淺談工業(yè)自動化控制技術(shù)

朱春艷

【摘 要】在現(xiàn)代科技的發(fā)展推動下，工業(yè)技術(shù)逐漸向著現(xiàn)代化、自動化、智能化的方向不斷發(fā)展。目前，工業(yè)自動化技術(shù)已經(jīng)成為很多工業(yè)領(lǐng)域的主要生產(chǎn)技術(shù)，極大的提高了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。而在使用工業(yè)自動化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)時，最重要的環(huán)節(jié)就是要做好自動化控制?，F(xiàn)本文就對工業(yè)自動化控制進(jìn)行相關(guān)的研究與探討。文章首先概述了工業(yè)自動化控制技術(shù)，指出了其當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了常見的幾種工業(yè)自動化控制儀表儀器，最后就工業(yè)自動化控制的發(fā)展進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動化；控制技術(shù)；PLC；工控PC

隨著工業(yè)自動化技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，其在工業(yè)發(fā)展中所占的地位也越來越重要。與傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)人工機(jī)械操作相比，自動化技術(shù)不但能夠極大的提高生產(chǎn)效率，而且能夠保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，并有效處理生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量之間存在的矛盾。研究并改善工業(yè)自動化控制技術(shù)是未來工業(yè)技術(shù)發(fā)展中的重點(diǎn)，只有不斷改進(jìn)工藝自動化控制技術(shù)，才能使工業(yè)生產(chǎn)自動化、智能化、效率化和精確化水平得以進(jìn)一步的提高，并且從當(dāng)前的工業(yè)自動化控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，未來的自動化控制儀器儀表還需要向著可控性和可視性發(fā)展。以下本文中筆者就結(jié)合自己對工業(yè)自動化控制的認(rèn)識，來探討其發(fā)展應(yīng)用問題。

1.工業(yè)自動化控制技術(shù)概述

工業(yè)自動化控制技術(shù)就是指利用微電子技術(shù)、電氣技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，而無需使用人工操作機(jī)械來控制生產(chǎn)進(jìn)度。也就是說，在工業(yè)自動化控制下的工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備是利用各種儀器、儀表和控制器，按照預(yù)先設(shè)定的流程進(jìn)行機(jī)械自動調(diào)節(jié)來進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行的。因此在自動化控制系統(tǒng)中，必須要對所有涉及到生產(chǎn)調(diào)節(jié)的儀器都進(jìn)行精準(zhǔn)的參數(shù)設(shè)置，以確保其在生產(chǎn)中能夠充分發(fā)揮職能作用，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行的目的。一般來講，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)和各種傳動設(shè)備組成。

2.工業(yè)自動化控制的發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國的工業(yè)自動化控制技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)也逐漸趨于完善。但盡管如此，工業(yè)自動化控制技術(shù)仍然具有很大的發(fā)展應(yīng)用空間。就目前來看，較為常用的自動化控制產(chǎn)品主要有PLC與工控PC兩種，這兩種自動化控制產(chǎn)品的應(yīng)用代表了我國的工業(yè)自動化控制水平已經(jīng)有了很大的發(fā)展。

2.1 PLC的發(fā)展與應(yīng)用

PLC是可編程序控制器的英文縮寫，是由美國通用汽車公司在1968年首先提出的可編程控制器的相關(guān)設(shè)想，并于次年研發(fā)出了世界上第一臺PLC。隨后世界各國都開始積極研發(fā)PLC，極大的促進(jìn)了PLC的快速發(fā)展。直到今天，PLC已經(jīng)成為一種應(yīng)用廣泛的工業(yè)自動化生產(chǎn)控制設(shè)備，在工業(yè)自動化發(fā)展中起到很大的推動作用。在我國，現(xiàn)也已經(jīng)有很多科研單位或者工廠都在不斷研發(fā)和改進(jìn)PLC的性能，但很多技術(shù)都還要依賴國外進(jìn)口，因此如何提高我國自主的工業(yè)自動化控制技術(shù)水平仍然是需要我們不斷努力研究的課題。

