自动化设备论文范文

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自动化设备管理系统即通过对计算机技术、通信技术以及管理技术的综合运用实现系统数据的采集、分析等管理工作，以保证管理系统的有效性。但是，由于自动化设备是一门新兴的学科，因此在实际应用的很多方面还存在着很多的不完善地方。主要存在的问题如下所示：

1.1依赖性强，不能完全自动化管理

就目前的自动化设备的管理系统在很多复杂、强度大的实际运用中，自动化管理很难做到设备的完全智能化，还需要人为管理和文档管理的协助进行记录、管理设备信息，给管理工作带来诸多不便。因此，对于目前自动化设备的管理系统，亟待解决的问题便是让自动化管理达到“一劳永逸”的效果。

1.2自动化管理系统设备水平低

科学技术发展迅速，导致产品的更新换代日益加速，自动化技术虽然在不断发展和完善，但随着它的投入使用，人们对自动化设备管理系统的要求不断提高，同时也发现了其所存在的问题，如管理系统常常对新增加的数据库束手无策。

1.3管理水平与系统设计脱节

在混合模式下的自动化生产中，管理水平的高低直接影响着设备的使用寿命以及运行性能，但由于社会生产力的需要，现代化生产设备呈现出复杂化特点，导致设计设备对设备管理水平的要求也随之增高，而目前的设备管理普遍采用的一次性开发，无法兼顾企业的后续需求，直接造成管理水平与生产系统设计的发展脱节，进而加大了设备的资金投入量。

1.4不能与时俱进、及时更新

由于自动化设备管理系统受到自身开发技术的限制以及设计方面更新缓慢等因素的影响，使自动化设备管理系统在实施管理时出现反应迟缓、顾此失彼的现象，即当系统数据发生改变时，其不能为此做出相应改变，如当有新的设备进入运行或者旧的设备退出运行时，自动化设备管理系统无法进行有效管理。因此，在自动化管理系统上，为保证设备能够有效的管理工作，不仅其设计要求及时更新，而且新的数据要及时导入系统。

2自动化设备管理系统的设计与开发

针对目前混合模式下的自动化设备管理系统中所存在的不足，并有效结合当前管理系统中的机制，通过进一步研究分析社会生产对自动化设备管理的需求，提出更有效的自动化设计管理系统的构想。

2.1系统架构分析

该系统使用客户机和服务器（Client/ServerStructs，C/S）结构，该体系结构不仅能够有效实现自动化管理工作，同时实现附件管理、备品管理以及电子文档管理，保证管理者可进行多类型的系统平台操作，并且每种自动化设备都分为静态数据管理和动态数据管理，前者主要对设备的基本技术参数进行录入和维护，而后者则主要管理设备的调动、升级和更新。在系统操作中，为实现自动化设备的智能化管理，其设备人员可通过PC机控制数据库服务器来实现，使管理工作更加灵活操作，进而提高自动化设备管理系统工作的效率。同时，为方便、实时处理设备管理的操作任务，减少管理系统对人工管理的依赖，可将各种属性的自动化设备的数据库建立在一个服务器端，使自动化设备管理系统不断向智能化发展，促进企业的长远发展。

2.2系统功能模块结构

根据目前我国自动化设备的数量和类型，混合模式下的自动化信息管理系统主要分为控制系统管理、电源管理、备品备件管理以及自动化设备电子文档管理等管理工作，根据研究分析，具有数据输入模块、查询修改模块、系统服务模块是自动化设备管理系统需具备的基础功能。

2.2.1数据输入模块

在数据输入模块中，通过把自动化设备的各种运行状态的数据参数输入到系统的数据库，并给每个自动化设备建立独立的电子档案，同时实时将设备在运行时各种状态的数据进行记录，是实现自动化设备管理系统的第一步。

2.2.2查询修改模块

在查询修改模块中，为保证在管理系统中系统参数的准确性和真实性，当有新的设备进入运行或者旧的设备退出运行时，查新修改模块需根据其状态的改变对及时记录的数据进行更新，这是实现自动化设备管理系统的关键。

2.2.3系统服务模块

在系统服务模块中，为实现数据的良好维护，需对接收的更新数据及时备份，并实时对系统加以维护，保证系统正常、安全的运行，这是实现自动化设备管理系统的保障。2.3数据管理由于设备的复杂程度越来越高，在很多领域其数据种类繁多，数据库的系统数据会随时间的延长不断增加，进而降低系统性能。因此，在混合模式下的自动化设备管理中，对数据的管理需用数据转存的方法，数据转存即建立一个结构类似于信息系统数据库的历史数据库，并在当前数据库每个整理表上创建一个与之相对应的删除数据库，当需要整理数据时，删除当前数据库的数据并转存到历史数据库中，从而实现有效的数据整理。

3自动化设备管理系统的应用与发展

随着科学技术的发展，在我国自动化技术已广泛应用于工业、农业、医疗以及科学研究等多方面，自动化技术也逐渐走向成熟，采用自动化管理系统，不仅可以将人从繁重、复杂的体力劳动或脑力劳动中解救出来，而且极大地提高了生产率。因此，自动化系统管理的应用领域将会越来越广，其广泛开发具有重大意义。主要从以下方面进行完善：

3.1提高技术人员的综合素质

无论是在工业还是其他的领域，能否准确无误的操作机器运行直接影响技术设备是否能够开发并正常使用。因此，对于从事养护与操作的员工，必须提前进行专业的岗前培训，提高职业素质，要求能够灵活运用行业常识解决在自动化设备中可能出现的安全事故。

3.2建立管理信息系统

针对系统的开发目标，建立一套易于使用和管理、易于实现数据共享的企业级管理信息系统，从而促进自动化设备管理系统的开发。如针对自身开发在建立信息系统时，从以下几个目标得以实现：

（1）使操作平面、操作界面、数据、台长格式以及系统报表统一化，优化业务流程，实现各系统的能够独立工作，相互协调，同时，不断改进企业数据的操作，简化系统中的不必要的信息孤岛，使业务数据能够实时传递。

（2）建立一套既能满足社会需求，又能提供现代化自动管理系统的科学管理方法，实现自动化管理系统又快又有效的开发和发展。

（3）完善各系统的信息，使领导能够随时动态了解各部门、财务、物流以及资金的运行状态。

（4）为各子系统间能够平滑连接，自动化系统管理需与外部Internet连接。

3.3完善开发平台

自动化技术的发展离不开统一化的平台，为自动化设备管理系统内的设置、维修及执行等环节提供一个适应现代化管理需求，集应用服务、WEB服务于一体的开放平台，更利于其管理系统的开发，在一定程度上，不仅能够减少项目投入生产时的花销，还能彰显自动化设备管理系统中的“人本理念”。

