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時(shí)間：2023-03-10 15:07:32
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中圖分類(lèi)號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2012）19-0033-02
0 引言
工業(yè)自動(dòng)化主要是為了減少人力的操作，在生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種過(guò)程的控制，能充分利用人工以外的各種能源，以實(shí)現(xiàn)操作處理和預(yù)定的工作目標(biāo)的控制的統(tǒng)稱(chēng)。
自動(dòng)化技術(shù)一種綜合性非常強(qiáng)的一門(mén)技術(shù)，它囊括了機(jī)械、微電子、計(jì)算機(jī)等多門(mén)技術(shù)方法，隨著工業(yè)革命的產(chǎn)生，自動(dòng)化技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，可以說(shuō)正是工業(yè)革命的需要，才催發(fā)了人們研究自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)而得到了蓬勃發(fā)展的機(jī)會(huì)，如今，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在全球各個(gè)領(lǐng)域成功的應(yīng)用起來(lái)，機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、建筑、電力等行業(yè)，正是自動(dòng)化的實(shí)施，才得以提升勞動(dòng)生產(chǎn)率，才能使這些行業(yè)更好更快的發(fā)展。自動(dòng)化控制技術(shù)在改革開(kāi)放的時(shí)候，進(jìn)入了中國(guó)大陸，于是中國(guó)制造業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程自此也加快了腳步，大大提高了生產(chǎn)效率，中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程也離不開(kāi)自動(dòng)化技術(shù)的貢獻(xiàn)。
1 工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)介
自動(dòng)化作為現(xiàn)代制造業(yè)最主要的技術(shù)之一，在高速大批量生產(chǎn)的制造業(yè)發(fā)揮著不可估量的作用，除此，在一些定制化和追求靈活的企業(yè)里面也是不可或缺的，都依賴(lài)著自動(dòng)化技術(shù)。它主要的理論基礎(chǔ)是控制理論，在結(jié)合儀表儀器和計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)的處理，最終對(duì)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)的控制，比如工程檢測(cè)、優(yōu)化、調(diào)度以及工程的管理和決策等等，在降低消耗和提高質(zhì)量和數(shù)量方面也得到應(yīng)用，它主要包括自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)在內(nèi)的三大部分。
自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)對(duì)企業(yè)的有力作用主要表現(xiàn)在生產(chǎn)力的明顯提升，它不會(huì)直接給企業(yè)創(chuàng)造效益，這些提升包括：生產(chǎn)安全性、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)過(guò)程中降低原材料和能源消耗。一般對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的投入和企業(yè)效益提升的產(chǎn)出比大約是1:4和1:6之間，尤其是在資金密集的企業(yè)中自動(dòng)化的實(shí)施會(huì)起到“四兩撥千金”的作用。
現(xiàn)代的工業(yè)自動(dòng)化和傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化相比已經(jīng)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍，傳統(tǒng)自動(dòng)化在對(duì)機(jī)械設(shè)備本身和執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制及信號(hào)處理單元、接口硬件等元素的控制上現(xiàn)在的自動(dòng)化系統(tǒng)不再僅僅局限于這些方面它更多的強(qiáng)調(diào)的是集中式數(shù)字控制和集散式控制，它已經(jīng)從基地式啟動(dòng)儀表和電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)中走了出來(lái)，不僅局限在對(duì)機(jī)電設(shè)備和工藝設(shè)備的簡(jiǎn)單控制了，已經(jīng)衍生到更廣義的一個(gè)層次了，它已經(jīng)隨著通訊、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，覆蓋到了整個(gè)企業(yè)的控制、管理各個(gè)層面，它的概念也延伸到用廣義的機(jī)器來(lái)逐漸取代或超越人的體力。
2 自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化體系通常會(huì)被劃分為企業(yè)管理級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)、過(guò)程控制級(jí)、設(shè)備控制級(jí)和檢測(cè)驅(qū)動(dòng)級(jí)5個(gè)級(jí)別，具體通過(guò)企業(yè)管理決策系統(tǒng)層（ERP）、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)層（MES）、過(guò)程控制系統(tǒng)層（PCS）三層結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)支撐系統(tǒng)（企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)），并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的物流、資金流、信息流的集成，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。其中前兩個(gè)管理級(jí)主要依靠計(jì)算機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)；過(guò)程控制級(jí)涉及的高新技術(shù)主要是智能控制技術(shù)和工程方法；設(shè)備控制級(jí)和檢測(cè)驅(qū)動(dòng)級(jí)涉及的高新技術(shù)主要是三電一體化技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和新器件交流數(shù)字調(diào)速技術(shù)。
2.1 企業(yè)管理決策系統(tǒng)層（ERP） 上世紀(jì)90年代以來(lái)，制造資源計(jì)劃（MPRII）的不斷完善對(duì)企業(yè)資源計(jì)劃EPR系統(tǒng)的形成起到了很大的作用，EPR不但進(jìn)一步加強(qiáng)了制造資源計(jì)劃的各種功能，而且升級(jí)了各種生產(chǎn)方式，它面向了更廣泛的全球市場(chǎng)，管理的資源更多，覆蓋面也更寬，不僅支持混合式的生產(chǎn)方式，更是有效地進(jìn)入了企業(yè)的供應(yīng)鏈管理，對(duì)于企業(yè)各個(gè)方面的集成化管理有了很大的幫助，讓企業(yè)從一個(gè)全局的角度出發(fā)，對(duì)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和生產(chǎn)計(jì)劃有了一個(gè)目標(biāo)性和統(tǒng)籌性的管理。
EPR強(qiáng)大的集成化效果能夠使企業(yè)面對(duì)市場(chǎng)迅速的作出商業(yè)調(diào)整，在供應(yīng)商、制造商和分銷(xiāo)商等伙伴關(guān)系中起了強(qiáng)調(diào)性的作用，它對(duì)企業(yè)人財(cái)物的集成管理包括后勤管理等，使得企業(yè)對(duì)現(xiàn)金流、信息流、物流等個(gè)方面更加有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，對(duì)企業(yè)流程的管理有了很好的幫助，此外，EPR系統(tǒng)也囊括了對(duì)金融投資。質(zhì)量管理、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)等發(fā)面，讓企業(yè)能夠更好地提高經(jīng)濟(jì)效益。
