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摘要:工业自动化控制技术可以提高工业生产产量与生产质量,并且确保生产安全,可以说是一种综合性能较高的技术。伴随着社会的不断发展,我国的工业自动化控制技术一贯受到国家政策的支持,逐渐缩小了与国际先进水平的巨大差距,并且与此同时暴露出的问题也越来越多。本文就主要对工业自动化控制技术发展相关问题进行了简要分析。
关键词:工业自动化;控制技术;发展趋势
中图分类号:TN830文献标识码: A
引言
现阶段的电气自动化控制技术虽然已达到自动化控制的目的,但是在电气设备的控制措施上仍然是需要改进存在的一些问题,使其能够转变成高效、便利的控制方式。尽管在电气自动化控制技术中将微计算机作为主要核心网络化自动控制体系,但是在一定程度上电气控制技术与计算机技术相同,因此在提高计算机技术水平的条件下,电子自动化的控制技术的前景与发展趋势都势必会一片光明。
一、工业自动化控制技术内涵
随着科学技术的不断进步,工业控制技术也越来越朝着先进趋势迈进,进而使各大工厂中的生产效率明显提高。工业自动化控制从通俗意义上来说,就是在工业生产过程中尽可能的减少消耗人力资源的次数,而充分利用机器等除动物以外的能源或者动力来进行生产,也可以说是一种能够让工业流程不消耗人力,自动生产的一种过程。
作为现代制造业最重要的一种技术,自动化在现代制造业,特别是需要大批生产的制造业中发挥着重要作用。随着第三次科技革命的到来,计算机、微电子、纳米等技术不断更新,自动化技术也在不断发展,各国开始认识到研究工业自动化控制技术的必要性,在这样的背景下使工业自动化控制技术得到了空前绝后的发展。当前工业自动化技术在社会各个领域应用十分广泛,我们经常可以在机械制造、建筑、计算机等行业领域中发现自动化技术的影子。在中国社会随着改革开放的脚步加快,自动化控制技术也渐渐传入大陆被人们所接受,为现代机械生产作出了很大贡献,提高了工业生产产量与生产质量,并且从一定程度上降低了能耗,保证日常的生产安全。
二、采用新技术在工业过程自动控制中的应用
1、信息获取
在工业生产过程自动控制中信息采集是其中一项重要的工作,信息采集工作的水平直接影响着自动化控制的水平。智能技术在工业生产过程自动控制中的应用可以有效提升信息采集的水平。智能技术能够有效采集工业生产过程中各个环节的信息,对于实现系统的综合智能控制有重要意义。当前我国工业自动控制还缺乏信息化,信息化基础设施还很薄弱,这样一种情况还很难适应工业实际生产的要求,因此在今后的生产过程中只有不断加强智能技术的应用,提高工业信息化水平才能真正适应时代发展的要求。
2、系统建模
工业生产中系统建模是实现自动控制的关键,智能技术在工业生产中应用的最为重要的地方就是系统建模。智能技术通过有效的信息采集之后便可以把数据转存到数据寄存器中,而后再把数据从模拟量转换为数字量,经过准换后在转存到数据寄存器中。最后再通过配置在PLC中的小型打印机打印出来。在工业生产中电力部门可以运用PLC作为计算机的数据终端,通过PLC来实现对用户用电情况的实时记录。此外PLC还可以应用于监控中,监控功能是PLC的重要功能。利用PLC的监控功能能够实现对系统异常情况的及时记录并报警。为了达到既定目标,工程人员可以在线调整程序中的定时器,对于PLC的输入输出状态也可以进行强制调整。
3、动态控制
随着工业生产实际状况的日益复杂,实现对工业生产的动态控制显得尤为重要。智能技术在工业生产过程自动控制中的应用能够用有效实现对各个环节的动态控制。当前在工业生产系统中通过采用机械设备与中控制PLC建立数据通讯实现了对PLC控制设备的实时监控,同时还可以直接发出命令实现远程操作。这在一定程度上有效提升了工业生产水平。在今后的发展过程中必须要加强对PLC的研究力度。
三、我国工业自动化的未来发展前景
1、工业智能化
从工业自动化仪表的发展趋势看,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。例如过去当流量仪表需要进行温度,压力的补偿时需要分别测量流量,温度和压力的三台变送器,并且需要运算器来计算,而现在一台智能化的流量变送器就可以包揽这一任务;又如一台智能化执行器。由于具有多种的自诊断功能,使维修预报成为可能。如当执行器调节阀的阀杆行程累计超过二定长度时,就会发出信号通知维修人员进行密封填料的更换;又当阀门的动作过于频繁时也可通知工作人员进行干预,以免发生事故;当用于具有腐蚀性介质时,如超过一定流量及工作时间时,也能发出信号,以便及时更换,因为绝不会发生腐蚀的材质是没有的。在工业控制方面,过去控制的算法。只能由调节器或DCS来完成,如今一台智能化的变送器或者执行器。只要植入PID模块,就可以与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,从而减轻了DCS主机的负担,使调节更加及时,并提高了整个系统的可靠性。
2、工业无线化
