的目的。信號轉(zhuǎn)換器簡稱轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⒁环N信號轉(zhuǎn)換成另一種信號（一般為標準信號）。例如，將電信號轉(zhuǎn)換成標準氣信號的轉(zhuǎn)換器稱為電一氣轉(zhuǎn)換器，反之則稱為氣一電轉(zhuǎn)換器。

工業(yè)儀表早期又稱為熱工儀表，在20世紀30年代中出現(xiàn)，在化工業(yè)、石油煉制業(yè)、熱能動力業(yè)和冶金業(yè)等連續(xù)性的熱力方面的生產(chǎn)過程，主要有機械式、液動式兩種結構形式。這個時期的儀表體積頗大，主要用于實現(xiàn)最簡單的包括就地檢測、記錄和控制。30年代末至40年代初時期，氣動類儀表出現(xiàn)，和壓力信號實現(xiàn)統(tǒng)一，接著帶遠程的發(fā)送器類儀表出現(xiàn)。這類儀表實現(xiàn)了在遠距離的二次類儀表上進行讀數(shù)重現(xiàn)，把包括檢測、記錄和控制的一系列操作在中心控制室進行。到50年代，電氣機械類調(diào)節(jié)器、電子類電位差計、電動類動圈式毫伏計以及整套的電子管類調(diào)節(jié)儀表出現(xiàn)。到80年代，組裝電子類綜合控制裝置出現(xiàn)，將工業(yè)儀表和現(xiàn)代化的自動控制系統(tǒng)有機結合在一起。工業(yè)儀表的快速發(fā)展促進著工業(yè)生產(chǎn)自動化不斷向前發(fā)展，工業(yè)儀表、現(xiàn)代自動化技術成為了工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的部份。

自動化控制技術

自動化控制技術是指在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等領域中，機械、電氣一體集成自動化控制的技術和理論。

1自動化控制原理自動化控制有半自動與全自動化，例如：機器、設備可以按照生產(chǎn)規(guī)劃，進行全自動化或半自動運轉(zhuǎn)；全自動化控制，人只需要作為全自動化控制的操作員，根據(jù)生產(chǎn)進度確定控制的要求和程序，不用直接參與生產(chǎn)過程；半自動化控制需要人力通過設施、設備、機械、儀器或手工參與生產(chǎn)過程。自動化控制技術廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等方面。采用自動化控制可以讓人從繁重的體力勞動、部分簡單的腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解脫，更能極大地提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)省為力物力財力資源，為企業(yè)創(chuàng)造更多的財富。因此，自動化控制是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等現(xiàn)代化的重要條件和顯著標志。

2自動化控制的應用

過程自動化在石油煉制和化工生產(chǎn)企業(yè)，采用自動化控制實現(xiàn)流體、粉體的化學處理過程。一般是由檢測儀表、調(diào)節(jié)器以及計算機三塊來組成整個過程控制的系統(tǒng)，對加熱爐和精餾塔及整個工業(yè)生產(chǎn)流程實現(xiàn)最優(yōu)控制。反饋控制、前饋控制、最優(yōu)控制是最常用到的控制模式。

機械制造自動化機械、電氣與自動控制相結合便鑄就了機械制造自動化，主要在處理離散工件中應用。在最早期，機械制造自動化是非常簡單的自動生產(chǎn)線，只是采用機械或電氣器件的單機自動化。進入20世紀60年代以后，隨著計算機應用的廣泛普及，數(shù)控機床、機器人、加工中心、計算機輔助設計及制造、自動化倉庫等便隨之出現(xiàn)。用于適應多樣品種、較小批量生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)隨之產(chǎn)生。而自動化車間則是采用計算機和生產(chǎn)制造系統(tǒng)集成起來的的工廠自動化控制系統(tǒng)，它是以柔性制造生產(chǎn)系統(tǒng)為基礎，同時在信息管理和生產(chǎn)管理中同步實現(xiàn)了自動化。

管理自動化對企業(yè)單位的人力資源、財力資源、物的資源以及生產(chǎn)和辦公的管理實現(xiàn)自動化控制，就是管理自動化。它是一門綜合性技術，是以信息處理為中心，并應用了電子計算機、通信系統(tǒng)與控制等學科。通常它需要采用多臺具有高速運行速度，并能處理大量信息能力的計算機以及各種終端共同組成的局部網(wǎng)絡?，F(xiàn)代管理自動化中，已在管理信息系統(tǒng)的基礎上研制出了決策支持系統(tǒng)，可以為決策提供備選方案，成為高層管理人員的好助手。

結語

篇6

關鍵詞： 煤礦 環(huán)網(wǎng) 自動化

中圖分類號：O741+.2 文獻標識碼：A 文章編號：

理論與實際

煤礦井下生產(chǎn)過程復雜，環(huán)境惡劣，自然災害多，嚴重影響生產(chǎn)和人身安全。下井工人作業(yè)強度大，工作壓力重，如何正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關系，如何準確、實時、快速履行煤礦安全監(jiān)測職能，有效進行礦工管理，保證搶險救災、安全救護的高效運作顯得尤為重要和緊迫。面對新形勢、新機遇和新挑戰(zhàn)，國家各級主管部門的領導對安全生產(chǎn)工作提出了很高的要求和期望。同時如何改變目前煤礦企業(yè)對井下人員落后的管理模式，如何實現(xiàn)管理的自動化、信息化也成為所有煤礦企業(yè)關心的問題。我們認為，建立以災害預防、事故救助、電子信息化管理為主要目標的信息化和自動化建設能夠很好的解決上述問題。

工業(yè)環(huán)網(wǎng)及自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.工業(yè)環(huán)網(wǎng)

目前德國赫思曼工業(yè)以太網(wǎng)交換機在煤礦自動化系統(tǒng)中的應用最廣泛、也是是目前全球工業(yè)以太網(wǎng)技術的領導者。其工業(yè)交換機（含現(xiàn)場及核心級設備）均具備工業(yè)級別的端口實時性（端換延時小于5us），不論網(wǎng)絡中交換機連接級數(shù)有多少，不論網(wǎng)絡拓撲結構如何，均可簡單的計算出任意的端口對端口的總傳輸時延，在一般情況下均可滿足各種控制系統(tǒng)的需要（如PLC、DCS等）。同時赫思曼交換機網(wǎng)絡支持的拓撲結構豐富，可以簡單的基于骨干環(huán)網(wǎng)向各個方向擴展出冗余的區(qū)域子網(wǎng)，整個擴展過程不需要暫停現(xiàn)有網(wǎng)絡的運行，且配合模塊化交換機設備，可以減少光電轉(zhuǎn)換設備，提高系統(tǒng)可靠性。在擴展過程中，赫思曼的全網(wǎng)端到端冗余恢復性能不受網(wǎng)絡規(guī)模變動的影響。