另外，現(xiàn)在的市場(chǎng)供求關(guān)系越來(lái)越復(fù)雜，再加上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，深處網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中的企業(yè)在管理中就要全方位的考慮更多的問(wèn)題，在全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，如何更好地管理和優(yōu)化企業(yè)外部資源，拓展新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)、如何與客戶(hù)保持密切的聯(lián)系、如何挖掘新的潛在的客戶(hù)、如何為客戶(hù)提供“個(gè)性化”的產(chǎn)品和服務(wù)，如何能更好地改進(jìn)管里層，這些問(wèn)題都需要強(qiáng)大的支持。
中圖分類(lèi)號(hào)：TD27312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）13-0097-01
隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其在工業(yè)發(fā)展中所占的地位也越來(lái)越重要。與傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)人工機(jī)械操作相比，自動(dòng)化技術(shù)不但能夠極大的提高生產(chǎn)效率，而且能夠保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，并有效處理生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量之間存在的矛盾。研究并改善工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)是未來(lái)工業(yè)技術(shù)發(fā)展中的重點(diǎn)，只有不斷改進(jìn)工藝自動(dòng)化控制技術(shù)，才能使工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化、效率化和精確化水平得以進(jìn)一步的提高，并且從當(dāng)前的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，未來(lái)的自動(dòng)化控制儀器儀表還需要向著可控性和可視性發(fā)展。以下本文中筆者就結(jié)合自己對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制的認(rèn)識(shí)，來(lái)探討其發(fā)展應(yīng)用問(wèn)題。
1.工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)概述
工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)就是指利用微電子技術(shù)、電氣技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來(lái)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，而無(wú)需使用人工操作機(jī)械來(lái)控制生產(chǎn)進(jìn)度。也就是說(shuō)，在工業(yè)自動(dòng)化控制下的工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備是利用各種儀器、儀表和控制器，按照預(yù)先設(shè)定的流程進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行的。因此在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，必須要對(duì)所有涉及到生產(chǎn)調(diào)節(jié)的儀器都進(jìn)行精準(zhǔn)的參數(shù)設(shè)置，以確保其在生產(chǎn)中能夠充分發(fā)揮職能作用，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行的目的。一般來(lái)講，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)和各種傳動(dòng)設(shè)備組成。
2.工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展現(xiàn)狀
目前我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)也逐漸趨于完善。但盡管如此，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)仍然具有很大的發(fā)展應(yīng)用空間。就目前來(lái)看，較為常用的自動(dòng)化控制產(chǎn)品主要有PLC與工控PC兩種，這兩種自動(dòng)化控制產(chǎn)品的應(yīng)用代表了我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化控制水平已經(jīng)有了很大的發(fā)展。
2.1 PLC的發(fā)展與應(yīng)用
PLC是可編程序控制器的英文縮寫(xiě)，是由美國(guó)通用汽車(chē)公司在1968年首先提出的可編程控制器的相關(guān)設(shè)想，并于次年研發(fā)出了世界上第一臺(tái)PLC。隨后世界各國(guó)都開(kāi)始積極研發(fā)PLC，極大的促進(jìn)了PLC的快速發(fā)展。直到今天，PLC已經(jīng)成為一種應(yīng)用廣泛的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制設(shè)備，在工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展中起到很大的推動(dòng)作用。在我國(guó)，現(xiàn)也已經(jīng)有很多科研單位或者工廠都在不斷研發(fā)和改進(jìn)PLC的性能，但很多技術(shù)都還要依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口，因此如何提高我國(guó)自主的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)水平仍然是需要我們不斷努力研究的課題。
事實(shí)上，PLC一直都是引領(lǐng)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的先驅(qū)，也是工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展重點(diǎn)。這是因?yàn)镻LC在工業(yè)生產(chǎn)中的用途極為廣泛，不但能夠?qū)崿F(xiàn)單機(jī)自控的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，而且還能在流水線上的生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行使用。不但能夠執(zhí)行邏輯運(yùn)算，還能夠通過(guò)程序設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)以及控制生產(chǎn)順序。并且由于其是采用插入式模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，因而能夠直接將數(shù)據(jù)信息傳回計(jì)算機(jī)中，方便了管理與維護(hù)。另外，PLC的編程較為簡(jiǎn)單，能夠在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)進(jìn)行修改或調(diào)試，因?yàn)榫S護(hù)極為方便，可靠性較高，體積小，通用性很強(qiáng)，方便擴(kuò)展和安裝。
2.2 工控PC
工業(yè)PC主要包含兩種類(lèi)型：IPC工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如AT96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化對(duì)工業(yè)PC的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是其他工控機(jī)，而IPC將占據(jù)管理自動(dòng)化層。而目前工況PC之所以沒(méi)有完全替代PLC，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因；另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng)Windows NT的原因。一個(gè)成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)：一是所有工作要由一個(gè)平臺(tái)上的軟件完成；二是向客戶(hù)提供所需要的所有東西?？梢灶A(yù)見(jiàn)，工業(yè)PC與PLC的競(jìng)爭(zhēng)將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度高。工業(yè)PC不可能與低價(jià)的微型PLC競(jìng)爭(zhēng)，這也是PLC市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的一部分。從發(fā)展趨勢(shì)看，控制系統(tǒng)的將來(lái)很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間，這些融合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。
