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工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展漫談

發(fā)布日期： 2014-01-28 發(fā)布：  

  2014年1期目錄       本期共收錄文章20篇

　　【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)作為現(xiàn)代制造業(yè)的重要技術(shù)工業(yè)，在解決生產(chǎn)效率、一致性問題方面，發(fā)揮著非常重要的作用。實(shí)踐中可以看到，雖然工業(yè)自動(dòng)化控制本身不能直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展具有非常重要的作用。目前國內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)、應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，已經(jīng)取得了非常大的成績。本文將對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制問題、PLC發(fā)展問題進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就工業(yè)自動(dòng)化控制及其發(fā)展趨勢談一下自己的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)，以供參考。
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　　【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化；PLC；控制；發(fā)展；研究
　　所謂工業(yè)控制自動(dòng)化，實(shí)際上就是在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中充分應(yīng)用各種現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備以及儀器等，對(duì)生產(chǎn)過程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，通過對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行智能化管控，來有效減少人、物以及財(cái)力方面的消耗，并且使更多的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)減少人員的直接參與。對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制而言，其主要是指機(jī)械電氣一體化集成控制技術(shù)、理論之間的相互綜合，并且會(huì)涉及到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié)。在當(dāng)前的形勢下，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制及發(fā)展問題的研究，具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　1.工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展現(xiàn)狀
　　實(shí)踐中可以看到，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，有效的促進(jìn)了國內(nèi)工業(yè)、制造業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中起到了舉足輕重的作用。從當(dāng)前工業(yè)發(fā)展進(jìn)程來看，因國內(nèi)傳統(tǒng)制造業(yè)技術(shù)、設(shè)備相對(duì)比較落后，所以難以有效適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展要求；隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展要求，有效的催生了自動(dòng)化技術(shù)、儀表以及控制系統(tǒng)的進(jìn)步。從實(shí)踐來看，自動(dòng)化控制技術(shù)在總體技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展方面，雖然已經(jīng)取得了很大的成績，但是已經(jīng)促使信號(hào)制式改進(jìn)，并且催生了現(xiàn)代控制技術(shù)及其信息化。據(jù)調(diào)查顯示，雖然工業(yè)自動(dòng)化潛力在現(xiàn)代設(shè)備資產(chǎn)管理、操作技術(shù)以及工業(yè)設(shè)備預(yù)測診斷方面挖掘比較深，但自動(dòng)化控制技術(shù)仍有有一定的發(fā)展空間。隨著自動(dòng)化儀表的不斷研發(fā)和應(yīng)用，對(duì)于產(chǎn)品價(jià)值非常的敏感，很大程度上出現(xiàn)了自動(dòng)化儀表替代品，因此自動(dòng)化儀器、儀表應(yīng)用仍處在一個(gè)初級(jí)發(fā)展階段。
　　工業(yè)自動(dòng)化控制過程中，常用的是PLC技術(shù)，該種可編程序控制器采用了數(shù)字運(yùn)算方式對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程全過程控制。該技術(shù)利用的是可編程存儲(chǔ)器，并且在存儲(chǔ)程序內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了有效的邏輯運(yùn)算，以此向用戶發(fā)送計(jì)數(shù)、定時(shí)以及算術(shù)操作指令，然后以數(shù)字模擬形式輸入和輸出一些控制性指令，因此成為現(xiàn)代工業(yè)控制的重要技術(shù)。在此過程中，還包括DCS技術(shù)，它是一種集散控制系統(tǒng)，以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為紐帶，對(duì)其過程進(jìn)行全面管控。同時(shí)，這一過程中還融合了大量的現(xiàn)代高新技術(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)分散控制、集中操作以及分級(jí)管理和靈活配置，同時(shí)這也是工業(yè)分布控制可靠性、開放性的重要體現(xiàn)。就工業(yè)PC而言，它是一種分布式控制系統(tǒng)基礎(chǔ)，在一定程度上可有效替代PLC、DCS系統(tǒng)。根據(jù)客戶的實(shí)際要求，可設(shè)置針對(duì)性的服務(wù)器模式，并且將客戶機(jī)、服務(wù)器有機(jī)的兼容起來，基于通信網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)管控融合的自動(dòng)化控制。通過這種方式，可以有效促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的交流與溝通，從而實(shí)現(xiàn)信息資源的優(yōu)化與共享。
