工业控制自动化范文

导语：如何才能写好一篇工业控制自动化，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。

篇1

【关键词】自动化；工业控制；生产

伴随着近年来科学技术和计算机技术的不断发展，通过计算机硬件、软件系统来对工业生产装置进行控制已成为工业化发展和生产的主要手段和方法，也是目前工作中最值得人们关注和重视的环节。在目前的工业生产控制工作中，实现自动化管理和控制对于保证工业生产质量、效益和提高经济发展有着极为关键和重要的意义，也是目前社会发展中最为关键的环节。

1.自动化概述

随着我国社会经济的不断发展，社会各领域、各部门和各个行业都逐步进入了以电子计算机技术、信息技术为指导和控制的时代，成为了目前管理控制工作中最值得我们关注和重视的环节，也是当前社会发展中我们研究和探索的主要手段和环节。

1.1自动化定义

所谓的自动化主要指的是在各项生产中机械设备、系统以及生产过程中所涉及到的各种器械在无人或者少人参与的情况下，按照预定的系统控制理念和要求来自我进行检控、加工和生产，最终实现预计目标的过程。在目前的社会发展中，自动化技术已经广泛的应用在工业、建筑业、商业、交通运输、军事等多个领域。

1.2工业自动化定义

工业自动化主要指的是工业生产的过程中以各种参数为控制目标和目的来实现既定和无人控制的一种模式和管理措施，在整个管理工作生产中，我们需要尽量减少人力操作为主要目标和工作流程，也是充分利用动物以外各种能源和信息技术的一种生产方式。在目前的社会发展中，这种生产方式和生产体系越来越受到人们的关注与重视，形成了一套综合化、系统化的管理控制过程，并成为了综合性的管理控制流程。

在目前我国社会发展中，实现工业自动化控制是整个社会发展的主要基础，也是工业生产得以顺利、持续、健康发展的关键所在，更是实现全面、综合、系统化控制的核心环节和观念。在目前的管理工作中，工程自动化管理已经是一项复杂而又综合的设计模式，是以机械、微电子、计算机等管理技术为主的综合性技术模式，也是工业革命得以发展和延续的助力器。

2.自动化技术在工业控制中的应用概述

在目前的社会发展中，实现工业生产自动化控制至关重要，通常都是利用工业生产过程中以自动化检测、自动化控制、自动化调度、自动化管理和优化为基础和核心的一种管理控制流程，也是以增加工业生产产量、提高生产质量和降低能耗为主的综合性管理技术和管理措施。在目前的工业自动化管理控制工作中，其主要包含有以下几个方面：

2.1总线自动化控制技术

总线在目前的工业生产中越来越受到人们的关注与重视，也是整个社会发展领域中最为关键的环节。随着计算机技术与信息技术的发展与普及，在目前的工业生产管理工作中通过计算机技术为平台实现电气自动化管理已成为现实，也是工业自动化得以实现的关键所在。一般来说，在总线布置的过程中，是利用计算机模拟操作为主，从而实现了电力系统在运行状况下各个环节都在预计的监控范围之内，并未电力系统的运行提供了良好的基础依据和监视功能和工作要求。PC 和网络技术已经在工商管理中得到普及。在电气自动化领域，基于PC 的人机界面普遍被采用，并以其直观性、灵活性和易于集成等特点备受用户的青睐。

现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力，通过总线把多个测量控制仪表连接成网络，并按公开、规范的通信协议，把多个微机化测量控制设备以及现场仪表与远程监控计算机连在一起，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。现场总线是一种串行的数字式、双向传输的具有分支结构的通讯总线。它通过电缆将计算机与位于现场的远程I/O站、智能仪表、变频器、低压断路器、马达启动器等连接起来，并将这些设备的信息采集到中央控制器上来。分布式控制意味着PLC（电力线载波）、I/O模块和现场设备通过总线连接起来，将输入/ 输出模块转换成现场检测器和执行器。

2.2嵌入式微控技术

嵌人式微控制器是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物，是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪，适合应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌人式微控制器系统通常面向特定应用，设计和开发必须考虑特定环境和系统要求，是一个发散的、技术密集的系统。

嵌人式微控制器系统是由硬件系统和软件系统组成。为了提高系统的执行速度和可靠性，嵌人式微控制器系统的软件一般固化在存储器芯片或微控制器中，而不是存储在外加的磁盘载体中。嵌人式微控制器系统是以微控制器为核心，加上外部专用电路和系统软件，形成的计算机的应用系统。在一块芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器 （RAM、ROM）、定时器/计数器和各种输人输出（1/0）接口等。它还可包含A/D和D/A转换器、直接存储器传输（DMA）通道、浮点运算等特殊功能部件。

嵌人式微控制器在应用数量上远远超过了各种通用计算机，在制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌人式微控制器的应用领域。进人21世纪以来，嵌人式微控制器技术逐渐成熟并全面展开，已被公认为是一个具有良好发展潜力的技术。

2.3变频器技术

变频器技术是一门综合性的技术，它是建立在电力电子技术、自动控制技术、计算机技术的基础之上而逐渐发展起来的。变频器可以看作是一个频率可调节器的交流电源，通过改变变频器的输出频率就可以实现电动机的速度控制。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，实现电动机的正反转切换。同时，变频器还具有直流制动功能，无需另外增加制动控制电路，就能实现制动功能。需要制动时，通过变频器给电动机加上一个直流电压，利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上进行制动。变频器在使用时，只需要在电网电源和现有的电动机之间接人变频器和相应设备，无需对电动机和系统本身进行大的设备改造，就可以适用各种工作环境和工艺要求。另外，变频器的节能效果也非常显著。尤其是对于工业中大量使用的二次负载（风机和泵类）来说，当用户需要的平均流量较小时，风机、水泵的转速较低，其节能效果是十分可观的。

变频器是把电压和频率恒定的电网电压变成电压和频率可调的变频电源。它的基本结构包括：

（1）整流电路：由三相全波整流桥组成。它的主要作用是对电网工频电源进行整流，把交流电整流成直流电，并给逆变电路和控制电路提供所要的直流电源。

（2）直流中间电路：是对整流电路的输出进行滤波，以保证逆变电路和控制电源能够得到质量较高的直流电源。当直流中间电路是用大容量的电解电容滤波时，变频器为电压型变频器。当直流中间电路是用电感很大的电抗器滤波时，变频器为电流型变频器。此外，直流中间电路中有时还包括制动电阻以及其他辅助电路。

篇2

关键词：工程过程 控制 自动化 智能

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0066-01

在工业发展史上，自动化的出现及应用为促进工业发展起到重要作用，但是随着社会经济不断发展，传统工业自动化已无法满足社会需求，而工业过程控制自动化中智能控制的出现使这个问题迎刃而解。智能控制工业生产自动化的出现，对工业生产自动化技术发展起到重要作用，使企业产品在保障质量的同时，还能提高企业总体生产效率，所以促进工业大力发展自动化、智能化是目前工业发展中一个主要方向。

1 工业过程控制及智能控制技术基本概念简述

1.1 工业过程控制概念简述

工业过程控制是指在进行工业生产作业中，根据工业生产过程需要，结合电子计算机应用、先进生产产线、仪表显示等，根据产品自身要求结合相关应用控制理论，从而设计出工业生产过程控制系统，并可以将工业自动化生产实现。在工业生产过程中，工业过程控制可以有效控制生产时间，使生产设备间的停滞和等待得到有效控制，通过仪表面板对生产线的监控，使生产环节中出现的无效停滞、等待和错误信息得到良好传达，在根本上提高工业生产效率。

1.2智能控制概念简述

智能控制（intelligent controls）是指在工业生产控制过程中，不经人工操作与干预前提下，依靠智能系统自主驱动智能机器，从而实现对操作目标进行有效控制行为的自动控制技术。智能控制是科学技术发展中一个重要成果，其结合了先进电子计算机技术、先进信息技术和先进工业生产控制技术，所以智能控制涉及科学技术应用领域较为广泛，其应用形式大体可分为模糊控制系统、专家系统、学习控制系统与人工神经网络控制系统等。智能控制在工业生产控制应用时不仅可以精确达到控制目的，还能根据相关控制知识理论进行推理，还能优化生产中总体控制模式，为促进工业生产效率起到重要作用。

