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【關(guān)鍵詞】自動化；工業(yè)控制；生產(chǎn)

伴隨著近年來科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，通過計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)來對工業(yè)生產(chǎn)裝置進(jìn)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(guān)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(shí)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(jì)發(fā)展有著極為關(guān)鍵和重要的意義，也是目前社會發(fā)展中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

1.自動化概述

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會各領(lǐng)域、各部門和各個(gè)行業(yè)都逐步進(jìn)入了以電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)為指導(dǎo)和控制的時(shí)代，成為了目前管理控制工作中最值得我們關(guān)注和重視的環(huán)節(jié)，也是當(dāng)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(xiàng)生產(chǎn)中機(jī)械設(shè)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(yù)定的系統(tǒng)控制理念和要求來自我進(jìn)行檢控、加工和生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)目標(biāo)的過程。在目前的社會發(fā)展中，自動化技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在工業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事等多個(gè)領(lǐng)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(biāo)和目的來實(shí)現(xiàn)既定和無人控制的一種模式和管理措施，在整個(gè)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(biāo)和工作流程，也是充分利用動物以外各種能源和信息技術(shù)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(guān)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(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化控制是整個(gè)社會發(fā)展的主要基礎(chǔ)，也是工業(yè)生產(chǎn)得以順利、持續(xù)、健康發(fā)展的關(guān)鍵所在，更是實(shí)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(xiàng)復(fù)雜而又綜合的設(shè)計(jì)模式，是以機(jī)械、微電子、計(jì)算機(jī)等管理技術(shù)為主的綜合性技術(shù)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(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用概述

在目前的社會發(fā)展中，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化控制至關(guān)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(chǔ)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(shù)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(gè)方面：

2.1總線自動化控制技術(shù)

總線在目前的工業(yè)生產(chǎn)中越來越受到人們的關(guān)注與重視，也是整個(gè)社會發(fā)展領(lǐng)域中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)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(jì)算機(jī)技術(shù)為平臺實(shí)現(xiàn)電氣自動化管理已成為現(xiàn)實(shí)，也是工業(yè)自動化得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。一般來說，在總線布置的過程中，是利用計(jì)算機(jī)模擬操作為主，從而實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)在運(yùn)行狀況下各個(gè)環(huán)節(jié)都在預(yù)計(jì)的監(jiān)控范圍之內(nèi)，并未電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供了良好的基礎(chǔ)依據(jù)和監(jiān)視功能和工作要求。PC 和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在工商管理中得到普及。在電氣自動化領(lǐng)域，基于PC 的人機(jī)界面普遍被采用，并以其直觀性、靈活性和易于集成等特點(diǎn)備受用戶的青睞。

現(xiàn)場總線技術(shù)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(jì)算和數(shù)字通信能力，通過總線把多個(gè)測量控制儀表連接成網(wǎng)絡(luò)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，把多個(gè)微機(jī)化測量控制設(shè)備以及現(xiàn)場儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)連在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應(yīng)實(shí)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(jié)構(gòu)的通訊總線。它通過電纜將計(jì)算機(jī)與位于現(xiàn)場的遠(yuǎn)程I/O站、智能儀表、變頻器、低壓斷路器、馬達(dá)啟動器等連接起來，并將這些設(shè)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(shè)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(shù)

嵌人式微控制器是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物，是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪，適合應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌人式微控制器系統(tǒng)通常面向特定應(yīng)用，設(shè)計(jì)和開發(fā)必須考慮特定環(huán)境和系統(tǒng)要求，是一個(gè)發(fā)散的、技術(shù)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(jì)算機(jī)的應(yīng)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(shí)器/計(jì)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(diǎn)運(yùn)算等特殊功能部件。

嵌人式微控制器在應(yīng)用數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了各種通用計(jì)算機(jī)，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(fèi)類產(chǎn)品等方面均是嵌人式微控制器的應(yīng)用領(lǐng)域。進(jìn)人21世紀(jì)以來，嵌人式微控制器技術(shù)逐漸成熟并全面展開，已被公認(rèn)為是一個(gè)具有良好發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。

2.3變頻器技術(shù)

變頻器技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它是建立在電力電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)之上而逐漸發(fā)展起來的。變頻器可以看作是一個(gè)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(shí)現(xiàn)電動機(jī)的速度控制。只需要改變變頻器內(nèi)部逆變管的開關(guān)順序，即可實(shí)現(xiàn)輸出換相，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換。同時(shí)，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(shí)現(xiàn)制動功能。需要制動時(shí)，通過變頻器給電動機(jī)加上一個(gè)直流電壓，利用自己的制動回路，將機(jī)械負(fù)載的能量消耗在制動電阻上進(jìn)行制動。變頻器在使用時(shí)，只需要在電網(wǎng)電源和現(xiàn)有的電動機(jī)之間接人變頻器和相應(yīng)設(shè)備，無需對電動機(jī)和系統(tǒng)本身進(jìn)行大的設(shè)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(fù)載（風(fēng)機(jī)和泵類）來說，當(dāng)用戶需要的平均流量較小時(shí)，風(fēng)機(jī)、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(jié)構(gòu)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(jìn)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(jìn)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(dāng)直流中間電路是用大容量的電解電容濾波時(shí)，變頻器為電壓型變頻器。當(dāng)直流中間電路是用電感很大的電抗器濾波時(shí)，變頻器為電流型變頻器。此外，直流中間電路中有時(shí)還包括制動電阻以及其他輔助電路。

篇2

關(guān)鍵詞：工程過程 控制 自動化 智能

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)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(yīng)用為促進(jìn)工業(yè)發(fā)展起到重要作用，但是隨著社會經(jīng)濟(jì)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(gè)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(shù)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(shí)，還能提高企業(yè)總體生產(chǎn)效率，所以促進(jìn)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(gè)主要方向。