4结束语

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【关键词】电气；自动化控制；设备；稳定性

1 前言

电气自动化系统在我们日常的生产中扮演着重要的角色，维持其工作的稳定性至关重要，而就当前我国电气自动化运行现状来看，存在着很多因素影响着电气自动化控制设备的稳定性，进而可能导致电气自动化运行的终止，因此，我们在工作中应该着重加强电气自动化控制设备的稳定性，提高生产的安全性。

2 电气自动化控制设备稳定性的重要性

随着我国科学技术的发展，当前电气自动化的水平也正在逐步提高，尤其是电气自动化的智能化水平越来越高了，需要用到的人员也越来越少了，虽然这在一定程度上大力的解放了人力资源，减少了人工消耗，但是却不利于电气自动化设备的有序运行，一旦出现问题而又无法及时解决的话就会导致极为严重的后果。电气自动化控制设备稳定性，指的是在相应环境条件下，或者是在规定时间的范围之内，可以完成，或者是可以完成某一特定任务的能力。然而，要想完成某种特定任务能力的大小及其完成质量的高低，在很大程度上决定着电气自动化控制设备稳定性的高低。通常来讲，电气自动化控制设备稳定性的高低最容易在相对恶劣的环境条件中表现出来。

目前，在全球范围内，对电气自动化控制设备稳定性的使用范围界定还比较宽松，不管是较大的系统，还是小的设备和单元，都需要采用稳定性来加以衡量，在实际的衡量中最好采用概率来描述。一般情况下，电气自动化可以依照预先设定的程序或者计划进行操作、控制、监视等一系列的必要功能，而且其相关设备还能在无人或者少人的状态下自动运行。由于在电气自动化设备的工作环境中，操作和管理无需更多人员，甚至不需要任何人员即可工作，所以电气自动化控制设备的稳定性已经成为生产者与使用者之间的关键问题。在经济全球化冲击下，各国经济之间的竞争日益激烈，只有提高电气自动化控制设备的稳定性才能促进我国经济的发展，才能提升电气自动化控制设备的市场竞争力，即探讨电气自动化控制设备的稳定性是当前的主要任务。

3 电气自动化控制设备稳定性现状

关于电气自动化的控制设备稳定性的现状分析，主要是要考虑工作环境多样化的情况下，从而形成的操作维护不当现象。众所周知，不同行业具有不同的工作环境，甚至有的工作环境极其恶劣，实际运行中，电气自动化控制设备必须面对各种各样的工作环境，以便消除环境因素对电气自动化控制设备造成的不良影响。经实践证明，引起这些不良影响的环境因素主要有气候因索、机械作用力因素，电磁干扰因素等。

3.1 气候因素

对气候因素进行分析，主要体现在湿度、电气自动化控制设备的稳定性措施探究文/王宏友电气自动化控制设备的稳定性体现于特定时间和环境下能达到规定功能的能力，特别是在不利环境中，电气自动化控制设备的稳定性对于控制和把握设备运行过程中的细节问题至关重要。摘要气压、温度、大气污染、厌恶等方面，此类不利的环境因素会对电气自动化控制设备的性能带来严重干扰，进而损坏电气自动化的设备结构、运动的灵活性，及其温升过高等重要环节，更严重的情况下，也会导致电气自动化设备完全毁坏而无法正常工作。

3.2 机械作用力因素

对机械作用力因素进行分析，具体表现为，在不同运载的工具中，电气自动化控制设备可能会受到不同种类的机械作用力，比如：冲击、震荡、离心加速力等方面。在这些机械作用的严重影响下，电气自动化控制设备的元器件容易受到损坏，参数易发生变化，甚至会出现元器件发生变形和断裂情况，以及电气自动化设备的金属件也会因疲劳而受到严重损坏。

3.3 电磁干扰因素

对电磁干扰因素进行分析，这方面的因素尽管属于一种看不见、摸不着的因素，但是它对电气自动化控制设备所造成的不良影响不可忽视。通常来讲，电气自动化控制设备的工作运行中，同时充斥着各种各样的电磁波，这些电磁波会不同程度地增大设备的输出噪声，由此导致电气自动化控制设备的运行失去稳定性，甚至会形成安全事故。

4 电气自动化控制设备稳定性的作用

4.1 稳定性能够衡量设备质量

产品要实现其自身价值，产品质量是硬道理，同时也是一个企业生存的生命线，而要确保产品质量的要素，主要体现在产品的特性上，涉及其性能、稳定性、实用性、安全性等。可见，稳定性在确保产品质量的过程中起着不可估量的主导作用，即稳定性越高，电气自动化控制设备发生的故障次数就越少，维修费用也越低，同时也大大提高了安全性能。一句话，稳定性是产品质量的精髓所在，也是每一个企业家必须寻求的最高目标。

4.2 稳定性能够提高设备市场竞争力

当今社会，国家经济的发展速度非常快，用房对产品质量的要求也在不断提高，现代人不但要求性能比较优的产品，同时更加重视产品的稳定性能，特别是电气类产品。在市场竞争非常激烈的今天，优者则胜，劣者就会被淘汰，只有提高产品质量的稳定性，才能赢得现代化市场经济发展的主动权，才能获得公众认可和青睐。因此，在电气自动化控制设备自动化程度、复杂度的不断提高下，稳定性技术能够提高设备的市场竞争力。

5 提高电气自动化控制设备稳定性的措施

5.1合理地制定设计方案

首先要认识和把握产品的自身特点、实际应用环境、应用条件，需要依据这三种影响因素的综合情况，对设计方案进行确定。值得注意的是，在此过程中，由于各个厂家所生产的产品都不尽相同，他们之间会存在许多差异，所以在同一个项目当中，最好统一使用同一种常见的产品，以便最大程度地保证各个设备之间的良好协调性。

5.2 选择合适的零部件

在满足设计合理的条件下，必须选择合适的零部件，这就要考虑相关电路的实际性能，最好选择专业常见的零部件，只有这样，才能有所保证，不论是在产品质量上，还是在后期维护上，都能有效地保障电气自动化控制设备的稳定性。此外，选择零部件的时候，还需要高度重视零部件的使用参数。

5.3 强化控制设备的散热防护

在各种电气设备的运行过程中，温度是一个极其危险的因素，由于温度变化容易大大降低电气设备的精度和稳定性，同时温度变化过大也会发生严重事故。究其原因，这主要由于电气自动化设备在运行当中不断向外散发热量造成的，如果散发的热量不能及时排出，就会积累在较小空间内，从而使设备周边环境温度不断升高，结果不堪设想。因此，在进行电气自动化控制系统的设计时，要关注散热问题，合理地确认散热方式，从最大程度上避免设备本身

6 结束语

综上所述，深入探讨电气自动化控制设备的稳定性，不但要有一定的理论基础，也要具备充足的实践经验，这样才能全面把握电气自动化控制设备的稳定性。与此同时，研究电气自动化控制设备的过程中，很有必要注意研究方法，坚决杜绝盲目操作的不良现象。因此，需要科学地结合国内外电气自动化控制设备的实际情况，不断学习新技术，根据最新的稳定性试验方法制定更加合理的控制措施。