根據(jù)煤礦井下巷道布置圖，將煤礦井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)布置成幾個個獨立的千兆光纖環(huán)網(wǎng)加星型結構，具體方案主要考慮主干環(huán)形網(wǎng)絡的組件設計。

2.目前各煤礦自動化系統(tǒng)建設情況

目前各個煤礦已經(jīng)建設完成的自動化系統(tǒng)大多為有水文監(jiān)測系統(tǒng)，人員定位系統(tǒng)，皮帶運輸系統(tǒng)，礦井提升系統(tǒng)，洗煤廠自動監(jiān)控系統(tǒng)，瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)，泵房自動化系統(tǒng)，斜井運輸系統(tǒng)，礦井供電監(jiān)控系統(tǒng)，充填系統(tǒng)，壓風自救系統(tǒng)等。如此多的系統(tǒng)，但一直沒有統(tǒng)一的數(shù)字化平臺對煤礦各自動化系統(tǒng)進行整合，目前可以通過工業(yè)以太網(wǎng)的建立，為各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集及數(shù)據(jù)的整合開拓了一條新的路徑。因此在運用工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)提高企業(yè)自動化水平的建設方面，各煤礦企業(yè)應具有超前意識。

3.自動化系統(tǒng)與工業(yè)環(huán)網(wǎng)的結合情況

井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)的建設，需要敷設光纜做為主干線路，覆蓋煤礦井下各個主要泵房，變電峒等重點區(qū)域，然后就近將井下現(xiàn)有各自動化系統(tǒng)接入工業(yè)交換機，保證各系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常，數(shù)據(jù)傳輸準確。日后其它自動化系統(tǒng)陸續(xù)接入井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，以環(huán)網(wǎng)高速路為系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸線路，保障各系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸正常。

三．工業(yè)環(huán)網(wǎng)為企業(yè)自動化系統(tǒng)提供的安全性

現(xiàn)在已經(jīng)有不少煤礦的井下生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)接入環(huán)網(wǎng)。為了保證環(huán)網(wǎng)的安全性，煤礦應設計把工業(yè)環(huán)網(wǎng)與辦公網(wǎng)隔離開。網(wǎng)絡隔離分為物理隔離和邏輯隔離兩種。物理隔離從網(wǎng)絡層隔離互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)，通過網(wǎng)閘、雙硬盤、兩套主機、網(wǎng)絡隔離卡等方式來實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)隔離。但往往需要花重金和大力氣部署隔離產(chǎn)品，不僅建設成本高、建設周期長，而且維護管理工作量成倍增加，員工也使用不方便。所以對一般煤礦來說，將危機四伏的互聯(lián)網(wǎng)與內(nèi)部辦公網(wǎng)絡進行邏輯隔離，是安全、有效的保護內(nèi)網(wǎng)信息安全和安全生產(chǎn)的最重要的措施。因此煤礦企業(yè)可以采用防火墻來隔離工業(yè)環(huán)網(wǎng)與辦公網(wǎng)，井上、下工業(yè)環(huán)網(wǎng)都匯聚到煤礦企業(yè)的網(wǎng)絡機房，通過防火墻來連接煤礦企業(yè)的辦公網(wǎng)，這樣就從邏輯上來達到網(wǎng)絡隔離的效果。

其次，煤礦企業(yè)員工在平時工作中，既需要訪問互聯(lián)網(wǎng)，又需要訪問內(nèi)部的辦公網(wǎng)和生產(chǎn)網(wǎng)，而網(wǎng)絡環(huán)境惡化使得這種辦公方式給內(nèi)部網(wǎng)絡帶來了巨大的潛在風險。員工在上網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)訪問網(wǎng)頁，接收郵件時遭遇了病毒攻擊，導致PC中毒。由于病毒觸發(fā)后具有快速復制和傳播性，往往內(nèi)網(wǎng)一個用戶中毒后，其他PC、甚至服務器均有遭遇病毒攻擊的可能，導致的內(nèi)部系統(tǒng)癱瘓，帶來的將是經(jīng)濟利益的損失，對于煤礦企業(yè)來說，更可能直接影響到安全生產(chǎn)。所以出于安全性的考慮，煤礦企業(yè)必須采用網(wǎng)絡隔離的方式，從網(wǎng)絡層隔離互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)。企業(yè)實現(xiàn)網(wǎng)絡隔離后，可以防止病毒通過訪問外網(wǎng)的計算機傳入公司的工業(yè)環(huán)網(wǎng)，并制定訪問規(guī)則，控制辦公網(wǎng)中計算機訪問工業(yè)環(huán)網(wǎng)中監(jiān)控的服務器等重要設備的權限，保護內(nèi)部網(wǎng)絡安全的同時，保護了企業(yè)內(nèi)部信息的安全和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的安全。

四．工業(yè)環(huán)網(wǎng)為提升企業(yè)自動化水平帶來的效益

煤礦工業(yè)環(huán)網(wǎng)的建成為井下自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸提供了數(shù)據(jù)傳輸保障，減少了各系統(tǒng)建設過程中網(wǎng)絡上的重復建設，各自動化系統(tǒng)終端可就近接入井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機，避免了井下重復放線及日后線路維護帶來的經(jīng)濟投入及人力投入。同時節(jié)省了各系統(tǒng)在網(wǎng)絡連接中使用的各種網(wǎng)絡設備，如光端模塊，視頻轉(zhuǎn)換模塊等。

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【關鍵詞】冶金工業(yè) 自動化網(wǎng)絡控制 總線技術 IPC技術 以太網(wǎng)

