工业自动化控制范文

导语：如何才能写好一篇工业自动化控制，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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0 引言：

工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制，或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。

工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，比较广泛使用的工业控制产品有“PLC，变频器，触摸屏，伺服电机，工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。

1 工业自动化仪器仪表

1.1 PLC（可编程序控制器）

PLC—可编程序控制器的英文为Programmable Logic Controller，1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求

①编程简单，可在现场修改和调试程序；　②维护方便，采用插入式模块结构；③可靠性高于继电器控制系统；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制系统竞争；　⑦可直接用115V交流电压输入；⑧输出量为115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨通用性强，易于扩展；⑩用户程序存储器容量至少4kB。

为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的PLC（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了PLC 的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产PLC 的厂家分别是：德国西门子、AEG，日本的三菱、美国AB，GE法国的TE公司等。

我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显着的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。

目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司，北京和利时和杭州和利时，浙大中控等。

1.2 工控PC

由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样，并且作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC 的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。

由于PLC受PC控制的威胁最大，所以PLC供应商对PC的应用感到很不安。

事实上，他们现在也加入到了PC控制“浪潮”中。

近年来，工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类 型：IPC工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和 冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自 动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权的PC-based控制系统，在3-5年内，占领30%(50%的国内市场，并实现产业化。

几年前，当“软PLC”出现时，业界曾认为工业PC将会取代PLC。然而，时至今日工业PC并 没有代替PLC，主要有两个原因：一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统WindowsNT的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点： 一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度 高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争，这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间，这些融 合的迹象已经出现。

2 工控行业仪器仪表发展

工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成 自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内数字仪表比例达到60%以上；推进具有自主版权自动化软件的商品化。

2.1 电工仪器仪表

电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。2005年，中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%；到2010年，高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。

2.2 科学测试仪器

科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主，到2005年在总产值中占50%～60%。

2.3 环保仪器仪表

环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品，2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平，国内市场占有率达到50%～60%，到2010年国内市场占有率达到70%以上。

2.4 仪器仪表

仪器仪表元器件“十五”及2010年前，尽快开发出一批适销对路、市场效果好的产品，品种占有率达到70%～80%，高档产品市场占有率达60%以上；通过科技攻关、新品开发，使产品质量水平达到国际20世纪90年代末水平，部分产品接近国外同类产品先进水平。

2.5 信息技术电测仪器

信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术，总线式自动测试技术，综合自动化测试系统，新型元器件测量技术及测试仪器，在线测试技术，信息产业产品测试技术，多媒体测量技术以及相应测试仪器，用电监控管理技术等[1]。

参考文献：

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1.1干扰来源

干扰变量的根源通常来自传输电磁能量的各种装置。但干扰源存在的部位不统一，干扰源的灵敏性也不一样。有些干扰变量非常容易与传感设备产生耦合，产生电磁活动，一定程度上影响传感设备。只有认清不同类型的耦合方式，才能应用各种干扰。一般说来，耦合包括电流耦合、电磁场耦合、电容耦合和电感耦合。

1.2常见干扰源

常见干扰源的种类繁多，分类标准也比较复杂，但通常认为常见干扰源包括辐射干扰、传导干扰和设计施工干扰。这些干扰都是因为变频器或电流较大引起的。

（1）辐射干扰

辐射干扰主要由电路、高频感应设备等产生。辐射干扰无法避免，通常采用消除电磁感应来减少空间辐射。通过诸如优化电路，消除高频感应设备的电流等措施来降低辐射。

（2）传导干扰

传导干扰通常由电源线或信号线干扰引起，许多工业自动化控制系统的用电设备部件引起电磁感应，干扰工业自动化控制系统。当然也信号线也时常产生电磁感应，导致导线产生瞬间电流，影响线路，甚至造成控制系统死机。通常采用绝缘电缆或屏蔽接地等措施来降低干扰。

（3）设计施工干扰

某些工工程设计与施工或安装也会造成干扰。例如接地系统设计不合理或高频发生器控制器设计不合理都会引起系统混乱，进一步产生干扰。通常采用优化系统设计，提高技术含量来避免设计施工干扰。

二、工业自动化控制系统的抗干扰措施

2.1利用计算机软件降低干扰信号强度

工业自动化控制系统中的各种干扰都是因为辐射、传导、通信信号等各方面的原因。这些干扰影响了系统的正常运行，即然是计算机自动化控制系统，就可以通过编程来分析各种辐射波，进一步过滤和分析这些辐射波，甚至进行数字化处理，有效的降低干扰信号的强度，提高工业自动化控制系统的抗干扰能力。

2.2合理设计接地系统抵制电磁干扰

接地系统设计不合理也会产生电磁干扰，这种干扰不及时处理，会引入更加强烈的干扰信号。自动化工程师应很据工业自动化控制系统的实际运行情况，对接地系统进行合理的设什，比如，通过电气保护接地或信号回路接地等等，保证工业自动化控制系统的电磁干扰减弱，进一步提高工业自动化控制系统运行的安全性、可靠性。

2.3合理选用控制系统零部件削除调频干扰

大量零部件设备对工业自动化控制系统的干扰也是不可小嘘的。这些零部件设备会产生大量的干扰信号，影响自动化控制系统的正常运行。自动化工程师应该合理选用零部件消除调频干扰。例如可以使用双积分型的RC滤波器来实现消除高频干扰，使用双差分输入型交绞合线及差动放大器消除共模的干扰。必要时可以结合阻抗的匹配形式、采取单边接地、屏蔽接地、光电隔离等措施来有效的提升工业自动化控制系统的运行效率。

2.4合理设计敷设线路避免信号干扰

敷设线路设什不合理而造成信号线、通信线、信号线等方面的信号干扰也是工业自动化控制系统的一部分，这部分干扰会影响系统的正常运行。因此，必须对敷设线路进行优化，提高敷设线路的抗干扰性能。目前大部分的的敷设线路仍然采用普通标准型号的电缆线路，这非常不利于电磁信号的抗干扰。关键时，应该根据工业自动化控制票统的实际运行情况进行相应的敷设。敷设线路设计时，应注意敷设信号类型的不同，选择不同线路进行敷设、尤其是模拟信号和数字信号不能同用一根电缆，避免产生信号干扰的现象。