参考文献：

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关键词：PLC，modbus，自动化

 

1、引言

Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。论文参考，modbus。

此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

因此，Modbus协议具有适用性广泛，使用灵活，同时还具备实时纠错等多种优点，应用在打印适配板与PLC通讯中可以自如的设定其数据格式，并有效防止打印乱码等打印故障的产生。

2、设计方法

本设计采用打印适配板作为主站，S7-200 PLC做从站的方式，由打印适配板主动读取PLC中的数据，并根据数据内容来决定打印的格式、时间、打印字符内容。

2.1 modbus通讯帧的结构

本设计采用消息帧采用RTU模式，其结构如下：

① 因其消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始，所以其起始位为T1-T2-T3-T4。

② 设备地址标示主机下从站的地址，如可以将从站S7-200地址 设为16（如右图）。

③ 功能代码为该消息所要实现的功能

例如：一从主设备发往从设备的消息要求读一组保持寄存 器，将产生如下功能代码：

0 0 0 0 0 0 11 （十六进制03H）

对正常回应，从设备仅回应同样的功能代码。对异议回应，它返回：

1 0 0 0 0 0 11 （十六进制83H）

除功能代码因异议错误作了修改外，从设备将一独特的代码放到回应消息的数据域中，这能告诉主设备发生了什么错误。

④从主设备发给从设备消息的数据域包含附加的信息：从设备必须用于进行执行由功能代码所定义的所为。这包括了象不连续的寄存器地址，要处理项的数目，域中实际数据字节数。

⑤当选用RTU模式作字符帧，错误检测域包含一16Bits值(用两个8位的字符来实现)。错误检测域的内容是通过对消息内容进行循环冗长检测方法得出的。CRC域附加在消息的最后，添加时先是低字节然后是高字节。故CRC的高位字节是发送消息的最后一个字节。

2.2 modbus协议的通讯周期

查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。论文参考，modbus。论文参考，modbus。

如果从设备产生一正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。

2.3 PLC modbus库初始化的设置

其中：

Mode: 输入数值1将端口0指定给Modbus协议并启用协议；将输入数值0指定给PPI，并禁用Modbus协议。

Addr:S7-200作为从站的地址。论文参考，modbus。

Baud:通讯的波特率。

Parity: 0-无奇偶校验，1-奇数奇偶校验，2-偶数奇偶校验。

Delay: 数通过将指定的毫秒数增加至标准Modbus讯息超时的方法延长标准Modbus讯息结束超时条件。

MaxIQ: 参数将供Modbus地址00xxxx和01xxxx使用的I和Q点数设为0至128之间的数值。数值0禁用所有向输入和输出的读取。

MaxAI: 参数将供Modbus地址03xxx使用的字输入（AI）寄存器数目设为0至32之间的数值。数值0禁用模拟输入的读数。

MaxHold: 参数设定供Modbus地址04xxx使用的V内存中的字保持寄存器数目。

HoldStart:即打印适配板存取V内存中保持寄存器的起始地址。设置为&VB100,而MaxHold为25，所以VB100-VB200将被打印适配板所使用，编程时需避免与其冲突。

2.4 打印适配板的控制

打印适配板会持续读取VB100-200中所储存的信息，以做出其动作判断。因此，向规定地址中写入数据，就可以控制打印系统的运行。

如将”20”送入VB125，即可启动打印板的数据记录

VD136,VD140,VD144即为数据被打印适配板所读取的地址。

打印适配板将打印报表的格式固化在打印板中，接受到数据采集结束信号以后，会将本次数据储存，并在接到打印信号以后将其打印在报表的固定位置。论文参考，modbus。

3、结束语

Modbus工业协议因其适用性广泛、简单易用，通讯较为可靠等优点，在现代自动化设备与工业控制领域得到了广泛的应用。而在传统的PLC数据打印方式中，数据受到干扰时微打无法判断接收的是否正确，经常造成打印异常，表现为乱码、微打不打印等故障。论文参考，modbus。采用Modbus协议以后，就可以有效的避免这些问题的产生，使得需严格数据保存的自动化设备的可靠性得以保证。

参考文献

[1]SIEMENSSIMATICS7-200可编程序控制器

[2]MODBUSoverseriallinespecificationandimplementationguideV1.0modbus.org

[3]华镕编著从Modbus到透明就绪—施耐德电气工业网络的协议、设计、安装和应用机械工业出版社2009

[4]中国国家标准化管理委员会基于Modbus协议的工业自动化网络规范中国标准出版社2004

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【关键词】工业，自动化，现状，发展方向

【 abstract 】 Since the reform and open policy, our country should strengthen the development of the industrialization, strengthen to advanced industrial technology research, industrial equipment and technology continuously realizes the breakthrough, perfect for industrial management, through many years development, our country at present already gradually by farming industrialises, with the development of scientific technology and the introduction of new technology, new equipment research and development, China's industrial automation level get promoted continuously, in many industrial fields automation have reached the pinnacle of achievement, but and western developed country, compared to our country industrialization level or whether the progress of industrialization, there are a large gap, therefore, from China's actual conditions, enhances our country industrial automation level, our country to promote the comprehensive national strength and international competitiveness, and has an important role. This paper is in China's industrial automation present situation, find out the industrial automation development in our country, the problems of China's industrial automation, the development trend of our country and the industrial automation development put forward some Suggestions.

【 key words 】 industry, automation, the current situation, development direction

中图分类号：F4文献标识码： A 文章编号：

一． 前言

. 随着我国现代科学技术的繁荣发展，炼油、化工，冶金、电力、生物、制药等行业的投资生产的规模越来越呈现多层次化，复合化，施工难度更加复杂化，随着对新设备的引进和新的操控技术的掌握，各种可以一部分代替操作人员的手工操作，有力的保证了施工标准的执行，规范了操作程序，降低了工作人员的生命财产风险，提高了生产管理的效率，降低了生产管理的成本，为整个工业化的发展奠定了良好的基础。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惟技术，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。

二． 我国工业自动化的发展现状

我国的经济发展近年来已经取得了辉煌的成果，工业化的水平不断得到提升，工业中的自动化程度也日益加深。但是从我国的整体工业化发展状况来看，我国的传统产业存在着技术装备陈旧落后，能源消耗率高，资源浪费多，产品质量难以得到保障，对工业化自动化的管理水平较低，这些方面与西方发达工业国家相比，有着巨大的差距，我国自改革开放来，虽然加大了对设备技术等方面的引进和研发，但在核心技术上的突破艰难，设备技术自动化水平远远落后于西方发达工业化国家。面对着激烈的世界竞争，我国必须将现代电子技术，现代信息技术运用到我国的传统工业技术的实施上来，不断提高我国工业化水平和自动化水平，这是提高企业素质，提高整体效益最有效的方法之一。