鋼鐵生產(chǎn)的過程工序繁雜，一般要經(jīng)過選礦、燒結、高爐、轉(zhuǎn)爐、軋鋼等工序，且如在工序生產(chǎn)的過程中采取人工操作，則在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫、噪聲、輻射、粉塵等都會嚴重危及著施工人員的身體健康，同時，鋼鐵的生產(chǎn)對于某些環(huán)節(jié)的技術要求較高，一般的人力根本無法達到精確性的要求。這就意味著將自動化網(wǎng)絡控制技術運用到冶金工業(yè)生產(chǎn)中勢在必行，以便在提高冶金生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時，保證人員的健康及人身安全。

1 我國冶金工業(yè)自動化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 我國冶金業(yè)自動化網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的構成

就目前我國冶金工業(yè)的自動化發(fā)展現(xiàn)狀來看，其用于生產(chǎn)操作的控制系統(tǒng)主要分為五級，分別為：0級，該級層為控制系統(tǒng)的采集執(zhí)行層，主要是進行物理量的測量以及控制命令的執(zhí)行；1級，該級層為控制操作系統(tǒng)的控制層主要是對鋼鐵生產(chǎn)過程中的自動化工藝操作實現(xiàn)集中的控制和管理；2級，該級層為控制操作系統(tǒng)的生產(chǎn)模型計算層，其主要功能是用于自動化生產(chǎn)的優(yōu)化性控制；3級，該級層為控制操作系統(tǒng)的調(diào)動系統(tǒng)，主要用于鋼鐵自動化生產(chǎn)過程中，各工序之間的協(xié)調(diào)；4級，該級層是控制操作系統(tǒng)的企業(yè)信息系統(tǒng)層，主要用于企業(yè)信息的搜集、統(tǒng)計、整理、分析和保存。以上五級在冶金工業(yè)的自動化操作系統(tǒng)中，共同構成完整的網(wǎng)絡自動化控制系統(tǒng)，并分別使用兩種網(wǎng)絡形式進行互聯(lián)網(wǎng)的連接，一是專用網(wǎng)絡，其在控制系統(tǒng)操作的過程中主要采用的是專用型的控制設備及相關軟件，主要適用在1級及其以下的控制操中；二是以太網(wǎng)，該網(wǎng)絡連接形式主要由于2級及其以上的控制網(wǎng)絡連接中。就目前冶金工業(yè)中，自動化與各種網(wǎng)絡的無縫集成是冶金企業(yè)實現(xiàn)全面化的信息建設和自動化網(wǎng)絡控制的難點之一，其限制了冶金企業(yè)信息自動化控制網(wǎng)絡的建立。

1.2 我國冶金業(yè)自動化網(wǎng)絡控制技術的發(fā)展

而隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高以及在冶金工業(yè)領域中對各種高新技術的應用及引進，使我國的冶金工業(yè)從鐵礦石的堆放場、選礦直至連鑄、軋鋼等各工序環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了高度的自動化系統(tǒng)控制，單機操作系統(tǒng)、集散式分布系統(tǒng)等較為先進的自動化控制系統(tǒng)在我國得到冶金業(yè)得到了推廣和使用，且我國的一些大型鋼鐵企業(yè)，如武鋼、寶鋼等亦在積極引進國外先進自動化技術操作設備的基礎上，充分結合自身鋼鐵生產(chǎn)的特點，進行自主的創(chuàng)新改造，提高自身的鋼鐵生產(chǎn)自動化水平，并且與國際先進水平持平，一改以往我國冶金工業(yè)自動化生產(chǎn)的落后局面。

1.3 我國冶金自動化網(wǎng)絡控制技術的缺陷

我國冶金工業(yè)自動化發(fā)展水平與發(fā)達國家，如德國、美國等國家相比，存在著明顯的差距，且高科技、高自動化的冶金網(wǎng)絡控制技術及相關設備多在我國大型的鋼鐵制造業(yè)中使用，并沒有得到大范圍的推廣和應用，使得我國整體的冶金業(yè)自動化網(wǎng)絡控制技術水平較低，這是我國與發(fā)達國家的差距之一；之二是，我國相關自主研發(fā)能力及自主知識產(chǎn)權的缺失，也即我國的自動化控制設施設備在生產(chǎn)上對國外先進技術的依賴性較強，在自動化控制軟件及硬件的生產(chǎn)生存在明顯的核心技術缺失，如有些自動化控制設備采用的是德國西門子自動化控制系統(tǒng)，而有些則采用ABB的控制系統(tǒng)等，在自動化控制機械及設備的生產(chǎn)制造上均不擁有核心化的技術知識產(chǎn)權，這嚴重影響了我國冶金業(yè)自動化網(wǎng)絡控制技術的可持續(xù)發(fā)展；之三是，我國的冶金自動化控制研究起步較晚，始于改革開放，這造成在成套自動化機械設備的生產(chǎn)和研究上、系統(tǒng)設計上，我國目前擁有的經(jīng)驗明顯不足，雙方之間存在很大的差距，要趕上西方國家的水平我國有很長一段路要走。

2 自動化網(wǎng)絡控制技術在冶金工業(yè)中的應用

將自動化網(wǎng)絡控制技術應用到冶金工業(yè)中，主要包括三個層次的應用，也即現(xiàn)場總線技術、IPC技術以及以太網(wǎng)，具體表現(xiàn)如下：

2.1 現(xiàn)場總線技術

現(xiàn)場總線技術，英文簡稱FSC，經(jīng)過30多年的發(fā)展，關于其的生產(chǎn)和應用技術相對比較嫻熟，在世界上游多家廠商進行總線產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括較為出名的Profibus以及由Rosemout開發(fā)推行的HART等，都代表著現(xiàn)場總線技術產(chǎn)品較高的技術水平。該技術對于實現(xiàn)我國各控制子系統(tǒng)之間的無縫集成具有重大的意義，能夠高效的實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場、控制設備及企業(yè)信息管理層之間的聯(lián)系。筆者以Profibus為例，進行詳細的介紹：Profibus是德國及歐洲現(xiàn)場總線的標準模型，并分為DP、PA、FMS三個系列，其中的DP型主要用于冶金工業(yè)的加工自動化領域，適合分散外間的高速傳輸；FMS主要用于規(guī)范現(xiàn)場信息，適合可編程的控制器等；PA一般應用于生產(chǎn)過程的自動化控制中。