2 智能控制在工业过程控制中的使用范围

2.1 生产过程信息自动获取

在工业进行生产作业中，智能控制系统对所有生产设备运行状态信息进行自动获取，运用自身系统进行运算，根据不同设备运行状态做出相关调整，减少了工业生产作业中对人工的需求，从而降低企业生产成本。目前我国工业控制发展速度过于缓慢，其根本原因就在于信息化程度偏低，信息化技术是智能控制系统中一个重要组成部分，而信息化技术的不足直接造成智能控制系统在总体结构上存在缺陷。随着我国工业生产自动化的广泛应用，在智能控制系统方面应有所加强，在结合先进科学技术同时，也应加强信息化技术的发展，这样才能使我国在智能控制水平上立于国际科技前沿。

2.2 工业生产过程中的系统建模

系统建模主要应用于数据监控与采集，根据生产作业中机器的脉冲数进行记录，将数据在特定时间内传输到数据存储系统中。数据在存储系统中，使用A/D单元模式进行转，使模拟量转为数字量，然后将数据自动存储在储存系统中，PLC可以使用小型打印机将DM区数据进行定期打印处理，计算机同时也可以对PLC区域数据进行读取，然后进行计算作业，PLC此时便作为电子计算的数据终端。数据监控系统是对产线整体运行状态进行监控，当某处运行机器系统发生故障时，其可以自动产生警报信息，并将故障数据做出记录传输到储存系统中，当运行机器故障过于严重时，PLC可以立即将整条产线作业中止，并停止故障机器系统运行。数据监控过程中，不仅可以对系统故障进行报警处理，还可以根据实时状态对机器系统中的计时器、计数器做出有效调整，使产线生产更为规范、合理。

2.3 工业生产过程中进行动态控制

在工业生产中，将智能控制与产线总控部门、机器设备系统、PLC进行连线处理，实现四个部分数据互通，使生产过程与控制系统有效结合在一起，工作人员可以通过智能控制系统对生产运行设备的监视，根据各设备生产运行状态，通过控制系统进行远程操作处理。随着智能控制技术在工业上的广泛应用，使更多工业企业对其了解程度更为深刻，更多企业体会到智能控制技术对工业生产的影响力。目前我国将智能控制技术已应用到工业生产中，但智能控制技术上的薄弱使企业受益不多，没有达到企业通过工业过程控制增加经济效益这一目的，在我国工业生产中，只有生产过程运用了自动控制，剩余大部分生产操作依旧是依靠人工作业完成。

2.4 工业生产过程中的应用机制

智能控制技术在工业过程控制自动化应用中可分为两种，一种是局部级控制应用，另一种是全局级控制应用。局部级控制应用是对某一生产单元进行自主设计，其应用范围针对目标集中。全局级控制应用是对整条生产线进行自动化生产作业，包括对整条生产线总体生产工艺记性进行控制，处理生产过程中的机器故障，根据实时运行状态进行总体调整。智能控制技术在工业过程控制自动化中的应用，在基础上强化了产品质量，人工虽然是工业发展中不可缺少的主要力量，但通过自动化产线制造出的产品无论在总体上，还是局部微观工艺上都强于人工制造，所以大力发展智能控制系统对促进工业自动化生产发展有着十分重要影响。

3 结语

随着我国工业正在向大型化和复杂化方面不断发展，使工业过程控制自动化发生了很大改变，由简易型逐渐向高科技型不断转变。在工业生产过程中，智能控制系统对整体自动化产线进行全程监控，并根据机器实时运行状态做出有效调整，为工业生产提高生产效率和经济效益。

参考文献

[1] 雷会峰，殷硕.智能控制在工业过程控制自动化中的应用[J].应用科技，2013，8（4）：40-42.

篇3

关键词：智能控制；工业过程控制；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.015

0 引言

智能控制主要是把人工智能的技术方法和理论进行结合的产物，由于现代化的工业系统有着复杂性所以采用智能控制就能有效地将作业效率得到提升。智能化的控制是采用先进的计算机技术在人工的操作下对工业过程自动化的优化，所以加强这一领域的理论研究就有着实质性意义。

1 智能控制技术以及工业过程控制分析

1.1 智能控制技术分析

智能控制是现代化发展的技术产物，是工业生产控制中不需人工操作干预下依靠着智能系统自主驱动智能机器来实现的操作目标和自动控制技术。这一控制技术是科学技术发展中比较重要的成果，并和先进电子计算机技术得到了有效结合，在智能控制所涉及到的范围方面也是比较广泛的[1]。从具体的应用形式层面来看主要有专家系统以及模糊控制系统、人工神经系统等，在具体应用过程中能够实现精确化控制的目标，并能逐渐产生总体控制的模式，所以能有效提升生产的效率，在工业生产过程控制自动化中加以应用就比较重要。

1.2 工业过程控制分析

对于工业过程控制主要是在具体的生产中将实际生产过程的需求和计算机应用以及先进生产线等相结合，并在工业生产过程控制系统作用下来实现的自动化生产目标。工业生产中过程控制能够将生产的时间以及生产设备的时间停止以及等待等进行有效控制。另外就是可使得生产的环节当中所出现的无效停止以及等待等进行比较好的传达，这样就能够从整体上将生产的效率得到提升[2]。所以在工业过程控制下，对整个工业生产发展都有着积极的作用发挥。

2 工业过程智能控制特征和具体的应用分析

2.1 工业过程智能控制特征分析

工业过程智能控制的特征也比较显著，主要体现在操作的安全性特征，在监控中心所组成的监视电视墙和对图像实现的视频矩阵切换控制等都有着较好的作用发挥。例如在视频监控系统方面能够对每一功能操作实现校核以及检查等作业，在操作出现失误的时候就能够自动禁止以及报警。这样对检修人员的工作也就提供了很大的方便性。

另外在可扩展性的特征方面也有着比较鲜明的呈现，摊铺机在路基不平基础上作业时候就会使得调平系统产生相应波动，部分运行所产生的振动就会对生产技术参数造成影响，所以需要进行不断的调节，在智能控制作用下就能得到自动化的调节，而如果是手工进行调节则就有着很大的难度。除此之外还有开放性的特征体现，这一特征主要体现在监控系统方面，系统能够提供符合标准的软件以及通信等接口、工具，从而能有效保证系统的兼容性以及灵活性，这样在控制的效率上也能良好呈现[3]。

2.2 工业过程控制自动化中智能控制具体应用分析

第一，将智能控制在工业过程控制自动化中的应用是多方面的，其中的信息获取环节的作用体现比较显著。在很长时期我国的工业控制方面的发展较为缓慢，主要是由于在信息化的程度上不强，这样就造成了对我国工业发展的进度影响。随着信息化技术的发展，这对我国的工业自动化的发展也起到了很大促进作用，由于工业的劳动力不断减少，所以就对智能控制的需求愈来愈大，通过当前的网络计算机以及通信技术在工业过程控制自动化中的应用，就能够有效提升我国整体工业控制水平。

第二，将智能控制在工业过程控制自动化中的系统建模中加以应用也有着很大的作用发挥，首先在数据信息的采集过程中，能够通过计算机对采集到的脉冲数进行记录积累等，然后定时的存储到数据寄存器当中。对数据信息的采集要能够采用A/D单元，应用过程中在模拟量转换成数字量之后就再定时转存数据寄存器当中，另外PLC也能够进行配置打印机将DM区中数据定期的进行打印等。对于电力部门则能采用这一技术对用户用电的情况进行准确的记录，这样在用电量以及费用的收取等方面都能进行智能化的处理，有效节省了人工成本。

第三，数据的监控系统主要是对产线整体运行状态的监控，在及机器系统出现故障时就能够自动化的报警，把故障数据做出记录进行传输到存储系统中。然后在故障比较严重时就能够采用PLC对整条生产线进行报警处理，同时也能结合实际对计数器进行调整，这样就能保障生产线的规范化运行。所以在工业生产过程中的系统建模中就能将智能控制的作用充分地体现。

第四，智能控制在工业过程控制自动化中的动态控制中作用比较突出，人们已经愈来愈认识到智能控制的价值和作用，一些比较新型的智能控制技术也得到了应用。工业企业要通过机械设备和中控室PLC进行建立数据通讯，这样在过程控制方面就能得到有效加强，在远程操作的目标上也能得到实现。智能控制技术在工业过程控制自动化中的应用能够分为两种，也就是局部级的控制应用以及全局级的控制应用，在局部级别的应用是对某一生产单元的自主设计，在实际应用范围层面相对比较集中。而全局级别的控制则是对整条生产线的自动化生产控制。所以要能在具体应用中结合实际进行选择，将应用的效果最大化的呈现。

3 结语

总而言之，我国的工业在当前发展过程中比较迅速，所以在这一过程中就要能够注重先进科技的应用，智能控制将会在其中得以充分应用。工业过程控制自动化在现阶段已经有了很大程度的改善，未来这一领域在先进技术的保障下将会迈向新的发展高度。此次主要从智能控制和工业过程控制自动化概念以及应用特征和具体应用角度进行的分析，希望对实际发展有所裨益。

参考文献：

[1]耿英会.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技创新导报，2013（02）.