三． 我国工业自动化存在的问题

1. 工业企业整体规模相对小，资金积累不够，难以留住高端的优秀管人才，企业的积累缺乏，是工业化，自动化缺乏动力。

2. 企业工业化水平提高，但缺乏钻研突破的研究技术精神，缺乏对核心技术的研究，自动化设备多采用进口和引进，难以形成自己企业的核心专利，难以保持自动化的核心竞争力。

3．自动化市场尚不完善，不够健全，恶性竞争，市场规范不严格，且产品品牌单调，品牌知名度不高，难以和国际知名自动化品牌竞争。

四． 我国工业自动化的发展方向

1. 自动化将会朝着智能化方向发展。

工业智能化。从工业自动化的发展趋势看，智能化是其核心部分，所谓智能化表现在其具有多种新功能。在工业控制方面，有关的现场仪表在一起，在现场实现自主调节，从而实现控制的彻底分散使调节要加及时，并提高了整个系统的可靠性。

2. 自动化的操控更为精确，更加精工。

工业生产对产品质量的要求越来越严格，先进技术的采用，科学管理方式的实施，自动化水平不断升高，使得施工标准更为严格，产品的精度朝着更高的方向发展，因此，自动化在工业生产中会有着更严密精确的要求。

3. 工业无线技术是自动化操作更简便准确。

该技术能够实现非接触传输，特别适用于恶劣环境或振动、高速旋转对象的监控，而且降低了安装成本、持续降低运行维护成本，同时更换方便，便于升级。还能够减少接插件故障，移动自由且不受限制，工业无线技术是工厂测控模式的变革，传统认为成本过高，无法大规模部署传感器进行监测的应用，但这次变革将会有力的推进我国工业自动化进程。

五． 我国工业自动化的发展建议

1.政府加强对自动化实施的引导和扶持

工业自动化企业关系到民用甚至军工行业的制造水平，政府要加大对工业自动化企业的引导和扶持。政府部门要引导自动化企业转变观念、稳定心态，提高产品质量以及服务质量，引导优秀的国产品牌进入重要领域，为民族企业的发展提供空间。

2.企业加大对自动化核心技术的研究，加大投入力度。

对以生产产品为主或者专门进行系统开发的企业特长推出主打产品能，才能取得进一步发展。务必要在应用上展现自己的专业化，在系统平台方面则可以考虑开放化和标准化。未来的技术开发靠某个企业单打独斗可能性较低，企业应考虑资产重组或者进行联合开发，企业只有拿出自己的核心技术，整合资源，才能不断增强本企业的核心竞争力。

3.要树立品牌意识，要增强本企业品牌的国际竞争力。

我国的自动化工业产品在国际上具有相对弱势，很多企业品牌设计理念不鲜明，产品质量难以提升，对产品的市场把握不够敏感，难以组合的营销自己的产品，宣扬自己的产品品牌。因此，必须树立品牌意识，提升产品质量，提升核心品牌的竞争力。

六． 结束语

我国要真正实现工业化实现自动化，就必须将自动化控制技术和现代信息技术，相互融合，对我国的传统工业控制进行系统升级，提高我国工业化水平，通过采用先进技术和科学设备，不断提高经济效益，提高自动化水平，在国家重视和企业不断研究的过程中，加快核心技术的突破，努力提高我国自动化水平，改善经济效益，为我国的经济发展和人们生活水平的提高，奠定良好基础。

参考文献：

[1] 李勃浅谈工业自动化的发展趋势 [期刊论文] 《科技传播》 -2011年8期

[2] 侯志敏 工业自动化技术的发展与展望——工业自动化技术应用浅谈 [期刊论文] 《企业技术开发（学术版）》 -2012年2期

[3] 侯传安 我国工业自动化企业发展出路探析 [期刊论文] 《企业技术开发（学术版）》 -2011年12期

[4] 左金龙 浅谈我国工业自动化企业发展出路 [期刊论文] 《投资与合作》 -2011年8期

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【关键词】：电力系统；自动化系统；防雷；措施；方法；

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

一．引言

随着经济的发展，科学技术的不断进步，通讯技术和计算机技术不断得到提高，电力系统的自动化水平也不断提高，越来越多的计算机、RTU以及一些其他的自动化设备被应用到电力系统中，我们指导微电子设备的工作电压只有几伏，工作电流十分微弱，正是如此其对外界的干扰抵抗十分弱。再加之，由雷电带来的瞬变磁场十分强，对于微电子器件产生的干扰很大，严重的甚至直接损坏微电子设备，给电力系统带来损失。近几年，尽管电力企业在不断的采取措施加强对电力系统的防雷保护，但是雷害事故还是时有发生，所以加强电力系统防雷措施的研究和探讨还是十分必要的。

二．对于雷电侵入波产生的过电压的保护措施

一般而言，电力企业对于雷电侵入波产生的过电压的保护是通过避雷器以及避雷针来实现的，这两者相配合的实现了对进线段的有利保护，效果比较好。通过对进线段的保护，可以利用其阻抗限制雷电流幅值，以及利用其电晕衰耗来达到降低雷电波陡度的目的，再在进线段上安装避雷器，通过避雷器的作用可以使得电流不超过绝缘配合所要求的数值，这样就可以有效的实现第一道防雷。

三．对于UPS过电压的保护措施

感应雷或沿电源线进入室内的雷电侵入波会使电源电压急骤升高，从而导致UPS及后接设备损坏。有些UPS中尽管装有压敏电阻，但还是很难保护自己及后接微电子设备。对电源，可靠有效的防雷方法是采用四级保护。每一级用三极气体放电管，将大的雷电限制到后续保护系统可允许的范围；第二级用限流模块；第三级用压敏电阻；第四级用TVS管，使输出的箝位电压达到规定的要求。采用上述四级保护后，UPS或被保护电源一般不会因雷击而损坏。

四．对于载波机过电压的保护措施

载波机遇雷击易损坏的部分通常为电源盘、用户话路盘及高频电路盘。高频电路盘上通常装有放电管，具有一定的耐雷水平；电源部分可采用上述电源过电压保护方式；用户话路盘由于铃流电压与通话电压不一致需要在保护装置设计上精心考虑，使之在两种不同电压下均能有效的地保护用户话路部分最好的办法是将保护器件置于载波机内，考虑到实际情况，外置保护模块应设计考虑得周全一些。为了有较好的防雷效果，我们在防雷时可以使用Modem、程控交换机通信线、用户话路盘以及信号线来实现四级保护，同时可以安装自动报警装置。