將現(xiàn)場控制總線技術應用到冶金業(yè)的自動網(wǎng)絡化控制中，其不僅具有極強的環(huán)境適應性，且能有效實現(xiàn)各自動化控制子系統(tǒng)之間的的相互操作及功能自治，有利于我國冶金工業(yè)自動化控制技術難題的解決，實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的無縫集成。

2.2 IPC技術

IPC技術是工業(yè)控制計算機技術的簡稱，其是將計算機技術與自動化控制設備完美的結合在一起，也即在將計算機的硬件做出一定的適應性改造之后，將自動化的網(wǎng)絡控制技術軟件安裝進計算機系統(tǒng)之內(nèi)，以便于工業(yè)生產(chǎn)操作的控制與調(diào)節(jié)。在計算機技術迅速普及的前提下，IPC技術在冶金業(yè)自動化控制裝備中的應用上具有較大的優(yōu)勢，如高度的開放性、低廉的價格以及操作的靈活便捷性、強大的功能等，并將通信、人、機和操作軟件及系統(tǒng)緊密的結合在一起，實現(xiàn)冶金業(yè)自動化網(wǎng)絡控制操作的可視性，并通過計算機系統(tǒng)對其自動化的操作步驟、操作系統(tǒng)進行連續(xù)不斷的監(jiān)督和控制，以便能及時發(fā)現(xiàn)自動化操作中存在的故障和問題并能及時修復。如重慶的鋼鐵企業(yè)在其大型加熱爐的控制器應用上，改以往的DSC操作控制系統(tǒng)為PC-based，并取得了良好的運行效果，且價格更加低廉、維護更加方便。

2.3 以太網(wǎng)

2.3.1 以太網(wǎng)在工業(yè)自動化網(wǎng)絡控制中應用的優(yōu)勢

就以太網(wǎng)在目前我國冶金業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的應用來看，主要集中在2級及其以上的應用上，并逐漸向0-1級系統(tǒng)的應用上擴展。將以太網(wǎng)作為冶金工業(yè)的自動化控制網(wǎng)絡主要具有以下三點優(yōu)勢：一是速度優(yōu)勢，與其他網(wǎng)絡傳輸相比，以太網(wǎng)在信息的傳輸和交互上，速度更快，且擁有足夠的帶寬；二是其通信傳輸系統(tǒng)較為成熟，以太網(wǎng)的存在時間較長，不僅有固定且統(tǒng)一標準的網(wǎng)絡通信協(xié)議，且其在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)應用中的設置、維護及故障診斷等技術體系較為成熟，并被多數(shù)專業(yè)技術人員熟知；三是在其網(wǎng)絡信息傳輸?shù)倪^程中，其對于傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)要求較低，有利于拓撲網(wǎng)絡結構的構建。

以上三點優(yōu)勢決定了其與其他網(wǎng)絡相比，更適合應用在工業(yè)自動化控制體系中。

2.3.2 以太網(wǎng)在冶金自動化中的應用

在冶金自動化網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，以太網(wǎng)的應用主要體現(xiàn)在各種網(wǎng)絡化儀器儀表與IPC及Int的連接上，或者是利用局域網(wǎng)將自動化操作系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)連接起來，并通過控制其實現(xiàn)自動化網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的控制功能。如在鋼鐵生產(chǎn)中，對鐵礦石的原料分析、對鐵水、鋼水的成分分析等，都是通過以太網(wǎng)來實現(xiàn)網(wǎng)絡化，并進行精確性的分析，這點只靠人工實驗室分析研究時達不到網(wǎng)絡分析的精細化的，而經(jīng)過網(wǎng)絡化分析檢測過測鐵水、鋼水等成分表直接通過網(wǎng)絡系統(tǒng)被輸送到相應的技術部門，并與計算機的監(jiān)控系統(tǒng)相連接，亦可根據(jù)需要建立其相應的數(shù)據(jù)共享平臺，既可供員工查閱，以亦方便客戶對鋼鐵質(zhì)量數(shù)據(jù)的查詢。

3 結語

綜上所述可知，將自動化網(wǎng)絡控制技術應用到冶金工業(yè)中，是支持我國冶金工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證，以使增強其國際競爭力的關鍵性技術支撐。因此，在我國各鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的過程中，要充分應用自動化的網(wǎng)絡控制技術，在提高鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和效率的同時，帶來顯著的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻

[1]韓精華.網(wǎng)絡控制技術在冶金工業(yè)中的應用[J].中國冶金，2005，15（12）：25-30.

[2]伊棟，郭樹珂.自動化網(wǎng)絡控制技術在冶金工業(yè)綜合控制中的應用[J]信息通信，2013（126）：171-172.

[3]張雨兵.多網(wǎng)絡協(xié)同控制技術在冶金自動化系統(tǒng)中的應用[J].科技資訊，2012（12）：31-33.

作者簡介

劉寶華（1964-），男，江蘇省興化市人。現(xiàn)供職于江陰興澄特種鋼鐵有限公司，從事電氣自動化工作。研究方向為電氣自動化技術。

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關鍵詞 工業(yè)自動化；控制技術；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0004-01

工業(yè)自動化的概念可以簡單歸結為將工業(yè)生產(chǎn)中的各種人力、物力用先進的技術、設備、儀器代替，并用計算機技術實現(xiàn)智能化控制，從而有效減少人力、物力、財力的消耗，使生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量都得到提高的綜合性工業(yè)控制過程。這是人類歷史上重大的突破，是一項重要的技術，打破了以往工業(yè)生產(chǎn)中效率與質(zhì)量之間的怪圈，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的靈活性和定制性。工業(yè)自動化控制技術在經(jīng)濟繁榮的今天已取得了舉世矚目的成就，工業(yè)生產(chǎn)領域的絕大多數(shù)企業(yè)在進行產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中都依賴于工業(yè)自動化控制技術。在科學技術日新月異的21世紀，該技術也呈現(xiàn)出不斷發(fā)展成熟的新趨勢。本文對工業(yè)自動化控制技術的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展新趨勢做出了簡要探討。

1 工業(yè)自動化控制技術的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 PLC系統(tǒng)