三、总结

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关键词：工业自动化；自动化控制；现状及趋势

中图分类号：TH86 文献标识码：A

引言

工业控制自动化技术是一种先进的工业制造技术,其技术水平已成为衡量一个国家国民经济发展水平和现代化程度的标志。工业控制自动化的产品和技术大力推广了中国的制造业 自动化进程,为中国现代化的建设做出了巨大的贡献。

一、工业自动化的概念及意义

工业自动化，是指工业生产的一个自动化过程，在这个过程中利用各种先进的科技设备，使生产不需要人员的直接参与的一种过程。

工业实现这种自动化的生产，目的是节省人力资源，提高工作效率。工业自动化控制，主要是通过对生产过程中参数的控制，从而控制整个过程。控制参数，实现自动化，而不是人为的直接参与，这就节约了人力资源，优化了生产和管理结构；工业自动化控制，是通过一些能源和咨询进行生产工作，应用了先进的科学和技术，将生产模式优化，使之提高生产效率。自动化技术，涉及机械、微电子、计算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化技术的起源。工业革命与科学技术是相互作用的，科学技术有效地促进了工业的发展。如今，自动化技术已经运用到社会各个领域，比如，机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，并且自动化技术已经成为提高劳动生产率的主要手段。

二、工业自动化控制的现状

工业自动化控制的诞生和应用，是我国制造业高速发展的需要。我国制造业发展，制造业内传统的设备和技术都不能满足生产的需要，因此，现实的需要，激发了自动化仪表和控制系统的形成和发展。

近年来，自动化仪表技术发展，在现场总线技术的发展方面虽取得了显著成就，现场总线，不但标志着信号形式的改变，还为实际管理的技术提供着基础，不同的客户对底层信息化改善的要求才是现场总线不断发展的最初动力，随着时间的变化，现场总线在设备管理、预示并判断等等方面的力量被不断的开拓出来，这就告诉了它是具有很大的发展空间的。

但自动化仪表的发展有一定的缺陷，主要的是存在资金和市场的缺陷。其一是自动化仪表的新兴市场的用户对产品价格敏感度很高；其二是往往可以找非常便宜的替代品时，用户更热衷选择替代品。这样的现状，很难激发研制新型仪表。因此，许多自动化生产仪器在应用方面仍处在初级阶段。

自动化控制的这种发展趋势的变化是很自然的，任何一个新东西的推广和应用都是需要一定的时间的，是要按照发展进程的，而在实际的使用方面也是有不足的，况且智能仪表设计的一些比较新的性能也没有很好的利用和发挥。应该注意一下几个问题：其一数字仪表和系统的信息保密问题、安全问题；其二程序和软件的可行性问题。其三通信的保密、安全和可行性问题；其四智能仪表在运行时是可以与控制系统互动的以及如何进行互动问题；其五智能仪表提供了远比模拟仪表多的信息以及如何充分利用这些信息等问题。

三、工业控制自动化发展趋势

1、PLC在向高速化、网络化、智能化方向发展

为了提高PLC的处理能力,要求PLC具有更快的响应速度和更大的存储容量,目前有的PLC扫描速度可达0.lms/S以上, PLC的响应速度已经成为一个很重要的性能指标；在存贮容量方面,有的PLC最高可达几十兆字节,为了扩大存储容量,有的公司已经利用磁盘处理器或者硬盘；加强PLC网络通讯能力,是PLC技术进步 的潮流,为了加强网络通讯能力,PLC生产厂商之家正在 协商制定通用的通讯标准,以构成更大的网络系统；80%的PLC控制系统的故障属于外部故障,因此致力于研制、发展用于检测用于外部故障的专用智能模块,已成为提高PLC系统可靠性的有效途径。

2、面向测控管一体化设计DCS系统

开放性是 制约DCS发展的一个很大的问题,不同公司的控制设备很难进行无缝 的接入DCS控制系统,这个问题就阻碍了DCS的应用领域和竞争力。目前很多公司舍弃了传统的TCN网,采用了服务器结构的形式,使其开放性大大加强。随着 技术进步, DCS的开放性需要逐渐加强,而且还应发挥其特色,使分散型计算机控 制系统,从传统DCS中解放出来,使DCS与CIPS系统的调度层、管理层、决策层 (辅助决策层) 进行无缝连接,将DCS的相关信息上传,使其实时数据库、历史数 据库为上述3层所共用,避免重复建库,为先进控制和优化建好平台,与上层的关系数据库共享数据,真正实现管控一体化。

3、控制系统正在 向现场总线 (FCS) 方向发展

FCS是控制体系结构的一场革命,它将影响今后几十年内自动控制技术的发展。FCS是由DCS发展而来的,它克服了DCS的很多缺点,而且具有很多DCS无法比拟 的优点,FCS具有可靠性高、互换性和互操作性好、功能强、全数字通讯、多分枝结构及实现了完全开放的系统等优点。FCS的出现,对广大中小型企业和研究机构是一次难得的机遇。可以预见,一个全数字化、全分散式、可互操作、开放式互连网络FCS是工业自动控制系统的发展趋势。

4、数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展

新世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成,及为提高驱动 能及使用连接方便的智能化；数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路,利用开放式数控系统可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不 同 品种、不 同档次的开放式数控系统,形成具有鲜 明个性的名牌产品；网络化数控装备是最近机床博览会的一个新亮点,数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新 的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

5、工业控制网络向实时性、安全性多有线及无线相结合的方向发展

支持实时通讯可以通过提高操作系统和交换技术或者改变拓扑结构,还可通过提高在MAC层上的数据传输的调度方法等；提高工业通讯的安全性,以满SIL高级别的要求是工业控制 网络安全性 的发展方向；无线局域网技术能够在工厂环境下,为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之 间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活 的网络拓扑结构,在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足,进一步完善了工业控制网络的通信性育旨。

结束语

综上所述，工业自动化控制技术的不断发展，可以将人们从繁重的体力和脑力中解救出来，也可以使人们远离不良的工作环境。在另一方面，有助于能源消耗，提高工业生产产量与劳动生产率，增加人类寿命，获得更高的经济效益。借助科技促进工业发展，推动工业自动化技术产业的深入发展，能够进一步增强人们认识世界和改造世界的能力，是顺应时代潮流的积极作法。所以，我国应该重视工业自动化控制技术这一行业的发展，尽快对相关政策进行调整；而各大企业也要抓住第三次科技革命的机遇，及时调整企业结构，跟上社会发展的脚步，这样才能够真正实现可持续发展。

参考文献

[1]武志强.浅谈工控自动化在工业中的应用和发展[J].天津科技，2007-10-25.