　　2.PLC發(fā)展問題分析
　　工業(yè)自動(dòng)化控制中的PLC應(yīng)用，，大大促進(jìn)了工業(yè)化建設(shè)發(fā)展進(jìn)程。通常情況下，無需采取任何的措施和方法，即可直接應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。從實(shí)踐來看，雖然其可靠性比較高、干擾能力也非常的強(qiáng)，但是在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境條件下，電磁干擾影響非常的強(qiáng)烈，一旦安裝應(yīng)用不當(dāng)，則可能會(huì)導(dǎo)致程序錯(cuò)誤、甚至因運(yùn)算錯(cuò)誤而產(chǎn)生誤輸入、誤輸出，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重失控、或者誤動(dòng)作，嚴(yán)重影響PLC技術(shù)的正常應(yīng)用和運(yùn)行。基于此，要想有效提高PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，既要求PLC生產(chǎn)廠家要不斷的提高設(shè)備抗干擾能力，又要求設(shè)計(jì)、安裝以及應(yīng)用維護(hù)過程中，需要多方面的配合與協(xié)調(diào)，才能有效的解決實(shí)踐中的問題，增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾性。
　　2.1 溫度與濕度
　　對(duì)于工業(yè)PLC而言，其通常會(huì)受到工作溫度的限制，因此PLC設(shè)備安裝過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到散熱性方面的要求，采用發(fā)熱量相對(duì)較大的一些電器元件。當(dāng)周圍工作條件發(fā)生變化，尤其是環(huán)境溫度相對(duì)過高時(shí)，還應(yīng)當(dāng)充分考慮有效安裝通風(fēng)、制冷等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作溫度的有效調(diào)控，確保PLC工作對(duì)溫度的客觀要求。實(shí)踐中可以看到，由于元器件絕緣性能與周圍環(huán)境中的水汽含量之間存在著非常密切的關(guān)系，因此濕度控制在很大程度上關(guān)系著PLC元件的運(yùn)行安全穩(wěn)定性，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)始終控制好濕度范圍。
　　2.2 震動(dòng)與電源
　　對(duì)于PLC而言，其對(duì)防震要求非常的高，因此實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)盡可能遠(yuǎn)離那些具有強(qiáng)烈震動(dòng)性質(zhì)的裝置與設(shè)備。同時(shí)，還要防止出現(xiàn)連續(xù)、頻繁振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，必要時(shí)建議采取適當(dāng)?shù)臏p震措施，以減小因震動(dòng)造成的危害與損失。一般而言，PLC對(duì)電源線產(chǎn)生的干擾具有一定程度的抵抗性，而且其安全可靠性要求也非常的高，尤其在電源干擾影響非常嚴(yán)重的環(huán)境條件下，可安裝帶屏蔽層、或具有屏蔽功能的隔離變壓器，這樣就可以有效減小設(shè)備與地的干擾和影響。通常情況下，PLC均有24V直流輸出提供給輸入端，如果輸入端采用的是外接直流電源，應(yīng)當(dāng)選用直流穩(wěn)壓電源。對(duì)于普通整流濾波電源而言，因其受到紋波的影響非常嚴(yán)重，很容易導(dǎo)致PLC接收信息資料出現(xiàn)偏差或者錯(cuò)誤。
　　3.工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展趨勢
　　隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的不斷改進(jìn)和發(fā)展，雖然工業(yè)自動(dòng)化控制能力有了很大程度的提升，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，依然還存在著一些問題與不足。比如，自動(dòng)化控制設(shè)備、儀表的鞥，存在著嚴(yán)重的信息資料安全保密問題，同時(shí)其軟件與程序可行性、通信安全保密性、運(yùn)行互動(dòng)性以及具體的操作性方面，依然還存在著一些問題與不足�；诖�，從工業(yè)自動(dòng)化控制現(xiàn)狀及未來發(fā)展實(shí)踐來看，應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)代數(shù)字與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以確保進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化控制的可持續(xù)發(fā)展。
　　3.1 工業(yè)自動(dòng)化未來發(fā)展主流方向 　　基于當(dāng)前工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀和進(jìn)程來看，未來國內(nèi)工業(yè)化發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)在設(shè)備智能化、無線化以及高精度化方面進(jìn)一步創(chuàng)新和改進(jìn)。在當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)建設(shè)和發(fā)展領(lǐng)域，科學(xué)智能化是自動(dòng)化控制發(fā)展的最典型成果，同時(shí)也是未來國內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展的主流趨勢，即未來工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的主流方向就是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械設(shè)備的多功能自動(dòng)控制。對(duì)于儀表測量而言，不同測量主體其需要利用計(jì)算機(jī)一次性發(fā)送對(duì)應(yīng)指令來完成操作，并且以此為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制�，F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，一些精度要求較高的產(chǎn)品加工過程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行深加工，而且在自動(dòng)化控制及智能化操作條件下，應(yīng)當(dāng)對(duì)工業(yè)作業(yè)操作精度進(jìn)一步提升。