在工業(yè)自動化控制領域，占據(jù)主導地位很長時間的是PLC。PLC的應用目的很簡單，就是為很多不同的工業(yè)自動化控制設備提供安全、可靠的控制方案，對于工業(yè)自動化領域的發(fā)展起著獨一無二的推動作用。但是PLC也同樣面臨著其他工業(yè)自動化控制技術的沖擊。目前，國外的廠家似乎更加青睞PLC產(chǎn)品的生產(chǎn)，世界上的PLC產(chǎn)品型號大約有300種。而且我國所使用的PLC主要依賴于國外引入，因為我國的PLC并沒有發(fā)展到足夠的規(guī)模，也缺少在PLC生產(chǎn)方面具有強大能力和品牌質(zhì)量的企業(yè)。但是不容忽視的是，我國對PLC的生產(chǎn)也取得了不小的進步。另外，PLC雖然沒有達到產(chǎn)業(yè)化，但是憑借其在工業(yè)自動化控制中的活躍應用，行業(yè)領域也沒有被局限住，反而應用范圍也很廣。

1.2 DCS系統(tǒng)

DCS（Distributed Control System）是指集散控制系統(tǒng)。它是在20世紀的70年代被研發(fā)出來而且隨即得到成功運用的系統(tǒng)。隨后的10年，我國對DCS的研制取得了重大發(fā)展，從而開展該系統(tǒng)的技術攻關。此后，隨著科技的進步，我國對DCS的研究和生產(chǎn)實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，同時一大批的DCS企業(yè)如雨后春筍般崛起?，F(xiàn)如今，我國對于DCS產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)質(zhì)量日趨呈現(xiàn)出與世界先進水平比肩的態(tài)勢。

1.3 工業(yè)PC

工業(yè)PC是目前最為常用的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)之一，以該系統(tǒng)為基礎，可以形成分布式控制系統(tǒng)。值得注意的是，該系統(tǒng)能夠取PLC、DCS而代之，而且由于在工業(yè)自動化控制方面擁有基礎性能，所以比PLC、DCS更加完善。另一方面，該系統(tǒng)還存在不同的客戶模式和不同的服務器模式，這樣一來，不同的多種工業(yè)PC機就具有了兼做客戶機、服務器的功能，從而形成了工業(yè)PC機群，這種PC集群的形成是按照地域進行劃分的，借助網(wǎng)絡的強大功能而形成的綜合系統(tǒng)能夠集管理、控制于一身，這樣極大地促進了企業(yè)內(nèi)部的信息交流。另外，該系統(tǒng)還能夠?qū)⒖蛻?、管理部門、金融部門等連接起來，形成更加廣泛的信息綜合系統(tǒng)。

2 工業(yè)自動化控制技術發(fā)展的新趨勢

2.1 工業(yè)自動化控制技術未來發(fā)展的主流方向

在工業(yè)自動化控制技術方面，我國未來的主流發(fā)展方向應該是在創(chuàng)新和改進設備智能化、無線化以及高精度化方面繼續(xù)探索。在科學技術日新月異的今天，智能化作為最重大的研究成果不斷被應用各個領域，當然也不能將工業(yè)自動化控制的智能化拒之門外。工業(yè)自動化控制過程中，充分利用計算機實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可控和高精度。其次，在智能化的前提條件下，操作精度也應該不斷提升，這就需要自動化控制系統(tǒng)進一步向無線化發(fā)展，無線通信技術的發(fā)展為保證儀器設備的無線化通信提供重要的技術支持。第三，在智能化和無線化的基礎上，還應該實現(xiàn)工業(yè)自動化控制的高精度化，以此保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的進一步提高。

2.2 自動化與信息化的有機結合

在工業(yè)自動化控制技術發(fā)展的過程中，應該通過自動化與信息化的有機結合從而實現(xiàn)對自動化控制、管理的強化?，F(xiàn)代信息技術能夠給工業(yè)自動化控制帶來重要的積極影響，它可以實現(xiàn)企業(yè)對科技人才的教育和培養(yǎng)，也可以促進自動化儀表的信息化建設發(fā)展步伐不斷加快。但是，自動化與信息化的有機結合，不是只有自動化單方面受益，而是相輔相成的。自動化儀表和自動化控制技術的應用也會對信息采集、信息處理、信息的應用等方面產(chǎn)生積極影響。所以，要想探討工業(yè)自動化控制技術發(fā)展的新趨勢，信息化和自動化的有機結合是不容忽視的。

2.3 工業(yè)自動化控制過程中的安全可靠性

眾所周知，工業(yè)生產(chǎn)中存在很多不安全因素，從而導致工業(yè)自動化控制方面也必須考慮控制過程的安全可靠性，尤其是自動化儀表的功能作用發(fā)揮和安全可靠性更加不容忽視。再加上，自動化控制儀表的應用十分廣泛，更加不能不是安全問題。所以，在今后的工業(yè)自動化控制技術發(fā)展的過程中，質(zhì)量意識要加以強化，還要加強自動化儀表的質(zhì)量檢測。

2.4 強化對自動化控制系統(tǒng)的維護

強化對自動化控制系統(tǒng)的維護也是幫助工業(yè)企業(yè)在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地的重要手段。隨著市場競爭的不斷加劇，我國的工業(yè)生產(chǎn)應該不斷加強對自動化控制的維護，從而減少對客戶的不利影響。強化對自動化控制系統(tǒng)的維護，裝備診斷，可以提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，可以實現(xiàn)對自動化控制過程的安全監(jiān)管，從而幫助企業(yè)獲得經(jīng)濟效益。所以，在工業(yè)自動化未來的發(fā)展過程中們應該對自動化控制系統(tǒng)的維護工作加以強化。

3 結束語

工業(yè)自動化控制技術是實現(xiàn)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量一致性的重要工業(yè)技術。它的廣泛應用極大地促進了我國工業(yè)的發(fā)展。近年來，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，第三次科技革命的不斷深化，工業(yè)自動化控制技術也呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢。智能化、無線化、高精度化的工業(yè)自動化控制時代已經(jīng)悄然來臨。本文對工業(yè)自動化控制技術的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展新趨勢做出了探討，希望能夠為有關企業(yè)提供有效的借鑒。

參考文獻

[1]劉會.工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢[J].硅谷，2010（12）.