[2]王晓虹.基本网络控制的工业自动化系统[J].自动化仪器表.2012（2）.

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关键词：PLC；功能；特点；工业自动化控制；应用

PLC作为一种数字化的电子装备，集中了自动控制技术、通信技术以及先进的计算机技术，近年来在我国工业的自动化控制管理领域得到了相对广泛的应用。PLC主要是根据工业环境产生的，现阶段随着PLC技术的不断发展，其功能也从最初的逻辑控制以及顺序控制演变为了更加复杂的过程化控制与连续性控制。

一、PLC的特点以及功能分析

（一）PLC的特点分析

PLC的特点体现在以下三个方面，第一，PLC能够对现场总线进行较好的融合，这主要是针对现阶段普遍的现场总线都是PLC的厂家所研发的，从这个角度出发，现场总线以及PLC之间就有着非常密切的关系。 第二，通信协议上的统一化标准，从发展趋势的层面上出发，PLC有效采用了国际范围内的标准化通信协议，从而给相关厂家以及用户都提供了方便，从而使通信的开放性不断增强[1]。第三，通信程序在设计方面相对简单，相关厂家绝大程度上都会使用专门的计算机软件以及通信接口的相关软件等对相应的通信程序进行科学化设计，这种形式的设计方法由于在一定程度上降低了计算机的实际编程工作任务量，也就有效突出了通信程序在设计工作中的简单化特征。

（二）PLC的功能分析

对于PLC来说，PLC主要是为目前我国工业发展中的自动化控制专门设计的，这就使得PLC的功能与一般意义上的计算机功能相比，有着非常大的差异，从其功能性角度出发进行相对简单的分析研究：第一，开关量的控制功能，结合所给的检测信号并依据相关的系统限位开关以及相应的操作按钮，准确的对工业自动化控制中的部分机械运动部件开展控制。第二，系统化限时以及计数的自动化控制。从限时控制来说，是指能够在PLC的系统里有效设置相关的计时指令，同时在定时设定期间还可以根据具体情况进行变通[2]。从PLC的计数控制来讲，计数器可以划分三种，分别是高速计数器、普通计数器与可逆计数器。从功能性的角度出发，就是指完成相关系统中的各用途计数管理控制工作。

二、PLC在工业自动化控制领域中的应用

（一）PLC在工业自动化控制领域中系统模拟量与集中控制的应用

现阶段的PLC模拟量在工业自动化控制领域的实际应用过程中，可以利用各种控制语句有效实现对系统仪表的监控，还能够不断地提高自动化控制管理系统的实际精度，这项应用将会对我国工业自动化管理控制系统中的热处理升温过程、保温过程与降温过程的有效控制起到非常重要的作用。此外，可以实现系统的集中化控制管理。PLC在有效达到工业自动化管理控制目的的基础上，还能够实现系统自身的科学化控制，比如工业自动化控制系统的显示以及故障检测等。在我国工业的自动化控制管理系统之中，I/O信号以及相关的中间记忆单元之间存在着一定的逻辑关系，若出现了设备上的故障，那么逻辑关系也会遭受到相应破坏。从这个角度出发，PLC能够运用编制好的程序来准确判断故障、进行故障分析以及故障报警控制管理。

（二）PLC在工业自动化控制领域中开关量控制的应用

PLC在工业自动化控制领域中开关量控制的应用体现在以下三个方面，第一，在现有工业自动化管理控制领域的应用过程中，之前的继电器已经开始被PLC的开关控制逐渐替代，PLC在开关方面的控制应用能够有效实现系统的顺序控制以及逻辑控制。PLC开关的控制管理具有接线相对简单、控制速度相对较快、具体操作维修比较方便以及控制系统可靠性相对较高的特点。第二，PLC开关控制系统的应用可以有效提升系统的质量水平，不断改进以及节省人力、物力以及时间精力[3]。此外，PLC开关控制系统能够有效解决系统线路不容易被修改的复杂性问题。但在控制公式的实际设计工作中，需要严格根据PLC系统的具体顺序开展设计工作，从而有效绘制出相应的系统控制器梯形图，且按照模拟的仿真性科学检查，从根本上确保PLC系统控制在设计方面的合理化以及规范化。第三，PLC开关管理控制系统已经不只是应用在工业自动化控制的单台设备管理控制工作中，还能够应用到工业自动化多机群的流水线控制、注塑机包装以及生产线中。

（三）PLC在工业自动化控制领域中运动控制与过程控制的应用

PLC在工业自动化控制领域中运动控制与过程控制的应用体现在离散过程控制以及连续性过程控制中，而在具体过程控制过程中主要是针对相关系统的模拟量进行工作的。使系统的相关参数严格依照规范化要求进行有效运转，这种形式的PLC主要是应用在化工场合、冶金场合以及热处理场合。从PLC的运动控制角度出发，是指PLC可以对工业加工过程中的圆周运动以及直线运动进行科学控制，并利用系统的脉冲量来控制部分机械的常规运动，同时因为脉冲控制的实际位移量相对较小，从而使它的控制精度非常高。现阶段，PLC的这种运动控制比较常见的是应用在机械、电梯与机床等场合。

（四）PLC在工业自动化控制领域未来发展应用趋势

从近年来PLC在工业自动化控制领域发展现状来看，PLC在我国工业自动化领域的未来发展前景是比较广阔的，主要表现在以下几个方面：首先，PLC能够实现设计方面、产品方面以及功能方面的进步发展，自身的种类也将不断增多，当PLC拥有大量形式多样的产品时，则会为我国的市场需要提供更多的便利。其次，PLC将在大容量以及高速度上进行创新发展，逐渐提升运算能力，在存储设备中会得到相对广泛的应用。最后，PLC编程的语言会向着高级化以及多样化的方向发展，比如C语言与BASIC等。可以看出，PL有着非常大的发展潜力。

结语：

总而言之，PLC在工业自动化控制领域的应用越来越广泛，在工业自动化控制领域的多个方面都发挥着重要作用。现阶段，PLC在工业自动化控制领域比较常见的应用是在系统模拟量与集中控制、开关控制以及运动控制与过程控制中的应用，而且PLC的发展前景是非常广阔的，在未来发展过程中，将会不断升级，从而在更多领域发挥更大的价值。

参考文献：

[1]刘宪武.PLC在工业自动化控制中的应用[J].中国高新技术企业，2013，17：30-31.

