試論工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)

康新

摘要：目前，工業(yè)自動(dòng)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(dòng)化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，最重要的環(huán)節(jié)就是要做好自動(dòng)化控制。現(xiàn)本文就對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制進(jìn)行相關(guān)的研究與探討。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化；控制技術(shù)

工業(yè)電氣自動(dòng)化這個(gè)專業(yè)從50年代開始在我國(guó)出現(xiàn)并發(fā)展。雖然國(guó)家對(duì)該專業(yè)做了幾次大規(guī)模的調(diào)整，但由于其專業(yè)面寬，適用性廣，一直到現(xiàn)在仍然煥發(fā)著勃勃生機(jī)。工業(yè)自動(dòng)化控制主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)，電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造過(guò)程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。

1工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

用電設(shè)備分別安裝在各配電室和電動(dòng)機(jī)控制中心，所要執(zhí)行的信息處理任務(wù)龐大，而維修工作也相對(duì)復(fù)雜。它與熱工系統(tǒng)相比，電氣設(shè)備操作的頻率低，一些系統(tǒng)設(shè)備在維持正常運(yùn)行時(shí)，可以經(jīng)過(guò)好幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)的時(shí)間再操作一次；電氣設(shè)備所需要的保護(hù)裝置要求高，動(dòng)作速度快，一個(gè)保護(hù)動(dòng)作通常要在40ms以內(nèi)完成。電氣設(shè)備的構(gòu)造機(jī)構(gòu)本身具有聯(lián)鎖邏輯較簡(jiǎn)單、操作機(jī)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，而控制方式也主要是廠用電系統(tǒng)，其主要設(shè)備監(jiān)控需要接入DCS系統(tǒng)，如果兩臺(tái)系統(tǒng)一起運(yùn)行，一臺(tái)系統(tǒng)的檢修不得影響另一臺(tái)系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，需要考慮兩臺(tái)機(jī)組DCs電氣控制的模式，保證控制的穩(wěn)定性。根據(jù)電氣設(shè)備的主要特點(diǎn)我們知道，在構(gòu)建ECs時(shí)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、與DCs的聯(lián)網(wǎng)方式是確保系統(tǒng)高可靠性的關(guān)鍵。除了要保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還要確保運(yùn)行時(shí)各種數(shù)據(jù)處理和信息收集的準(zhǔn)確性，同時(shí)提出相應(yīng)的應(yīng)急措施，確保電氣系統(tǒng)可以在最好的狀態(tài)下運(yùn)行。

2工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)也逐漸趨于完善。但盡管如此，工業(yè)自動(dòng)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(lái)看，較為常用的自動(dòng)化控制產(chǎn)品主要有PLC與工控PC兩種，這兩種自動(dòng)化控制產(chǎn)品的應(yīng)用代表了我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)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(guó)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(tái)PLC。隨后世界各國(guó)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(dòng)化生產(chǎn)控制設(shè)備，在工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展中起到很大的推動(dòng)作用。在我國(guó)，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(guó)外進(jìn)口，因此如何提高我國(guó)自主的工業(yè)自動(dòng)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(dòng)化發(fā)展的先驅(qū)，也是工業(yè)自動(dòng)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(dòng)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(guò)程序設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)、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(jiǎn)單，能夠在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)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(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化對(duì)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(dòng)化層。而目前工況PC之所以沒有完全替代PLC，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因；另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng)Windows NT的原因。一個(gè)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(gè)平臺(tái)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(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)，這也是PLC市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的一部分。從發(fā)展趨勢(shì)看，控制系統(tǒng)的將來(lái)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(dòng)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(jí)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(guó)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(guó)家水平相近。

3工業(yè)自動(dòng)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(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(zhǎng)壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測(cè)儀表和電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)管理系統(tǒng)。

3.2科學(xué)測(cè)試儀器

科學(xué)測(cè)試儀器重點(diǎn)發(fā)展過(guò)程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測(cè)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(dòng)平衡、動(dòng)力測(cè)試及整車性能檢測(cè)儀、大地測(cè)量?jī)x器、電子速測(cè)儀、測(cè)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(cè)儀器

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

4我國(guó)的自動(dòng)化控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向與策略

4.1國(guó)家政策的支持。我國(guó)在向工業(yè)國(guó)邁進(jìn)的路上，政策支持是必不可少的。我國(guó)是社會(huì)主義市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)體制，國(guó)家的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)于每個(gè)領(lǐng)域行業(yè)的前景發(fā)展有著重要作用。我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃在當(dāng)前受到了考驗(yàn)，我們必須將一貫推行的勞動(dòng)密集型產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為技術(shù)密集型產(chǎn)品，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新與改革。

4.2借鑒外國(guó)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)最早的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)引進(jìn)是在上個(gè)世紀(jì)80年代左右，自身起步時(shí)間比國(guó)外先進(jìn)技術(shù)要晚的多，我們?cè)趯?lái)的發(fā)展中一定要借鑒外國(guó)先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)以彌補(bǔ)自身的理論缺陷。

4.3重視市場(chǎng)效應(yīng)。雖然在今后的發(fā)展當(dāng)中，我們必須要借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是僅僅是毫無(wú)意識(shí)的模仿和跟隨，只會(huì)在國(guó)際市場(chǎng)中讓我國(guó)諸多企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越弱。我們必須要轉(zhuǎn)變思想理念，拓展自身的市場(chǎng)，打出自己的品牌，試圖走自己有特色的一條道路，進(jìn)而才能夠與擁有先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的西方發(fā)達(dá)國(guó)家相抗衡，爭(zhēng)奪屬于自己的一片天地。

總之，工業(yè)自動(dòng)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(lái)，也可以使人們遠(yuǎn)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(dòng)生產(chǎn)率，增加人類壽命，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。所以，我國(guó)應(yīng)該重視工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)這一行業(yè)的發(fā)展，盡快對(duì)相關(guān)政策進(jìn)行調(diào)整；及時(shí)調(diào)整企業(yè)結(jié)構(gòu)，跟上社會(huì)發(fā)展的腳步，這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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