工業(yè)自動(dòng)化控制PC的主要優(yōu)點(diǎn)在于它便于安裝和使用，具有高級(jí)的診斷功能，使用人員可以更加靈活的進(jìn)行選擇而且在使用的花費(fèi)上也比較合理，在工業(yè)發(fā)展中極大地降低了生產(chǎn)成木，基于PC的控制器可以像PLC一樣，并且作和維護(hù)人員接受，所以目前的制造商大部分都在生產(chǎn)中采用PC控制方案。近些年，工業(yè)PC在我國(guó)取得了很大的發(fā)展，技術(shù)與研發(fā)上也己經(jīng)和發(fā)達(dá)國(guó)家水平相近。
3.工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的儀器儀表
工控儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專(zhuān)用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，推進(jìn)具有自主版權(quán)自動(dòng)化軟件的商品化。
3.1 電工儀器儀表
電工儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展長(zhǎng)壽命電能表、電子式電度表、特種專(zhuān)用電測(cè)儀表和電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)管理系統(tǒng)。
3.2 科學(xué)測(cè)試儀器
科學(xué)測(cè)試儀器重點(diǎn)發(fā)展過(guò)程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)所需的汽車(chē)零部件動(dòng)平衡、動(dòng)力測(cè)試及整車(chē)性能檢測(cè)儀、大地測(cè)量?jī)x器、電子速測(cè)儀、測(cè)量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主。
3.3 信息技術(shù)電測(cè)儀器
信息技術(shù)電測(cè)儀器主要發(fā)展電測(cè)儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，綜合自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，新型元器件測(cè)量技術(shù)及測(cè)試儀器，在線測(cè)試技術(shù)，信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)，多媒體測(cè)量技術(shù)以及相應(yīng)測(cè)試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等。
4.工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要部分是IDE和IAS。IDE為每個(gè)應(yīng)用程序提供了歷史記錄審核跟蹤技術(shù)，包括戶(hù)標(biāo)識(shí)符、日期以及關(guān)于變化的詳細(xì)信息。IAS對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)可以大大的降低工程投資成木，可以簡(jiǎn)化分布式自動(dòng)化應(yīng)用的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和管理，未來(lái)的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)利用最新的科學(xué)技術(shù)成果，向網(wǎng)絡(luò)化、平臺(tái)化、集成化方向發(fā)展?，F(xiàn)場(chǎng)總線是這幾年迅速發(fā)展起來(lái)的工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它的主要作用是解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的儀器儀表、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)字通信，以及現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備與高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞，現(xiàn)場(chǎng)總線使得測(cè)控設(shè)備具有了數(shù)字計(jì)算與數(shù)字通信的能力，極大地提高了信號(hào)的測(cè)量與傳輸?shù)木?，增?qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備的性能。目前我們國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在：自主研發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)總線開(kāi)始投入到市場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)總線品中多樣，競(jìng)爭(zhēng)激烈，各行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程開(kāi)始迅速的發(fā)展。
5.結(jié)語(yǔ)
綜上所述，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)作為推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的主要?jiǎng)恿Γ洳坏軌驕p少人工勞動(dòng)量，而且能夠極大的提高生產(chǎn)效率，增大工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。更重要的是使用自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械操控，就能使工人脫離惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)更加現(xiàn)代化和人性化的工業(yè)生產(chǎn)。同時(shí)，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)水平的高低也是衡量國(guó)家科技水平高低的重要指標(biāo)之一，在未來(lái)的工業(yè)技術(shù)發(fā)展中，必須要加大對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用，以促進(jìn)我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。
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(guò)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(guò)程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行智能化管控，來(lái)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(shì)下，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制及發(fā)展問(wèn)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(guó)內(nèi)工業(yè)、制造業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)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(lái)看，因國(guó)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(lái)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(jī)，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(cè)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(guò)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(guò)程全過(guò)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(hù)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(guò)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(guò)程進(jìn)行全面管控。