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关键词:工业自动化;控制;仪表

引言

工业自动化仪表的控制是以良好的工业自动化仪器控制系统为基础，逐步完善自动化仪表的信息平台，对系统进行安全性保护，完善仪器仪表的诊断维护标准，加强通信数据的实时更新，建立良好的通信控制网络。工业信息自动化控制在网络平台的快速应用下得到有效的提升。

一、工业自动化仪表及控制的实际系统化建设

1仪器仪表的信息化建设

自动化仪器仪表是以数据信息采集为基础，通过对相关处理过程的有效应用，不断提升企业信息化建设水平，构建合理的信息仪表自动化管理平台，对可操作的生命周期信息进行分层次调节，完善实际自动化仪表的全局调节过程，尽可能的完善功能建设水平，推进市场的快速发展，争取仪表制造产业功能安全水平的提升。提高仪器仪表的系统维护和判断管理过程，明确实际生产震旦标准，对生产装备、控制系统的诊断、现场仪表的判断进行分析，确定生产流程中需要判断不归属自身的仪表内容，对信息的交换、仪表系统的设备监控、仪表新产品的研发，自动化系统诊断开工资设备的软件模拟进行分析，确定实际功能模块的有建设，明确实际自动化控制系统的现场仪表负责人，对实际的预测数据和维护标准进行分析，加强仪表的诊断判断过程，明确实际维护周期的耗损情况标准，保证固定时间内的准确判断。加强无线通信数据的快速发展，以合理的自动化仪表数据显示为基础，不断提升技术方案的有效转变，成立有效的专业组织，推行合理的无线演练系统，采用合理的一角数据测量方式，实现全球化的自动仪表通信。加强现代网络仪表的发展，提升仪表发展水平，拓展无线功能网络的快速发展。

二、工业自动化信息技术的额发展

1工业自动化信息技术的介绍

工业自动化信息设备控制是以综合总体条度控制为核心内容，通过自动化功能空间的合理控制，按照设备实际运行的实时监控标准，采用合理的设备运行参数调整，提高自动化功能的完整性。根据自动化仪表的开工资需求，分析自动化报警、数据记录、显示功能分析等模块，用于电力、冶金、科研、国防等多个领域的研究，加强数字化仪表、温度控制仪表、电力通信仪表、流量检测仪表、压力分析仪表等多功能仪器仪表的分析，建立良好的自动化控制系统平台，加强数据信息的平台建设，实现对数据信号的及时转换。

2工业自动化控制平台的快速发展

2．1加强数据总线的研究

工业自动化控制平台需要对仪器仪表、变送器、通信网络进行现场设备的使用调整，这些设备都需要有效的总线控制调整，采用分布测试的方式进行拓展，提升自动化控制建设的发展，提升集中测试系统的建设。现代模块在发展过程中，往往采用有效的设备仪器配合建设，提升网路控制平台的管理，解决现场总线控制分布技术不足的问题。现场总线技术需要以智能化仪器仪表、中央控制系统平台的链接控制中心，采用全方位的数字化、双向传输、开放式的建设标准，提高多站式的数据信息传输控制平台。在自动化系统控制建设过程中，以现场总线为基础，加强系统建设中的各项技术应用，改善系统快速发展的能耗标准，提升适应强度，完善精确度，稳定空间控制建设效果，实现对总线控制系统的快速生产分析，实现对测量仪器仪表的准确扩展和调整，确保市场占有率的有效性。

2．2加强网络数据自动化调整控制平台的建设和应用

以连高的网络数据信息平台进行建设和应用，加强数据通信系统的发展，以良好的网络数据层面的模块通信技术进行合理的传输，提升仪器仪表的快速发展水平，加强网络信息应用和自动化仪表的嵌入式管理，增加网络透明化程度的建设，完善自动化网络和工业自动化建设的快速发展和完美融合。

2．3网络信息控制平台的建设

网络信息控制平台是对系统核心软件数据进行嵌入式操作管理，对操作仪器的核心软件和硬件进行操控，提升计算机网络信息系统与仪器仪表之间的传输控制管理水平，建立合理的仪表设备局域网络接口，以USE接口、打印机接口等多元化的结构方式，实现测试仪器仪表的通用控制。按照计算机的实际链接效果，对设备的相关操作进行处理，明确与计算机实际操作的相关性，提升智能化设备控制调节过程，明确实际开放性和有效实用性的建设。

2．4分布式的调节控制系统

分布式的调节控制系统是以智能化的设备监测控制标准为依托，通过集中实际控制系统基础，建立合理的现代图形技术检测标准，提高现代控制技术的有效应用，提升通信技术的快速发展水平，构建完整系统的技术显示控制标准，以计算机、通信、设备相关参数为依托，不断提升设备配置的灵活应用和分级管理水平，确保计算机分布控制系统的优越水平的有效提升。

结语

综上所述，现代工业信息的自动化控制是以智能化生产为平台，采用多元化的信息技术应用，不断提升仪器仪表的工业自动化应用效果，改善自动化控制的理论基础，对各项自动化控制内容进行改善，完善市场的认可度，提升市场的应用广泛度。自动化控制平台以合理的控制发展为依托，不断提升自动化技术的快速发展，将计算机、网络信息平台、通信、设备数据等高新技术结合起来，提升工业信息化产业仪器仪表的建设，改善仪器仪表的生产效率，不断提升产能的快速发展水平，完善仪表的安全技能使用水平，提升自动化控制平台的能耗发展和管理。

参考文献

［1］陈经纬．探析工业自动化仪表与自动化控制技术［J］．中小企业管理与科技(中旬刊)．2016(12)

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【关键词】工业；自动化控制系统；抗干扰；技术；分析

1.前言

随着我国经济社会的不断发展以及科学技术不断的进步，工业化的发展水平也得以不断的提升，人们对工业自动化控制系统提出了更要的应用要求。近几年，工业自动化控制系统已被工业生产各环节与各过程的普遍应用，但就目前而言，在实际生产与利用的过程中都存在着干扰问题，这些干扰源已经严重影响工业自动化控制系统的正常运作，再加之干扰源的种类非常多样，给抗干扰工作带来了巨大挑战。可见，分析与研究工业自动化控制系统的抗干扰技术显得十分关键。