1 工業(yè)過程控制及智能控制技術(shù)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(jìn)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(jié)合電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用、先進(jìn)生產(chǎn)產(chǎn)線、儀表顯示等，根據(jù)產(chǎn)品自身要求結(jié)合相關(guān)應(yīng)用控制理論，從而設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)間，使生產(chǎn)設(shè)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(dá)，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(yù)前提下，依靠智能系統(tǒng)自主驅(qū)動智能機(jī)器，從而實(shí)現(xiàn)對操作目標(biāo)進(jìn)行有效控制行為的自動控制技術(shù)。智能控制是科學(xué)技術(shù)發(fā)展中一個(gè)重要成果，其結(jié)合了先進(jìn)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)信息技術(shù)和先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)控制技術(shù)，所以智能控制涉及科學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，其應(yīng)用形式大體可分為模糊控制系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。智能控制在工業(yè)生產(chǎn)控制應(yīng)用時(shí)不僅可以精確達(dá)到控制目的，還能根據(jù)相關(guān)控制知識理論進(jìn)行推理，還能優(yōu)化生產(chǎn)中總體控制模式，為促進(jìn)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(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)中，智能控制系統(tǒng)對所有生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行自動獲取，運(yùn)用自身系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)不同設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)做出相關(guān)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(shù)是智能控制系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分，而信息化技術(shù)的不足直接造成智能控制系統(tǒng)在總體結(jié)構(gòu)上存在缺陷。隨著我國工業(yè)生產(chǎn)自動化的廣泛應(yīng)用，在智能控制系統(tǒng)方面應(yīng)有所加強(qiáng)，在結(jié)合先進(jìn)科學(xué)技術(shù)同時(shí)，也應(yīng)加強(qiáng)信息化技術(shù)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(yīng)用于數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集，根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)中機(jī)器的脈沖數(shù)進(jìn)行記錄，將數(shù)據(jù)在特定時(shí)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(jìn)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(jī)將DM區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行定期打印處理，計(jì)算機(jī)同時(shí)也可以對PLC區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，然后進(jìn)行計(jì)算作業(yè)，PLC此時(shí)便作為電子計(jì)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(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)某處運(yùn)行機(jī)器系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，其可以自動產(chǎn)生警報(bào)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(dāng)運(yùn)行機(jī)器故障過于嚴(yán)重時(shí)，PLC可以立即將整條產(chǎn)線作業(yè)中止，并停止故障機(jī)器系統(tǒng)運(yùn)行。數(shù)據(jù)監(jiān)控過程中，不僅可以對系統(tǒng)故障進(jìn)行報(bào)警處理，還可以根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)對機(jī)器系統(tǒng)中的計(jì)時(shí)器、計(jì)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(jìn)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(jī)器設(shè)備系統(tǒng)、PLC進(jìn)行連線處理，實(shí)現(xiàn)四個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)互通，使生產(chǎn)過程與控制系統(tǒng)有效結(jié)合在一起，工作人員可以通過智能控制系統(tǒng)對生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)視，根據(jù)各設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作處理。隨著智能控制技術(shù)在工業(yè)上的廣泛應(yīng)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(shù)對工業(yè)生產(chǎn)的影響力。目前我國將智能控制技術(shù)已應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，但智能控制技術(shù)上的薄弱使企業(yè)受益不多，沒有達(dá)到企業(yè)通過工業(yè)過程控制增加經(jīng)濟(jì)效益這一目的，在我國工業(yè)生產(chǎn)中，只有生產(chǎn)過程運(yùn)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(yīng)用機(jī)制

智能控制技術(shù)在工業(yè)過程控制自動化應(yīng)用中可分為兩種，一種是局部級控制應(yīng)用，另一種是全局級控制應(yīng)用。局部級控制應(yīng)用是對某一生產(chǎn)單元進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，其應(yīng)用范圍針對目標(biāo)集中。全局級控制應(yīng)用是對整條生產(chǎn)線進(jìn)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(jìn)行控制，處理生產(chǎn)過程中的機(jī)器故障，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行總體調(diào)整。智能控制技術(shù)在工業(yè)過程控制自動化中的應(yīng)用，在基礎(chǔ)上強(qiáng)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(qiáng)于人工制造，所以大力發(fā)展智能控制系統(tǒng)對促進(jìn)工業(yè)自動化生產(chǎn)發(fā)展有著十分重要影響。

3 結(jié)語

隨著我國工業(yè)正在向大型化和復(fù)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(jìn)行全程監(jiān)控，并根據(jù)機(jī)器實(shí)時(shí)運(yùn)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(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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

篇3

關(guān)鍵詞：智能控制；工業(yè)過程控制；應(yīng)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(shù)方法和理論進(jìn)行結(jié)合的產(chǎn)物，由于現(xiàn)代化的工業(yè)系統(tǒng)有著復(fù)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(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)在人工的操作下對工業(yè)過程自動化的優(yōu)化，所以加強(qiáng)這一領(lǐng)域的理論研究就有著實(shí)質(zhì)性意義。

1 智能控制技術(shù)以及工業(yè)過程控制分析

1.1 智能控制技術(shù)分析

智能控制是現(xiàn)代化發(fā)展的技術(shù)產(chǎn)物，是工業(yè)生產(chǎn)控制中不需人工操作干預(yù)下依靠著智能系統(tǒng)自主驅(qū)動智能機(jī)器來實(shí)現(xiàn)的操作目標(biāo)和自動控制技術(shù)。這一控制技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展中比較重要的成果，并和先進(jìn)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了有效結(jié)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(yīng)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(yīng)用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)精確化控制的目標(biāo)，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(yīng)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(shí)際生產(chǎn)過程的需求和計(jì)算機(jī)應(yīng)用以及先進(jìn)生產(chǎn)線等相結(jié)合，并在工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)作用下來實(shí)現(xiàn)的自動化生產(chǎn)目標(biāo)。工業(yè)生產(chǎn)中過程控制能夠?qū)⑸a(chǎn)的時(shí)間以及生產(chǎn)設(shè)備的時(shí)間停止以及等待等進(jìn)行有效控制。另外就是可使得生產(chǎn)的環(huán)節(jié)當(dāng)中所出現(xiàn)的無效停止以及等待等進(jìn)行比較好的傳達(dá)，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(gè)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(yīng)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(shí)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?shí)現(xiàn)校核以及檢查等作業(yè)，在操作出現(xiàn)失誤的時(shí)候就能夠自動禁止以及報(bào)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(kuò)展性的特征方面也有著比較鮮明的呈現(xiàn)，攤鋪機(jī)在路基不平基礎(chǔ)上作業(yè)時(shí)候就會使得調(diào)平系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)波動，部分運(yùn)行所產(chǎn)生的振動就會對生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)造成影響，所以需要進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用分析

第一，將智能控制在工業(yè)過程控制自動化中的應(yīng)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(shí)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(qiáng)，這樣就造成了對我國工業(yè)發(fā)展的進(jìn)度影響。隨著信息化技術(shù)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(jìn)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(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)以及通信技術(shù)在工業(yè)過程控制自動化中的應(yīng)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(yīng)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(jì)算機(jī)對采集到的脈沖數(shù)進(jìn)行記錄積累等，然后定時(shí)的存儲到數(shù)據(jù)寄存器當(dāng)中。對數(shù)據(jù)信息的采集要能夠采用A/D單元，應(yīng)用過程中在模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量之后就再定時(shí)轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)寄存器當(dāng)中，另外PLC也能夠進(jìn)行配置打印機(jī)將DM區(qū)中數(shù)據(jù)定期的進(jìn)行打印等。對于電力部門則能采用這一技術(shù)對用戶用電的情況進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，這樣在用電量以及費(fèi)用的收取等方面都能進(jìn)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(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，在及機(jī)器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)就能夠自動化的報(bào)警，把故障數(shù)據(jù)做出記錄進(jìn)行傳輸?shù)酱鎯ο到y(tǒng)中。然后在故障比較嚴(yán)重時(shí)就能夠采用PLC對整條生產(chǎn)線進(jìn)行報(bào)警處理，同時(shí)也能結(jié)合實(shí)際對計(jì)數(shù)器進(jìn)行調(diào)整，這樣就能保障生產(chǎn)線的規(guī)范化運(yùn)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(rèn)識到智能控制的價(jià)值和作用，一些比較新型的智能控制技術(shù)也得到了應(yīng)用。工業(yè)企業(yè)要通過機(jī)械設(shè)備和中控室PLC進(jìn)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(qiáng)，在遠(yuǎn)程操作的目標(biāo)上也能得到實(shí)現(xiàn)。智能控制技術(shù)在工業(yè)過程控制自動化中的應(yīng)用能夠分為兩種，也就是局部級的控制應(yīng)用以及全局級的控制應(yīng)用，在局部級別的應(yīng)用是對某一生產(chǎn)單元的自主設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)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(yīng)用中結(jié)合實(shí)際進(jìn)行選擇，將應(yīng)用的效果最大化的呈現(xiàn)。