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關鍵詞：OPC技術；技術規(guī)范；工業(yè)控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP274+.5文獻標識碼： A 文章編號：

1OPC技術的原理及特點

OPC是一個工業(yè)標準，采用客戶／服務器模式，以微軟的組件對象模型（COM／DCM／COM＋）技術為基礎，為工業(yè)控制軟件定義了一套標準的對象、接口和屬性，通過這些對象接口，應用軟件之間能夠無縫地集成在一起，實現(xiàn)了應用程序間數(shù)據(jù)交換方式的標準化。OPC客戶是數(shù)據(jù)的使用方，處理OPC服務器提供的數(shù)據(jù)；OPC服務器又是數(shù)據(jù)的供應方，負責為OPC客戶提供所需的數(shù)據(jù)。OPC已成為一種工業(yè)技術標準，應用此技術可以方便地把不同供應商提供的驅(qū)動程序與應用程序集成在一起。

OPC的優(yōu)越性及特點：

1)在過程控制和機器制造工業(yè)領域的“即插即用”；

2)允許在不同供應商開發(fā)的硬件裝置和應用軟件之間通過共同的接口進行數(shù)據(jù)交換，Windows技術和OPC接口使之有可能將可編程控制端的硬件和軟件組合在一起而不需要開發(fā)大量專用的通訊接口程序，由此節(jié)省了人、財、物；

3)使從辦公室產(chǎn)品到過程數(shù)據(jù)的訪問簡單易行而且靈活可靠；

4)OPC客戶可與所有接受OPC服務器的軟件進行數(shù)據(jù)交換，并在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上建立了OPC規(guī)范，OPC客戶也可與之實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

2 服務器的功能及優(yōu)點

0PC服務器對象為一組數(shù)據(jù)信息源進行訪問(讀/寫)或者通信提供了一種方式。源變量的類型是一套服務器執(zhí)行的功能函數(shù)。通過OPC接口部件，一個OPC客戶應用程序能連接到OPC服務器，而且可以與OPC服務器進行通信，并處理相應的數(shù)據(jù)信息。OPC服務器對象為OPC客戶應用程序建立和利用OPC組對象提供了相應的功能特性。這種組對象允許客戶應用程序?qū)⑺鼈兯ＭL問的數(shù)據(jù)信息有效地組織起來。

利用OPC技術可以對現(xiàn)場設備及驅(qū)動程序進行封裝，形成OPC服務器，OPC服務器向下對設備數(shù)據(jù)進行采集，向上與OPC客戶應用程序通信完成數(shù)據(jù)交換。OPC服務器屏蔽了現(xiàn)場層的設備驅(qū)動程序，控制系統(tǒng)的趨勢之一就是網(wǎng)絡化，控制系統(tǒng)內(nèi)部采用網(wǎng)絡技術，控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間也網(wǎng)絡連接，組成更大的系統(tǒng)，而且整個控制系統(tǒng)與企業(yè)的管理系統(tǒng)也網(wǎng)絡連接，控制系統(tǒng)只是整個企業(yè)網(wǎng)的一個子網(wǎng)。在實現(xiàn)這樣的企業(yè)網(wǎng)絡過程中，OPC發(fā)揮了重要作用。在企業(yè)的信息集成包括現(xiàn)場設場設備與監(jiān)控系統(tǒng)之間、監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部各組件之間、監(jiān)控系統(tǒng)與企業(yè)管理系統(tǒng)之間、以及監(jiān)控系統(tǒng)與Internet之間的信息集成。OPC作為連接件，按一套標準的COM對象、方法和屬性，提供了方便的信息流通和交換。無論是管理系統(tǒng)還是控制系統(tǒng)，無論是PLC可編程控制器，還是DCS或者是FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，都可以通過OPC快速可靠的彼此交換信息。換句話說，OPC是整個企業(yè)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接口規(guī)范。所以，OPC服務器提升了控制系統(tǒng)的功能，增強了網(wǎng)絡的功能，提高了工業(yè)自動化及企業(yè)管理水平。

3 OPC技術在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的應用

隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，由于生產(chǎn)規(guī)模的擴大和過程復雜程度的提高，工業(yè)自動化控制軟件設計面臨巨大挑戰(zhàn)，即要集成數(shù)量和種類不斷增多的現(xiàn)場信息。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，智能設備之間及智能設備與控制系統(tǒng)軟件之間的信息共享是通過驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)的，不同廠家的設備使用不同的驅(qū)動程序，迫使工業(yè)控制軟件中包含越來越多的底層通信模塊；另外，由于相對特定應用的驅(qū)動程序一般不支持硬件的變化，使得工業(yè)自動化控制軟硬件的升級和維護極其不便。同時，在同一時刻，兩個客戶不能對同一個設備進行數(shù)據(jù)讀寫，因為擁有不同的、相互獨立的驅(qū)動程序，同時對同一個設備進行操作，可能會引起存取沖突，甚至導致系統(tǒng)崩潰。OPC技術的出現(xiàn)很好地解決了這些問題。OPC以OLE／COM／DCOM技術為基礎，采用客戶／服務器模式，為工業(yè)自動化軟件面向?qū)ο蟮拈_發(fā)提供了統(tǒng)一的標準，標準定義了應用Microsoft操作系統(tǒng)在基于PC的客戶機之間交換自動化實時數(shù)據(jù)的方法。采用這項標準后，硬件開發(fā)商將取代軟件開發(fā)商為自己的硬件產(chǎn)品開發(fā)統(tǒng)一的 OPC接口程序，而軟件開發(fā)者可免除開發(fā)驅(qū)動程序的工作，把更多的精力投入到其核心產(chǎn)品的開發(fā)上。這樣不但可避免開發(fā)的重復性，也提高了系統(tǒng)的開放性和互操作性。但在應用過程中必須注意服務器測試、設備驅(qū)動程序開發(fā)中的異構等相關問題的處理。

3.1服務器測試

OPC服務器必須經(jīng)過OPC基金會的測試,需要加入OPC基金會,成為其會員,然后從OPC基金會下載測試軟件,進行詳細的兼容性測試,只有成功通過,這個服務器才可得到OPC基金會的認可的產(chǎn)品,OPC基金會會在網(wǎng)上公布其產(chǎn)品。