五．接地电阻与屏蔽

1.接地。合理的接地设计是整个电力系统防雷措施中的重要组成部分。一般会有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地等三种接地方式，因此，科学设计，使得这三种接地方式之间互相配合，有助于大大降低雷击通过接地网络对系统的毁坏。以计算机自控系统为例，一般采用系统工作接地、直流工作接地、安全保护接地等几种接地方式。在防雷措施中，要根据实际情况，将各种接地方式合理的组合，使得接地电阻值最小，取得最佳的效果。防雷接地是为防雷保护需要而设，以降低雷电流通过时的地电位升高，因此良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。因此，在经济合理的前提下应尽可能降低接地电阻。 在接地时要尽量的减低电阻，可以通过以下方法：深埋式接地极，如地下较深处的土壤电阻率较低，可用深井式或深埋式接地极；填充电阻率较低的物质或降阻剂。如附近有可以利用的低电阻率物质可以因地制宜，综合利用；敷设水下接地装置，如杆塔附近有水源，可以考虑利用这些水源在水底或岸边布置接地极，可以降低接地电阻，提高泄流能力。

2.屏蔽。为了达到减少雷电电磁干扰的目的，主控楼、通信机房的建筑钢筋、金属地板均应相互焊接，形成等电位法拉第宠。设备对屏蔽有较高要求时，机房六面应敷设金属屏蔽网，将屏蔽网与机房内环行接地母线均匀多点相连。架空电力线由站内终端杆引下后应更换为屏蔽电缆；室外通信电缆应采用屏蔽电缆，屏蔽层两端要接地；对于既有铠带又有屏蔽层的电缆应将铠带及屏蔽层同时接地，而在另一端只将屏蔽层接地。电缆进入室内前水平埋地10m以上，埋地深度应大于0.6m；非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平埋地10m以上，铁管两端应良好接地。若在室外入口端将电力线与铁管间加接压敏电阻，防雷效果会更好。

六．综合性防雷措施

1．建立健全科学合理的整体防雷系统

从整个电力系统而言，要做好防雷措施，首先要从整体上做好防雷规划，从内到外，做到防雷措施的全面覆盖。整体而言，外部可以安装避雷针，接闪器等，避免雷电直接打击输配电线路或者是相关的线缆配电箱等基础设施，引起火灾或者事故。同时，内部要做好电磁屏蔽、等电位连接、共用接地系统和浪涌吸收保护器等一些子输配电系统，通过它们可以将引人建筑物内的浪涌电压和浪涌电流泻放到大地，并将其钳位在一定的电压范围内，以完善地保护电气设备。从整体上做好防雷规划，内外覆盖，这是采取具体防雷措施之前的基础性工作。

2．实施多级保护措施，做好配电系统的防雷

电力系统自动化是保证整个电力系统功能正常运转的关键部分，而输配电系统也是容易遭受到雷电袭击的部位之一。因此，做好配电系统的防雷措施，是整个防雷系统中的重要环节。虽然目前大多都会在配电系统的进线处安装避雷器，避雷带等防雷器件，但是，经过很多次实践证明，单一的防雷措施或者是防雷器件难以真正保障配电系统的正常运转，当雷击降下时候，建筑物的自控设备的电源机盘依然会受到电击而产生损坏。在对配电系统防雷时候，要据实际情况做好多级防护措施。在具体的工作中我们要加强对地网的改造，我们可以在容易受到雷击的部位安装ZGBZ-Ⅱ型载波机过电压保护器、DGBZ-Ⅱ型电源过电压保护器、MGB-Ⅰ型Modem过电压保护器和XGBZ-Ⅱ型信号线过电压保护器。通过工作实践证明了其作用是十分有效的。

七．结束语

我们必须要充分的认识到电力系统自动化防雷工作的必要性，但是与此同时我们所研究的防雷措施只是小小的一部分，对于整个电力系统自动化防雷工作而言它不能解决所有的问题，而整个电力系统防雷以及安全是一项复杂艰巨的任务，而且可以肯定的说在今后的工作中我们还将遇到各种各样的问题和难题，我们在遇到这些问题的时候，必须正确看待，从实际情况出发具体问题具体分析找出适合的解决方法。同时我们在工作的过程中要不断的积累经验，不断的学习探讨新的技术措施，不但的将得出的新方法以及新技术运用到实际工作中去，相信防雷工作一定会提到一个更高水平。

参考文献：

[1]谢思寿 10KV输电线路雷击的防雷措施及其效果 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年8期

[2]高新智 仇炜 韩爱芝 李景禄 陈国盛 针对某35 kV配电线路防雷问题的探讨 [期刊论文] 《高压电器》 ISTIC PKU -2010年4期

[3]何文旭 农村电网输配电线路防雷措施 [期刊论文] 《重庆电力高等专科学校学报》 -2005年3期

[4]张日朝 浅谈输配电线路安全运行管理 [期刊论文] 《中国科技博览》 -2011年14期

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关键词：垃圾焚烧；热工仪表；自动化技术；DCS

引言

工业垃圾是指工业生产过程所产生的废弃物。与生活垃圾相比，工业垃圾的破坏性更强，且工业垃圾处理过程有可能对生活环境造成破坏，因此必须高度重视对工业垃圾的处理。常见的工业垃圾处理技术包括焚烧处理、固化处理、卫生填埋等，但工业界往往把焚烧技术看作工业垃圾处理的最终选择。若想有效控制工业垃圾焚烧处理的效果，则必须提高对工业垃圾焚烧过程的控制。随着计算机技术的发展，自动化技术也呈现出迅猛发展的势头，同时工业垃圾焚烧自动化运作对热工仪表功能及性能的要求也越来越高，如此便要求热工仪表必须尽快从技术角度及设备角度进行改进。为此，文章作者结合实践经验，浅析工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用。

1 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的概况

热工仪表是指热工控制仪表，此乃工业垃圾焚烧的中枢系统，同时也是实现热工自动化的重要部件。工业垃圾焚烧的热工仪表是指用来捕捉及调控工业垃圾焚烧运作参数的控制性仪表。此热工仪表是由高智能型设备仪表、现代电子信息技术及热能控制理论有机结合而成，具体包含程控仪、变换器、传感器等部分，同时各部经电缆线连接起来，由此确保连接线路的完整性及控制系统的可靠性。据此可知，工业垃圾焚烧热工仪表的最大优势是把高新热能工程理论与智能化监管能力结合起来，由此实现工业垃圾焚烧运作的科学性、可靠性、经济性。目前，市面销售的热工仪表的种类较多，比如气动型、电动型、液动型、混合型、自力型热工仪表（按能源分类）；DCS型、组装型、单元组合型、基地式热工仪表（按结构分类）。工业垃圾焚烧热工仪表自动化运作是指工业垃圾焚烧过程，对数据的测量及信息的计算处理进行自动化调控，同时实现自动预警等。实践证实，工业垃圾焚烧的热工自动化仅依靠热工控制仪表及相关自动化设备便可实现。因为工业垃圾焚烧运作过程，热工仪表发挥着关键性的作用，因此热工仪表的选择必须慎重，同时必须确保所选热工仪表的质量及性能，由此改善热工仪表的自动化条件。为此，下文着重谈论工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状。