[2]褚凯.基于人工智能技术的电气自动化控制研究[J].科技创新导报，2014（03）.

篇4

【关键词】工业自动化；PLC；控制；发展；研究

所谓工业控制自动化，实际上就是在工业生产发展过程中充分应用各种现代化先进技术、设备以及仪器等，对生产过程中的相关参数进行控制，通过对生产实践进行智能化管控，来有效减少人、物以及财力方面的消耗，并且使更多的工业生产环节减少人员的直接参与。对于工业自动化控制而言，其主要是指机械电气一体化集成控制技术、理论之间的相互综合，并且会涉及到工业生产领域的各个环节。在当前的形势下，加强对工业自动化控制及发展问题的研究，具有非常重大的现实意义。

1.工业自动化控制发展现状

实践中可以看到，工业自动化控制技术的出现与应用，有效的促进了国内工业、制造业领域的快速发展，在国民经济发展过程中起到了举足轻重的作用。从当前工业发展进程来看，因国内传统制造业技术、设备相对比较落后，所以难以有效适应现代工业生产发展要求；随着社会经济的快速发展，工业自动化的发展要求，有效的催生了自动化技术、仪表以及控制系统的进步。从实践来看，自动化控制技术在总体技术应用与发展方面，虽然已经取得了很大的成绩，但是已经促使信号制式改进，并且催生了现代控制技术及其信息化。据调查显示，虽然工业自动化潜力在现代设备资产管理、操作技术以及工业设备预测诊断方面挖掘比较深，但自动化控制技术仍有有一定的发展空间。随着自动化仪表的不断研发和应用，对于产品价值非常的敏感，很大程度上出现了自动化仪表替代品，因此自动化仪器、仪表应用仍处在一个初级发展阶段。

工业自动化控制过程中，常用的是PLC技术，该种可编程序控制器采用了数字运算方式对电子系统进行有效控制，实现了对工业生产过程全过程控制。该技术利用的是可编程存储器，并且在存储程序内部实现了有效的逻辑运算，以此向用户发送计数、定时以及算术操作指令，然后以数字模拟形式输入和输出一些控制性指令，因此成为现代工业控制的重要技术。在此过程中，还包括DCS技术，它是一种集散控制系统，以网络通信技术作为纽带，对其过程进行全面管控。同时，这一过程中还融合了大量的现代高新技术，以此来实现工业生产分散控制、集中操作以及分级管理和灵活配置，同时这也是工业分布控制可靠性、开放性的重要体现。就工业PC而言，它是一种分布式控制系统基础，在一定程度上可有效替代PLC、DCS系统。根据客户的实际要求，可设置针对性的服务器模式，并且将客户机、服务器有机的兼容起来，基于通信网络指导，实现管控融合的自动化控制。通过这种方式，可以有效促进现代工业企业内部的交流与沟通，从而实现信息资源的优化与共享。

2.PLC发展问题分析

工业自动化控制中的PLC应用，大大促进了工业化建设发展进程。通常情况下，无需采取任何的措施和方法，即可直接应用在现代工业领域。从实践来看，虽然其可靠性比较高、干扰能力也非常的强，但是在恶劣的生产环境条件下，电磁干扰影响非常的强烈，一旦安装应用不当，则可能会导致程序错误、甚至因运算错误而产生误输入、误输出，进而导致设备严重失控、或者误动作，严重影响PLC技术的正常应用和运行。基于此，要想有效提高PLC控制系统运行的安全可靠性，既要求PLC生产厂家要不断的提高设备抗干扰能力，又要求设计、安装以及应用维护过程中，需要多方面的配合与协调，才能有效的解决实践中的问题，增强整个系统的抗干扰性。

2.1 温度与湿度

对于工业PLC而言，其通常会受到工作温度的限制，因此PLC设备安装过程中，应当充分考虑到散热性方面的要求，采用发热量相对较大的一些电器元件。当周围工作条件发生变化，尤其是环境温度相对过高时，还应当充分考虑有效安装通风、制冷等设备，以实现对工作温度的有效调控，确保PLC工作对温度的客观要求。实践中可以看到，由于元器件绝缘性能与周围环境中的水汽含量之间存在着非常密切的关系，因此湿度控制在很大程度上关系着PLC元件的运行安全稳定性，因此在实际应用过程中，应当始终控制好湿度范围。

2.2 震动与电源

对于PLC而言，其对防震要求非常的高，因此实践中应当尽可能远离那些具有强烈震动性质的装置与设备。同时，还要防止出现连续、频繁振动现象的发生，必要时建议采取适当的减震措施，以减小因震动造成的危害与损失。一般而言，PLC对电源线产生的干扰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，尤其在电源干扰影响非常严重的环境条件下，可安装带屏蔽层、或具有屏蔽功能的隔离变压器，这样就可以有效减小设备与地的干扰和影响。通常情况下，PLC均有24V直流输出提供给输入端，如果输入端采用的是外接直流电源，应当选用直流稳压电源。对于普通整流滤波电源而言，因其受到纹波的影响非常严重，很容易导致PLC接收信息资料出现偏差或者错误。

3.工业自动化控制发展趋势

随着自动化控制技术的不断改进和发展，虽然工业自动化控制能力有了很大程度的提升，但是在实际应用过程中，依然还存在着一些问题与不足。比如，自动化控制设备、仪表的鞥，存在着严重的信息资料安全保密问题，同时其软件与程序可行性、通信安全保密性、运行互动性以及具体的操作性方面，依然还存在着一些问题与不足。基于此，从工业自动化控制现状及未来发展实践来看，应当充分利用现代数字与网络技术，以确保进工业自动化控制的可持续发展。

3.1 工业自动化未来发展主流方向

基于当前工业化发展现状和进程来看，未来国内工业化发展过程中，应当在设备智能化、无线化以及高精度化方面进一步创新和改进。在当前国内工业化生产建设和发展领域，科学智能化是自动化控制发展的最典型成果，同时也是未来国内工业自动化控制发展的主流趋势，即未来工业自动化发展的主流方向就是实现工业机械设备的多功能自动控制。对于仪表测量而言，不同测量主体其需要利用计算机一次性发送对应指令来完成操作，并且以此为基础来实现工业自动化控制。现代化工业生产过程中，一些精度要求较高的产品加工过程中，应当进行深加工，而且在自动化控制及智能化操作条件下，应当对工业作业操作精度进一步提升。对于现代工业领域的生产而言，其所倡导的是高产、优质以及相关设备的安全运行及其稳定性控制，同时对工业生产领域的功能消耗、生态环保保护要求非常的高。基于此，在当前倡导发展绿色工业的时代背景下，无线通信技术应用与发展，有效实现了现场仪表通信无线化发展，同时对工业机械设备优化设置具有非常重要的作用。因此，应当尽可能降低通信电缆日常维护成本，加强无线通信技术与设备研发，这样就可以有效满足现代工业的生产发展要求。

3.2 信息化与自动化之间的有机结合

在现代工业化发展过程中，为强化工业自动化控制与管理，可将信息技术与自动化发展有机的结合在一起，从而实现企业信息化管理。实践中可以看到，现代信息技术对工业自动化影响，可有效促进现代企业科技人才的教育与培养，尤其是自动化仪表可借助现代信息技术发展与应用，提高信息化建设发展步伐。从当前发展实践来看，信息化与自动化之间的影响具有相辅相成性，而且自动化仪表及自动化技术的应用范围也非常的广泛，尤其对工业建设中的信息数据采集、信息处理、实际应用等，都会产生非常大的影响。因此，现代信息技术的快速发展，对工业自动化仪表的应用与发展，具有非常强的依赖性。