3.2設備驅(qū)動程序開發(fā)中的異構問題

隨著計算機技術的不斷發(fā)展，用戶需求的不斷提高，以DCS（集散控制系統(tǒng)）為主體的工業(yè)控制系統(tǒng)功能日趨強大，結構日益復雜，規(guī)模也越來越大，一套工業(yè)控制系統(tǒng)往往選用了幾家甚至十幾家不同公司的控制設備或系統(tǒng)集成一個大的系統(tǒng)，但由于缺乏統(tǒng)一的標準，開發(fā)商必須對系統(tǒng)的每一種設備都編寫相應的驅(qū)動程序，而且，當硬件設備升級、修改時，驅(qū)動程序也必須跟隨修改。同時，一個系統(tǒng)中如果運行不同公司的控制軟件，也存在著互沖突的風險。

3.2.1 現(xiàn)場總線系統(tǒng)中異構網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)交換

由于現(xiàn)場總線系統(tǒng)存在多種總線并存的局面，因此系統(tǒng)集成和異構控制網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)交換面臨許多困難。有了OPC作為異構網(wǎng)段集成的中間件，只要每個總線段提供各自的OPC服務器，任一OPC客戶端軟件都可以通過一致的OPC接口訪問這些OPC服務器，從而獲取各個總線段的數(shù)據(jù)，并可以很好地實現(xiàn)異構總線段之間的數(shù)據(jù)交互。而且，當其中某個總線的協(xié)議版本做了升級，也只需對相對應總線的程序作升級修改。

3.2.2可作為訪問專有數(shù)據(jù)庫的中間件

在實際應用中，許多控制軟件都采用專有的實時數(shù)據(jù)庫或歷史數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫由控制軟件的開發(fā)商自主開發(fā)。對這類數(shù)據(jù)庫的訪問不像訪問通用數(shù)據(jù)庫那么容易，只能通過調(diào)用開發(fā)商提供的API函數(shù)或其它特殊的方式。然而不同開發(fā)商提供的API函數(shù)是不一樣的，這就帶來和硬件驅(qū)動器開發(fā)類似的問題。要訪問不同監(jiān)控軟件的專有數(shù)據(jù)庫，必須編寫不同的代碼，這樣顯然十分繁瑣。采用OPC則能有效解決這個問題，只要專有數(shù)據(jù)庫的開發(fā)商在提供數(shù)據(jù)庫的同時也能提供一個訪問該數(shù)據(jù)庫的OPC服務器，那么當用戶要訪問時只需按照OPC規(guī)范的要求編寫OPC客戶端程序而無需了解該專有數(shù)據(jù)庫特定的接口要求。

3.2.3便于集成不同的數(shù)據(jù)

OPC便于集成不同的數(shù)據(jù)，為控制系統(tǒng)向管理系統(tǒng)升級提供了方便。當前控制系統(tǒng)的趨勢之一就是網(wǎng)絡化，控制系統(tǒng)內(nèi)部采用網(wǎng)絡技術，控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間也網(wǎng)絡連接，組成更大的系統(tǒng)，而且，整個控制系統(tǒng)與企業(yè)的管理系統(tǒng)也網(wǎng)絡連接，控制系統(tǒng)只是整個企業(yè)網(wǎng)的一個子網(wǎng)。在實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡過程中，OPC技術發(fā)揮了重要作用。

3.2.4使控制軟件能夠與硬件分別設計

OPC使控制軟件能夠與硬件分別設計、生產(chǎn)和發(fā)展，并有利于獨立的第三方軟件供應商產(chǎn)生與發(fā)展，從而形成新的社會分工，有更多的競爭機制，為社會提供更多更好的產(chǎn)品。OPC作為一項逐漸成型的技術已得到國內(nèi)外廠商的高度重視，許多公司都在原來產(chǎn)品的基礎上增加了對OPC的支持。由于統(tǒng)一了數(shù)據(jù)訪問的接口，使控制系統(tǒng)進一步走向開放，實現(xiàn)信息的集成和共享，用戶能夠得到更多的方便。OPC技術改變了原有的控制系統(tǒng)模式，給國內(nèi)系統(tǒng)生產(chǎn)廠商提出了一個發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，符合OPC規(guī)范的軟、硬件也已被廣泛應用，給工業(yè)自動化領域帶來了勃勃生機。

3.2.5數(shù)據(jù)的刷新及斷開連接

先在“引用”將近 Siemens OPC DAAutomation 2.0加入，然后開始定義全局變量。在本程序中，使用了兩個OPC組進行OPC訪問，所以定義了全局變量。首先要定義OPC服務類型與計算機結點名。定義OPC組與OPC標簽組。并定義OPC的標簽數(shù)組與值數(shù)，注意，值數(shù)組一定要設為Variant。

OPC處理：只對WINCC

Const ServerName = "OPCServer.WinCC" ‘OPC的類型

Const NodeName = "GUK" ‘結點名，即計算機名

‘Dim NodeName As String

Dim WithEvents MyOPCServer As OPCServer ‘OPC服務

Dim MyOPCGroupColl As OPCGroups ‘

Dim WithEvents MyOPCGroupOut As OPCGroup ‘OPC組，本程序用兩個組進行OPC連接

Dim WithEvents MyOPCGroupIn As OPCGroup

Dim MyOPCItemCollIn As OPCItems ‘OPC標簽組

Dim MyOPCItemCollOut As OPCItems

Dim ServerHandlesIn() As Long ‘句柄

Dim ServerHandlesOut() As Long

Dim ErrorsIn() As Long ‘錯誤句柄

Dim ErrorsOut() As Long

Dim WatchDataReadItem(100) As String 記錄OPC的標簽

Dim WatchDataReadValue(100) As Variant 存放OPC的值

Dim WatchDataWriteItem(100) As String 記錄OPC的標簽

Dim WatchDataWriteValue(100) As Variant 存放OPC的值

在定義所有變量后，要進行OPC連接,先要配置要訪問的OPC標簽名，在WatchDataReadItem、WatchDataWriteItem中加入相應的標簽名，注意：這兩個數(shù)組必須由1開始，不能由0開始。