同時(shí)，這一過(guò)程中還融合了大量的現(xiàn)代高新技術(shù)，以此來(lái)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(kāi)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(hù)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(hù)機(jī)、服務(wù)器有機(jī)的兼容起來(lái)，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(guò)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(wèn)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(wú)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(lái)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(guò)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(wèn)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(guò)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?chē)ぷ鳁l件發(fā)生變化，尤其是環(huán)境溫度相對(duì)過(guò)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?chē)h(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(guò)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(shì)
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(guò)程中，依然還存在著一些問(wèn)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(wèn)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(wèn)題與不足。基于此，從工業(yè)自動(dòng)化控制現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展實(shí)踐來(lái)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(lái)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(lái)看，未來(lái)國(guó)內(nèi)工業(yè)化發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)在設(shè)備智能化、無(wú)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(guó)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(lái)國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展的主流趨勢(shì)，即未來(lái)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(cè)量而言，不同測(cè)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(lái)完成操作，并且以此為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制。現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，一些精度要求較高的產(chǎn)品加工過(guò)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。基于此，在當(dāng)前倡導(dǎo)發(fā)展綠色工業(yè)的時(shí)代背景下，無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展，有效實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)儀表通信無(wú)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(wú)線通信技術(shù)與設(shè)備研發(fā)，這樣就可以有效滿(mǎn)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(guò)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(lái)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(lài)性。
3.3 工業(yè)自動(dòng)化控制過(guò)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(guò)程中，普遍存在著很多的安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，而且這些問(wèn)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(wèn)題，尤其是自動(dòng)化儀表應(yīng)用與發(fā)展過(guò)程中的功能作用發(fā)揮與安全可靠問(wèn)題。近年來(lái)，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(guò)功能安全認(rèn)證的儀表已經(jīng)盛行于當(dāng)前市場(chǎng)，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(wèn)題檢測(cè)。對(duì)于儀表質(zhì)量問(wèn)題研究過(guò)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(hù)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(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，因激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力，企業(yè)為占據(jù)一定市場(chǎng)份額和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，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(hù)以及制造商等，產(chǎn)生不利影響?；诖?，通過(guò)生產(chǎn)全過(guò)程的有效診斷、裝備診斷和自動(dòng)化控制體系及現(xiàn)場(chǎng)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(yǔ)
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(lái)，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(wèn)題得到了有效的研究與解決。本文通過(guò)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展現(xiàn)狀、PLC發(fā)展過(guò)程中存在問(wèn)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(shì)進(jìn)行了研究。
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1.1現(xiàn)場(chǎng)總線的崛起
