電氣自動化控制在工業(yè)生產(chǎn)中的應用與創(chuàng)新

楊魁升

摘要：工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)是由計算機網(wǎng)絡進行控制的操作系統(tǒng)，有著復雜的操作元件和運行邏輯，能夠在較短的時間內(nèi)處理大量的數(shù)據(jù)信息且有著極高的準確性，并且發(fā)揮出了十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：電氣；自動化控制；工業(yè)生產(chǎn)；應用

1 電氣自動化控制系統(tǒng)的特點以及功能

1.1 特點

電氣自動化控制系統(tǒng)有著鮮明的特點，因此在社會生產(chǎn)生活中應用得極為廣泛。電氣自動化控制系統(tǒng)相比于其他控制系統(tǒng)更加便捷。使用電氣自動化控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行采集時，對采集對象以及數(shù)量等要求比較少，采集的過程比較簡單。電氣自動化控制系統(tǒng)也有一定的廣泛性特點，當前電氣自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)在很多領域中有所應用，電氣自動化的產(chǎn)品也進入到百姓家中，成為人們生活中不可缺少的重要內(nèi)容。電氣自動化控制系統(tǒng)有著極高的工作效率，使用電氣自動化控制系統(tǒng)能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的工作形式，避免傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中的不足，使得人們的工作壓力得以減少，實現(xiàn)高效率的工作。電氣自動化控制系統(tǒng)將計算機作為核心部分，對設備進行批量的指揮運作，在此過程中如果設備出現(xiàn)問題，使用電氣自動化控制系統(tǒng)能夠智能化的對設備故障進行有效的判斷，并順利排除故障。

1.2 功能

電氣自動化控制系統(tǒng)有著比較齊全的功能，使用電氣自動化控制系統(tǒng)能夠全面地了解和管理LPS系統(tǒng)，保證開關(guān)手動與自動同期并網(wǎng)的順利推進。使用電氣自動化控制系統(tǒng)能夠全面管理發(fā)電機，使得發(fā)電機的操作流程得以簡化。此外，使用電氣自動化控制系統(tǒng)還能夠有效地管理保護發(fā)電機中的變壓器組，對高壓啟動、備用變壓器的操作等進行有效的控制管理。

2電氣自動化控制在工業(yè)生產(chǎn)中的應用

2.1PLC

PLC控制器起源于二十世紀六十年代的美國汽車制造業(yè)。在這之前，美國第一汽車制造公司的汽車制造業(yè)中的一般控制、順序控制以及安全聯(lián)鎖邏輯控制必須依靠眾多的繼電器、定時器以及專門的閉回路控制器來實現(xiàn)，體積龐大，噪聲嚴重，維護檢修量大，對維修技術(shù)要求高。美國通用公司提出了“通用十條”招標指標，通過公開招標設計，于六十年代末，美國數(shù)字設備公司研制成功了第一臺PLC控制器，并成功運用于汽車自動裝配線上。當時控制器主要用于順序控制，進行邏輯運算，只具有簡單的邏輯開關(guān)功能，比起傳統(tǒng)的繼電器控制方式，已具有易診斷、易修改，安裝方便，節(jié)約空間的優(yōu)點。七十年代初期，PLC引進微處理機技術(shù)，使得PLC具有算術(shù)運算功能和多信號輸入、輸出功能，并能直接以階梯圖符號來形象程序編寫。在七十年代，各個國家相繼研制出自己的可編程邏輯控制器（PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER）。八十年代PLC引進高速通訊網(wǎng)絡功能，同時加入一些輸入/輸出界面，人機界面，函數(shù)指令，分析診斷能力等功能。PLC控制器由控制器向著控制系統(tǒng)邁進，由簡單的控制器或控制裝置轉(zhuǎn)化為PLC控制系統(tǒng)。