配置好標簽后就要進行OPC連接了。如下面子程序：

1)ClientHandles1先配置名柄索引，這將在讀取OPC標簽的值時可要用到

2)生成OPC對象，

3)進行OPC標簽連接。

4 OPC技術應用及發(fā)展前景

隨著基于OPC標準的控制組件的推廣與普及，不僅使控制組件的增設和組件的置換更加簡單，而且使過程數(shù)據(jù)的訪問也變得容易。比如過程控制程序可以直接和數(shù)據(jù)分析軟件包或電子表格應用程序連接，從而達成高度的工廠控制系統(tǒng)的信息化。當今軟件在自動化領域內(nèi)使用的重要性與日俱增，無論項目是否涉及到操作、可視化、數(shù)據(jù)存檔或控制向純粹的、基于PC的軟件解決方案的發(fā)展趨勢是不可阻擋的。因此，隨著Internet技術的廣泛應用與發(fā)展，OPC技術及標準將應用于更加廣泛的領域，OPC技術必將賦予現(xiàn)代工業(yè)自動化控制軟件更強的生命活力，前景十分廣闊。

參考文獻

[1]汪輝.OPC技術的實現(xiàn)與應用.合肥:合肥工業(yè)大學出版社，2003

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【關鍵字】 電氣自動化;自動控制;環(huán)境監(jiān)控

一、自動控制技術優(yōu)勢

在工業(yè)電氣化工程運行和管理方面，自動控制技術近年來得到了廣泛推廣并且在實踐中發(fā)揮了巨大的作用，與傳統(tǒng)的控制技術相比，自動控制技術具有以下優(yōu)勢。

1．快速高效

自動控制技術通過數(shù)字信息對相應的設備發(fā)出操作指令，指令立即到達且十分精準，發(fā)生誤操作的幾率遠遠小于傳統(tǒng)人工操作。而自動控制技術具有良好的交互性能，可以與控制中心進行信息數(shù)據(jù)的，進一步保障控制的高速與準確。

2．便于實現(xiàn)全過程全時段監(jiān)控

由于工業(yè)電氣工程是全天運行的，電氣故障的多發(fā)時段和多發(fā)地點恰好是管理疏忽的深夜或難以到達的盲區(qū)，而這些時段或區(qū)域，傳統(tǒng)管理模式難以實現(xiàn)有效控制。自動控制技術通過監(jiān)控系統(tǒng)和指令系統(tǒng)，實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)的實時高效調(diào)配和控制。

3．安全性大大提高

電氣工程自身具有一定的危險性，它自身存在一定的故障機率，外部環(huán)境以及操作人員的誤操作等很多因素都會造成電氣系統(tǒng)的障礙或局部癱瘓，更甚者使操作人員的人身安全受到威脅。而自動控制技術具有良好的遠程監(jiān)控功能，可以隨時對整個系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制，能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r及時的作出反應，將事故消滅在萌芽狀態(tài)，大大降低了人員的傷亡幾率。

二、系統(tǒng)自動化控制方式

1．集中監(jiān)控方式

它的優(yōu)勢是運行維護方便，控制站要求的防護度不高，系統(tǒng)設計容易，但是處理器的任務相當繁重，處理速度也會受到一定的影響，但由于電氣設備全部進入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控系統(tǒng)的不斷增大，電纜數(shù)量會增加，主機的任務量會增加，投資也將加大，而長距離的引入會影響系統(tǒng)的可靠性。

2．現(xiàn)場總線監(jiān)控方式

目前，對于以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡總線以及普及于變電站綜合自動化系統(tǒng)中，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗，智能化電氣設備也有了較快的發(fā)展，這些都是網(wǎng)絡控制系統(tǒng)應用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的發(fā)展基礎。它不僅具有集中監(jiān)控方式的所有優(yōu)點，還可以減少大量系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)約大量的人力和物力，從而有效的降低有效的成本。而且，各裝置的功能都相對獨立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡連接，網(wǎng)絡主體靈活，使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高，一般情況下裝置故障僅影響相應的部件，導致系統(tǒng)癱瘓的可能性不大.

3．遠程監(jiān)控方式

遠程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量光纜，節(jié)省安裝費用，節(jié)約材料，可靠性高，組態(tài)靈活等特點。由于各種現(xiàn)場總線的通信速度不是很高，而電廠電氣部分通信量相對較大，所以這種監(jiān)控方式適合小型的監(jiān)控系統(tǒng)。而不適應于全廠的電氣自動化監(jiān)控。

三、自動化控制的措施

有自動化控制技術的巨大作用，目前其在電氣工程的運用發(fā)展很快。在這方面，我們可以從以下幾個方面入手。

1.建立自動控制的系統(tǒng)架構

工業(yè)電氣工程的自動控制系統(tǒng)需要處理那些問題？具備哪些功能以及需要建立哪些層次，這是電氣工程自動系統(tǒng)需要解決的問題，在自動控制的系統(tǒng)架構中一般我們可以根據(jù)實際需要設置相應的管理模塊，在每個模塊設置相應的功能，然后再根據(jù)這樣的系統(tǒng)架構去引導和規(guī)范后續(xù)的系統(tǒng)建設及相關人員設置。常見的模塊應包括數(shù)據(jù)管理、電氣工程管理、電力設施養(yǎng)護、運行監(jiān)控、人員管理。

2.自動控制設備的合理選用

自動控制設備是電氣工程中自動控制技術的重要基礎，自動控制設備的合理選用將對整個系統(tǒng)自動控制技術的效率和安全科學性產(chǎn)生重大影響。一般而言，電氣工程的自動控制設備可大致分為三類，一類是作業(yè)類設備，通過作業(yè)類可以實現(xiàn)開關、換閘等一系列的電氣工程操作，尤其是當外部出現(xiàn)潮濕、積水等一些較為危險的情況，自動控制技術中的作業(yè)類設備就可以實現(xiàn)實現(xiàn)遠程監(jiān)控和精確動作，從而大大降低了其危險性，第二類是信息收集收集傳遞設備，可以對整個系統(tǒng)的運行進行實時監(jiān)控，監(jiān)控信息可以以數(shù)字化和圖形化的形勢反饋到控制中心，控制中心可以了解系統(tǒng)的實時狀態(tài)。第三類則是控制處理類。包括控制終端和處理器等，控制中心可以通過處理類設備對系統(tǒng)進行監(jiān)控，保證運行的正常和及時有效地處理突況。目前自動化控制設備正朝著無人化、高效化和智能化的方向發(fā)展。

3.環(huán)境監(jiān)控