對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)而言，其所倡導(dǎo)的是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)以及相關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行及其穩(wěn)定性控制，同時(shí)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的功能消耗、生態(tài)環(huán)保保護(hù)要求非常的高�；诖�，在當(dāng)前倡導(dǎo)發(fā)展綠色工業(yè)的時(shí)代背景下，無線通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展，有效實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場儀表通信無線化發(fā)展，同時(shí)對(duì)工業(yè)機(jī)械設(shè)備優(yōu)化設(shè)置具有非常重要的作用。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能降低通信電纜日常維護(hù)成本，加強(qiáng)無線通信技術(shù)與設(shè)備研發(fā)，這樣就可以有效滿足現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展要求。
　　3.2 信息化與自動(dòng)化之間的有機(jī)結(jié)合
　　在現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展過程中，為強(qiáng)化工業(yè)自動(dòng)化控制與管理，可將信息技術(shù)與自動(dòng)化發(fā)展有機(jī)的結(jié)合在一起，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化管理。實(shí)踐中可以看到，現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化影響，可有效促進(jìn)現(xiàn)代企業(yè)科技人才的教育與培養(yǎng)，尤其是自動(dòng)化儀表可借助現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，提高信息化建設(shè)發(fā)展步伐。從當(dāng)前發(fā)展實(shí)踐來看，信息化與自動(dòng)化之間的影響具有相輔相成性，而且自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍也非常的廣泛，尤其對(duì)工業(yè)建設(shè)中的信息數(shù)據(jù)采集、信息處理、實(shí)際應(yīng)用等，都會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。因此，現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化儀表的應(yīng)用與發(fā)展，具有非常強(qiáng)的依賴性。
　　3.3 工業(yè)自動(dòng)化控制過程中的安全可靠性
　　實(shí)踐中可以看到，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，普遍存在著很多的安全風(fēng)險(xiǎn)問題，而且這些問題也呈現(xiàn)出一定的多元化。在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，最為重要的一個(gè)因素就是安全問題，尤其是自動(dòng)化儀表應(yīng)用與發(fā)展過程中的功能作用發(fā)揮與安全可靠問題。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化儀表的全面應(yīng)用與推廣，很多經(jīng)過功能安全認(rèn)證的儀表已經(jīng)盛行于當(dāng)前市場，為確保工業(yè)自動(dòng)化控制安全可靠性，還需強(qiáng)化對(duì)儀表的質(zhì)量問題檢測。對(duì)于儀表質(zhì)量問題研究過程中，因多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)所遵從的生產(chǎn)參照標(biāo)準(zhǔn)都是源于企業(yè)本身，并未對(duì)客戶實(shí)施公信力認(rèn)證，因此數(shù)據(jù)信息缺乏客觀性、可行性，多為經(jīng)驗(yàn)主義認(rèn)識(shí)。
　　3.4 加強(qiáng)自動(dòng)化控制體系維護(hù)，強(qiáng)化自動(dòng)化儀表準(zhǔn)確診斷
　　在當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)過程中，因激烈的市場競爭壓力，企業(yè)為占據(jù)一定市場份額和市場優(yōu)勢，逐步強(qiáng)化對(duì)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與安全防雷監(jiān)控，加強(qiáng)研究系統(tǒng)的有效維護(hù)以及儀表準(zhǔn)確診斷，防止對(duì)廣大用戶以及制造商等，產(chǎn)生不利影響�；诖�，通過生產(chǎn)全過程的有效診斷、裝備診斷和自動(dòng)化控制體系及現(xiàn)場儀表的有效診斷，強(qiáng)化工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與安全監(jiān)管。是現(xiàn)在可以看到，由于現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制體系中的相關(guān)診斷技術(shù)在不斷的創(chuàng)新與改進(jìn)，使得其產(chǎn)品性能和功能逐步增強(qiáng)，這使得生產(chǎn)裝備監(jiān)控、自動(dòng)化系統(tǒng)診斷實(shí)現(xiàn)了同步控制。
　　4.結(jié)語
　　總而言之，工業(yè)自動(dòng)化作為現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及科技水平不斷進(jìn)步的產(chǎn)物，對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了非常重要的作用，同時(shí)也促進(jìn)了現(xiàn)代企業(yè)的快速發(fā)展。近年來，隨著PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，對(duì)PLC技術(shù)及功能要求不斷提高，這使得PLC技術(shù)應(yīng)用中的問題得到了有效的研究與解決。本文通過對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展現(xiàn)狀、PLC發(fā)展過程中存在問題的分析，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展趨勢進(jìn)行了研究。
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　　作者簡介：董吉成（1986—），男，甘肅張掖人，大學(xué)本科，天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司助理工程師，主要從事煤礦工業(yè)自動(dòng)化控制及其應(yīng)用研究。

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