半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的過(guò)程控制體系歷經(jīng)基地式儀表控制系統(tǒng)、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)(DCS)等4代過(guò)程控制系統(tǒng)，當(dāng)前我國(guó)水工業(yè)自動(dòng)化的主流水平即處于以PLC為基礎(chǔ)的DCS系統(tǒng)階段。這里要說(shuō)明一點(diǎn)，DCS既是一個(gè)過(guò)程控制體系的名稱(chēng)，有時(shí)也表示為由制造廠商出售的一個(gè)起完整作用而集成的集散控制系統(tǒng)產(chǎn)品，這種DCS系統(tǒng)相對(duì)較為封閉，而目前水工業(yè)自動(dòng)化的DCS系統(tǒng)多數(shù)是由用戶(hù)集成的，因此相對(duì)較為開(kāi)放。
與早期的一些控制系統(tǒng)相比，DCS系統(tǒng)在功能和性能上有了很大進(jìn)步，可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)裝置級(jí)、車(chē)間級(jí)的優(yōu)化和分散控制，但其仍然是一種模擬數(shù)字混合系統(tǒng)，從現(xiàn)場(chǎng)到PLC或計(jì)算機(jī)之間的檢測(cè)、反饋與操作指令等信號(hào)傳遞，仍舊依靠大量的一對(duì)一的布線來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種信號(hào)傳遞關(guān)系稱(chēng)之為信號(hào)傳輸，而不是數(shù)據(jù)通信，難以實(shí)現(xiàn)儀表之間的信息交換，因而呼喚著具備通信功能的、傳輸信號(hào)全數(shù)字化的儀表與系統(tǒng)的出現(xiàn)，從而由集散控制過(guò)渡到徹底的分散控制，正是在這種需求的驅(qū)動(dòng)下，自20世紀(jì)80年代中期起，現(xiàn)場(chǎng)總線便應(yīng)運(yùn)而生，并通過(guò)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而不斷崛起。
現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的全數(shù)字化、實(shí)時(shí)、雙向、多節(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將專(zhuān)用的CPU置入傳統(tǒng)的測(cè)控儀表，使它們各自都具有了數(shù)字計(jì)算和通信能力，即所謂“智能化”；采用可進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線、同軸電纜等作為聯(lián)系的紐帶，把掛接在總線上作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)測(cè)控儀表連接成網(wǎng)絡(luò)，并按公開(kāi)、規(guī)范的通信協(xié)議，使現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控儀表之間及其與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成多種適應(yīng)實(shí)際需要的控制系統(tǒng)，即所謂“網(wǎng)絡(luò)化”；由于這些網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)都是具備智能的可通信產(chǎn)品，因而它所需要的控制信息(如實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù))不采取向PLC或計(jì)算機(jī)存取的方式，而可直接從處于同等層上的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)上獲取，在現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)的環(huán)境下，借助其計(jì)算和通信能力，在現(xiàn)場(chǎng)就可進(jìn)行許多復(fù)雜計(jì)算，形成真正分散在現(xiàn)場(chǎng)的完整的控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的自治性和可靠性。
FCS成為發(fā)展的趨勢(shì)之一，是它改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，形成了新型的網(wǎng)絡(luò)集成全分布系統(tǒng)，采用全數(shù)字通信，具有開(kāi)放式、全分布、可互操作性及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)，形成了從測(cè)控設(shè)備到監(jiān)控計(jì)算機(jī)的全數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，順應(yīng)了控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求。
1.2現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀和標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題
目前，國(guó)內(nèi)、外的現(xiàn)場(chǎng)總線有60幾種之多，由于這一新技術(shù)所具有的潛在而巨大的市場(chǎng)前景，在商業(yè)利益的驅(qū)動(dòng)下，導(dǎo)致了近年來(lái)制訂現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大戰(zhàn)。在市場(chǎng)和技術(shù)發(fā)展需要統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的呼聲下，修改后的IEC61158.3～6標(biāo)準(zhǔn)最終于2000年1月4日獲得通過(guò)。該標(biāo)準(zhǔn)包括了8種類(lèi)型的現(xiàn)場(chǎng)總線子集，它們分別是：①基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF(原有的技術(shù)規(guī)范IEC61158)；②ControlNet；③Profibus；④P—Net；⑤FFHSE；⑥SwiftNet；⑦WordFIP；⑧Intferbus。這8種現(xiàn)場(chǎng)總線中，④、⑥是用于有限領(lǐng)域的專(zhuān)用現(xiàn)場(chǎng)總線；②、③、⑦、⑧是由PLC為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，本質(zhì)上以遠(yuǎn)程I/O總線技術(shù)為基礎(chǔ)，通常不具備通過(guò)總線向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電和本征安全性能；①、⑤則由傳統(tǒng)DCS控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，具有總線供電和本征安全功能；①、⑧屬于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)總線，②、⑤屬于監(jiān)控級(jí)現(xiàn)場(chǎng)總線；③、⑦則是包括兩個(gè)層次的現(xiàn)場(chǎng)總線。
以上8種類(lèi)型的現(xiàn)場(chǎng)總線采用完全不同的通信協(xié)議，例如：Profibus采用的是令牌環(huán)和主/從站方式；FFHSE是CSMA/CD方式；WordFIP是總線裁決方式。因此，要這8種現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)相互兼容和互操作幾無(wú)可能。面對(duì)這種多總線并存的局面，系統(tǒng)集成將面臨更為復(fù)雜的任務(wù)，系統(tǒng)集成技術(shù)也將會(huì)有很大的發(fā)展。
1.3現(xiàn)場(chǎng)總線的新動(dòng)向—工業(yè)以太網(wǎng)