2 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状

跨世纪以来，我国工业经济呈现出迅猛发展的势头，同时对工业垃圾的高效处理也变得十分迫切。除此以外，工业垃圾焚烧技术的改进也带动着热工仪表的更新换代，比如自动化控制技术，进而实现热工仪表性能更好且运行更可靠，并最终实现工业垃圾焚烧效率最大化。

据调查结果显示，DCS系统现已被广泛应用到工业垃圾焚烧领域，且此系统对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要，同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。DCS系统（又称集散型或分布式控制系统）是指采用计算机技术把全部二次显示仪表集中显示到电脑上，同时全部调节阀及一次仪表等依然分散安装到生产现场的对应位置。由于现场控制站是DCS系统的核心，所以控制站发生的任何故障均有可能引发严重后果，而若想避免此情况的发生，最好采用在线冗余技术来对DCS系统进行优化升级。DCS系统采用的基础技术包括计算机技术、控制技术、通信技术、CRT显示技术，即DCS系统经某种通信网络把控制室及现场控制站的工程师站和操作员站等连接起来，由此实现对现场生产设备的集中操作管理及分散控制。截至目前，DCS系统与个人计算机（PC）已经能够经可视化操作平台实现完美结合，因此工业垃圾焚烧热工仪表调控过程，DCS系统的操作变得更加方便。除此以外，随着DCS系统与PLC间共通性的增加，DCS接入PLC通讯接口的难度越来越低，如此便可实现信息参数的再加工或共享，进而方便对工业垃圾焚烧热工仪表运作的信息化管理。然而，随着DCS系统功能的增加，DCS系统的应用也遭遇诸多尴尬局面，例如把开关按钮设在控制台上会影响到DCS控制与主控室间的融洽度，进而影响到自动化控制技术的应用效果。DCS系统被广泛应用的同时，FCS系统也被逐渐应用到工业垃圾焚烧炉热工仪表控制领域。尽管DCS系统的应用使自动化控制系统的稳定可靠性明显改善，但就上位机体对信息的需求而言，DCS依然存在诸多缺陷亟待完善。考虑到DCS系统的分散控制性制约着现场整体的控制，因此FCS系统的应用能够实现上位机与热工仪表间的数据信息交换。

3 结束语

跨世纪以来，我国工业经济的发展持续呈现出高速发展的势头，但同时工业垃圾的处理也日渐紧迫。比较多种处理方法后发现，焚烧垃圾具有垃圾减量最彻底及回收热能的优点，因此焚烧已成为处理工业垃圾的主要方式。考虑到工业垃圾焚烧过程存在诸多不确定性，因此必须切实控制好工业垃圾焚烧的运作效率，尤其是对热工仪表运作效率的控制。由此可见，对热工仪表自动化技术的研究具有现实意义。长期以来，DCS系统就被广泛应用到工业垃圾焚烧控制领域。研究表明，DCS系统的应用对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要，同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。但是，随着工业垃圾处理量的增加及处理要求的提高，DCS系统的应用应从两方面进行改进，即对DCS系统进行优化升级；实现DCS系统与其他先进技术的融合，进而实现工业垃圾焚烧效率的提高。

参考文献

[1]李大中，王晨颖，娄云，等.垃圾与煤、秸秆混燃锅炉污染物排放优化[J].农业机械学报，2012，43（7）：117-123.

[2]秦宇飞，白焰.机械炉排式城市生活垃圾焚烧炉焚烧特性的仿真[C]//2009全国博士生学术会议――电站自动化信息化论文集，2009：85-92.

[3]罗嘉.大型垃圾焚烧发电厂燃烧控制策略[J].电力自动化设备，2009，29（7）：146-148.

[4]孙应淳，陈杨.垃圾焚烧的优化自动燃烧控制[J].自动化与仪器仪表，2012（3）：121-122，129.

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今后电力企业应该是一个全面集成的数字化企业,并能够通过集成化的企业战略框架不断加以改进,以适应电力行业的不断发展【8]。通过建设计量自动化主站支持平台,解决目前统计线损中数据不全、统计口径不一、计算困难、误差影响因素等实际问题,将线损”四分”管理、需求侧管理落到实处,并统筹考虑各地区电能量遥测系统、大用户负荷管理系统、配变管理系统、居民集中抄表系统建设方案,避免重复投资、重复开发、重复建设,为实现”经营型、服务型、一体化、现代化企业”的发展战略目标作出贡献。

1.2系统建设目标

1.2.1应用目标为各级电力营销服务提供信息化的技术支持手段和依据,能够及时按需自动采集各电压等级用电现场电能量计量数据,包括示度电量、分时电量、冻结电量、需量等应营销收费服务所需电能量信息。能够监测现场用电计量情况,包括计量装置故障、计量回路异常等,为用电监察提供远程自动化服务手段。为供电企业经济运行、经济管理提供可靠数据依据和支持。能够根据需要监测现场用电运行信息,包括电流、电压、有功无功功率曲线,为供电质量分析及负荷管理提供可靠技术支持。为强化四分线损管理、需求侧管理提供技术支持手段根据采集到的分时电能量进行四分线损统计分析,并和理论线损进行对比分析,为降低管理线损提供依据。提供大客户远程现场服务功能,能够根据负荷平衡情况为开展错峰用电、节约用电、分时计费等提供技术支持。

1.2.2技术目标数据采集处理一体化。系统能够通过开放式规约连接大客户负荷管理终端、厂站电能量遥测终端、低压集中抄表集中器和配变监测计量终端。数据存储一体化。系统能够将各类计量数据进行收集整理和存储,为各业务应用提供相关数据。各类计量对象的基础档案数据,包括计量设备档案、客户资料、电网参数等基础数据统一存储使用。主站计算机资源一体化。包括计算机硬件设备、通信及信息安全设备、数据库管理系统、存储设备等资源的应用、维护和管理一体化。无线数据通信资源的一体化使用。主要包括低压集抄、大客户负荷管理、配变终端等安装在配电网的计量自动化设备对无线数据网资源的使用。计算机通信设备采用标准通用设备,数据库采用开放式的大型商业数据库,采用统一远程通信规约,不同供货商提供的终端设备产品均能够接入到主站自动化系统。建立统一的应用数据库,不同开发商所采集到的专变计量点、厂站计量点、低压计量点及配电计量点的各类相关数据均能够存入该数据库,不同开发商也能够通过该数据库开发不同的综合应用。统一数据库的建立应按照统一数据模型、统一数据编码的要求进行。

