浅谈工业自动化控制

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  【摘 要】 本文首先概述了工业自动化和工业自动化技术的特点,然后分析了工业电气自动化控制技术的重要功能,最后探讨了我国的工业自动化控制技术发展现状与趋势。
  【关键词】 工业自动化控制技术;特点;重要功能;发展现状;趋势
  工业自动化主要是为了减少人力的操作,在生产过程中,实现对各种过程的控制,能充分利用人工以外的各种能源,以实现操作处理和预定的工作目标的控制的统称。
  自动化技术一种综合性非常强的一门技术,它囊括了机械、微电子、计算机等多门技术方法,随着工业革命的产生,自动化技术也应运而生,可以说正是工业革命的需要,才催发了人们研究自动化技术,进而得到了蓬勃发展的机会,如今,自动化技术已经在全球各个领域成功的应用起来,机械制造、交通运输、建筑、电力等行业,正是自动化的实施,才得以提升劳动生产率,才能使这些行业更好更快的发展。自动化控制技术在改革开放的时候,进入了中国大陆,于是中国制造业的自动化进程自此也加快了脚步,大大提高了生产效率,中国现代化建设的进程也离不开自动化技术的贡献。
  1.工业自动化概述
  工业自动化综合运用控制理论、电子装备、仪器仪表、计算机和相关工艺技术,对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策,达到增加产量、提高质量、节省能耗、降低消耗、减少污染、确保安全等目的的一种综合性技术。具体地,工业自动化是化工、炼油、食品、轻工、电力等流程工业生产过程自动化的简称。在生产设备上,配上一些自动化装置(仪表),代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行,并达到预定的目标,这种用自动化装置来管理生产过程的办法,称为生产过程自动化。
  自动控制系统的分类可以按照多个原则来分,根据给定值不同分类:1)定值控制系统:给定值保持不变的系统。系统的任务是使被控变量以一定的精度保持在给定值上不變;2)随动控制系统:给定值是随机变化的,这种变化是事先不知道的;3)程序控制系统:给定值是按事先规定的程序变化的。
  按控制系统的复杂程度区分可分为简单控制系统和复杂控制系统等,按控制变量的名称区分,可分为温度控制系统、压力控制系统等,按调节规律区分,可分为P、PI、PD、PID、预估控制等。
  2.工业自动化技术的特点
  通常把工业自动化系统分为五级:企业管理级、生产管理级、过程控制级、设备控制级和检测驱动级。两级管理级涉及到的高技术主要是计算机技术、软件技术和网络技术,随着互联网技术和信息技术的飞速发展,必将进一步促进企业管理的改革,企业可通过互联网在网上进行交易,因而电子商务技术必将成为企业管理中的高技术;过程控制级涉及到的高技术主要是智能控制技术和工程方法;设备控制级和检测驱动级涉及到的高技术主要是三电一体化技术、现场总线技术和新器件交流数字调速技术。由此不难看出工业自动化技术是当今微电子技术和电力电子技术领域中高技术的综合应用技术,这是工业自动化技术的特点之一。
  从管理和控制的角度看,必须在最优的管理和最佳的控制下,才能取得最大的经济效益和最优的产品质量,称之为管控一体化。仅从控制的角度看,工业自动化系统包括检测、控制和驱动三个系统,这三个系统既自成体系又互相联系,既要研究每一个系统的技术,又要研究三个系统的软硬件连接及最佳配合技术,这称之为三电一体化技术。管控一体化和三电一体化是工业自动化技术的第二个特点。
  电气自动化是利用电子技术、PC控制技术和PC网络技术来实现电气自动控制,通过系统集成,实现电力系统的自动操作和维护。工业电气自动化的发展趋势就是现代分布式、开放式的信息化。分布式的结构可以保证网络中建立起独立的网络,以实现危险分散,促进系统的正常运行;开放化就是要将系统与外界联系,实现各方的网络连接,提高信息的处理能力;而信息化就是实现设备与网络技术结合,实现网络自动化和管控一体化。如今,我们已经到了开创电气自动化的新时代了,实现自主研发,是我们对未来发展的展望。
  3.工业电气自动化控制技术的重要功能
  在工业企业中实施电气自动化控制技术,主要是为了能够实现可持续发展与现代化生产,其对于工业企业的持久发展来说具有至关重要的作用和意义。因此,一定要在工业企业中全面发挥电气自动化控制技术的效用,并不断更新与完善其功能,只有这样工业企业才能健康、稳定的发展。
  3.1保护功能
  电气线路与设备实行自动化控制时,在不同条件下会产生各种不同的故障,如果电路电流高于设备电路规定的实际使用限度与范围,那么系统就会及时终止运行,而实现这一过程就要合理的制定出一套健全且完善的排除故障与检测体系,依照不同情况自动更换与调整系统设备的相应电流与线路,将保护设备的效用充分发挥出来。
  3.2测量功能
  在电气设备日常运行活动中为了找出其中存在的问题和不足之处,就一定要做好相应的观察和测定工作,并加以完善和改进,达到提高电气设备使用效率和生产效率的目的。若想要全面了解与掌握工厂中电气设备的实际运行状况,就要合理选用测量线路的相应参数设备和仪表测试器,通过有效性措施做好观察与控制工作,最后利用已掌握和控制好的有关信息来完善与创新电气设备的运行及操作。