3 結(jié)語

總而言之，我國的工業(yè)在當(dāng)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(jìn)科技的應(yīng)用，智能控制將會在其中得以充分應(yīng)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(lǐng)域在先進(jìn)技術(shù)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(yīng)用特征和具體應(yīng)用角度進(jìn)行的分析，希望對實(shí)際發(fā)展有所裨益。

參考文獻(xiàn)：

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

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【關(guān)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(shí)際上就是在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中充分應(yīng)用各種現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備以及儀器等，對生產(chǎn)過程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，通過對生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行智能化管控，來有效減少人、物以及財(cái)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(jī)械電氣一體化集成控制技術(shù)、理論之間的相互綜合，并且會涉及到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié)。在當(dāng)前的形勢下，加強(qiáng)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(shí)意義。

1.工業(yè)自動化控制發(fā)展現(xiàn)狀

實(shí)踐中可以看到，工業(yè)自動化控制技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，有效的促進(jìn)了國內(nèi)工業(yè)、制造業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中起到了舉足輕重的作用。從當(dāng)前工業(yè)發(fā)展進(jìn)程來看，因國內(nèi)傳統(tǒng)制造業(yè)技術(shù)、設(shè)備相對比較落后，所以難以有效適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展要求；隨著社會經(jīng)濟(jì)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(shù)、儀表以及控制系統(tǒng)的進(jìn)步。從實(shí)踐來看，自動化控制技術(shù)在總體技術(shù)應(yīng)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(jìn)，并且催生了現(xiàn)代控制技術(shù)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(shè)備資產(chǎn)管理、操作技術(shù)以及工業(yè)設(shè)備預(yù)測診斷方面挖掘比較深，但自動化控制技術(shù)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(yīng)用，對于產(chǎn)品價(jià)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(yīng)用仍處在一個(gè)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(shù)，該種可編程序控制器采用了數(shù)字運(yùn)算方式對電子系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)過程全過程控制。該技術(shù)利用的是可編程存儲器，并且在存儲程序內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了有效的邏輯運(yùn)算，以此向用戶發(fā)送計(jì)數(shù)、定時(shí)以及算術(shù)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(shù)。在此過程中，還包括DCS技術(shù)，它是一種集散控制系統(tǒng)，以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為紐帶，對其過程進(jìn)行全面管控。同時(shí)，這一過程中還融合了大量的現(xiàn)代高新技術(shù)，以此來實(shí)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(shí)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(chǔ)，在一定程度上可有效替代PLC、DCS系統(tǒng)。根據(jù)客戶的實(shí)際要求，可設(shè)置針對性的服務(wù)器模式，并且將客戶機(jī)、服務(wù)器有機(jī)的兼容起來，基于通信網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)管控融合的自動化控制。通過這種方式，可以有效促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的交流與溝通，從而實(shí)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(yīng)用，大大促進(jìn)了工業(yè)化建設(shè)發(fā)展進(jìn)程。通常情況下，無需采取任何的措施和方法，即可直接應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。從實(shí)踐來看，雖然其可靠性比較高、干擾能力也非常的強(qiáng)，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(qiáng)烈，一旦安裝應(yīng)用不當(dāng)，則可能會導(dǎo)致程序錯誤、甚至因運(yùn)算錯誤而產(chǎn)生誤輸入、誤輸出，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重失控、或者誤動作，嚴(yán)重影響PLC技術(shù)的正常應(yīng)用和運(yùn)行?；诖?，要想有效提高PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，既要求PLC生產(chǎn)廠家要不斷的提高設(shè)備抗干擾能力，又要求設(shè)計(jì)、安裝以及應(yīng)用維護(hù)過程中，需要多方面的配合與協(xié)調(diào)，才能有效的解決實(shí)踐中的問題，增強(qiáng)整個(gè)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(shè)備安裝過程中，應(yīng)當(dāng)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(dāng)周圍工作條件發(fā)生變化，尤其是環(huán)境溫度相對過高時(shí)，還應(yīng)當(dāng)充分考慮有效安裝通風(fēng)、制冷等設(shè)備，以實(shí)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(shí)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(guān)系，因此濕度控制在很大程度上關(guān)系著PLC元件的運(yùn)行安全穩(wěn)定性，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)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(shí)踐中應(yīng)當(dāng)盡可能遠(yuǎn)離那些具有強(qiáng)烈震動性質(zhì)的裝置與設(shè)備。同時(shí)，還要防止出現(xiàn)連續(xù)、頻繁振動現(xiàn)象的發(fā)生，必要時(shí)建議采取適當(dāng)?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(yán)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(shè)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(yīng)當(dāng)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(yán)重，很容易導(dǎo)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(shù)的不斷改進(jìn)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(shí)際應(yīng)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(shè)備、儀表的鞥，存在著嚴(yán)重的信息資料安全保密問題，同時(shí)其軟件與程序可行性、通信安全保密性、運(yùn)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(shí)踐來看，應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)代數(shù)字與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以確保進(jìn)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(dāng)前工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀和進(jìn)程來看，未來國內(nèi)工業(yè)化發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)在設(shè)備智能化、無線化以及高精度化方面進(jìn)一步創(chuàng)新和改進(jìn)。在當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)建設(shè)和發(fā)展領(lǐng)域，科學(xué)智能化是自動化控制發(fā)展的最典型成果，同時(shí)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(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械設(shè)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(jì)算機(jī)一次性發(fā)送對應(yīng)指令來完成操作，并且以此為基礎(chǔ)來實(shí)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(yīng)當(dāng)進(jìn)行深加工，而且在自動化控制及智能化操作條件下，應(yīng)當(dāng)對工業(yè)作業(yè)操作精度進(jìn)一步提升。對于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)而言，其所倡導(dǎo)的是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)以及相關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行及其穩(wěn)定性控制，同時(shí)對工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的功能消耗、生態(tài)環(huán)保保護(hù)要求非常的高?；诖耍诋?dāng)前倡導(dǎo)發(fā)展綠色工業(yè)的時(shí)代背景下，無線通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展，有效實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場儀表通信無線化發(fā)展，同時(shí)對工業(yè)機(jī)械設(shè)備優(yōu)化設(shè)置具有非常重要的作用。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能降低通信電纜日常維護(hù)成本，加強(qiáng)無線通信技術(shù)與設(shè)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(jī)結(jié)合