现场总线本来是一种非常有前途的技术,理应得到迅速的发展和推广,但由于国际标准过多,影响了推广,例如第一代总线型的现场总线的国际标准已达到10多种,到年底,加上第二代的实时工业以太网,其国际标准可能会有20多种,而第三代的总线通信方案又在兴起,而且各大跨国公司和有关组织都在制定各自的标准,便如目前知道的就有HARy无线,ISA的SPl00,IEC,还有艾默生,西门子等一些大公司都在制定各自的无线标准,标准过多,对用户来讲,实在不是一个好兆头,用户希望能够通过努力,制订出单一的国际的标准。工业生产要求高产,稳定,优质,低耗,安全,环保。如果现场仪表能够实现通信无线化,电缆和维护的工人量都会大大减少,因此研发低功耗可靠的无线通信是当前的一个重要课题。
3、安全仪表系统
随着生产规模的日益扩大,一旦发生事故,不但在经济上会造成巨大的损失。而且人员伤亡和对环境的影响均非同小可,因此生产的安全问题日益受重视。目前,一些化工或石化企业的安全系统。如ESD紧急停车是由专门的PLC如7PdCONES来负责管理,这样企业的控制系统就由两大部分组成,即DCS与专门的PLC,由于新型DCS的功能不断扩大,已经有了安全仪表系统(SIS),因此也可以用一套具有SIS功能的DCS來统一管理,这样业主当然欢迎。但保险公司需要第三方的认证,而认证就要有量化的概念,因此IEC制定了标准,将安全等能分为四级。所谓SIL全名为安全完整性等级。根据目前的制造水平,变送器的安全等级仅为S1L2,若要满足SIL3的要求,可采取冗余措施,至于DCS,目前一些大的DCS制造商都已通过了TUV认证。达到了SIL3。按照目前的社会的生产水平,只要符合SIL3的标准就可以满足化工及重石化行业的安全要求了。
结束语
综上所述,工业自动化控制技术作为推动现代工业生产自动化的主要动力,其不但能够减少人工劳动量,而且能够极大的提高生产效率,增大工业生产经济效益。更重要的是使用自动控制系统进行机械操控,就能使工人脱离恶劣的生产环境,实现更加现代化和人性化的工业生产。同时,工业自动化控制技术水平的高低也是衡量国家科技水平高低的重要指标之一,在未来的工业技术发展中,必须要加大对工业自动化控制技术和产品的研发应用,以促进我国工业经济的进一步发展。
参考文献
[1]马彦红.工业自动化的发展现状及其应用[J].硅谷,2010.
[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.
[3]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.
作者简介
王日喜: 1987年06月17日,男,内蒙古丰镇市,技术员,本科,主要从事仪器仪表维护工作。
耿燕茹:(1990,08,28)女,内蒙古乌兰察布市,本科,从事重型运矿车司机。
关键词:工业自动化;控制技术;发展趋势
中图分类号:TN830文献标识码: A
引言
现阶段的电气自动化控制技术虽然已达到自动化控制的目的,但是在电气设备的控制措施上仍然是需要改进存在的一些问题,使其能够转变成高效、便利的控制方式。尽管在电气自动化控制技术中将微计算机作为主要核心网络化自动控制体系,但是在一定程度上电气控制技术与计算机技术相同,因此在提高计算机技术水平的条件下,电子自动化的控制技术的前景与发展趋势都势必会一片光明。
一、工业自动化控制技术内涵
随着科学技术的不断进步,工业控制技术也越来越朝着先进趋势迈进,进而使各大工厂中的生产效率明显提高。工业自动化控制从通俗意义上来说,就是在工业生产过程中尽可能的减少消耗人力资源的次数,而充分利用机器等除动物以外的能源或者动力来进行生产,也可以说是一种能够让工业流程不消耗人力,自动生产的一种过程。
作为现代制造业最重要的一种技术,自动化在现代制造业,特别是需要大批生产的制造业中发挥着重要作用。随着第三次科技革命的到来,计算机、微电子、纳米等技术不断更新,自动化技术也在不断发展,各国开始认识到研究工业自动化控制技术的必要性,在这样的背景下使工业自动化控制技术得到了空前绝后的发展。当前工业自动化技术在社会各个领域应用十分广泛,我们经常可以在机械制造、建筑、计算机等行业领域中发现自动化技术的影子。在中国社会随着改革开放的脚步加快,自动化控制技术也渐渐传入大陆被人们所接受,为现代机械生产作出了很大贡献,提高了工业生产产量与生产质量,并且从一定程度上降低了能耗,保证日常的生产安全。
二、采用新技术在工业过程自动控制中的应用
1、信息获取
在工业生产过程自动控制中信息采集是其中一项重要的工作,信息采集工作的水平直接影响着自动化控制的水平。智能技术在工业生产过程自动控制中的应用可以有效提升信息采集的水平。智能技术能够有效采集工业生产过程中各个环节的信息,对于实现系统的综合智能控制有重要意义。当前我国工业自动控制还缺乏信息化,信息化基础设施还很薄弱,这样一种情况还很难适应工业实际生产的要求,因此在今后的生产过程中只有不断加强智能技术的应用,提高工业信息化水平才能真正适应时代发展的要求。
2、系统建模