  3.3自动控制功能(重点突出一下,说明是通过PLC方式实现的自动控制)
  该功能主要为了控制具有庞大体积的大电流开关设备与高压开关设备。为了保证电气自动化控制技术正常运行,首先就是要实现其自动控制的功能,要科学合理的建立一个能够自动管理和控制电气操作设备与供电设备的系统。从而及时有效的控制和管理整个供电设备。另外电气设备在实际运行工作中,通常会采用分散型操作方式来控制与管理整个系统,通过操作系统对分与闸进行全面控制,特别是电气设备出现突发性故障时,操作系统会及时切断电路。这样才能达到电气自动化控制技术正常运行的目的。   3.4监控功能
  针对人们无法用肉眼分辨电气自动化控制技术是否存在电流,也无法分辨电气设备是否带电这一情况,应有效的制定出与之相应的信号指示与信号标示,并加以完善。要能及时的掌握和分析电气设备的实际运行状态和具体生产情况,就应该采取信号灯与故障声音等等的提醒措施来严格管理电气自动化控制设备。这不仅大大提升了电气设备的日常维护效率,还有效的缩短了人工处理故障的时间。
  4.我国的工业自动化控制技术发展现状与趋势
  4.1发展现状
  中国工业自动化控制技术是借着改革开放的风气被带进来的,甚至可以追溯到上个世纪,也正是因为改革开放这一优势,工业控制技术才得到了巨大的发展空间。到目前为止,中国的工业自动化进程发展依旧迅速,“PLC,变频器,触摸屏”等产品都被广泛应用到了工业控制的各国领域,为中国的现代化工业生产做出了巨大贡献。
  4.1.1 PLC
  PLC是一种电子系统,通俗来说,是一种可以编辑程序的逻辑控制器,通过运用数字计算的操作过程,可以控制设备的生产。这种技术依赖于计算机技术,而随着计算机技术不断发展与革新,会出现容量更大、速度更快的产品不断出现。可以说这种控制器在我国工业控制领域属于核心位置。
  4.1.2 DCS
  DCS在我国自动控制行业又被称作是集散控制系统,它运用了计算机4C技术,具有较高的实用性、灵动性和通透性。它的特点是相对集中管理与分散控制,有利于人们日常操作与管理。
  4.1.3工业PC
  工业PC包括了IPC工控机和CompactPCI工控机以及它们的变形机器。由于现在的IPC难以满足现代工业PC运行的要求,在不久的将来会慢慢被淘汰。不同种类的IPC机器可以同时作为服务器和客户机使用,形成一种系统性网络,可以被工作人员同时控制和管理,就像一种综合系统来实现企业内部信息数据的转变和交流。
  在近几年来,工业PC在我国企业中得到迅猛发展,预计在未来的三五年之内,我国的工业PC将占领更大的市场,并实现其产业化发展。
  4.2未来发展方向与策略
  工业的自动化控制技术是通过丰富的科学理论基础作为支撑力量,其发展离不开计算机、通讯、建筑、微电子等技术,需要多种科学技术的共同开发,进而实现自身的发展。我国引进工业自动化控制技术与西方国家相比来说时间较晚,缺乏稳固基础与科技支撑力量。企业自动化控制技术在快速发展的道路上时常会遇到瓶颈期,然而又好又快地渡过一段段瓶颈期,是我们即将面临的最大问题。
  首先,国家政策的支持。我国在向工业国迈进的路上,政策支持是必不可少的。我国是社会主义市场化经济体制,国家的工业发展战略对于每个领域行业的前景发展有着重要作用。我国工业自动化控制行业的战略规划在当前受到了考验,我们必须将一贯推行的劳动密集型产品转化为技术密集型产品,进而实现技术的创新与改革。
  其次,借鉴外国先进经验。我国最早的工业自动化控制技术引进是在上个世纪80年代左右,自身起步时间比国外先进技术要晚的多,我们在将来的发展中一定要借鉴外国先进技术和经验以弥补自身的理论缺陷。
  第三,重视市场效应。虽然在今后的发展当中,我们必须要借鉴国外先进的技术和丰富的经验,但是仅仅是毫无意识的模仿和跟随,只会在国际市场中让我国诸多企业自身竞争力越来越弱。我们必须要要转变思想理念,拓展自身的市场,打出自己的品牌,试图走自己有特色的一条道路,进而才能够与拥有先进科学技术的西方发达国家相抗衡,争夺属于自己的一片天地。
  5.结语
  在工业发展的过程中工业自动化的发展与应用促进了企业经济效益的实现将人们从繁重的体力劳动中解放出来,有效的降低了恶劣环境下的人工工作量,同时极大的促进了我国的经济发展,对于一个国家而言其工业机械自动化水平不仅仅代表了该国的科学技术水平的发展程度,同时也代表了这个国家的最高生产力。在以后的发展过程中对于工业自动化控制系统的研究必然会越来越多、越来越深入,这也是我国工业自动化控制发展的方向,争取赶上并超过发达国家的工业自动化水平,最终实现我国经济的飞速发展。
  参考文献:
  [1]董吉成.工业自动化控制的发展漫谈[J].电子世界,2014(l)
  [2]唐攻坚.浅谈工业自动化控制的现状及趋势[]J.中国新技术新产品,2012(3)
  [3]張俊权.关于工业自动化控制的现状及其应用趋势的分析[J].科技创新与应用,2014(2).
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