3.3 工业自动化控制过程中的安全可靠性

实践中可以看到，现代工业生产过程中，普遍存在着很多的安全风险问题，而且这些问题也呈现出一定的多元化。在现代工业自动化控制领域中，最为重要的一个因素就是安全问题，尤其是自动化仪表应用与发展过程中的功能作用发挥与安全可靠问题。近年来，随着社会经济的快速发展和工业自动化仪表的全面应用与推广，很多经过功能安全认证的仪表已经盛行于当前市场，为确保工业自动化控制安全可靠性，还需强化对仪表的质量问题检测。对于仪表质量问题研究过程中，因多数生产企业所遵从的生产参照标准都是源于企业本身，并未对客户实施公信力认证，因此数据信息缺乏客观性、可行性，多为经验主义认识。

3.4 加强自动化控制体系维护，强化自动化仪表准确诊断

在当前国内工业生产过程中，因激烈的市场竞争压力，企业为占据一定市场份额和市场优势，逐步强化对现代工业产品质量与安全防雷监控，加强研究系统的有效维护以及仪表准确诊断，防止对广大用户以及制造商等，产生不利影响。基于此，通过生产全过程的有效诊断、装备诊断和自动化控制体系及现场仪表的有效诊断，强化工业产品质量与安全监管。是现在可以看到，由于现代工业自动化控制体系中的相关诊断技术在不断的创新与改进，使得其产品性能和功能逐步增强，这使得生产装备监控、自动化系统诊断实现了同步控制。

4.结语

总而言之，工业自动化作为现代社会经济发展以及科技水平不断进步的产物，对工业产业发展起到了非常重要的作用，同时也促进了现代企业的快速发展。近年来，随着PLC技术应用领域的不断拓宽，对PLC技术及功能要求不断提高，这使得PLC技术应用中的问题得到了有效的研究与解决。本文通过对工业自动化控制发展现状、PLC发展过程中存在问题的分析，进而对现代工业自动化控制发展趋势进行了研究。

参考文献

[1]王婷婷，程军芳.浅析工业自动化控制的现状和发展趋势[J].大科技，2013（17）.

[2]王大杰，赵阳明.PLC在工业自动化控制领域中的运用及发展[J].民营科技，2012（12）.

[3]陈哲，赵彦军.工业自动化控制技术发展趋势探讨[J].中国科技博览，2013（25）.

[4]陈刚，陈杰.浅论工业自动化控制的发展与前景展望[J].知识经济，2012（11）.

篇5

显示仪表是指用来显示和记录被测参数值，或者对生产中的异常状态作出低报或高报，以提示操作人员随时对生产过程进行监督和判断。显示仪表的种类按照显示方式进行划分，可以分为数字式显示仪表、模拟式显示仪表、图形显示仪表三种。

调节仪表即控制仪表也叫调节器，是通过预设定控制程序来对被控变量进行自动控制的仪表，可以在闭环控制进行应用。根据控制作用不同来划分，调节器可以分为微分类、比例积分类、比例积分微分类调节器等。

执行器是用于终端控制的一个重要元件，它依据调节器给出的控制信号，在工业控制系统中，从正向通路中直接调节能量或物料的给定量，以实现温度、压力、流量、液位等工艺过程的参数调节。执行器由执行机构、调节机构两部分组成。调节阀是工艺过程控制用得最多的，它是一种根据上位机给出的控制信号来调整管道管路的口径，实现控制管道内流量的执行器。

计算仪表用于对一个或多个输入变量进行数学的各种运算。按输入与输出变量间的运算关系进行划分，计算仪表可分为加法器类、乘法器类、开方器类等。设定值发生器是给定单元，它给调节类仪表一个以时间或其它变量为函数的信号，设定被控量的预设值。如果这个预设值随着时间有规律的变化，应能达到用时间程序控制的目的。信号转换器简称转换器能够将一种信号转换成另一种信号（一般为标准信号）。例如，将电信号转换成标准气信号的转换器称为电一气转换器，反之则称为气一电转换器。

工业仪表早期又称为热工仪表，在20世纪30年代中出现，在化工业、石油炼制业、热能动力业和冶金业等连续性的热力方面的生产过程，主要有机械式、液动式两种结构形式。这个时期的仪表体积颇大，主要用于实现最简单的包括就地检测、记录和控制。30年代末至40年代初时期，气动类仪表出现，和压力信号实现统一，接着带远程的发送器类仪表出现。这类仪表实现了在远距离的二次类仪表上进行读数重现，把包括检测、记录和控制的一系列操作在中心控制室进行。到50年代，电气机械类调节器、电子类电位差计、电动类动圈式毫伏计以及整套的电子管类调节仪表出现。到80年代，组装电子类综合控制装置出现，将工业仪表和现代化的自动控制系统有机结合在一起。工业仪表的快速发展促进着工业生产自动化不断向前发展，工业仪表、现代自动化技术成为了工业生产中不可或缺的部份。

自动化控制技术

自动化控制技术是指在现代工业、农业、制造业等领域中，机械、电气一体集成自动化控制的技术和理论。

1自动化控制原理自动化控制有半自动与全自动化，例如：机器、设备可以按照生产规划，进行全自动化或半自动运转；全自动化控制，人只需要作为全自动化控制的操作员，根据生产进度确定控制的要求和程序，不用直接参与生产过程；半自动化控制需要人力通过设施、设备、机械、仪器或手工参与生产过程。自动化控制技术广泛用于工业、农业、制造业等方面。采用自动化控制可以让人从繁重的体力劳动、部分简单的脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解脱，更能极大地提高劳动生产率，节省为力物力财力资源，为企业创造更多的财富。因此，自动化控制是工业、农业、制造业等现代化的重要条件和显著标志。

2自动化控制的应用

过程自动化在石油炼制和化工生产企业，采用自动化控制实现流体、粉体的化学处理过程。一般是由检测仪表、调节器以及计算机三块来组成整个过程控制的系统，对加热炉和精馏塔及整个工业生产流程实现最优控制。反馈控制、前馈控制、最优控制是最常用到的控制模式。

机械制造自动化机械、电气与自动控制相结合便铸就了机械制造自动化，主要在处理离散工件中应用。在最早期，机械制造自动化是非常简单的自动生产线，只是采用机械或电气器件的单机自动化。进入20世纪60年代以后，随着计算机应用的广泛普及，数控机床、机器人、加工中心、计算机辅助设计及制造、自动化仓库等便随之出现。用于适应多样品种、较小批量生产的柔性生产制造系统随之产生。而自动化车间则是采用计算机和生产制造系统集成起来的的工厂自动化控制系统，它是以柔性制造生产系统为基础，同时在信息管理和生产管理中同步实现了自动化。

管理自动化对企业单位的人力资源、财力资源、物的资源以及生产和办公的管理实现自动化控制，就是管理自动化。它是一门综合性技术，是以信息处理为中心，并应用了电子计算机、通信系统与控制等学科。通常它需要采用多台具有高速运行速度，并能处理大量信息能力的计算机以及各种终端共同组成的局部网络。现代管理自动化中，已在管理信息系统的基础上研制出了决策支持系统，可以为决策提供备选方案，成为高层管理人员的好助手。

结语

篇6

关键词： 煤矿 环网 自动化

中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：

理论与实际

煤矿井下生产过程复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响生产和人身安全。下井工人作业强度大，工作压力重，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，有效进行矿工管理，保证抢险救灾、安全救护的高效运作显得尤为重要和紧迫。面对新形势、新机遇和新挑战，国家各级主管部门的领导对安全生产工作提出了很高的要求和期望。同时如何改变目前煤矿企业对井下人员落后的管理模式，如何实现管理的自动化、信息化也成为所有煤矿企业关心的问题。我们认为，建立以灾害预防、事故救助、电子信息化管理为主要目标的信息化和自动化建设能够很好的解决上述问题。