在現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展過程中，為強(qiáng)化工業(yè)自動化控制與管理，可將信息技術(shù)與自動化發(fā)展有機(jī)的結(jié)合在一起，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化管理。實(shí)踐中可以看到，現(xiàn)代信息技術(shù)對工業(yè)自動化影響，可有效促進(jìn)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(shù)發(fā)展與應(yīng)用，提高信息化建設(shè)發(fā)展步伐。從當(dāng)前發(fā)展實(shí)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(shù)的應(yīng)用范圍也非常的廣泛，尤其對工業(yè)建設(shè)中的信息數(shù)據(jù)采集、信息處理、實(shí)際應(yīng)用等，都會產(chǎn)生非常大的影響。因此，現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，對工業(yè)自動化儀表的應(yīng)用與發(fā)展，具有非常強(qiáng)的依賴性。

3.3 工業(yè)自動化控制過程中的安全可靠性

實(shí)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(fēng)險(xiǎn)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(lǐng)域中，最為重要的一個(gè)因素就是安全問題，尤其是自動化儀表應(yīng)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(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)自動化儀表的全面應(yīng)用與推廣，很多經(jīng)過功能安全認(rèn)證的儀表已經(jīng)盛行于當(dāng)前市場，為確保工業(yè)自動化控制安全可靠性，還需強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)都是源于企業(yè)本身，并未對客戶實(shí)施公信力認(rèn)證，因此數(shù)據(jù)信息缺乏客觀性、可行性，多為經(jīng)驗(yàn)主義認(rèn)識。

3.4 加強(qiáng)自動化控制體系維護(hù)，強(qiáng)化自動化儀表準(zhǔn)確診斷

在當(dāng)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(qiáng)化對現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與安全防雷監(jiān)控，加強(qiáng)研究系統(tǒng)的有效維護(hù)以及儀表準(zhǔn)確診斷，防止對廣大用戶以及制造商等，產(chǎn)生不利影響?；诖耍ㄟ^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(qiáng)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(guān)診斷技術(shù)在不斷的創(chuàng)新與改進(jìn)，使得其產(chǎn)品性能和功能逐步增強(qiáng)，這使得生產(chǎn)裝備監(jiān)控、自動化系統(tǒng)診斷實(shí)現(xiàn)了同步控制。

4.結(jié)語

總而言之，工業(yè)自動化作為現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及科技水平不斷進(jìn)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(shí)也促進(jìn)了現(xiàn)代企業(yè)的快速發(fā)展。近年來，隨著PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，對PLC技術(shù)及功能要求不斷提高，這使得PLC技術(shù)應(yīng)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(jìn)而對現(xiàn)代工業(yè)自動化控制發(fā)展趨勢進(jìn)行了研究。

參考文獻(xiàn)

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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(bào)或高報(bào)，以提示操作人員隨時(shí)對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督和判斷。顯示儀表的種類按照顯示方式進(jìn)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(yù)設(shè)定控制程序來對被控變量進(jìn)行自動控制的儀表，可以在閉環(huán)控制進(jìn)行應(yīng)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(gè)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(shí)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(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)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(jī)給出的控制信號來調(diào)整管道管路的口徑，實(shí)現(xiàn)控制管道內(nèi)流量的執(zhí)行器。

計(jì)算儀表用于對一個(gè)或多個(gè)輸入變量進(jìn)行數(shù)學(xué)的各種運(yùn)算。按輸入與輸出變量間的運(yùn)算關(guān)系進(jìn)行劃分，計(jì)算儀表可分為加法器類、乘法器類、開方器類等。設(shè)定值發(fā)生器是給定單元，它給調(diào)節(jié)類儀表一個(gè)以時(shí)間或其它變量為函數(shù)的信號，設(shè)定被控量的預(yù)設(shè)值。如果這個(gè)預(yù)設(shè)值隨著時(shí)間有規(guī)律的變化，應(yīng)能達(dá)到用時(shí)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(biāo)準(zhǔn)信號）。例如，將電信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(jī)械式、液動式兩種結(jié)構(gòu)形式。這個(gè)時(shí)期的儀表體積頗大，主要用于實(shí)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(shí)期，氣動類儀表出現(xiàn)，和壓力信號實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，接著帶遠(yuǎn)程的發(fā)送器類儀表出現(xiàn)。這類儀表實(shí)現(xiàn)了在遠(yuǎn)距離的二次類儀表上進(jìn)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(jìn)行。到50年代，電氣機(jī)械類調(diào)節(jié)器、電子類電位差計(jì)、電動類動圈式毫伏計(jì)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(jī)結(jié)合在一起。工業(yè)儀表的快速發(fā)展促進(jìn)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(shù)成為了工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的部份。

自動化控制技術(shù)

自動化控制技術(shù)是指在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等領(lǐng)域中，機(jī)械、電氣一體集成自動化控制的技術(shù)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(jī)器、設(shè)備可以按照生產(chǎn)規(guī)劃，進(jìn)行全自動化或半自動運(yùn)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(jìn)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(shè)施、設(shè)備、機(jī)械、儀器或手工參與生產(chǎn)過程。自動化控制技術(shù)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(xiǎn)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(cái)力資源，為企業(yè)創(chuàng)造更多的財(cái)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(biāo)志。

2自動化控制的應(yīng)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(shí)現(xiàn)流體、粉體的化學(xué)處理過程。一般是由檢測儀表、調(diào)節(jié)器以及計(jì)算機(jī)三塊來組成整個(gè)過程控制的系統(tǒng)，對加熱爐和精餾塔及整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)流程實(shí)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(jī)械制造自動化機(jī)械、電氣與自動控制相結(jié)合便鑄就了機(jī)械制造自動化，主要在處理離散工件中應(yīng)用。在最早期，機(jī)械制造自動化是非常簡單的自動生產(chǎn)線，只是采用機(jī)械或電氣器件的單機(jī)自動化。進(jìn)入20世紀(jì)60年代以后，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的廣泛普及，數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、加工中心、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造、自動化倉庫等便隨之出現(xiàn)。用于適應(yīng)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(jì)算機(jī)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(chǔ)，同時(shí)在信息管理和生產(chǎn)管理中同步實(shí)現(xiàn)了自動化。

管理自動化對企業(yè)單位的人力資源、財(cái)力資源、物的資源以及生產(chǎn)和辦公的管理實(shí)現(xiàn)自動化控制，就是管理自動化。它是一門綜合性技術(shù)，是以信息處理為中心，并應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)與控制等學(xué)科。通常它需要采用多臺具有高速運(yùn)行速度，并能處理大量信息能力的計(jì)算機(jī)以及各種終端共同組成的局部網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)代管理自動化中，已在管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(jié)語