長(zhǎng)期以來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，實(shí)際上已延緩了現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展速度。為了加快新一代系統(tǒng)的發(fā)展，人們開(kāi)始尋求新的出路，一個(gè)新的動(dòng)向是從現(xiàn)場(chǎng)總線轉(zhuǎn)向Ethernet，用以太網(wǎng)作為高速現(xiàn)場(chǎng)總線框架的主傳。以太網(wǎng)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在IT領(lǐng)域已被使用多年，已有廣泛的硬、軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)支持，更重要的是啟用以太網(wǎng)作為高速現(xiàn)場(chǎng)總線框架，可以使現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主流技術(shù)很好地融合起來(lái)。為了促進(jìn)Ethernet在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，國(guó)際上成立了工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)會(huì)，開(kāi)展工業(yè)以太網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究。此外，開(kāi)發(fā)設(shè)備網(wǎng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)(ODVA)已經(jīng)了在工廠現(xiàn)場(chǎng)使用以太網(wǎng)的全球性標(biāo)準(zhǔn)——以太網(wǎng)/IP標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)使用戶(hù)在采用開(kāi)放的工業(yè)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，能利用可買(mǎi)到的現(xiàn)成的以太網(wǎng)物理介質(zhì)和組件，也即由多個(gè)供應(yīng)商所提供的可互操作的以太網(wǎng)產(chǎn)品。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域所要面對(duì)的網(wǎng)絡(luò)可確定性問(wèn)題、環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題、包括總線供電和本征安全問(wèn)題都會(huì)迅速得到解決。
2管理控制一體化
工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是管理控制系統(tǒng)的一體化。
2.1何謂管控一體化
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)與信息時(shí)代的飛速發(fā)展中，企業(yè)內(nèi)部之間以及與外部交換信息的需求不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對(duì)生產(chǎn)的管理要求不斷提高，這種要求已不局限于通常意義上的對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的監(jiān)視和控制，同時(shí)還要求把現(xiàn)場(chǎng)信息和管理信息結(jié)合起來(lái)。管控一體化就是建立全集成的、開(kāi)放的、全廠綜合自動(dòng)化的信息平臺(tái)，把企業(yè)的橫向通信(同一層不同節(jié)點(diǎn)的通信)和縱向通信(上、下層之間的通信)緊密聯(lián)系在一起，通過(guò)對(duì)經(jīng)營(yíng)決策、管理、計(jì)劃、調(diào)度、過(guò)程優(yōu)化、故障診斷、現(xiàn)場(chǎng)控制等信息的綜合處理，形成一個(gè)意義更廣泛的綜合管理系統(tǒng)。
2.2現(xiàn)場(chǎng)總線為管控一體化鋪平了道路
企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)是管控信息集成的基本條件，沒(méi)有信息網(wǎng)絡(luò)就不可能實(shí)現(xiàn)企業(yè)橫向和縱向信息的溝通和匯集，建網(wǎng)的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)全企業(yè)范圍內(nèi)的信息資源共享，以及與外部世界的信息溝通。
水工業(yè)和一般企業(yè)網(wǎng)絡(luò)大致可分為3層，即企業(yè)管理層，過(guò)程監(jiān)控層和現(xiàn)場(chǎng)控制層。
管控一體化解決方案中的現(xiàn)場(chǎng)控制層由現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備和控制網(wǎng)段構(gòu)成，把傳統(tǒng)的集散系統(tǒng)控制站(如水處理企業(yè)的PLC分站)的功能分散到了現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，此時(shí)的控制站實(shí)際是一個(gè)虛擬的控制站?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與產(chǎn)品所形成的底層網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮其使測(cè)控設(shè)備具有通信能力的特點(diǎn)，為控制網(wǎng)絡(luò)與通用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連接提供了方便。企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)是管控一體化的基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)總線則為構(gòu)建管控一體化網(wǎng)絡(luò)鋪平了道路；過(guò)程監(jiān)控層由局域網(wǎng)段以及連接在局域網(wǎng)段的擔(dān)任監(jiān)控任務(wù)的工作站或控制器組成，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線接口與過(guò)程監(jiān)控層相連，或者監(jiān)控層直接由現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)?yè)?dān)當(dāng)；監(jiān)控站可以完成對(duì)控制系統(tǒng)的組態(tài)，執(zhí)行對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)控、報(bào)警、維護(hù)及人機(jī)交互等功能；企業(yè)管理層由各種服務(wù)器和客戶(hù)機(jī)等組成，用于集成企業(yè)的各種信息，實(shí)現(xiàn)與Internet的連接，完成管理、決策和商務(wù)應(yīng)用的各種功能。
2.3管控一體化的支持環(huán)境與系統(tǒng)集成
基于系統(tǒng)之間橫向數(shù)據(jù)交換及控制系統(tǒng)與管理層和現(xiàn)場(chǎng)儀表間縱向數(shù)據(jù)交換日益增加，現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，制造廠商的產(chǎn)品也日益開(kāi)放。由于多種總線并存已成定局，管控系統(tǒng)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一的通信、統(tǒng)一的組態(tài)和編程軟件的一體化解決方案受到了各廠家的重視。同時(shí)，采用分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用C/S或B/S結(jié)構(gòu)，可以在實(shí)現(xiàn)企業(yè)各層次功能模型的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接在結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)化，從而形成以實(shí)時(shí)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為中心的數(shù)據(jù)集成環(huán)境，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享的目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。
如前所述，在多總線并存的局面下，系統(tǒng)集成成為實(shí)現(xiàn)管控一體化信息系統(tǒng)的中心任務(wù)。系統(tǒng)集成是要按照一定的方法和策略將相同或不相同廠商的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品相互連接，并使上層應(yīng)用與下層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間完成雙向數(shù)據(jù)溝通，使之成為一個(gè)可以滿(mǎn)足用戶(hù)需求的整體。因此，系統(tǒng)集成既包括硬件產(chǎn)品的集成，也包括軟件產(chǎn)品的集成。對(duì)硬件集成來(lái)說(shuō)，需要借助網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)溝通總線接口。一般同種總線的網(wǎng)段采用中繼器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段的延伸，采用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)不同速率網(wǎng)段之間的連接；不同類(lèi)型的總線網(wǎng)段之間以及現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)等異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間采用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)互連，如公司與生產(chǎn)廠或其他部門(mén)距離較遠(yuǎn)時(shí)，采用公共數(shù)據(jù)網(wǎng)或電話網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的連接，這在水工業(yè)的城市污水處理和截流系統(tǒng)、自來(lái)水廠站之間及供水管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)等方面也是經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題。因此可以預(yù)計(jì)，今后這類(lèi)通信接口產(chǎn)品將會(huì)變得很熱門(mén)，從軟件集成來(lái)說(shuō)，通過(guò)OPC、ODBC等技術(shù)使得不同系統(tǒng)之間的準(zhǔn)確、高速、大量的數(shù)據(jù)交換得以實(shí)現(xiàn)，能將實(shí)時(shí)控制、可視化操作、信息分析、系統(tǒng)診斷等功能集成到一個(gè)緊湊的軟件包中，具有很大的硬件靈活性，并且可以提供與多種管理軟件的連通性，從而可較為經(jīng)濟(jì)地解決管控系統(tǒng)之間的連接。