工业环网及自动化系统现状

1.工业环网

目前德国赫思曼工业以太网交换机在煤矿自动化系统中的应用最广泛、也是是目前全球工业以太网技术的领导者。其工业交换机（含现场及核心级设备）均具备工业级别的端口实时性（端换延时小于5us），不论网络中交换机连接级数有多少，不论网络拓扑结构如何，均可简单的计算出任意的端口对端口的总传输时延，在一般情况下均可满足各种控制系统的需要（如PLC、DCS等）。同时赫思曼交换机网络支持的拓扑结构丰富，可以简单的基于骨干环网向各个方向扩展出冗余的区域子网，整个扩展过程不需要暂停现有网络的运行，且配合模块化交换机设备，可以减少光电转换设备，提高系统可靠性。在扩展过程中，赫思曼的全网端到端冗余恢复性能不受网络规模变动的影响。

根据煤矿井下巷道布置图，将煤矿井下工业环网布置成几个个独立的千兆光纤环网加星型结构，具体方案主要考虑主干环形网络的组件设计。

2.目前各煤矿自动化系统建设情况

目前各个煤矿已经建设完成的自动化系统大多为有水文监测系统，人员定位系统，皮带运输系统，矿井提升系统，洗煤厂自动监控系统，瓦斯监测系统，泵房自动化系统，斜井运输系统，矿井供电监控系统，充填系统，压风自救系统等。如此多的系统，但一直没有统一的数字化平台对煤矿各自动化系统进行整合，目前可以通过工业以太网的建立，为各系统数据的采集及数据的整合开拓了一条新的路径。因此在运用工业控制环网提高企业自动化水平的建设方面，各煤矿企业应具有超前意识。

3.自动化系统与工业环网的结合情况

井下工业环网的建设，需要敷设光缆做为主干线路，覆盖煤矿井下各个主要泵房，变电峒等重点区域，然后就近将井下现有各自动化系统接入工业交换机，保证各系统运转正常，数据传输准确。日后其它自动化系统陆续接入井下工业环网，以环网高速路为系统数据传输线路，保障各系统数据传输正常。

三．工业环网为企业自动化系统提供的安全性

现在已经有不少煤矿的井下生产监控系统接入环网。为了保证环网的安全性，煤矿应设计把工业环网与办公网隔离开。网络隔离分为物理隔离和逻辑隔离两种。物理隔离从网络层隔离互联网和内网，通过网闸、双硬盘、两套主机、网络隔离卡等方式来实现互联网和内网隔离。但往往需要花重金和大力气部署隔离产品，不仅建设成本高、建设周期长，而且维护管理工作量成倍增加，员工也使用不方便。所以对一般煤矿来说，将危机四伏的互联网与内部办公网络进行逻辑隔离，是安全、有效的保护内网信息安全和安全生产的最重要的措施。因此煤矿企业可以采用防火墙来隔离工业环网与办公网，井上、下工业环网都汇聚到煤矿企业的网络机房，通过防火墙来连接煤矿企业的办公网，这样就从逻辑上来达到网络隔离的效果。

其次，煤矿企业员工在平时工作中，既需要访问互联网，又需要访问内部的办公网和生产网，而网络环境恶化使得这种办公方式给内部网络带来了巨大的潜在风险。员工在上网互联网访问网页，接收邮件时遭遇了病毒攻击，导致PC中毒。由于病毒触发后具有快速复制和传播性，往往内网一个用户中毒后，其他PC、甚至服务器均有遭遇病毒攻击的可能，导致的内部系统瘫痪，带来的将是经济利益的损失，对于煤矿企业来说，更可能直接影响到安全生产。所以出于安全性的考虑，煤矿企业必须采用网络隔离的方式，从网络层隔离互联网和内网。企业实现网络隔离后，可以防止病毒通过访问外网的计算机传入公司的工业环网，并制定访问规则，控制办公网中计算机访问工业环网中监控的服务器等重要设备的权限，保护内部网络安全的同时，保护了企业内部信息的安全和生产监控系统的安全。

四．工业环网为提升企业自动化水平带来的效益

煤矿工业环网的建成为井下自动化系统数据传输提供了数据传输保障，减少了各系统建设过程中网络上的重复建设，各自动化系统终端可就近接入井下工业环网交换机，避免了井下重复放线及日后线路维护带来的经济投入及人力投入。同时节省了各系统在网络连接中使用的各种网络设备，如光端模块，视频转换模块等。

篇7

【关键词】冶金工业 自动化网络控制 总线技术 IPC技术 以太网

钢铁生产的过程工序繁杂，一般要经过选矿、烧结、高炉、转炉、轧钢等工序，且如在工序生产的过程中采取人工操作，则在生产过程中产生的高温、噪声、辐射、粉尘等都会严重危及着施工人员的身体健康，同时，钢铁的生产对于某些环节的技术要求较高，一般的人力根本无法达到精确性的要求。这就意味着将自动化网络控制技术运用到冶金工业生产中势在必行，以便在提高冶金生产效率和质量的同时，保证人员的健康及人身安全。

1 我国冶金工业自动化发展现状

1.1 我国冶金业自动化网络控制系统的构成

就目前我国冶金工业的自动化发展现状来看，其用于生产操作的控制系统主要分为五级，分别为：0级，该级层为控制系统的采集执行层，主要是进行物理量的测量以及控制命令的执行；1级，该级层为控制操作系统的控制层主要是对钢铁生产过程中的自动化工艺操作实现集中的控制和管理；2级，该级层为控制操作系统的生产模型计算层，其主要功能是用于自动化生产的优化性控制；3级，该级层为控制操作系统的调动系统，主要用于钢铁自动化生产过程中，各工序之间的协调；4级，该级层是控制操作系统的企业信息系统层，主要用于企业信息的搜集、统计、整理、分析和保存。以上五级在冶金工业的自动化操作系统中，共同构成完整的网络自动化控制系统，并分别使用两种网络形式进行互联网的连接，一是专用网络，其在控制系统操作的过程中主要采用的是专用型的控制设备及相关软件，主要适用在1级及其以下的控制操中；二是以太网，该网络连接形式主要由于2级及其以上的控制网络连接中。就目前冶金工业中，自动化与各种网络的无缝集成是冶金企业实现全面化的信息建设和自动化网络控制的难点之一，其限制了冶金企业信息自动化控制网络的建立。

1.2 我国冶金业自动化网络控制技术的发展

而随着我国经济发展水平的不断提高以及在冶金工业领域中对各种高新技术的应用及引进，使我国的冶金工业从铁矿石的堆放场、选矿直至连铸、轧钢等各工序环节都实现了高度的自动化系统控制，单机操作系统、集散式分布系统等较为先进的自动化控制系统在我国得到冶金业得到了推广和使用，且我国的一些大型钢铁企业，如武钢、宝钢等亦在积极引进国外先进自动化技术操作设备的基础上，充分结合自身钢铁生产的特点，进行自主的创新改造，提高自身的钢铁生产自动化水平，并且与国际先进水平持平，一改以往我国冶金工业自动化生产的落后局面。

1.3 我国冶金自动化网络控制技术的缺陷

我国冶金工业自动化发展水平与发达国家，如德国、美国等国家相比，存在着明显的差距，且高科技、高自动化的冶金网络控制技术及相关设备多在我国大型的钢铁制造业中使用，并没有得到大范围的推广和应用，使得我国整体的冶金业自动化网络控制技术水平较低，这是我国与发达国家的差距之一；之二是，我国相关自主研发能力及自主知识产权的缺失，也即我国的自动化控制设施设备在生产上对国外先进技术的依赖性较强，在自动化控制软件及硬件的生产生存在明显的核心技术缺失，如有些自动化控制设备采用的是德国西门子自动化控制系统，而有些则采用ABB的控制系统等，在自动化控制机械及设备的生产制造上均不拥有核心化的技术知识产权，这严重影响了我国冶金业自动化网络控制技术的可持续发展；之三是，我国的冶金自动化控制研究起步较晚，始于改革开放，这造成在成套自动化机械设备的生产和研究上、系统设计上，我国目前拥有的经验明显不足，双方之间存在很大的差距，要赶上西方国家的水平我国有很长一段路要走。