篇6

關(guān)鍵詞： 煤礦 環(huán)網(wǎng) 自動化

中圖分類號：O741+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

理論與實(shí)際

煤礦井下生產(chǎn)過程復(fù)雜，環(huán)境惡劣，自然災(zāi)害多，嚴(yán)重影響生產(chǎn)和人身安全。下井工人作業(yè)強(qiáng)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(guān)系，如何準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速履行煤礦安全監(jiān)測職能，有效進(jìn)行礦工管理，保證搶險(xiǎn)救災(zāi)、安全救護(hù)的高效運(yùn)作顯得尤為重要和緊迫。面對新形勢、新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)，國家各級主管部門的領(lǐng)導(dǎo)對安全生產(chǎn)工作提出了很高的要求和期望。同時(shí)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(shí)現(xiàn)管理的自動化、信息化也成為所有煤礦企業(yè)關(guān)心的問題。我們認(rèn)為，建立以災(zāi)害預(yù)防、事故救助、電子信息化管理為主要目標(biāo)的信息化和自動化建設(shè)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(jī)在煤礦自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用最廣泛、也是是目前全球工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。其工業(yè)交換機(jī)（含現(xiàn)場及核心級設(shè)備）均具備工業(yè)級別的端口實(shí)時(shí)性（端換延時(shí)小于5us），不論網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)連接級數(shù)有多少，不論網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何，均可簡單的計(jì)算出任意的端口對端口的總傳輸時(shí)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(shí)赫思曼交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)豐富，可以簡單的基于骨干環(huán)網(wǎng)向各個(gè)方向擴(kuò)展出冗余的區(qū)域子網(wǎng)，整個(gè)擴(kuò)展過程不需要暫停現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，且配合模塊化交換機(jī)設(shè)備，可以減少光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，提高系統(tǒng)可靠性。在擴(kuò)展過程中，赫思曼的全網(wǎng)端到端冗余恢復(fù)性能不受網(wǎng)絡(luò)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(gè)個(gè)獨(dú)立的千兆光纖環(huán)網(wǎng)加星型結(jié)構(gòu)，具體方案主要考慮主干環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的組件設(shè)計(jì)。

2.目前各煤礦自動化系統(tǒng)建設(shè)情況

目前各個(gè)煤礦已經(jīng)建設(shè)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(yùn)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(yùn)輸系統(tǒng)，礦井供電監(jiān)控系統(tǒng)，充填系統(tǒng)，壓風(fēng)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(jìn)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(yùn)用工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)提高企業(yè)自動化水平的建設(shè)方面，各煤礦企業(yè)應(yīng)具有超前意識。

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

井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)的建設(shè)，需要敷設(shè)光纜做為主干線路，覆蓋煤礦井下各個(gè)主要泵房，變電峒等重點(diǎn)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(jī)，保證各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)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(yīng)設(shè)計(jì)把工業(yè)環(huán)網(wǎng)與辦公網(wǎng)隔離開。網(wǎng)絡(luò)隔離分為物理隔離和邏輯隔離兩種。物理隔離從網(wǎng)絡(luò)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(jī)、網(wǎng)絡(luò)隔離卡等方式來實(shí)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(shè)成本高、建設(shè)周期長，而且維護(hù)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(jī)四伏的互聯(lián)網(wǎng)與內(nèi)部辦公網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行邏輯隔離，是安全、有效的保護(hù)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(luò)機(jī)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(dá)到網(wǎng)絡(luò)隔離的效果。

其次，煤礦企業(yè)員工在平時(shí)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(luò)環(huán)境惡化使得這種辦公方式給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。員工在上網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)訪問網(wǎng)頁，接收郵件時(shí)遭遇了病毒攻擊，導(dǎo)致PC中毒。由于病毒觸發(fā)后具有快速復(fù)制和傳播性，往往內(nèi)網(wǎng)一個(gè)用戶中毒后，其他PC、甚至服務(wù)器均有遭遇病毒攻擊的可能，導(dǎo)致的內(nèi)部系統(tǒng)癱瘓，帶來的將是經(jīng)濟(jì)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(luò)隔離的方式，從網(wǎng)絡(luò)層隔離互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)。企業(yè)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離后，可以防止病毒通過訪問外網(wǎng)的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)訪問工業(yè)環(huán)網(wǎng)中監(jiān)控的服務(wù)器等重要設(shè)備的權(quán)限，保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全的同時(shí)，保護(hù)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(shè)過程中網(wǎng)絡(luò)上的重復(fù)建設(shè)，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(jī)，避免了井下重復(fù)放線及日后線路維護(hù)帶來的經(jīng)濟(jì)投入及人力投入。同時(shí)節(jié)省了各系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)連接中使用的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如光端模塊，視頻轉(zhuǎn)換模塊等。

篇7

【關(guān)鍵詞】冶金工業(yè) 自動化網(wǎng)絡(luò)控制 總線技術(shù) IPC技術(shù) 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(jié)、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(yán)重危及著施工人員的身體健康，同時(shí)，鋼鐵的生產(chǎn)對于某些環(huán)節(jié)的技術(shù)要求較高，一般的人力根本無法達(dá)到精確性的要求。這就意味著將自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)運(yùn)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(shí)，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(luò)控制系統(tǒng)的構(gòu)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(jìn)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(shí)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(jì)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(jì)、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(gòu)成完整的網(wǎng)絡(luò)自動化控制系統(tǒng)，并分別使用兩種網(wǎng)絡(luò)形式進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)的連接，一是專用網(wǎng)絡(luò)，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(shè)備及相關(guān)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(luò)連接形式主要由于2級及其以上的控制網(wǎng)絡(luò)連接中。就目前冶金工業(yè)中，自動化與各種網(wǎng)絡(luò)的無縫集成是冶金企業(yè)實(shí)現(xiàn)全面化的信息建設(shè)和自動化網(wǎng)絡(luò)控制的難點(diǎn)之一，其限制了冶金企業(yè)信息自動化控制網(wǎng)絡(luò)的建立。

1.2 我國冶金業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展

而隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高以及在冶金工業(yè)領(lǐng)域中對各種高新技術(shù)的應(yīng)用及引進(jìn)，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(shí)現(xiàn)了高度的自動化系統(tǒng)控制，單機(jī)操作系統(tǒng)、集散式分布系統(tǒng)等較為先進(jìn)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(jìn)國外先進(jìn)自動化技術(shù)操作設(shè)備的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合自身鋼鐵生產(chǎn)的特點(diǎn)，進(jìn)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(jìn)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(luò)控制技術(shù)的缺陷

我國冶金工業(yè)自動化發(fā)展水平與發(fā)達(dá)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(luò)控制技術(shù)及相關(guān)設(shè)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(yīng)用，使得我國整體的冶金業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)水平較低，這是我國與發(fā)達(dá)國家的差距之一；之二是，我國相關(guān)自主研發(fā)能力及自主知識產(chǎn)權(quán)的缺失，也即我國的自動化控制設(shè)施設(shè)備在生產(chǎn)上對國外先進(jìn)技術(shù)的依賴性較強(qiáng)，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(shù)缺失，如有些自動化控制設(shè)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(jī)械及設(shè)備的生產(chǎn)制造上均不擁有核心化的技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)，這嚴(yán)重影響了我國冶金業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)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(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)和研究上、系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，我國目前擁有的經(jīng)驗(yàn)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(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用