如今的PLC功能，早已超出當初的數(shù)位邏輯運算的功能PLC服務器軟件運行在最新的WINDOWS操作環(huán)境下，通過網(wǎng)絡非常方便的監(jiān)視和控制整個裝置。本公司從事化工工業(yè)裝置的技術(shù)轉(zhuǎn)讓和化工設計，二十多年來，自控專業(yè)設計中西門子PLC控制器、PLC控制系統(tǒng)S7-200，S7-300，S7-400H，S7-1200，S7-1500，S7-400F/H等都有使用過，系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性、可靠性等不斷的提高。S7-400F/H為故障安全型PLC控制系統(tǒng)，符合IEC61508標準，用于在系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠自動導入安全。當有一組自動化裝置發(fā)生故障時，該系統(tǒng)能夠保障安全功能不丟失，可以對人、機械和環(huán)境提供更高的安全等級。S7-200一般用作簡單的順序控制器或處理少量的模擬量輸入、輸出信號，又叫小PLC，可以處理幾十乃至上百個I/O點，可以通過上位機遠程操作顯示或就地觸摸屏來操作或顯示，也可以做成帶數(shù)字顯示和觸摸按鍵的現(xiàn)場PLC控制器，這在很多動力設備如壓縮機，氨冷凍循環(huán)機，電加熱器等上有很好的應用。當然，很多設備使用環(huán)境要求防爆，PLC控制器可按需要生產(chǎn)。PLC廠家很多，像歐姆龍，ABB，INTUCH等，本公司都有使用過，各個廠家的產(chǎn)品各有特色。

2.2DCS

DCS由四個部分組成：I/O板、控制器、操作站、通訊網(wǎng)絡。系統(tǒng)硬件：現(xiàn)場控制站主要由電源、PC總線工業(yè)控制機、通信控制單元、手動自動顯示操作單元等構(gòu)成。其功能主要有6種，即：數(shù)據(jù)采集功能，DDC控制功能，順序控制功能，信號報警功能，打印報表功能，數(shù)據(jù)通信功能等。其上位監(jiān)控包括工程師站和操作員站。DCS上位監(jiān)控系統(tǒng)與工廠管理系統(tǒng)通訊實現(xiàn)整個企業(yè)的綜合信息管理，主要包括生產(chǎn)管理和經(jīng)營管理，主要由管理計算機辦公自動化系統(tǒng)、工廠自動化服務系統(tǒng)組成應用了MIS系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件：分布式控制系統(tǒng)的軟件可分為系統(tǒng)軟件、組態(tài)軟件、應用軟件。DCS系統(tǒng)特點：（1）高可靠性。由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設計，因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障，不會導致系統(tǒng)其它功能的喪失；（2）開放性。DCS采用開放式標準化模塊化和系列化設計，系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通信實現(xiàn)信息傳輸；（3）靈活性。通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應用對象進行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系，從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律，以及從圖形庫調(diào)用基本圖形，組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)；（4）易于維護。當某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換迅速排除故障；（5）協(xié)調(diào)性。各工作站之間通過通信網(wǎng)絡傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理；（6）功能齊全?？刂扑惴ㄘS富，集連續(xù)控制順序控制和批處理控制于一體，并可方便地加入所需的特殊控制算法。

現(xiàn)代DCS與PLC的區(qū)別越來越小。DCS處理連續(xù)量、開關(guān)量的能力都很強。PLC處理連續(xù)量的能力也越來越強，大型PLC系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上也是分布式的。DCS系統(tǒng)也可下掛PLC控制器，在上位系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)控管理，二者互相交融。工業(yè)設計中選用控制系統(tǒng)是選用PLC和DCS主要看系統(tǒng)的規(guī)模，投資額度，現(xiàn)場檢測和被控變量的形式和分布等方面來考慮。一般裝置如果I/O點只有幾百點，模擬量回路少，通常情況下考慮PLC控制系統(tǒng)，當然也有采用DCS控制系統(tǒng)的。如果裝置I/O點數(shù)量超過1000，甚至是幾千點，模擬量回路多，或?qū)τ谌珡S大型控制系統(tǒng)、中型裝置控制系統(tǒng)，我們設計一般選用DCS控制系統(tǒng)。如果其中某一個區(qū)域開關(guān)量控制較多，也可采用DCS系統(tǒng)中下掛一個PLC控制器，當然，不采用PLC控制器DCS也可很好的完成，采用PLC控制器也是為了分散風險，提供系統(tǒng)的安全性和可靠性考慮。DCS系統(tǒng)也可根據(jù)現(xiàn)場要求，如果裝置較遠，可以設置部分現(xiàn)場總線或現(xiàn)場機柜間，把部分控制器或全部設置在裝置附近的現(xiàn)場機柜間內(nèi)。

3結(jié)語

工業(yè)電氣自動化影響著人們生產(chǎn)生活的各個方面，它的發(fā)展也關(guān)系到整個社會的經(jīng)濟與科技的建設，工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的應用充分的體現(xiàn)了現(xiàn)代科技的自動性和智能化水平。只有始終堅持以經(jīng)濟建設為中心，不斷地對電力企業(yè)的管理進行改革，并對工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，培養(yǎng)更多的專業(yè)性人才，才能讓工業(yè)電氣自動化更快更好的發(fā)展。

參考文獻：

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