電子信息技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

高岳++張凡榮

摘 要：隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，控制系統(tǒng)的應(yīng)用需求也發(fā)生了一系列轉(zhuǎn)變。自動(dòng)化、智能化逐漸成為控制系統(tǒng)的主要表現(xiàn)形式，無(wú)論在硬件設(shè)施方面，還是軟件平臺(tái)方面，電子信息技術(shù)都推動(dòng)著工業(yè)控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代。系統(tǒng)管理與控制是工業(yè)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，高度集成化的硬件，與人性化程度高的軟件進(jìn)行結(jié)合，能夠大幅提升控制系統(tǒng)的智能化程度。本文主要對(duì)電子信息技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：電子信息技術(shù) 控制系統(tǒng) 應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（b）-0129-02

科技發(fā)展提高了居民的生活水平，也推動(dòng)著工業(yè)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型與換代。在電子信息技術(shù)發(fā)展的大環(huán)境下，一系列電子信息化的生產(chǎn)要素被投入使用，逐漸取代那些技術(shù)落后、耗能高的生產(chǎn)設(shè)備。電子信息技術(shù)引入到控制系統(tǒng)中，能夠更加方便地對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)展開(kāi)監(jiān)控，也能夠?qū)ο到y(tǒng)的故障進(jìn)行及時(shí)排查。以電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，大大降低了工業(yè)的生產(chǎn)與維護(hù)成本，提升了單位時(shí)間內(nèi)的工作效率，為我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

1 電子信息技術(shù)在控制系統(tǒng)中的發(fā)展現(xiàn)狀

電子信息技術(shù)運(yùn)行需要相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行支持，需要專業(yè)的硬件、軟件進(jìn)行調(diào)式，因此其在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用并不廣泛。同時(shí)由于控制系統(tǒng)中的技術(shù)壁壘多、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這就要求電子信息技術(shù)有足夠的多樣性配置選擇，來(lái)滿足不同控制系統(tǒng)的差異化需求。而電子信息技術(shù)模塊的集成度較高，整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性也較大，因此系統(tǒng)的持續(xù)性與穩(wěn)定性成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)注的重點(diǎn)。工業(yè)控制系統(tǒng)包括：自動(dòng)化系統(tǒng)、故障設(shè)備切除系統(tǒng)、機(jī)組安全負(fù)荷分配系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等部分。電子信息技術(shù)的應(yīng)用，將有效提升工業(yè)控制系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。電子信息面板能夠清楚顯示系統(tǒng)當(dāng)下的運(yùn)行狀態(tài)，能夠形成巨大的企業(yè)信息交流網(wǎng)絡(luò)，不同的企業(yè)在這里能夠完成信息轉(zhuǎn)換與資源共享。但與此同時(shí)，系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議也會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)安全漏洞，對(duì)于那些以網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為主的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，其依賴操作軟件完成工業(yè)生產(chǎn)的控制，但軟件與系統(tǒng)的安全保障應(yīng)引起企業(yè)的關(guān)注。因此控制系統(tǒng)引入了密碼認(rèn)證、指紋授權(quán)等加密性設(shè)置，電子信息技術(shù)中的高集成度模塊芯片，能夠?qū)o急情況下的干擾進(jìn)行準(zhǔn)確排除，從而避免系統(tǒng)安全事件的發(fā)生。所以電子信息技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，要牢牢把握系統(tǒng)軟件、硬件的要求，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)的生產(chǎn)流程、安全穩(wěn)定等環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，以提升單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)效率，保證工業(yè)生產(chǎn)流程的安全性。目前我國(guó)電子信息技術(shù)發(fā)展還不成熟，需要借鑒國(guó)外先進(jìn)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展。

2 控制系統(tǒng)中電子信息技術(shù)的構(gòu)成研究

2.1 電子信息技術(shù)的硬件設(shè)備

電子信息技術(shù)在控制系統(tǒng)中，起到采集、查詢、處理數(shù)據(jù)信息的作用。它會(huì)根據(jù)設(shè)備某一部分的參數(shù)信息，進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀況的分析處理，然后將最終的數(shù)據(jù)結(jié)果返回到系統(tǒng)的主目錄中，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化。生產(chǎn)設(shè)備包括多種多樣的信息，電子信息技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集模塊，負(fù)責(zé)收集繼電保護(hù)器、開(kāi)關(guān)、工作站等數(shù)據(jù)信息；調(diào)度控制模塊則專注于電流信號(hào)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息的把握與調(diào)控，在監(jiān)控中心完成信息的調(diào)控，以及數(shù)據(jù)傳輸處理的工作。監(jiān)控中心會(huì)對(duì)收集到的設(shè)備信息進(jìn)行整合，然后給出確切的控制指令，調(diào)度控制模塊根據(jù)相應(yīng)的控制指令，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的更改，以及運(yùn)行參數(shù)的控制活動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化調(diào)節(jié)。

2.2 電子信息技術(shù)的智能化系統(tǒng)