將自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用到冶金工業(yè)中，主要包括三個(gè)層次的應(yīng)用，也即現(xiàn)場總線技術(shù)、IPC技術(shù)以及以太網(wǎng)，具體表現(xiàn)如下：

2.1 現(xiàn)場總線技術(shù)

現(xiàn)場總線技術(shù)，英文簡稱FSC，經(jīng)過30多年的發(fā)展，關(guān)于其的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)相對比較嫻熟，在世界上游多家廠商進(jìn)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(shù)產(chǎn)品較高的技術(shù)水平。該技術(shù)對于實(shí)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場、控制設(shè)備及企業(yè)信息管理層之間的聯(lián)系。筆者以Profibus為例，進(jìn)行詳細(xì)的介紹：Profibus是德國及歐洲現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)模型，并分為DP、PA、FMS三個(gè)系列，其中的DP型主要用于冶金工業(yè)的加工自動化領(lǐng)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(yīng)用于生產(chǎn)過程的自動化控制中。

將現(xiàn)場控制總線技術(shù)應(yīng)用到冶金業(yè)的自動網(wǎng)絡(luò)化控制中，其不僅具有極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，且能有效實(shí)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(shù)難題的解決，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的無縫集成。

2.2 IPC技術(shù)

IPC技術(shù)是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)技術(shù)的簡稱，其是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動化控制設(shè)備完美的結(jié)合在一起，也即在將計(jì)算機(jī)的硬件做出一定的適應(yīng)性改造之后，將自動化的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)軟件安裝進(jìn)計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)迅速普及的前提下，IPC技術(shù)在冶金業(yè)自動化控制裝備中的應(yīng)用上具有較大的優(yōu)勢，如高度的開放性、低廉的價(jià)格以及操作的靈活便捷性、強(qiáng)大的功能等，并將通信、人、機(jī)和操作軟件及系統(tǒng)緊密的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)冶金業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)控制操作的可視性，并通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對其自動化的操作步驟、操作系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)不斷的監(jiān)督和控制，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)自動化操作中存在的故障和問題并能及時(shí)修復(fù)。如重慶的鋼鐵企業(yè)在其大型加熱爐的控制器應(yīng)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(yùn)行效果，且價(jià)格更加低廉、維護(hù)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(luò)控制中應(yīng)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(yīng)用來看，主要集中在2級及其以上的應(yīng)用上，并逐漸向0-1級系統(tǒng)的應(yīng)用上擴(kuò)展。將以太網(wǎng)作為冶金工業(yè)的自動化控制網(wǎng)絡(luò)主要具有以下三點(diǎn)優(yōu)勢：一是速度優(yōu)勢，與其他網(wǎng)絡(luò)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(shí)間較長，不僅有固定且統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，且其在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用中的設(shè)置、維護(hù)及故障診斷等技術(shù)體系較為成熟，并被多數(shù)專業(yè)技術(shù)人員熟知；三是在其網(wǎng)絡(luò)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?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。

以上三點(diǎn)優(yōu)勢決定了其與其他網(wǎng)絡(luò)相比，更適合應(yīng)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(yīng)用

在冶金自動化網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，以太網(wǎng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在各種網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)自動化網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，并進(jìn)行精確性的分析，這點(diǎn)只靠人工實(shí)驗(yàn)室分析研究時(shí)達(dá)不到網(wǎng)絡(luò)分析的精細(xì)化的，而經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)化分析檢測過測鐵水、鋼水等成分表直接通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被輸送到相應(yīng)的技術(shù)部門，并與計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)相連接，亦可根據(jù)需要建立其相應(yīng)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(jié)語

綜上所述可知，將自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)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(qiáng)其國際競爭力的關(guān)鍵性技術(shù)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(yīng)用自動化的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，在提高鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和效率的同時(shí)，帶來顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1]韓精華.網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用[J].中國冶金，2005，15（12）：25-30.

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

[3]張雨兵.多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制技術(shù)在冶金自動化系統(tǒng)中的應(yīng)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?，F(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?yàn)殡姎庾詣踊夹g(shù)。

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關(guān)鍵詞 工業(yè)自動化；控制技術(shù)；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)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(jié)為將工業(yè)生產(chǎn)中的各種人力、物力用先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備、儀器代替，并用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化控制，從而有效減少人力、物力、財(cái)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(xiàng)重要的技術(shù)，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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的靈活性和定制性。工業(yè)自動化控制技術(shù)在經(jīng)濟(jì)繁榮的今天已取得了舉世矚目的成就，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的絕大多數(shù)企業(yè)在進(jìn)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(shù)。在科學(xué)技術(shù)日新月異的21世紀(jì)，該技術(shù)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(shù)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(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 PLC系統(tǒng)

在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域，占據(jù)主導(dǎo)地位很長時(shí)間的是PLC。PLC的應(yīng)用目的很簡單，就是為很多不同的工業(yè)自動化控制設(shè)備提供安全、可靠的控制方案，對于工業(yè)自動化領(lǐng)域的發(fā)展起著獨(dú)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(shù)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?yàn)槲覈腜LC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(qiáng)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(jìn)步。另外，PLC雖然沒有達(dá)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(yīng)用，行業(yè)領(lǐng)域也沒有被局限住，反而應(yīng)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(jì)的70年代被研發(fā)出來而且隨即得到成功運(yùn)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(shù)攻關(guān)。此后，隨著科技的進(jìn)步，我國對DCS的研究和生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，同時(shí)一大批的DCS企業(yè)如雨后春筍般崛起。現(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(jìn)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(chǔ)，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(chǔ)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(wù)器模式，這樣一來，不同的多種工業(yè)PC機(jī)就具有了兼做客戶機(jī)、服務(wù)器的功能，從而形成了工業(yè)PC機(jī)群，這種PC集群的形成是按照地域進(jìn)行劃分的，借助網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)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(jìn)了企業(yè)內(nèi)部的信息交流。另外，該系統(tǒng)還能夠?qū)⒖蛻簟⒐芾聿块T、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(shù)發(fā)展的新趨勢

2.1 工業(yè)自動化控制技術(shù)未來發(fā)展的主流方向

在工業(yè)自動化控制技術(shù)方面，我國未來的主流發(fā)展方向應(yīng)該是在創(chuàng)新和改進(jìn)設(shè)備智能化、無線化以及高精度化方面繼續(xù)探索。在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，智能化作為最重大的研究成果不斷被應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)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(jì)算機(jī)實(shí)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(yīng)該不斷提升，這就需要自動化控制系統(tǒng)進(jìn)一步向無線化發(fā)展，無線通信技術(shù)的發(fā)展為保證儀器設(shè)備的無線化通信提供重要的技術(shù)支持。第三，在智能化和無線化的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該實(shí)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(jìn)一步提高。