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关键词：电导；PH值；检测；自动化；无线传输；回归

1、前言

随着生产线工业化的推广，针对过程的检测如仍使用人工检测，则耗费人工成本高，检测准确率偏差大、耗时长；随着检测自动化系统及设备的不断推广，部分自动化检测仪器开始大量应用于工业生产过程，但针对电导、PH值对环境温度要求较高及检测结果敏感度较高的检测指标，自动化检测存在偏差大，无法制定标准化控制范围的情况，企业自动化检测实施率低；电导、PH自动化检测可提高检测过程的人工效率，检测结果的准确率。通过设备自动化检测，数据无线提取，检测结果统计分析，可实现生产过程控制稳定，进一步提升产品成品率。

2、实验

2.1硬件的组成

如图1所示，系统硬件包括一体化便携式PH值、电导率及温度测试仪器、移动小车、及数据提交终端。

2.2软件组成

（1） PH值、电导率及温度采集软件。

（2） PH值、电导率及温度至提交终端的实时传输软件。

（3） 测试槽液根据曲线等效拟合软件。

（4） 数据至生产管理系统的提交及管理软件。

2.3生产线槽液取样装置

如图2所示，包括1排取样杯子，杯子与杯子之间的隔板、倾倒控制手柄，取液阀未关闭报警装置，取样过程中人员忘记关闭阀门，可通过槽液的温度实际自动报警功能。

2.4在线检测环境与恒温检测环境回归方程的建立

随着槽液温度的提升，在检测电导率及PH值的过程中会出现偏高的情况；槽液的温度是在一个固定的控制范围内。因此恒温检测与在线检测存在一个固定的变化量及常数；针对恒温检测及在线温度检测的差异性可通过使用Minitab数据统计分析软件，建立恒温与在线温度的回归方程，将在线检测的电导、PH值通过回归方程还原至恒温检测情况下的数据，可以更准确的实施过程控制；

2.5回归方程拟合性验证

在实施自动化过程中应进行手动检测与自动化检测并行，并行检测数据应大于100组；利用自动化检测结果使用回归方程式推算恒温检测结果，并将计算结果与真实检测结果进行比对，以验证回归方程的准确性。

3、结果讨论

3.1效率提升：人工检测工作量：取样――恒温――测样（手工记录）-录入（手工录入），操作人员在产品管理系统进行结果查询，过程中会不可避免的产生录入错误等人为因素影响，自动化检测工作量：在线检测――无线传输至系统，可明显提高检测效率，降低50%的劳动强度，提高异常处理速度。

3.2检测准确率的提升：避免在人工检测的多个环节中人为操作手法、检测环境控制的不同造成的检测误差，提升过程检测的准确率，并提供实时查询，以便及时发现并快速调整过程异常情况，提升产品的合格品率。

3.3检测与自动化设备的无缝链接：所开发的软件、硬件与产品管理系统实现无缝连接，可将检测数据通过工厂无线覆盖网络由手持终端直接提入产品管理系统。提高产品管理系统的自动化程度与利用率。

3.4回归方程的应用：检测过程中可通过两个强相关的检测数据建立准确的回归方程，提高过程控制的准确性。

参考文献：

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论文摘要介绍了自动化仓库规划设计的步骤及用户需关注的重要因素。

自动化立体仓库具有节约占地、提高储存效率、提高仓库管理的实时性及准确性等诸多优点，在我国已得到越来越广泛的应用。

通常，自动化仓库的规划设计和采购需注重以下原则。

设计原则

自动化仓库系统的设计一般需遵循以下原则摘要：

1．系统高性能、低造价(高性价比)；

2．尽量使用简单合适的设备，使用设备最少，简化整个物流系统；

3．物品处理次数最少，整体运行效率最高；

4．充分考虑人员和系统的平安；

5．无人化程度高，尽量减少人工干预；

6．满足国家和行业有关标准，尽量采用标准的零部件和系统；

7．操作、维护简便；

8．降低使用和维护成本；

9．系统集成商较高的服务质量；

10．系统灵活性高，易于改进、扩充和升级。

近些年来，对于降低能耗、环保等方面的要求也日益明显。

为了获得最优化的设计方案，设计人员必须具有扎实的理论基础、丰富的实践经验和对用户方需求的深入了解，在方案设计时进行取舍，对相关的原则进行修正和补充。

主要性能参数

1库存容量

自动化仓库的容量包括所有需储存和暂存在该立体仓库中的物品总量或托盘单元总量。

2系统工作能力

自动化仓库物流系统出库、入库和操作的能力。

3信息处理

自动化仓库信息处理的能力，包括信息采集、信息加工、信息查询、通信，甚至业务信息处理等方面的能力。

4周边物流处理

包括如何将货物卸车、检验、组盘、进行运送到高层货架的巷道口；货物从高层货架取出后拆盘、合并、拣选、搬运、装车等处理。

5人机衔接能力

操作人员和自动化物流系统的衔接、人机界面、信息录入、检验不合格品的处理、进入自动搬运线等。

规划设计步骤

自动化仓库的规划设计一般需经过如下环节摘要：

1．需求分析摘要：对用户方提出的要求和数据进行归纳、分析、整理，确定设计目标和设计标准，并对工作的可行性、时间进度、组织办法及影响设计的其他因素等进行分析。

2．确定物料的存储单元形式及规格摘要：根据调查和统计结果，综合考虑多种因素，确定合理的单元形式及规格。这一步骤是以下环节设计和实施的基础。

3．确定自动化仓库的形式、作业方式和机械设备参数摘要：仓库的形式有很多种，大多采用单元货格形式。根据工艺要求确定作业方式，选择或设计合适的物流搬运设备，并确定其参数。

4．建立模型摘要：确定各物流设备的数量、尺寸、安放位置、运行范围等仓库内的布置以及相互间的衔接。

5．确定工艺流程，对仓库系统工作能力进行仿真计算摘要：确定仓库存取模式、入出库等工艺流程。通过物流仿真软件或一般计算，得出物流系统作业周期和能力的数据。

根据仿真计算的结果，调整各有关参数和配置(重复第2～5步)，直到满足要求为止。

6．确定控制方式和仓库管理方式摘要：控制方式有多种，主要是根据设备选择合理的方式，并满足用户方的需求。一般是通过计算机信息系统进行仓库管理，确定涉及哪些业务部门、计算机网络及数据处理的方式、相互之间的接口和操作等。