電子信息技術(shù)的智能化要求，指的是生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)控的智能化、生產(chǎn)效率的快速化、生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定化和生產(chǎn)控制過(guò)程中的靈活性。只有具備以上幾方面的要求，才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化，才能將生產(chǎn)過(guò)程中的事故發(fā)生率降到最低，才能保證工業(yè)生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。與此同時(shí)，環(huán)境因素對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)也有著相當(dāng)大的影響，落后的生產(chǎn)設(shè)備、軟硬件配合的不兼容問(wèn)題，都會(huì)造成工業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定結(jié)果。除硬件設(shè)備的智能化發(fā)展之外，工業(yè)控制系統(tǒng)還應(yīng)有完善的管理軟件予以支持，控制系統(tǒng)的軟件管理包括兩部分內(nèi)容：能量管理、數(shù)據(jù)采集管理。其中能量管理旨在調(diào)節(jié)電路中的能量分配問(wèn)題，將高電壓、大電流調(diào)控到耗能較高的模塊；而對(duì)于耗能較低的模塊而言，應(yīng)該對(duì)其分配較少的電能。數(shù)據(jù)采集管理需要完成系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)的采集與管理活動(dòng)、在系統(tǒng)監(jiān)控過(guò)程中，要實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行中的故障進(jìn)行排除與處理，并對(duì)龐大的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類管理。

3 電子信息技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 設(shè)備用電控制系統(tǒng)的智能化

互聯(lián)網(wǎng)分布式系統(tǒng)包括智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)設(shè)備等多個(gè)部分組成，其中控制器為自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的核心部件?？刂破骱w多種控制元件，能夠?qū)ιa(chǎn)設(shè)備中的多個(gè)電子回路進(jìn)行控制，不同的回路之間相互獨(dú)立。而對(duì)于數(shù)據(jù)與運(yùn)行監(jiān)控、系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備來(lái)說(shuō)，控制器也能夠根據(jù)相應(yīng)的監(jiān)控指令，對(duì)某部分電路進(jìn)行斷開(kāi)處理。而控制器對(duì)于信號(hào)的讀取與接收，則是通過(guò)控制總線完成數(shù)據(jù)的傳輸與交換，生產(chǎn)設(shè)備也是經(jīng)由控制總線，與控制中心進(jìn)行連接。

3.2 控制系統(tǒng)調(diào)度與管理的智能化

控制系統(tǒng)的調(diào)度與管理，包括電能、生產(chǎn)設(shè)備、故障檢測(cè)與維修等多方面內(nèi)容。其中電能的分配要按照各部分設(shè)備的耗能標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行比例性的電流輸送，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)供電系統(tǒng)的智能化調(diào)度。生產(chǎn)調(diào)度也是控制系統(tǒng)調(diào)度的重要組成部分，它是以生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃為依據(jù)，經(jīng)由計(jì)算機(jī)工作站完成信息處理，然后對(duì)相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行分配?？刂葡到y(tǒng)的管理也是針對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程的管理，有效生產(chǎn)管理能夠大大降低企業(yè)的人工成本，也能夠最大程度保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。電子信息控制系統(tǒng)能夠主動(dòng)搜集電路中的數(shù)據(jù)信息，并將其發(fā)送到數(shù)據(jù)調(diào)度中心，調(diào)度中心由返回的數(shù)據(jù)信息，能夠清楚地看到生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，生產(chǎn)電路的負(fù)荷狀況等。生產(chǎn)人員可以根據(jù)相應(yīng)的生產(chǎn)要求，進(jìn)行生產(chǎn)環(huán)節(jié)與數(shù)據(jù)信息的調(diào)整。

3.3 工業(yè)流水線生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化

大多數(shù)工廠都存在流水線作業(yè)區(qū)域，但當(dāng)前工廠流水線的一體化程度不高，各種生產(chǎn)設(shè)備混雜在一起，給工業(yè)的生產(chǎn)控制帶來(lái)了障礙。在較為復(fù)雜、混亂的生產(chǎn)環(huán)境中，生產(chǎn)人員的工作效率會(huì)受到嚴(yán)重影響，生產(chǎn)設(shè)備的升級(jí)換代已經(jīng)迫在眉睫。因此對(duì)于生產(chǎn)車間的工作環(huán)境，要依靠電子信息技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在企業(yè)生產(chǎn)的流水線中安裝電子控制軟件，能夠有效解決生產(chǎn)設(shè)備的雜亂問(wèn)題。生產(chǎn)人員可以使用電子控制軟件，對(duì)各種生產(chǎn)流程進(jìn)行控制；利用智能化機(jī)器人，完成生產(chǎn)要素的擺放與整理工作。由于生產(chǎn)線中的生產(chǎn)設(shè)備具有關(guān)聯(lián)性，所以在生產(chǎn)流程的安排中，一定要遵循相應(yīng)的順序。若某一部分的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，從而影響企業(yè)的生產(chǎn)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

以上分析可以得出，電子信息技術(shù)依托互聯(lián)網(wǎng)軟件，搭配強(qiáng)大的生產(chǎn)硬件設(shè)施，能夠優(yōu)化控制系統(tǒng)的生產(chǎn)、監(jiān)控與管理流程。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，電子信息技術(shù)、工業(yè)控制系統(tǒng)的融合會(huì)更好，工業(yè)生產(chǎn)的成本會(huì)顯著下降，生產(chǎn)效率則會(huì)逐漸提升。

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