工业生产中系统建模是实现自动控制的关键,智能技术在工业生产中应用的最为重要的地方就是系统建模。智能技术通过有效的信息采集之后便可以把数据转存到数据寄存器中,而后再把数据从模拟量转换为数字量,经过准换后在转存到数据寄存器中。最后再通过配置在PLC中的小型打印机打印出来。在工业生产中电力部门可以运用PLC作为计算机的数据终端,通过PLC来实现对用户用电情况的实时记录。此外PLC还可以应用于监控中,监控功能是PLC的重要功能。利用PLC的监控功能能够实现对系统异常情况的及时记录并报警。为了达到既定目标,工程人员可以在线调整程序中的定时器,对于PLC的输入输出状态也可以进行强制调整。
3、动态控制
随着工业生产实际状况的日益复杂,实现对工业生产的动态控制显得尤为重要。智能技术在工业生产过程自动控制中的应用能够用有效实现对各个环节的动态控制。当前在工业生产系统中通过采用机械设备与中控制PLC建立数据通讯实现了对PLC控制设备的实时监控,同时还可以直接发出命令实现远程操作。这在一定程度上有效提升了工业生产水平。在今后的发展过程中必须要加强对PLC的研究力度。
三、我国工业自动化的未来发展前景
1、工业智能化
从工业自动化仪表的发展趋势看,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。例如过去当流量仪表需要进行温度,压力的补偿时需要分别测量流量,温度和压力的三台变送器,并且需要运算器来计算,而现在一台智能化的流量变送器就可以包揽这一任务;又如一台智能化执行器。由于具有多种的自诊断功能,使维修预报成为可能。如当执行器调节阀的阀杆行程累计超过二定长度时,就会发出信号通知维修人员进行密封填料的更换;又当阀门的动作过于频繁时也可通知工作人员进行干预,以免发生事故;当用于具有腐蚀性介质时,如超过一定流量及工作时间时,也能发出信号,以便及时更换,因为绝不会发生腐蚀的材质是没有的。在工业控制方面,过去控制的算法。只能由调节器或DCS来完成,如今一台智能化的变送器或者执行器。只要植入PID模块,就可以与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,从而减轻了DCS主机的负担,使调节更加及时,并提高了整个系统的可靠性。
2、工业无线化
现场总线本来是一种非常有前途的技术,理应得到迅速的发展和推广,但由于国际标准过多,影响了推广,例如第一代总线型的现场总线的国际标准已达到10多种,到年底,加上第二代的实时工业以太网,其国际标准可能会有20多种,而第三代的总线通信方案又在兴起,而且各大跨国公司和有关组织都在制定各自的标准,便如目前知道的就有HARy无线,ISA的SPl00,IEC,还有艾默生,西门子等一些大公司都在制定各自的无线标准,标准过多,对用户来讲,实在不是一个好兆头,用户希望能够通过努力,制订出单一的国际的标准。工业生产要求高产,稳定,优质,低耗,安全,环保。如果现场仪表能够实现通信无线化,电缆和维护的工人量都会大大减少,因此研发低功耗可靠的无线通信是当前的一个重要课题。
3、安全仪表系统
随着生产规模的日益扩大,一旦发生事故,不但在经济上会造成巨大的损失。而且人员伤亡和对环境的影响均非同小可,因此生产的安全问题日益受重视。目前,一些化工或石化企业的安全系统。如ESD紧急停车是由专门的PLC如7PdCONES来负责管理,这样企业的控制系统就由两大部分组成,即DCS与专门的PLC,由于新型DCS的功能不断扩大,已经有了安全仪表系统(SIS),因此也可以用一套具有SIS功能的DCS來统一管理,这样业主当然欢迎。但保险公司需要第三方的认证,而认证就要有量化的概念,因此IEC制定了标准,将安全等能分为四级。所谓SIL全名为安全完整性等级。根据目前的制造水平,变送器的安全等级仅为S1L2,若要满足SIL3的要求,可采取冗余措施,至于DCS,目前一些大的DCS制造商都已通过了TUV认证。达到了SIL3。按照目前的社会的生产水平,只要符合SIL3的标准就可以满足化工及重石化行业的安全要求了。
结束语
综上所述,工业自动化控制技术作为推动现代工业生产自动化的主要动力,其不但能够减少人工劳动量,而且能够极大的提高生产效率,增大工业生产经济效益。更重要的是使用自动控制系统进行机械操控,就能使工人脱离恶劣的生产环境,实现更加现代化和人性化的工业生产。同时,工业自动化控制技术水平的高低也是衡量国家科技水平高低的重要指标之一,在未来的工业技术发展中,必须要加大对工业自动化控制技术和产品的研发应用,以促进我国工业经济的进一步发展。
参考文献
[1]马彦红.工业自动化的发展现状及其应用[J].硅谷,2010.
[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.
[3]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.
作者简介
王日喜: 1987年06月17日,男,内蒙古丰镇市,技术员,本科,主要从事仪器仪表维护工作。
耿燕茹:(1990,08,28)女,内蒙古乌兰察布市,本科,从事重型运矿车司机。