2.工业自动化控制系统的主要干扰源

根据不同的分类规则，通常可将干扰源划分成技术性干扰源、宽频的干扰源、窄频的干扰源、辐射性干扰源、自然性干扰源、导体性干扰源、有序性干扰源、电源性干扰源以及间歇性干扰源、无序性干扰源、连续性干扰源等[1]。笔者结合自身工作实践，研究发现了工业自动化控制系统的主要干扰源包括以下几种。

2.1 来自于辐射的干扰

辐射干扰即指射频设备、雷电、高频感应相关设备以及电弧电路等所产生的干扰。针对此类干扰，其干扰源一般不能够有效控制，而是采取减弱、切断电磁干扰传播的方式将干扰影响降到最低，比如，以屏蔽、安装防雷装置、合理布线、等电位连接等措施，都可以实现防雷保护的目标。

2.2 来自于地电位的干扰

这也是工业自动化控制系统当中的一种主要干扰源，由于工业自动化控制系统需要获取到基准点位，而必须进行的操作极为接地，就是接地基准点。而在基准点当中，单相接地短路电流的存在，可能会造成工业自动化系统在运行过程中出现错误或者是混乱的情况。

2.3 传导干扰

传导干扰即经由线路而引进的干扰，包括信号线与电源线等。

其一，信号线引进的干扰源。如果导线内有电流穿梭其中，其周围就会形成感应磁场，而感应磁场又会使周围导线出现感应电流。当其感应电流达到一定数值之后，会对信号的接收设备形成作用力，出现干扰信号[2]。自动化控制系统所连接的信号线会受外部的干扰信号影响及入侵，导致控制器的逻辑数据发生改变，甚至是死机。针对传导干扰，最佳抑制方式为屏蔽电缆的合理应用，而针对多条信号线屏蔽层，则需将其编制为辫状，以此方式进行接地。

其二，电源线引进的干扰源。工业现场内随处存在着电源线引进的干扰源，该类型干扰的来源主要有两个：第一个，由供电的电源系统内直接而来；第二个，由供电电源进行耦合之后再进入。工业自动化控制系统通常由电网的电源直接供电，开启与停止大功率的用电设备、电网波动、电网三相短路故障暂态、交流传动设备装置所引起谐波以及直流传动设备装置所引起谐波等都会被传送至开关电源原边，其传送媒介即为输电线路，并形成对自动化控制系统的干扰。而针对这类型干扰，其最佳抑制方式为铠装电缆，再将信号电缆以及动力电缆实施分开行走。而抑制来源于变频器的干扰，最佳方式为安设隔离变压器于变频器上，安装位置的选择上，应尽量与检测开关保持一段距离，走线时，以钢管单独进度穿越，线路应与布线垂直，使变频器开关的频率得以有效降低。

2.4 设计施工而导致的干扰

设计施工而导致的干扰主要包括技术设计、设备选型、工程安装与调试等环节所造成的干扰。通常情况下，若控制器和高频发生器之间的空间距离较短，或者是接地系统较为混乱等情况，都会引起干扰。而针对此类型干扰，其最佳抑制方式即为对接地系统进行优化设计。

3.工业自动化控制系统的抗干扰具体措施

工业施工现场具有环境复杂的问题，经由各种耦合方式，各类干扰源会直接进入至自动化控制系统内部，使其无法正常的运行和工作。为减少工业自动化控制系统所受电磁干扰的影响，不管在设计环节还是施工环节，都应采取相关抗干扰措施，将干扰影响力降到最低。在对工程需求进行分析与其设计阶段，都应该对相关干扰因素进行充分的考虑，结合实践经验与现场实际的前提下，将设计变更次数与返工费用降到最低。工业自动化控制系统的抗干扰操作必须遵循三个基本原则，分别为抗御干扰源、提升系统抗干扰的综合能力、尽力切断电磁干扰传播的途径。而设计阶段，则需考虑电源设计、软件设计、接地系统的设计以及管线设计等具体因素[3]。

3.1 自动化控制系统的电源设计抗干扰技术

工业现场许多场所都需要应用大功率电器或者是变频器，因此在进行电源设计时，应提前制定各线路以及电源隔离的干预设备与措施。譬如，针对可编程逻辑控制器电源，在其输入端应安设隔离变压器，且针对其初级绕组与次级绕组上加设屏蔽层，而进线电源则需予以分级，再根据情况安设避雷器。针对输电环节出现的干扰，则可以铠装电缆进行有效抑制，准确区分动力电缆与信号电缆。

3.2 自动化控制系统的软件设计抗干扰技术

以软件设计的形式减少干扰无疑为另一重要的举措，即在计算机的相关程序中，通过对中位值滤波法、惯性滤波、平均值滤波法以及限幅平均滤波法等方法的合理应用，以此方式对信号实施数学处理，从而降低干扰信号强度与整体数量，使输入信号可靠性得以有效提升。使用这种干扰技术，在硬件投资方面占有明显优势，且其数字滤波的稳定性非常高，可轻松修改参数[4]。

3.3 自动化控制系统的管线设计抗干扰技术

管线设计主要覆盖范围有通信线路管道、信号线与电源线等，通常情况下，通信管路应选金属管道作为其主要材质，保持与电源线之间的距离。在电缆敷设方面，处理选择质量达标的电缆之外，其敷设方法也必须控制。电缆型号使用较为普遍的是0.75m2的屏蔽双绞线2芯。而在敷设环节，还应保持高度注意力。首先，信号类型不同，其传输电缆也各不相同，因此信号电缆必须根据传输信号的不同种类进行分层次敷设。其次，信号线缆应当远离感性负载，例如功率偏大的电动机等，且信号线缆应以完整电缆为主要材料，防止出现接头。再次，电网线缆与信号线缆禁止同时安放与平行敷设，应保持一定的距离。若特殊情况下必将两者放在一起，必须保证距离不能低于60cm，同时安放隔板，并把信号线安放置镀锌的金属管内。最后，数字信号禁止与模拟信号共用多芯电缆，也禁止与电源线同时应用电缆。