2 自动化网络控制技术在冶金工业中的应用

将自动化网络控制技术应用到冶金工业中，主要包括三个层次的应用，也即现场总线技术、IPC技术以及以太网，具体表现如下：

2.1 现场总线技术

现场总线技术，英文简称FSC，经过30多年的发展，关于其的生产和应用技术相对比较娴熟，在世界上游多家厂商进行总线产品的生产，包括较为出名的Profibus以及由Rosemout开发推行的HART等，都代表着现场总线技术产品较高的技术水平。该技术对于实现我国各控制子系统之间的无缝集成具有重大的意义，能够高效的实现生产现场、控制设备及企业信息管理层之间的联系。笔者以Profibus为例，进行详细的介绍：Profibus是德国及欧洲现场总线的标准模型，并分为DP、PA、FMS三个系列，其中的DP型主要用于冶金工业的加工自动化领域，适合分散外间的高速传输；FMS主要用于规范现场信息，适合可编程的控制器等；PA一般应用于生产过程的自动化控制中。

将现场控制总线技术应用到冶金业的自动网络化控制中，其不仅具有极强的环境适应性，且能有效实现各自动化控制子系统之间的的相互操作及功能自治，有利于我国冶金工业自动化控制技术难题的解决，实现各子系统之间的无缝集成。

2.2 IPC技术

IPC技术是工业控制计算机技术的简称，其是将计算机技术与自动化控制设备完美的结合在一起，也即在将计算机的硬件做出一定的适应性改造之后，将自动化的网络控制技术软件安装进计算机系统之内，以便于工业生产操作的控制与调节。在计算机技术迅速普及的前提下，IPC技术在冶金业自动化控制装备中的应用上具有较大的优势，如高度的开放性、低廉的价格以及操作的灵活便捷性、强大的功能等，并将通信、人、机和操作软件及系统紧密的结合在一起，实现冶金业自动化网络控制操作的可视性，并通过计算机系统对其自动化的操作步骤、操作系统进行连续不断的监督和控制，以便能及时发现自动化操作中存在的故障和问题并能及时修复。如重庆的钢铁企业在其大型加热炉的控制器应用上，改以往的DSC操作控制系统为PC-based，并取得了良好的运行效果，且价格更加低廉、维护更加方便。

2.3 以太网

2.3.1 以太网在工业自动化网络控制中应用的优势

就以太网在目前我国冶金业自动化控制系统中的应用来看，主要集中在2级及其以上的应用上，并逐渐向0-1级系统的应用上扩展。将以太网作为冶金工业的自动化控制网络主要具有以下三点优势：一是速度优势，与其他网络传输相比，以太网在信息的传输和交互上，速度更快，且拥有足够的带宽；二是其通信传输系统较为成熟，以太网的存在时间较长，不仅有固定且统一标准的网络通信协议，且其在工业自动化控制系统应用中的设置、维护及故障诊断等技术体系较为成熟，并被多数专业技术人员熟知；三是在其网络信息传输的过程中，其对于传输的物理介质要求较低，有利于拓扑网络结构的构建。

以上三点优势决定了其与其他网络相比，更适合应用在工业自动化控制体系中。

2.3.2 以太网在冶金自动化中的应用

在冶金自动化网络控制系统中，以太网的应用主要体现在各种网络化仪器仪表与IPC及Int的连接上，或者是利用局域网将自动化操作系统中的各子系统连接起来，并通过控制其实现自动化网络控制系统的控制功能。如在钢铁生产中，对铁矿石的原料分析、对铁水、钢水的成分分析等，都是通过以太网来实现网络化，并进行精确性的分析，这点只靠人工实验室分析研究时达不到网络分析的精细化的，而经过网络化分析检测过测铁水、钢水等成分表直接通过网络系统被输送到相应的技术部门，并与计算机的监控系统相连接，亦可根据需要建立其相应的数据共享平台，既可供员工查阅，以亦方便客户对钢铁质量数据的查询。

3 结语

综上所述可知，将自动化网络控制技术应用到冶金工业中，是支持我国冶金工业可持续发展的重要保证，以使增强其国际竞争力的关键性技术支撑。因此，在我国各钢铁企业生产和发展的过程中，要充分应用自动化的网络控制技术，在提高钢铁产品生产质量和效率的同时，带来显著的经济和社会效益。

参考文献

[1]韩精华.网络控制技术在冶金工业中的应用[J].中国冶金，2005，15（12）：25-30.

[2]伊栋，郭树珂.自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用[J]信息通信，2013（126）：171-172.

[3]张雨兵.多网络协同控制技术在冶金自动化系统中的应用[J].科技资讯，2012（12）：31-33.

作者简介

刘宝华（1964-），男，江苏省兴化市人。现供职于江阴兴澄特种钢铁有限公司，从事电气自动化工作。研究方向为电气自动化技术。

篇8

关键词 工业自动化；控制技术；发展趋势

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0004-01

工业自动化的概念可以简单归结为将工业生产中的各种人力、物力用先进的技术、设备、仪器代替，并用计算机技术实现智能化控制，从而有效减少人力、物力、财力的消耗，使生产效率和生产质量都得到提高的综合性工业控制过程。这是人类历史上重大的突破，是一项重要的技术，打破了以往工业生产中效率与质量之间的怪圈，从而实现生产的灵活性和定制性。工业自动化控制技术在经济繁荣的今天已取得了举世瞩目的成就，工业生产领域的绝大多数企业在进行产品生产的过程中都依赖于工业自动化控制技术。在科学技术日新月异的21世纪，该技术也呈现出不断发展成熟的新趋势。本文对工业自动化控制技术的发展现状和发展新趋势做出了简要探讨。

1 工业自动化控制技术的发展现状

1.1 PLC系统

在工业自动化控制领域，占据主导地位很长时间的是PLC。PLC的应用目的很简单，就是为很多不同的工业自动化控制设备提供安全、可靠的控制方案，对于工业自动化领域的发展起着独一无二的推动作用。但是PLC也同样面临着其他工业自动化控制技术的冲击。目前，国外的厂家似乎更加青睐PLC产品的生产，世界上的PLC产品型号大约有300种。而且我国所使用的PLC主要依赖于国外引入，因为我国的PLC并没有发展到足够的规模，也缺少在PLC生产方面具有强大能力和品牌质量的企业。但是不容忽视的是，我国对PLC的生产也取得了不小的进步。另外，PLC虽然没有达到产业化，但是凭借其在工业自动化控制中的活跃应用，行业领域也没有被局限住，反而应用范围也很广。

1.2 DCS系统

DCS（Distributed Control System）是指集散控制系统。它是在20世纪的70年代被研发出来而且随即得到成功运用的系统。随后的10年，我国对DCS的研制取得了重大发展，从而开展该系统的技术攻关。此后，随着科技的进步，我国对DCS的研究和生产实现了跨越式的发展，同时一大批的DCS企业如雨后春笋般崛起。现如今，我国对于DCS产品的研究和生产质量日趋呈现出与世界先进水平比肩的态势。

1.3 工业PC

工业PC是目前最为常用的工业自动化控制系统之一，以该系统为基础，可以形成分布式控制系统。值得注意的是，该系统能够取PLC、DCS而代之，而且由于在工业自动化控制方面拥有基础性能，所以比PLC、DCS更加完善。另一方面，该系统还存在不同的客户模式和不同的服务器模式，这样一来，不同的多种工业PC机就具有了兼做客户机、服务器的功能，从而形成了工业PC机群，这种PC集群的形成是按照地域进行划分的，借助网络的强大功能而形成的综合系统能够集管理、控制于一身，这样极大地促进了企业内部的信息交流。另外，该系统还能够将客户、管理部门、金融部门等连接起来，形成更加广泛的信息综合系统。

2 工业自动化控制技术发展的新趋势

2.1 工业自动化控制技术未来发展的主流方向

在工业自动化控制技术方面，我国未来的主流发展方向应该是在创新和改进设备智能化、无线化以及高精度化方面继续探索。在科学技术日新月异的今天，智能化作为最重大的研究成果不断被应用各个领域，当然也不能将工业自动化控制的智能化拒之门外。工业自动化控制过程中，充分利用计算机实现生产过程的可控和高精度。其次，在智能化的前提条件下，操作精度也应该不断提升，这就需要自动化控制系统进一步向无线化发展，无线通信技术的发展为保证仪器设备的无线化通信提供重要的技术支持。第三，在智能化和无线化的基础上，还应该实现工业自动化控制的高精度化，以此保证生产效率和产品质量的进一步提高。