事實(shí)上，PLC一直都是引領(lǐng)工業(yè)自動化發(fā)展的先驅(qū)，也是工業(yè)自動化的發(fā)展重點(diǎn)。這是因?yàn)镻LC在工業(yè)生產(chǎn)中的用途極為廣泛，不但能夠?qū)崿F(xiàn)單機(jī)自控的自動化控制系統(tǒng)，而且還能在流水線上的生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行使用。不但能夠執(zhí)行邏輯運(yùn)算，還能夠通過程序設(shè)置來實(shí)現(xiàn)定時、計(jì)數(shù)以及控制生產(chǎn)順序。并且由于其是采用插入式模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，因而能夠直接將數(shù)據(jù)信息傳回計(jì)算機(jī)中，方便了管理與維護(hù)。另外，PLC的編程較為簡單，能夠在現(xiàn)場及時進(jìn)行修改或調(diào)試，因?yàn)榫S護(hù)極為方便，可靠性較高，體積小，通用性很強(qiáng)，方便擴(kuò)展和安裝。

2.2工控PC

工業(yè)PC主要包含兩種類型：IPC工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如AT96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動化和過程自動化對工業(yè)PC的運(yùn)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(lǐng)域，取而代之的將是其他工控機(jī)，而IPC將占據(jù)管理自動化層。而目前工況PC之所以沒有完全替代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)Windows NT的原因。一個成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)：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(yù)見，工業(yè)PC與PLC的競爭將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度高。工業(yè)PC不可能與低價(jià)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)。

工業(yè)自動化控制PC的主要優(yōu)點(diǎn)在于它便于安裝和使用，具有高級的診斷功能，使用人員可以更加靈活的進(jìn)行選擇而且在使用的花費(fèi)上也比較合理，在工業(yè)發(fā)展中極大地降低了生產(chǎn)成木，基于PC的控制器可以像PLC一樣，并且被操作和維護(hù)人員接受，所以目前的制造商大部分都在生產(chǎn)中采用PC控制方案。近些年，工業(yè)PC在我國取得了很大的發(fā)展，技術(shù)與研發(fā)上也己經(jīng)和發(fā)達(dá)國家水平相近。

3.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的儀器儀表

工控儀表重點(diǎn)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(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)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，推進(jìn)具有自主版權(quán)自動化軟件的商品化。

3.1電工儀器儀表

電工儀器儀表重點(diǎn)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(jì)量自動管理系統(tǒng)。

3.2科學(xué)測試儀器

科學(xué)測試儀器重點(diǎn)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(chǔ)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(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)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。

3.3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(yīng)測試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等。

4.工業(yè)自動化技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的主要部分是IDE和IAS。IDE為每個應(yīng)用程序提供了歷史記錄審核跟蹤技術(shù)，包括戶標(biāo)識符、日期以及關(guān)于變化的詳細(xì)信息。IAS對于用戶來說可以大大的降低工程投資成木，可以簡化分布式自動化應(yīng)用的開發(fā)、維護(hù)和管理，未來的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)會利用最新的科學(xué)技術(shù)成果，向網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、集成化方向發(fā)展。現(xiàn)場總線是這幾年迅速發(fā)展起來的工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它的主要作用是解決工業(yè)現(xiàn)場的儀器儀表、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備之間的數(shù)字通信，以及現(xiàn)場控制設(shè)備與高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞，現(xiàn)場總線使得測控設(shè)備具有了數(shù)字計(jì)算與數(shù)字通信的能力，極大地提高了信號的測量與傳輸?shù)木?，增?qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備的性能。目前我們國內(nèi)現(xiàn)場總線的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在：自主研發(fā)的現(xiàn)場總線開始投入到市場，現(xiàn)場總線品中多樣，競爭激烈，各行業(yè)的現(xiàn)場應(yīng)用工程開始迅速的發(fā)展。

5.結(jié)語

綜上所述，工業(yè)自動化控制技術(shù)作為推動現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的主要動力，其不但能夠減少人工勞動量，而且能夠極（下轉(zhuǎn)第134頁）（上接第25頁）大的提高生產(chǎn)效率，增大工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。更重要的是使用自動控制系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械操控，就能使工人脫離惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)更加現(xiàn)代化和人性化的工業(yè)生產(chǎn)。同時，工業(yè)自動化控制技術(shù)水平的高低也是衡量國家科技水平高低的重要指標(biāo)之一，在未來的工業(yè)技術(shù)發(fā)展中，必須要加大對工業(yè)自動化控制技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用，以促進(jìn)我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

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