3.4 接地系统的设计

自动化控制系统的数据会受现场环境的影响，通常现场环境干扰信号线之后，数据就会出现混乱现象，测量的精准度也会受到影响，往往出现死机或者是误动作的情况，而出现这些问题的原因，大多跟接地系统具有直接的关系。若要实现抗干扰目标，就必须规划接地系统的设计，确保接地的正确性，以此方式抵御电磁干扰，并控制设备自发的发射出干扰。就接地本身而言，工业上主要有三种形式，即信号电缆屏蔽接地、安全接地以及系统接地等。一旦接地系统出现混乱，各接地点的电位分布会出现混乱情况，就会产生干扰，接地点位置的不同也会产生地电位差，这也会导致地环路形成电流，使系统无法正常工作。

3.5 选择最适合的器件

器件选择环节，必须结合电子产品的基本特性，在此基础上进行选择。如果在传输时以电流信号替代电压信号，则可用双积分型RC与双积分型AD滤波器对高频干扰进行消除处理，使差模干扰降低。若以双差分输入型绞合线与差动放大器为主要器材，结合以阻抗匹配措施，包括屏蔽地线、单边接地与光电隔离等，就能在一定程度上使信号线路之上共模抑制比得以提升，使共模干扰因此而被消除[5]。经过试验与证明后发现，如果干扰电流明显比15mA低，若安设隔离模块至信号接收窗口和检测元件之间，能减少干扰，自动化控制系统的正常运行就能得以保证。

3.6 重视现场施工环节

工业现场收各种主客观因素的影响，其条件相对复杂，这就需要安排专业的工程师到现场进行指挥，而且该工程师的施工经验必须十分丰富。对于施工人员来说，其施工作业必须严格按照操作流程与设计要求进行，而且在安设地线时，应当注意其弱点和强电之间的距离，必须保持安全距离。此外，当工业施工正式结束之后，相关部门应监督操作人员进行现场测试与试车，严格按照其功能程序分布进行。

4.结束语

工业行业在推动我国国民经济发展方面发挥着非常重要的作用，尽管工业自动化控制系统在近年来也已经取得较大发展，但是总的来说还是存在着许多干扰因素。重视与研究工业自动化控制系统的抗干扰技术，除了需要在电源设计、软件设计、管线设计、接地系统的设计等方面加强完善措施之外，还应选择最适合的器件，并重视现场施工环节，从而推动工业领域不断的前行与发展。

参考文献

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[2]李世发.基于工业自动化控制系统的抗干扰措施的研究[J].硅谷，2011，08（06）：86.

[3]田雪民.试析工业自动化控制系统的抗干扰措施[J].企业导报，2013，32（32）：191-195.

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(1)工业过程自动化新一代主控系统及其综合自动化的开发和产业化,主要包括集散控制系统(DCS),现场总线控制系统(FCS)和以工业计算机为基础的开放式控制系统等。重点支持若干具有工业过程综合自动化系统产业化能力和开发能力的企业,发展具有市场竞争力的产品,同时适当支持建设工业自动化的工程化验证环境与开发能力。

(2)先进控制与优化软件开发与产业化,主要包括先进控制技术,过程优化技术,实时监控软件平台,信息集成软件平台,系统集成技术等,专项将重点支持上述具有特色和市场价值的系列软件的产业化。

(3)智能仪表,执行器与变送器,成套专用控制装置和成套专用优化系统的开发与产业化。

就第(1)点而言,特别强调了“工业过程自动化”新一代主控系统及其综合自动化的开发与产业化。其“综合自动化”就是要打破传统的计算机、PLC、DCS的分工界限,构成有机组成的三电一体化的综合自动化系统。事实证明这种预计是正确的,促成这种转变的动力是科学技术的发展,是计算机技术、网络技术、数据库技术、显示技术及多媒体技术的发展,而这种发展并没有停止,并涵盖着更多更广泛的内容,如语音技术、有线和无线通信技术,Web信息服务技术等。所以,当今“综合自动化”的内涵有着更深刻、更广泛的含义,甚至可以包容我们工作生活的各个方面。

一、生产过程自动化系统和生产管理系统的融合

在ISO的六层功能模型中,把从检测、执行、驱动到一级的控制和管理共分成六层功能。构成这种多层功能结构的出发点,是按经营、生产管理、控制功能的划分,而不是按控制和管理计算机系统硬件结构来划分的。只不过过去由于当初计算机技术和网络技术的限制,以及计算机系统设计人员理解的不充分,长期以来,把计算机系统按六层功能模型相对应的分成六级计算机系统的多层次结构。

随着计算机技术和网络技术的发展,越来越暴露这种多层次计算机系统在数据采集,管理,数据和知识的共享,硬软件资源共享,数据通信,软件开发等等中的各种弊端,特别是在设备控制,过程控制,生产控制之间。以至很早就有人提出管控一体化,或者控制系统就是管理系统的观点。美国西屋过程控制的WDPF Ovation系统就是基于这种观点开发的,可以预计今后更多的工业过程自动化系统将会朝着这个方面发展。

二、软PLC和软DCS

由于计算机技术,特别是芯片技术的快速发展,按照摩尔定律微处理芯的速度性能每18个月将提高一倍。因此,当Initel pentium处理器问世后不久,pentium2.3以及主频为1.4GHz的pentium 4处理器就相继提供给市场,当广大用户还未来得及使用Penfium 4处理器时,Intel和HP两家公司就联合推出了64位的ltanium微处理器,自动化系统设备制造商和集成商难以跟上硬件技术的发展,往往出现自动化系统设备制造商和集成商的自动化系统设备的更新,发展,滞后干计算机技术的发展。

另一方面,当前的各种PLC和DCS的开发工具软件都是和制造商的硬件系统设备捆绑在一起的,即某一制造商的PLC或DCS的开发工具软件,只能在该制造商提供的硬件上使用。对于使用多种PLC和DCS的用户就要熟悉和掌握多种PLC和DCS的软件和硬件,使用户要投入大量人力和财力,当更换新的第三方的PLC和DCS时,就得重新进行人员培训,造成人力资源极大的浪费。同时也使具有高技术含量的开发工具软件的销售受硬件设备销售的制约。