2.2 自动化与信息化的有机结合

在工业自动化控制技术发展的过程中，应该通过自动化与信息化的有机结合从而实现对自动化控制、管理的强化。现代信息技术能够给工业自动化控制带来重要的积极影响，它可以实现企业对科技人才的教育和培养，也可以促进自动化仪表的信息化建设发展步伐不断加快。但是，自动化与信息化的有机结合，不是只有自动化单方面受益，而是相辅相成的。自动化仪表和自动化控制技术的应用也会对信息采集、信息处理、信息的应用等方面产生积极影响。所以，要想探讨工业自动化控制技术发展的新趋势，信息化和自动化的有机结合是不容忽视的。

2.3 工业自动化控制过程中的安全可靠性

众所周知，工业生产中存在很多不安全因素，从而导致工业自动化控制方面也必须考虑控制过程的安全可靠性，尤其是自动化仪表的功能作用发挥和安全可靠性更加不容忽视。再加上，自动化控制仪表的应用十分广泛，更加不能不是安全问题。所以，在今后的工业自动化控制技术发展的过程中，质量意识要加以强化，还要加强自动化仪表的质量检测。

2.4 强化对自动化控制系统的维护

强化对自动化控制系统的维护也是帮助工业企业在激烈的市场竞争中占据一席之地的重要手段。随着市场竞争的不断加剧，我国的工业生产应该不断加强对自动化控制的维护，从而减少对客户的不利影响。强化对自动化控制系统的维护，装备诊断，可以提高工业生产的质量，可以实现对自动化控制过程的安全监管，从而帮助企业获得经济效益。所以，在工业自动化未来的发展过程中们应该对自动化控制系统的维护工作加以强化。

3 结束语

工业自动化控制技术是实现生产效率和生产质量一致性的重要工业技术。它的广泛应用极大地促进了我国工业的发展。近年来，随着经济的不断发展，第三次科技革命的不断深化，工业自动化控制技术也呈现出新的发展趋势。智能化、无线化、高精度化的工业自动化控制时代已经悄然来临。本文对工业自动化控制技术的发展现状和发展新趋势做出了探讨，希望能够为有关企业提供有效的借鉴。

参考文献

[1]刘会.工业自动化控制的现状和未来发展趋势[J].硅谷，2010（12）.

篇9

关键词：OPC技术；技术规范；工业控制系统

中图分类号：TP274+.5文献标识码： A 文章编号：

1OPC技术的原理及特点

OPC是一个工业标准，采用客户／服务器模式，以微软的组件对象模型（COM／DCM／COM＋）技术为基础，为工业控制软件定义了一套标准的对象、接口和属性，通过这些对象接口，应用软件之间能够无缝地集成在一起，实现了应用程序间数据交换方式的标准化。OPC客户是数据的使用方，处理OPC服务器提供的数据；OPC服务器又是数据的供应方，负责为OPC客户提供所需的数据。OPC已成为一种工业技术标准，应用此技术可以方便地把不同供应商提供的驱动程序与应用程序集成在一起。

OPC的优越性及特点：

1)在过程控制和机器制造工业领域的“即插即用”；

2)允许在不同供应商开发的硬件装置和应用软件之间通过共同的接口进行数据交换，Windows技术和OPC接口使之有可能将可编程控制端的硬件和软件组合在一起而不需要开发大量专用的通讯接口程序，由此节省了人、财、物；

3)使从办公室产品到过程数据的访问简单易行而且灵活可靠；

4)OPC客户可与所有接受OPC服务器的软件进行数据交换，并在数据库系统上建立了OPC规范，OPC客户也可与之实现数据交互。

2 服务器的功能及优点

0PC服务器对象为一组数据信息源进行访问(读/写)或者通信提供了一种方式。源变量的类型是一套服务器执行的功能函数。通过OPC接口部件，一个OPC客户应用程序能连接到OPC服务器，而且可以与OPC服务器进行通信，并处理相应的数据信息。OPC服务器对象为OPC客户应用程序建立和利用OPC组对象提供了相应的功能特性。这种组对象允许客户应用程序将它们所希望访问的数据信息有效地组织起来。

利用OPC技术可以对现场设备及驱动程序进行封装，形成OPC服务器，OPC服务器向下对设备数据进行采集，向上与OPC客户应用程序通信完成数据交换。OPC服务器屏蔽了现场层的设备驱动程序，控制系统的趋势之一就是网络化，控制系统内部采用网络技术，控制系统与控制系统之间也网络连接，组成更大的系统，而且整个控制系统与企业的管理系统也网络连接，控制系统只是整个企业网的一个子网。在实现这样的企业网络过程中，OPC发挥了重要作用。在企业的信息集成包括现场设场设备与监控系统之间、监控系统内部各组件之间、监控系统与企业管理系统之间、以及监控系统与Internet之间的信息集成。OPC作为连接件，按一套标准的COM对象、方法和属性，提供了方便的信息流通和交换。无论是管理系统还是控制系统，无论是PLC可编程控制器，还是DCS或者是FCS现场总线控制系统，都可以通过OPC快速可靠的彼此交换信息。换句话说，OPC是整个企业网络的数据接口规范。所以，OPC服务器提升了控制系统的功能，增强了网络的功能，提高了工业自动化及企业管理水平。

3 OPC技术在工业自动化控制系统中的应用

随着工业生产的不断发展，由于生产规模的扩大和过程复杂程度的提高，工业自动化控制软件设计面临巨大挑战，即要集成数量和种类不断增多的现场信息。在传统的控制系统中，智能设备之间及智能设备与控制系统软件之间的信息共享是通过驱动程序实现的，不同厂家的设备使用不同的驱动程序，迫使工业控制软件中包含越来越多的底层通信模块；另外，由于相对特定应用的驱动程序一般不支持硬件的变化，使得工业自动化控制软硬件的升级和维护极其不便。同时，在同一时刻，两个客户不能对同一个设备进行数据读写，因为拥有不同的、相互独立的驱动程序，同时对同一个设备进行操作，可能会引起存取冲突，甚至导致系统崩溃。OPC技术的出现很好地解决了这些问题。OPC以OLE／COM／DCOM技术为基础，采用客户／服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准，标准定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法。采用这项标准后，硬件开发商将取代软件开发商为自己的硬件产品开发统一的 OPC接口程序，而软件开发者可免除开发驱动程序的工作，把更多的精力投入到其核心产品的开发上。这样不但可避免开发的重复性，也提高了系统的开放性和互操作性。但在应用过程中必须注意服务器测试、设备驱动程序开发中的异构等相关问题的处理。

3.1服务器测试

OPC服务器必须经过OPC基金会的测试,需要加入OPC基金会,成为其会员,然后从OPC基金会下载测试软件,进行详细的兼容性测试,只有成功通过,这个服务器才可得到OPC基金会的认可的产品,OPC基金会会在网上公布其产品。

3.2设备驱动程序开发中的异构问题

随着计算机技术的不断发展，用户需求的不断提高，以DCS（集散控制系统）为主体的工业控制系统功能日趋强大，结构日益复杂，规模也越来越大，一套工业控制系统往往选用了几家甚至十几家不同公司的控制设备或系统集成一个大的系统，但由于缺乏统一的标准，开发商必须对系统的每一种设备都编写相应的驱动程序，而且，当硬件设备升级、修改时，驱动程序也必须跟随修改。同时，一个系统中如果运行不同公司的控制软件，也存在着互冲突的风险。

3.2.1 现场总线系统中异构网段之间的数据交换

由于现场总线系统存在多种总线并存的局面，因此系统集成和异构控制网段之间的数据交换面临许多困难。有了OPC作为异构网段集成的中间件，只要每个总线段提供各自的OPC服务器，任一OPC客户端软件都可以通过一致的OPC接口访问这些OPC服务器，从而获取各个总线段的数据，并可以很好地实现异构总线段之间的数据交互。而且，当其中某个总线的协议版本做了升级，也只需对相对应总线的程序作升级修改。