2.2 自動化與信息化的有機(jī)結(jié)合

在工業(yè)自動化控制技術(shù)發(fā)展的過程中，應(yīng)該通過自動化與信息化的有機(jī)結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)對自動化控制、管理的強(qiáng)化?，F(xiàn)代信息技術(shù)能夠給工業(yè)自動化控制帶來重要的積極影響，它可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)對科技人才的教育和培養(yǎng)，也可以促進(jìn)自動化儀表的信息化建設(shè)發(fā)展步伐不斷加快。但是，自動化與信息化的有機(jī)結(jié)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(shù)的應(yīng)用也會對信息采集、信息處理、信息的應(yīng)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(shù)發(fā)展的新趨勢，信息化和自動化的有機(jī)結(jié)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(dǎo)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(yīng)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(shù)發(fā)展的過程中，質(zhì)量意識要加以強(qiáng)化，還要加強(qiáng)自動化儀表的質(zhì)量檢測。

2.4 強(qiáng)化對自動化控制系統(tǒng)的維護(hù)

強(qiáng)化對自動化控制系統(tǒng)的維護(hù)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(yīng)該不斷加強(qiáng)對自動化控制的維護(hù)，從而減少對客戶的不利影響。強(qiáng)化對自動化控制系統(tǒng)的維護(hù)，裝備診斷，可以提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，可以實(shí)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(jì)效益。所以，在工業(yè)自動化未來的發(fā)展過程中們應(yīng)該對自動化控制系統(tǒng)的維護(hù)工作加以強(qiáng)化。

3 結(jié)束語

工業(yè)自動化控制技術(shù)是實(shí)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(shù)。它的廣泛應(yīng)用極大地促進(jìn)了我國工業(yè)的發(fā)展。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)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(shù)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(shí)代已經(jīng)悄然來臨。本文對工業(yè)自動化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展新趨勢做出了探討，希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)企業(yè)提供有效的借鑒。

參考文獻(xiàn)

[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）.

篇9

關(guān)鍵詞：OPC技術(shù)；技術(shù)規(guī)范；工業(yè)控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP274+.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1OPC技術(shù)的原理及特點(diǎn)

OPC是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用客戶／服務(wù)器模式，以微軟的組件對象模型（COM／DCM／COM＋）技術(shù)為基礎(chǔ)，為工業(yè)控制軟件定義了一套標(biāo)準(zhǔn)的對象、接口和屬性，通過這些對象接口，應(yīng)用軟件之間能夠無縫地集成在一起，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序間數(shù)據(jù)交換方式的標(biāo)準(zhǔn)化。OPC客戶是數(shù)據(jù)的使用方，處理OPC服務(wù)器提供的數(shù)據(jù)；OPC服務(wù)器又是數(shù)據(jù)的供應(yīng)方，負(fù)責(zé)為OPC客戶提供所需的數(shù)據(jù)。OPC已成為一種工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用此技術(shù)可以方便地把不同供應(yīng)商提供的驅(qū)動程序與應(yīng)用程序集成在一起。

OPC的優(yōu)越性及特點(diǎn)：

1)在過程控制和機(jī)器制造工業(yè)領(lǐng)域的“即插即用”；

2)允許在不同供應(yīng)商開發(fā)的硬件裝置和應(yīng)用軟件之間通過共同的接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，Windows技術(shù)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(cái)、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(wù)器的軟件進(jìn)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

2 服務(wù)器的功能及優(yōu)點(diǎn)

0PC服務(wù)器對象為一組數(shù)據(jù)信息源進(jìn)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(wù)器執(zhí)行的功能函數(shù)。通過OPC接口部件，一個(gè)OPC客戶應(yīng)用程序能連接到OPC服務(wù)器，而且可以與OPC服務(wù)器進(jìn)行通信，并處理相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。OPC服務(wù)器對象為OPC客戶應(yīng)用程序建立和利用OPC組對象提供了相應(yīng)的功能特性。這種組對象允許客戶應(yīng)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(shù)可以對現(xiàn)場設(shè)備及驅(qū)動程序進(jìn)行封裝，形成OPC服務(wù)器，OPC服務(wù)器向下對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，向上與OPC客戶應(yīng)用程序通信完成數(shù)據(jù)交換。OPC服務(wù)器屏蔽了現(xiàn)場層的設(shè)備驅(qū)動程序，控制系統(tǒng)的趨勢之一就是網(wǎng)絡(luò)化，控制系統(tǒng)內(nèi)部采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間也網(wǎng)絡(luò)連接，組成更大的系統(tǒng)，而且整個(gè)控制系統(tǒng)與企業(yè)的管理系統(tǒng)也網(wǎng)絡(luò)連接，控制系統(tǒng)只是整個(gè)企業(yè)網(wǎng)的一個(gè)子網(wǎng)。在實(shí)現(xiàn)這樣的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)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(shè)場設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接口規(guī)范。所以，OPC服務(wù)器提升了控制系統(tǒng)的功能，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的功能，提高了工業(yè)自動化及企業(yè)管理水平。

3 OPC技術(shù)在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)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(kuò)大和過程復(fù)雜程度的提高，工業(yè)自動化控制軟件設(shè)計(jì)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(shè)備之間及智能設(shè)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(shè)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(yīng)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(hù)極其不便。同時(shí)，在同一時(shí)刻，兩個(gè)客戶不能對同一個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，因?yàn)閾碛胁煌?、相互?dú)立的驅(qū)動程序，同時(shí)對同一個(gè)設(shè)備進(jìn)行操作，可能會引起存取沖突，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。OPC技術(shù)的出現(xiàn)很好地解決了這些問題。OPC以O(shè)LE／COM／DCOM技術(shù)為基礎(chǔ)，采用客戶／服務(wù)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(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)定義了應(yīng)用Microsoft操作系統(tǒng)在基于PC的客戶機(jī)之間交換自動化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方法。采用這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)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(fù)性，也提高了系統(tǒng)的開放性和互操作性。但在應(yīng)用過程中必須注意服務(wù)器測試、設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)中的異構(gòu)等相關(guān)問題的處理。

3.1服務(wù)器測試

OPC服務(wù)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(jìn)行詳細(xì)的兼容性測試,只有成功通過,這個(gè)服務(wù)器才可得到OPC基金會的認(rèn)可的產(chǎn)品,OPC基金會會在網(wǎng)上公布其產(chǎn)品。

3.2設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)中的異構(gòu)問題

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)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(qiáng)大，結(jié)構(gòu)日益復(fù)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(shè)備或系統(tǒng)集成一個(gè)大的系統(tǒng)，但由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)商必須對系統(tǒng)的每一種設(shè)備都編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序，而且，當(dāng)硬件設(shè)備升級、修改時(shí)，驅(qū)動程序也必須跟隨修改。同時(shí)，一個(gè)系統(tǒng)中如果運(yùn)行不同公司的控制軟件，也存在著互沖突的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.1 現(xiàn)場總線系統(tǒng)中異構(gòu)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(gòu)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(gòu)網(wǎng)段集成的中間件，只要每個(gè)總線段提供各自的OPC服務(wù)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(wù)器，從而獲取各個(gè)總線段的數(shù)據(jù)，并可以很好地實(shí)現(xiàn)異構(gòu)總線段之間的數(shù)據(jù)交互。而且，當(dāng)其中某個(gè)總線的協(xié)議版本做了升級，也只需對相對應(yīng)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(shí)際應(yīng)用中，許多控制軟件都采用專有的實(shí)時(shí)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(gè)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(shí)也能提供一個(gè)訪問該數(shù)據(jù)庫的OPC服務(wù)器，那么當(dāng)用戶要訪問時(shí)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(dāng)前控制系統(tǒng)的趨勢之一就是網(wǎng)絡(luò)化，控制系統(tǒng)內(nèi)部采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間也網(wǎng)絡(luò)連接，組成更大的系統(tǒng)，而且，整個(gè)控制系統(tǒng)與企業(yè)的管理系統(tǒng)也網(wǎng)絡(luò)連接，控制系統(tǒng)只是整個(gè)企業(yè)網(wǎng)的一個(gè)子網(wǎng)。在實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)過程中，OPC技術(shù)發(fā)揮了重要作用。