在开发式工业计算机系统日渐成熟的今天,有的PLC和DCS制造商,为了充分发挥其在PLC和DCS开发工具软件上的优势和技术储备及潜力,最大限度的保护用户在软件人才和资源的投资提高其在市场上的竞争力,提出来了“软PLC”和“软DCS”的设想的开始实现。其目的是使其开发的PLC和DCS的软件工具与系统硬件设备分离,可以装载在各种开发式工业计算机系统的硬软件平台上,不仅方便了用户,而且也解除了硬件设备对制造商软件销售和发展的制约。选种变化不仅符合我国以开发式工业控制计算机系统为工业过程自动化新一代主控系统,开发实时监控软件平台和信息集成软件平台等重大专项实施方案所支持的工业过程自动化的开发和产业化的方向,也将会带来工业过程自动化用户从设计,使用维护的变化,这不得不引起我们注意,特别是PLc和DCS开发和制造业的注意。

三、生产过程控制和管理软件的融合

在上述发展趋势的推动下,集过程自动化和信息管理的集成化软件也应运而生,软件集成的功能也日益丰富和增强。Wonderware公司的套装化软件Factory Suite2000就是满足这种要求开发和集成的。它是从操作员开始,以一个从下到上的层次结构为生产管理系统提供信息,与ERP、EAM等相结合的,从下到上的生产制造和管理信息系统MMI(Manufacturing Management Informationsystem),从而根本上改变开发应用程序传统的观念和方法。

FactorySuite 2000包括如下的核心软件:

InTouch:过程图形化软件

InT0uch:资源管理和wIP(work inProcess)跟踪软件

lndustrlal SQL Server~关系型数据库

lnControl:基于PC机的过程控制软件

lnBatch:矛性批处理管理系统

I/O Server和OPC程序库:具有750多个I/O驱动程序和OPC客户程序,连接各种OLC,DCS,RTS,现场总线,回路控制器,测量设备,条码阅读机等设备。

FsctorySuite Web Seryer:集成的Intemet/Intraanet服务器软件,通过国际互联网和企业内部网收集数据,监视,浏览画面和应用程序。

SCADAlram:一个基于Windows的通信软件,用来连接工业自动化软件,提供实时智能报警通知,数据采集,并可通过各种通信装置远程控制。SCADAIram智能地将报警变信息成语音,通过扬声器。内部通信系统,广播和电话等等有线和无线通信方式传送到指定的电话,还可以发送字母一数字文E-mail到指定的BP机或手机中,并由电话或手机进行各种参数的远程设定和控制。

其中,lnConrtol就是基于Windows NT的实时控制软件,可在任何一个支持WindowsNT操作系统的硬件平台上使用,包括:面板/式工业工作站,SMP服务器和开放式工业计算机,用软件实现了生产过程自动化控制器的功能。这充分说明了,

可以把开发生产过程自动化控制功能的工具软件和硬件始终捆绑在一起,这就不仅给自动化系统软件开发商一个更大的发展空间,也给用户选择硬件的灵活性。

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关键词：工业自动化控制系统；抗干扰；措施

中图分类号： TL503.6文献标识码： A

1工业自动化控制系统中的干扰及来源

1.1干扰源及一般分类

影响自控系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、接地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

1.2干扰的主要来源及途径

1.2.1 来自空间的辐射干扰

空间的辐射电磁场（EM I）主要是由电网、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。

1.2.2 来自系统外引线的干扰

主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。⑴ 来自电源的干扰。自控系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流。尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌、大型电力设备启停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。

⑵ 来自信号线引入的干扰。与自控系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/ O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。

⑶来自接地系统混乱的干扰。接地是提高电子

设备电磁兼容性（EM C）的有效手段之一。正确地接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误地接地，反而会引入严重的干扰信号，使自控系统将无法正常工作。

自控系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对自控系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。

此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响自控系统内逻辑电路和模拟电路的正常工作。逻辑地电位的分布干扰容易影响自控系统的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

主要抗干扰措施

2.1采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰

在自控系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰串入自控系统主要通过自控系统的供电电源（如CPU 电源、I/ O电源等）、变送器供电电源和与自控系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在，对于自控系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好电源，而对于变送器供电的电源和自控系统有直接电气连接的仪表的供电电源，并没受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、采用多次隔离和屏蔽及漏感技术的配电器，以减少自控系统的干扰。 此外，为保证电网馈点不中断，可采用在线式不间断供电电源（UPS）供电，提高供电的安全可靠性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能，是一种自控系统的理想电源。

2.2 电缆的敷设

不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敷设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠行敷设，以减少电磁干扰。

2.3硬件滤波及软件抗干扰措施

由于电磁干扰的复杂性，要根本消除干扰影响是不可能的，因此在自控系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施：数字滤波和工频整形采样，可有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，可有效防止电位漂移；采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。由于工业环境恶劣，干扰信号较多， I／O信号传送距离较长，常常会使传送的信号有误。为提高系统运行的可靠性，使自控系统在信号出错情况下能及时发现错误，并能排除错误的影响继续工作，在程序编制中可采用软件容错技术。

2.4正确选择接地点，完善接地系统

接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对自控系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1M H z，所以自控系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的自控系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22m m 的铜导线，总母线使用截面大于60m m 的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω，接地极最好埋在距建筑物10 ~ 15m 远处( 或与控制器间不大于50m ) ，而且自控系统接地点必须与强电设备接地点相距10m 以上。

信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在自控系统侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接地。

结语

以上的措施，经若干自控系统现场实际运行表明，能够基本消除现场干扰信号的影响，保证系统的可靠运行。自控系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此，在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，对有些干扰情况还需做具体分析，采取对症下药的方法，才能够使自控系统正常工作。

随着社会经济的快速发展，工业化水平日益提高，在市场经济体制下，加快竞争力，提高工业化竞争水平，也变得日益重要，而作为工业生产中的得力辅助工具的自动化控制系统，如何解决其抗干扰问题，提高其自控系统的利用率，减少利用成本，也成为亟待结局的任务。相信随着我国社会经济和科学技术的发展，这一问题将得到更好的解决并有所发展。

参考文献：

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关键词：工业自动化；控制系统；计算机技术

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0035-02

在市场经济充分发展的今天，社会的竞争越来越激烈，对于制造业和生产行业来说，如何提高生产效率、保障产品质量已经成为企业生存和发展必须考虑的重大课题。随着各项新技术的发明和应用，工业自动化已经成为生产行业发展的新趋势，这是赢得市场、降低成本的必选之路。在工业生产自动化的领域，PLC以自身独特的优势依然占据着控制系统的重要地位，在新技术发展的刺激下正朝着小型化、开放性和网络化的方向发展；DCS作为过程控制的典型系统积极向上拓展，越来越多地扮演管控一体化的角色；IPC以其灵活、开放的特点，重新赢得了用户的青睐；CNC除了在机床上的应用外，也在向更广泛的领域