7．确定自动化系统的技术参数和配置摘要：根据设计确定自动化设备的配置和技术参数，如选择什么样的计算机、控制器等。

8．确定边界条件摘要：明确有关各方的工作范围，工作界面以及界面问的衔接。

9．提出对土建及公用工程的要求摘要：提出对基础承载、动力供电、照明、通风采暖、给排水、报警、温湿度、洁净度等方面的要求。

10．形成完整的系统技术方案摘要：考虑其他各种有关因素，和买方讨论，综合调整方案，最后形成切实可行的初步技术方案。

采购要求

在进行物流系统及设备的采购时，用户方应注重以下因素摘要：

1．功能要求摘要：入库、出库、搬运、信息处理、人员操作维护等。

2．自动化程度的要求摘要：手动、半自动、全自动等。

3．辅助要求摘要：视频监视、温湿度测控、门禁、人工搬运车辆等。

4．系统工作范围和采购范围摘要：为完成立体仓库的采购，买卖双方一定要签订合同，明确双方的工作范围，明确供给商的供货范围。

5．边界条件摘要：场地条件(长、宽、高等)、供电、地面基础等。

6．工期要求摘要：从采购者的心理来讲工期越短越好，但事情往往要有个过程，况且是多专业、多工种、具有一定规模的立体仓库。签合同以后要经历设计、采购、制造、加工、组装、控制及管理等软件的开发、检验、包装、运输、现场安装、调试、验收和培训等多个环节，时间太短难以保证较高的质量。

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关键词：FCS 电气自动化 管理系统

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0130-01

FCS现场总线一种双向的串行链路，其主要是功能就是连接上层自动化控制设备和控制设备，FCS现场总线的布线比较简单，结构也比较简单，而且其数据传输十分准确，现场信息比较丰富，因为其具有这些诸多优点，所以FCS现场布线在自动化控制得到了越来越广泛的适用。该现场总线所具有的多点通讯、双向传输功能、全数据化的格式等对以前的工业生产中被广泛应用的DCS系统逐步进行了取代。Profibus-DP标准是本论文所采用的标准，是一种在现场设备层数据通信和控制中使用的现场总线，可以为实现现场工艺设备智能化和工场综合自动化提供一种十分简便易行的解决策略。

1 设备控制与管理

在本文中所提到的工艺设备主要是三种：第一种也就是哪种仅仅需要发挥起、停等控制的简单设备，主要是搅拌机、皮带运输机和除尘器等。进行起、停控制的主要作用是为了保障能够进行正常的开车、停车和在开车过程中发生特殊故障不能继续强行运行的时候进行紧急的连锁停车，以便避免造成重大损失。第二种是除了能够进行起、停控制之外还能够进行对速度进行控制的设备，主要包括给料机、泵类、风机类等相关的设备。对速度进行控制的目的是可以参与到流量、压力、液位等闭环控制当中，从而实现运行工况的稳定。第三种是能够自成系统的更为高级的设备，比如陶瓷过滤机、球磨机、破碎机等等。第三种设备相对来说比较独立，其信息主要是具有一定的控制之外，主要是进行监测。在上述三种设备中，和第一种和第二种设备进行相连的是马达保护器、软启动器、变频器等控制类的设备。PLC通过DP总线发出了相关的指令之后，这些控制器能够接收到信息并将接收到的信息反馈至PLC，并在监视器上显示出相关画面。

2 控制器与现场设备

总线和就地两种方式都可以对现场设备电气进行控制。在进行就地控制的时候，现场设备的起、停都必须依赖于动力站的软起动器、变频器、马达保护器等控制器接收安装在设备屏边的就地操作箱上的起、停按钮或者频率给定装置发出的起停指令；总线控制就是远程控制，在进行远程控制的时候，设备的起、停却依赖于控制器通过DP总线接收的上位机画面发给PLC的起或者停的指令。总线控制和就地控制两种方式中，无论是总线控制还是就地控制，DP总线能够让PLC读到机器的故障状态。机器操作者在就地控制和总线控制两种方式的转换过程中必须使机器及其其他相关设备保持在原来的平稳状态，不能应为两种方式的转化而导致相关设备自行启动或者停车，并且，在转换的过程中还必须保持变频设备的运行频率不因为转化而导致改变，也就是说要做到无扰切换。

而上述的无扰切换所需要的电路设计，人们在尚未使用FCS系统的时候一般是通过远程控制的就地切换继电器、主回路接触器通断时间差来确保远程就地切换在一瞬间设备启动贿赂或者运行回路不发生断电现象。

3 PLC与控制器

控制器最为主要的是包括了软起动器、变频器以及马达保护器等。人们需要通过设置控制器的参数来实现总线控制。相关参数主要是频率、功率因素、电流、额定电压和总线的地址等设置之外，人们对变频器还得设置斜坡、惯性等起停的模式、频率源、控制信号源、加减速时间等；而软起动器则得设置电压、力矩等起停模式、保护类别、限流倍数、输入输出功能、升降压时间等；马达保护器应当设置控制设置、保护设置以及操作模式等。人们可以在控制器的键盘上进行初始设置，这样操作起来也比较简便。当然，也完全能够由PLC通过DP总线来修改和设置控制器的参数，在此种情况下可以对控制器的特性进行连续的、全程的控制和监测。

为了对相异的控制方式电机开展统一的控制和管理，PLC之中设置了统一的电机控制变量，这些控制变量主要包括了电机功率、状态字、电机控制类型、频率设定、电机电流、控制字、故障代码、频率反馈等。其中，电机控制类型中可以显示普通电机控制、变频器控制、电机保护器控制、软起动器控制等有关信息。控制字中主要包括了故障复位和起停电机。状态字主要包括了故障、急停、总线/就地、合闸/分闸、运行/停止等有关信息。频率反馈和频率设定相对应于变频器，而故障、功率、电机电流代码则相对应于所有的总线控制设备。

4 上位机与PLC

上位机和PLC的通讯，通常使用DAServer作为其接口，DAServer根据设定时间比如1000ms来读写需要与PLC交互数据。上位机读取接口中的数据是以事件的形式来进行读取的。上位机对于接口中相关数据信息的读取或者写入的过程中，必须由上位机对其数据信息进行编码和解码，只有这样才能对应特定位，从而使PLC中的控制字及其状态字在上位机的画面上现实出来。而对于那些能够自成系统的比如球磨机等设备来说，因为其本身具有十分完善的监控系统能够，所以其能够通过通讯读取所需要的特别关注的相关参数并且现实在上位机的画面上。

5 上位机与服务器

上位机和PLC两者间的通讯能够让画面获取设备开展运行实时数据并即时现实在画面上。如果需获取生产的历史数据以及其他比较关键的性能指标的话，那么，也就需要从服务器中获取数据信息。各个PLC设备把总线传输的与生产密切相关的设备数据存储到服务器，上位机利用ActiveFactory分析报表工具读取服务器的历史数据，以跟踪生产信息并对信息进行计算、分析和做适当的处理，从而获取生产设备的整机效率、历史曲线、耗电量、台时、用水量等。工厂过程的数据实现了可视化之后，机器设备和其他管理人员可以在详细的数据趋势及信息基础上采取行动，进而对生产的过程进行进一步优化。能够自动生成数据报表各设备管理报表，从而实现提高生产绩效的目的。

6 结语

本文利用FCS（现场总线控制系统）中的Profibus-DP总线在工厂的实际应用，从现场设备、控制器、PLC、上位机以及服务器等方面，介绍了FCS对电气设备无扰切换控制及自动化设备管理的实现方法。

参考文献