3.2.2可作为访问专有数据库的中间件

在实际应用中，许多控制软件都采用专有的实时数据库或历史数据库，这些数据库由控制软件的开发商自主开发。对这类数据库的访问不像访问通用数据库那么容易，只能通过调用开发商提供的API函数或其它特殊的方式。然而不同开发商提供的API函数是不一样的，这就带来和硬件驱动器开发类似的问题。要访问不同监控软件的专有数据库，必须编写不同的代码，这样显然十分繁琐。采用OPC则能有效解决这个问题，只要专有数据库的开发商在提供数据库的同时也能提供一个访问该数据库的OPC服务器，那么当用户要访问时只需按照OPC规范的要求编写OPC客户端程序而无需了解该专有数据库特定的接口要求。

3.2.3便于集成不同的数据

OPC便于集成不同的数据，为控制系统向管理系统升级提供了方便。当前控制系统的趋势之一就是网络化，控制系统内部采用网络技术，控制系统与控制系统之间也网络连接，组成更大的系统，而且，整个控制系统与企业的管理系统也网络连接，控制系统只是整个企业网的一个子网。在实现企业网络过程中，OPC技术发挥了重要作用。

3.2.4使控制软件能够与硬件分别设计

OPC使控制软件能够与硬件分别设计、生产和发展，并有利于独立的第三方软件供应商产生与发展，从而形成新的社会分工，有更多的竞争机制，为社会提供更多更好的产品。OPC作为一项逐渐成型的技术已得到国内外厂商的高度重视，许多公司都在原来产品的基础上增加了对OPC的支持。由于统一了数据访问的接口，使控制系统进一步走向开放，实现信息的集成和共享，用户能够得到更多的方便。OPC技术改变了原有的控制系统模式，给国内系统生产厂商提出了一个发展的机遇和挑战，符合OPC规范的软、硬件也已被广泛应用，给工业自动化领域带来了勃勃生机。

3.2.5数据的刷新及断开连接

先在“引用”将近 Siemens OPC DAAutomation 2.0加入，然后开始定义全局变量。在本程序中，使用了两个OPC组进行OPC访问，所以定义了全局变量。首先要定义OPC服务类型与计算机结点名。定义OPC组与OPC标签组。并定义OPC的标签数组与值数，注意，值数组一定要设为Variant。

OPC处理：只对WINCC

Const ServerName = "OPCServer.WinCC" ‘OPC的类型

Const NodeName = "GUK" ‘结点名，即计算机名

‘Dim NodeName As String

Dim WithEvents MyOPCServer As OPCServer ‘OPC服务

Dim MyOPCGroupColl As OPCGroups ‘

Dim WithEvents MyOPCGroupOut As OPCGroup ‘OPC组，本程序用两个组进行OPC连接

Dim WithEvents MyOPCGroupIn As OPCGroup

Dim MyOPCItemCollIn As OPCItems ‘OPC标签组

Dim MyOPCItemCollOut As OPCItems

Dim ServerHandlesIn() As Long ‘句柄

Dim ServerHandlesOut() As Long

Dim ErrorsIn() As Long ‘错误句柄

Dim ErrorsOut() As Long

Dim WatchDataReadItem(100) As String 记录OPC的标签

Dim WatchDataReadValue(100) As Variant 存放OPC的值

Dim WatchDataWriteItem(100) As String 记录OPC的标签

Dim WatchDataWriteValue(100) As Variant 存放OPC的值

在定义所有变量后，要进行OPC连接,先要配置要访问的OPC标签名，在WatchDataReadItem、WatchDataWriteItem中加入相应的标签名，注意：这两个数组必须由1开始，不能由0开始。

配置好标签后就要进行OPC连接了。如下面子程序：

1)ClientHandles1先配置名柄索引，这将在读取OPC标签的值时可要用到

2)生成OPC对象，

3)进行OPC标签连接。

4 OPC技术应用及发展前景

随着基于OPC标准的控制组件的推广与普及，不仅使控制组件的增设和组件的置换更加简单，而且使过程数据的访问也变得容易。比如过程控制程序可以直接和数据分析软件包或电子表格应用程序连接，从而达成高度的工厂控制系统的信息化。当今软件在自动化领域内使用的重要性与日俱增，无论项目是否涉及到操作、可视化、数据存档或控制向纯粹的、基于PC的软件解决方案的发展趋势是不可阻挡的。因此，随着Internet技术的广泛应用与发展，OPC技术及标准将应用于更加广泛的领域，OPC技术必将赋予现代工业自动化控制软件更强的生命活力，前景十分广阔。

参考文献

[1]汪辉.OPC技术的实现与应用.合肥:合肥工业大学出版社，2003

篇10

【关键字】 电气自动化;自动控制;环境监控

一、自动控制技术优势

在工业电气化工程运行和管理方面，自动控制技术近年来得到了广泛推广并且在实践中发挥了巨大的作用，与传统的控制技术相比，自动控制技术具有以下优势。

1．快速高效

自动控制技术通过数字信息对相应的设备发出操作指令，指令立即到达且十分精准，发生误操作的几率远远小于传统人工操作。而自动控制技术具有良好的交互性能，可以与控制中心进行信息数据的，进一步保障控制的高速与准确。

2．便于实现全过程全时段监控

由于工业电气工程是全天运行的，电气故障的多发时段和多发地点恰好是管理疏忽的深夜或难以到达的盲区，而这些时段或区域，传统管理模式难以实现有效控制。自动控制技术通过监控系统和指令系统，实现了对整个系统的实时高效调配和控制。

3．安全性大大提高

电气工程自身具有一定的危险性，它自身存在一定的故障机率，外部环境以及操作人员的误操作等很多因素都会造成电气系统的障碍或局部瘫痪，更甚者使操作人员的人身安全受到威胁。而自动控制技术具有良好的远程监控功能，可以随时对整个系统进行监视和控制，能够对异常情况及时的作出反应，将事故消灭在萌芽状态，大大降低了人员的伤亡几率。

二、系统自动化控制方式

1．集中监控方式

它的优势是运行维护方便，控制站要求的防护度不高，系统设计容易，但是处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响，但由于电气设备全部进入监控，伴随着监控系统的不断增大，电缆数量会增加，主机的任务量会增加，投资也将加大，而长距离的引入会影响系统的可靠性。

2．现场总线监控方式

目前，对于以太网、现场总线等计算机网络总线以及普及于变电站综合自动化系统中，已经积累了丰富的经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都是网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的发展基础。它不仅具有集中监控方式的所有优点，还可以减少大量系统与监控系统通过通信线连接，可以节约大量的人力和物力，从而有效的降低有效的成本。而且，各装置的功能都相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络主体灵活，使整个系统的可靠性大大提高，一般情况下装置故障仅影响相应的部件，导致系统瘫痪的可能性不大.

3．远程监控方式

远程监控方式具有节约大量光缆，节省安装费用，节约材料，可靠性高，组态灵活等特点。由于各种现场总线的通信速度不是很高，而电厂电气部分通信量相对较大，所以这种监控方式适合小型的监控系统。而不适应于全厂的电气自动化监控。

三、自动化控制的措施

有自动化控制技术的巨大作用，目前其在电气工程的运用发展很快。在这方面，我们可以从以下几个方面入手。

1.建立自动控制的系统架构

工业电气工程的自动控制系统需要处理那些问题？具备哪些功能以及需要建立哪些层次，这是电气工程自动系统需要解决的问题，在自动控制的系统架构中一般我们可以根据实际需要设置相应的管理模块，在每个模块设置相应的功能，然后再根据这样的系统架构去引导和规范后续的系统建设及相关人员设置。常见的模块应包括数据管理、电气工程管理、电力设施养护、运行监控、人员管理。

2.自动控制设备的合理选用

自动控制设备是电气工程中自动控制技术的重要基础，自动控制设备的合理选用将对整个系统自动控制技术的效率和安全科学性产生重大影响。一般而言，电气工程的自动控制设备可大致分为三类，一类是作业类设备，通过作业类可以实现开关、换闸等一系列的电气工程操作，尤其是当外部出现潮湿、积水等一些较为危险的情况，自动控制技术中的作业类设备就可以实现实现远程监控和精确动作，从而大大降低了其危险性，第二类是信息收集收集传递设备，可以对整个系统的运行进行实时监控，监控信息可以以数字化和图形化的形势反馈到控制中心，控制中心可以了解系统的实时状态。第三类则是控制处理类。包括控制终端和处理器等，控制中心可以通过处理类设备对系统进行监控，保证运行的正常和及时有效地处理突况。目前自动化控制设备正朝着无人化、高效化和智能化的方向发展。

3.环境监控