3.2.4使控制軟件能夠與硬件分別設(shè)計(jì)

OPC使控制軟件能夠與硬件分別設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和發(fā)展，并有利于獨(dú)立的第三方軟件供應(yīng)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(jī)制，為社會提供更多更好的產(chǎn)品。OPC作為一項(xiàng)逐漸成型的技術(shù)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(chǔ)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(jìn)一步走向開放，實(shí)現(xiàn)信息的集成和共享，用戶能夠得到更多的方便。OPC技術(shù)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(gè)發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，符合OPC規(guī)范的軟、硬件也已被廣泛應(yīng)用，給工業(yè)自動化領(lǐng)域帶來了勃勃生機(jī)。

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(gè)OPC組進(jìn)行OPC訪問，所以定義了全局變量。首先要定義OPC服務(wù)類型與計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)名。定義OPC組與OPC標(biāo)簽組。并定義OPC的標(biāo)簽數(shù)組與值數(shù)，注意，值數(shù)組一定要設(shè)為Variant。

OPC處理：只對WINCC

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

Const NodeName = "GUK" ‘結(jié)點(diǎn)名，即計(jì)算機(jī)名

‘Dim NodeName As String

Dim WithEvents MyOPCServer As OPCServer ‘OPC服務(wù)

Dim MyOPCGroupColl As OPCGroups ‘

Dim WithEvents MyOPCGroupOut As OPCGroup ‘OPC組，本程序用兩個(gè)組進(jìn)行OPC連接

Dim WithEvents MyOPCGroupIn As OPCGroup

Dim MyOPCItemCollIn As OPCItems ‘OPC標(biāo)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(biāo)簽

Dim WatchDataReadValue(100) As Variant 存放OPC的值

Dim WatchDataWriteItem(100) As String 記錄OPC的標(biāo)簽

Dim WatchDataWriteValue(100) As Variant 存放OPC的值

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

配置好標(biāo)簽后就要進(jìn)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(biāo)簽的值時(shí)可要用到

2)生成OPC對象，

3)進(jìn)行OPC標(biāo)簽連接。

4 OPC技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展前景

隨著基于OPC標(biāo)準(zhǔn)的控制組件的推廣與普及，不僅使控制組件的增設(shè)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(yīng)用程序連接，從而達(dá)成高度的工廠控制系統(tǒng)的信息化。當(dāng)今軟件在自動化領(lǐng)域內(nèi)使用的重要性與日俱增，無論項(xiàng)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(shù)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展，OPC技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)將應(yīng)用于更加廣泛的領(lǐng)域，OPC技術(shù)必將賦予現(xiàn)代工業(yè)自動化控制軟件更強(qiáng)的生命活力，前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]汪輝.OPC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用.合肥:合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2003

篇10

【關(guān)鍵字】 電氣自動化;自動控制;環(huán)境監(jiān)控

一、自動控制技術(shù)優(yōu)勢

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

1．快速高效

自動控制技術(shù)通過數(shù)字信息對相應(yīng)的設(shè)備發(fā)出操作指令，指令立即到達(dá)且十分精準(zhǔn)，發(fā)生誤操作的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)人工操作。而自動控制技術(shù)具有良好的交互性能，可以與控制中心進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的，進(jìn)一步保障控制的高速與準(zhǔn)確。

2．便于實(shí)現(xiàn)全過程全時(shí)段監(jiān)控

由于工業(yè)電氣工程是全天運(yùn)行的，電氣故障的多發(fā)時(shí)段和多發(fā)地點(diǎn)恰好是管理疏忽的深夜或難以到達(dá)的盲區(qū)，而這些時(shí)段或區(qū)域，傳統(tǒng)管理模式難以實(shí)現(xiàn)有效控制。自動控制技術(shù)通過監(jiān)控系統(tǒng)和指令系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(xiǎn)性，它自身存在一定的故障機(jī)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(shù)具有良好的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，可以隨時(shí)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制，能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r及時(shí)的作出反應(yīng)，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(yùn)行維護(hù)方便，控制站要求的防護(hù)度不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易，但是處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度也會受到一定的影響，但由于電氣設(shè)備全部進(jìn)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(jī)的任務(wù)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(yàn)，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。它不僅具有集中監(jiān)控方式的所有優(yōu)點(diǎn)，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(dú)立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)主體靈活，使整個(gè)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(yīng)的部件，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓的可能性不大.

3．遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量光纜，節(jié)省安裝費(fèi)用，節(jié)約材料，可靠性高，組態(tài)靈活等特點(diǎn)。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(yīng)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(shù)的巨大作用，目前其在電氣工程的運(yùn)用發(fā)展很快。在這方面，我們可以從以下幾個(gè)方面入手。

1.建立自動控制的系統(tǒng)架構(gòu)

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(gòu)中一般我們可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置相應(yīng)的管理模塊，在每個(gè)模塊設(shè)置相應(yīng)的功能，然后再根據(jù)這樣的系統(tǒng)架構(gòu)去引導(dǎo)和規(guī)范后續(xù)的系統(tǒng)建設(shè)及相關(guān)人員設(shè)置。常見的模塊應(yīng)包括數(shù)據(jù)管理、電氣工程管理、電力設(shè)施養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行監(jiān)控、人員管理。

2.自動控制設(shè)備的合理選用

自動控制設(shè)備是電氣工程中自動控制技術(shù)的重要基礎(chǔ)，自動控制設(shè)備的合理選用將對整個(gè)系統(tǒng)自動控制技術(shù)的效率和安全科學(xué)性產(chǎn)生重大影響。一般而言，電氣工程的自動控制設(shè)備可大致分為三類，一類是作業(yè)類設(shè)備，通過作業(yè)類可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)、換閘等一系列的電氣工程操作，尤其是當(dāng)外部出現(xiàn)潮濕、積水等一些較為危險(xiǎn)的情況，自動控制技術(shù)中的作業(yè)類設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和精確動作，從而大大降低了其危險(xiǎn)性，第二類是信息收集收集傳遞設(shè)備，可以對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(shè)備對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，保證運(yùn)行的正常和及時(shí)有效地處理突況。目前自動化控制設(shè)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