目前各個(gè)國(guó)家都在競(jìng)相開(kāi)發(fā)自己的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與產(chǎn)品，形成以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的一體化解決方案下的企業(yè)信息系統(tǒng)?，F(xiàn)在已經(jīng)推出產(chǎn)品的如西門(mén)子公司以Profibus總線為基礎(chǔ)的PCS7、羅斯蒙特公司的基于FF總線的Plantweb等，管控一體化軟件則有美國(guó)信肯通公司的Think&DO、Lntellntion公司的iFIX等。
中圖分類(lèi)號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
引言
工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)可以提高工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量與生產(chǎn)質(zhì)量，并且確保生產(chǎn)安全，可以說(shuō)是一種綜合性能較高的技術(shù)。伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)一貫受到國(guó)家政策的支持，逐漸縮小了與國(guó)際先進(jìn)水平的巨大差距，并且與此同時(shí)暴露出的問(wèn)題也越來(lái)越多。
一、工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)內(nèi)涵
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工業(yè)控制技術(shù)也越來(lái)越朝著先進(jìn)趨勢(shì)邁進(jìn)，進(jìn)而使各大工廠中的生產(chǎn)效率明顯提高。工業(yè)自動(dòng)化控制從通俗意義上來(lái)說(shuō)，就是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中盡可能的減少消耗人力資源的次數(shù)，而充分利用機(jī)器等除動(dòng)物以外的能源或者動(dòng)力來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，也可以說(shuō)是一種能夠讓工業(yè)流程不消耗人力，自動(dòng)生產(chǎn)的一種過(guò)程。
作為現(xiàn)代制造業(yè)最重要的一種技術(shù)，自動(dòng)化在現(xiàn)代制造業(yè)，特別是需要大批生產(chǎn)的制造業(yè)中發(fā)揮著重要作用。隨著第三次科技革命的到來(lái)，計(jì)算機(jī)、微電子、納米等技術(shù)不斷更新，自動(dòng)化技術(shù)也在不斷發(fā)展，各國(guó)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到研究工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的必要性，在這樣的背景下使工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)得到了空前絕后的發(fā)展。當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，我們經(jīng)常可以在機(jī)械制造、建筑、計(jì)算機(jī)等行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的影子。在中國(guó)社會(huì)隨著改革開(kāi)放的腳步加快，自動(dòng)化控制技術(shù)也漸漸傳入大陸被人們所接受，為現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)作出了很大貢獻(xiàn)，提高了工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量與生產(chǎn)質(zhì)量，并且從一定程度上降低了能耗，保證日常的生產(chǎn)安全。
二、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
用電設(shè)備分別安裝在各配電室和電動(dòng)機(jī)控制中心，所要執(zhí)行的信息處理任務(wù)龐大，而維修工作也相對(duì)復(fù)雜。它與熱工系統(tǒng)相比，電氣設(shè)備操作的頻率低，一些系統(tǒng)設(shè)備在維持正常運(yùn)行時(shí)，可以經(jīng)過(guò)好幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)的時(shí)間再操作一次；電氣設(shè)備所需要的保護(hù)裝置要求高，動(dòng)作速度快，一個(gè)保護(hù)動(dòng)作通常要在40ms以?xún)?nèi)完成。電氣設(shè)備的構(gòu)造機(jī)構(gòu)本身具有聯(lián)鎖邏輯較簡(jiǎn)單、操作機(jī)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，而控制方式也主要是廠用電系統(tǒng)，其主要設(shè)備監(jiān)控需要接入DCS系統(tǒng)，如果兩臺(tái)系統(tǒng)一起運(yùn)行，一臺(tái)系統(tǒng)的檢修不得影響另一臺(tái)系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，需要考慮兩臺(tái)機(jī)組DCs電氣控制的模式，保證控制的穩(wěn)定性。根據(jù)電氣設(shè)備的主要特點(diǎn)我們知道，在構(gòu)建ECs時(shí)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、與DCs的聯(lián)網(wǎng)方式是確保系統(tǒng)高可靠性的關(guān)鍵。除了要保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還要確保運(yùn)行時(shí)各種數(shù)據(jù)處理和信息收集的準(zhǔn)確性，同時(shí)提出相應(yīng)的應(yīng)急措施，確保電氣系統(tǒng)可以在最好的狀態(tài)下運(yùn)行。
三、我國(guó)的自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析
1、PLC（可編程序控制器）
PLC—可編程序控制器的英文為ProgrammableLogicController，1968年美國(guó)GM（通用汽車(chē)）公司提出取代繼電器控制裝置的要求①編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改和調(diào)試程序；②維護(hù)方便，采用插入式模塊結(jié)構(gòu)；③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；⑥成本可與繼電器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；⑦可直接用115V交流電壓輸入；⑧輸出量為115V、2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等；⑨通用性強(qiáng)，易于擴(kuò)展；⑩用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量至少4kB。
為了實(shí)現(xiàn)通用汽車(chē)提出的要求，第一臺(tái)適合其要求的PLC（可編程序控制器）于1969年在美國(guó)成功制造出來(lái)，自從第一臺(tái)出現(xiàn)之后，隨之，日本、德國(guó)、法國(guó)也相繼開(kāi)始了PLC的研發(fā)，并得到了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在主要生產(chǎn)PLC的廠家分別是：德國(guó)西門(mén)子、AEG，日本的三菱、美國(guó)AB，GE法國(guó)的TE公司等。