延伸。

1 工业自动化技术基本概念分析

工业自动化技术就是综合运用控制理论、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。这里说的工业生产过程指的是发电冶金、煤油石化、建材造纸、制药采矿、油库粮库等，可以是一个设备、一个工段、一条生产线，也可以是一个工厂、一个联合企业。工业自动化技术的组成主要包括硬件技术、软件技术和系统技术三大部分。硬件技术是控制设备、变送器、执行器、辅助设备等；软件技术是控制软件、优化软件管理软件、软测量软件等；系统技术是各种硬件的集成技术、各种软件的集成技术、硬件与软件的集成技术等。工业自动化技术在工业领域的应用可以有效提高企业整体素质，可以提高国家整体国力，是合理调整产业结构的主要手段之一，也是“高能耗、高消耗、高污染”治理的有效手段之一。

2 控制管理系统

在实现工业自动化和智能化的过程中，控制管理系统的作用是非常巨大的，起着关键性的作用。所谓的控制管理系统就是为了达到既定的控制目标所需要的软件系统和物理部件，这是一个部件相互整合的过程，一般来说控制管理系统由控制设备和被控制的对象所组成。目前，在工业自动化的过程中，有效的控制管理系统分为以下四类：一是顺序控制管理系统：这种控制管理系统有一定的编程设计，以时间或者工序的逻辑关系为程序，一步一步地对生产设备、生产系统和生产对象进行加工和处理，顺序控制方法应用的领域很多，比如常见的电梯就是采用的顺序控制管理系统；二是过程控制系统：这种控制管理系统是在实施工业自动化生产的过程中，对温度、压力等相关的物理量进行闭环控制，实现生产过程按照既定的程序和规律进行，保障生产过程的流畅性；三是运动控制系统：这种控制管理系统是通过管理和指挥运动物体的位置、转速、移动方向等，实现既定安全操作的管理，比如调速系统等；四是监控管理系统：这种控制管理系统主要是采用记录和裁定生产过程中的相关信息，采集生产流程，反馈遇到的问题并及时报警等。针对控制管理系统，实现工作的方法一般包括继电逻辑控制系统、常规仪表控制系统、拖动控制系统、常规显示、记录或报警仪表等。近些年，随着计算机技术的发展，计算机技术开始运用到工业生产自动化上，出现了很多的计算机控制程序和计算机控制系统，如PLC、DCS、FCS及工业以太网等。

图1 计算机技术在工业控制技术中的运用

3 分布式控制系统体系结构

自动化中的分布控制系统的出现是与计算机技术的发展密不可分的，其实就是一个中型的计算机控制系统，这种控制系统是通过专业的计算机来进行工业生产过程中的数据收集、分析、处理和对生产流程的监管。多级计算机控制系统，这种控制系统是在近些年计算机处理速度极大提高的基础上和微型计算机的广泛使用上发展起来的，使得计算机的应用技术更加准确可靠，可以说这种控制技术的出现和发展与计算机技术的发展是分不开的。对于集散型计算机控制系统来说，就是通过对生产过程和车间生产现状的数据分析，将信息传送到前端计算机上，在这个过程中，中央计算机只充当后继到系统管理方面的工作，实现集中管理、分散控制，提高整个系统的可靠性。自动化的分布式控制系统最为基本的就是场控制器：通常带有I/O部件，与生产过程相联接，实现数据采集和控制执行，通过既定的人机接口，指令，然后经过通信系统，实现数据的传输和传递。

现场控制器包括回路控制器，回路控制器内部的算法预先用程序作成功能块的形式，存在ROM中。可以按照所要求的控制策略，进行组态。可编程控制器（PLC）：PLC是由模仿继电器控制原理发展起来的，以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令。运动控制器：用于控制运动部件的速度或位置，通常包括变频器和伺服系统。现场总线：智能化取代传统仪器，控制站由分散取代集中，这一定程度上改变了传统的信号和通信

标准。

参考文献

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技咨询，2013，（13）.

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关键词：工业；自动化；发展趋势

一、控制系统的多元化

工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化，而现场总线的蛔起正是这一发展趋势的标志。

1. 现场总线的崛起。多年以来，工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等 4 代过程控制系统，当前我国工业自动化的主流水平即处于以 PLC 为基础的 DCS系统阶段。与早期的一些控制系统相比，DCS 系统在功能和性能上有了很大进步，可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制，但其仍然是一种模拟数字混合系统，从现场到 PLC 或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递，仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。

现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的 CPU置入传统的测控仪表，使它们各自都具有数字计算和通信能力，即所谓“智能化”，采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带，把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络，并按公开、规范的通信协议，使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换，形成多种适应实际需要的控制系统，即所谓“网络化”，由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品，因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向 PLC 或计算机存取的方式，而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取，在现场总线控制系统(FCS)的环境下，借助其计算和通信能力，在现场就可进行许多复杂计算，形成真正分散在现场的完整的控制系统，提高了系统的自治性和可靠性。FCS 成为发展的趋势之一，是它改变了传统控制系统的结构，形成了新型的网络集成全分布系统，采用全数字通信，具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点，形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络，顺应了控制网络的发展要求。

2. 现场总线的新动向―――工业以太网。长期以来的标准之争，实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展，人们开始寻求新的出路，一个新的动向是从现场总线转向 Ethernet，用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术，在 IT 领域已被使用多年，已有广泛的硬、软件开发技术支持，更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架，可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进 Ethernet 在工业领域的应用，国际上成立了工业以太网协会，开展工业以太网关键技术的研究。

二、管理控制一体化

1. 何谓管控一体化。在市场经济与信息时代的飞速发展中，企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大，现代工业企业对生产的管理要求不断提高，这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制，同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台，把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起，通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理，形成一个意义更广泛的综合管理系统。

2. 现场总线为管控一体化铺平了道路。企业信息网络是管控信息集成的基本条件，没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集，建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享，以及与外部世界的信息沟通。管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成，把传统的集散系统控制站的功能分散到了现场总线设备，此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线

技术与产品所形成的底层网络，充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点，为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网

络是管控一体化的基础，现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路，过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工

作站或控制器组成，现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连，或者监控层直接由现场总线来担当，监控站可以完成对控制系统