我國(guó)的PLC研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備、專(zhuān)用設(shè)備引進(jìn)了不少?lài)?guó)外的PLC。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，PLC在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平起到了巨大的作用。
目前，我國(guó)不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無(wú)線電二廠、無(wú)錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門(mén)A-B公司，北京和利時(shí)和杭州和利時(shí)，浙大中控等。
2、工控PC
由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣，并且作和維護(hù)人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?；赑C的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級(jí)的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。
由于PLC受PC控制的威脅最大，所以PLC供應(yīng)商對(duì)PC的應(yīng)用感到很不安。
事實(shí)上，他們現(xiàn)在也加入到了PC控制“浪潮”中。近年來(lái)，工業(yè)PC在我國(guó)得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來(lái)看，工業(yè)PC主要包含兩種類(lèi)型：IPC工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如AT96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化對(duì)工業(yè)PC的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是其他工控機(jī)，而IPC將占據(jù)管理自動(dòng)化層。國(guó)家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的開(kāi)放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動(dòng)化重大專(zhuān)項(xiàng)，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PC-based控制系統(tǒng)，在3-5年內(nèi)，占領(lǐng)30%（50%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
四、我國(guó)的自動(dòng)化控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向與策略
工業(yè)的自動(dòng)化控制技術(shù)是通過(guò)豐富的科學(xué)理論基礎(chǔ)作為支撐力量，其發(fā)展離不開(kāi)計(jì)算機(jī)、通訊、建筑、微電子等技術(shù)，需要多種科學(xué)技術(shù)的共同開(kāi)發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自身的發(fā)展。我國(guó)引進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)與西方國(guó)家相比來(lái)說(shuō)時(shí)間較晚，缺乏穩(wěn)固基礎(chǔ)與科技支撐力量。企業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)在快速發(fā)展的道路上時(shí)常會(huì)遇到瓶頸期，然而又好又快地渡過(guò)一段段瓶頸期，是我們即將面臨的最大問(wèn)題。
首先，國(guó)家政策的支持。我國(guó)在向工業(yè)國(guó)邁進(jìn)的路上，政策支持是必不可少的。我國(guó)是社會(huì)主義市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)體制，國(guó)家的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)于每個(gè)領(lǐng)域行業(yè)的前景發(fā)展有著重要作用。我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃在當(dāng)前受到了考驗(yàn)，我們必須將一貫推行的勞動(dòng)密集型產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為技術(shù)密集型產(chǎn)品，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新與改革。
其次，借鑒外國(guó)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)最早的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)引進(jìn)是在上個(gè)世紀(jì)80年代左右，自身起步時(shí)間比國(guó)外先進(jìn)技術(shù)要晚的多，我們?cè)趯?lái)的發(fā)展中一定要借鑒外國(guó)先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)以彌補(bǔ)自身的理論缺陷。
第三，重視市場(chǎng)效應(yīng)。雖然在今后的發(fā)展當(dāng)中，我們必須要借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是僅僅是毫無(wú)意識(shí)的模仿和跟隨，只會(huì)在國(guó)際市場(chǎng)中讓我國(guó)諸多企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越弱。我們必須要轉(zhuǎn)變思想理念，拓展自身的市場(chǎng)，打出自己的品牌，試圖走自己有特色的一條道路，進(jìn)而才能夠與擁有先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的西方發(fā)達(dá)國(guó)家相抗衡，爭(zhēng)奪屬于自己的一片天地。
結(jié)束語(yǔ)
工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的不斷發(fā)展，可以將人們從繁重的體力和腦力中解救出來(lái)，也可以使人們遠(yuǎn)離不良的工作環(huán)境。在另一方面，有助于能源消耗，提高工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量與勞動(dòng)生產(chǎn)率，增加人類(lèi)壽命，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。所以，我國(guó)應(yīng)該重視工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)這一行業(yè)的發(fā)展，盡快對(duì)相關(guān)政策進(jìn)行調(diào)整；而各大企業(yè)也要抓住第三次科技革命的機(jī)遇，及時(shí)調(diào)整企業(yè)結(jié)構(gòu)，跟上社會(huì)發(fā)展的腳步，這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
中圖分類(lèi)號(hào)：TQ171.6+8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 工業(yè)自動(dòng)化的概念及意義
工業(yè)自動(dòng)化，是指工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)自動(dòng)化過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中利用各種先進(jìn)的科技設(shè)備，使生產(chǎn)不需要人員的直接參與的一種過(guò)程。
工業(yè)實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化的生產(chǎn)，目的是節(jié)省人力資源，提高工作效率。工業(yè)自動(dòng)化控制，主要是通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中參數(shù)的控制，從而控制整個(gè)過(guò)程?？刂茀?shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而不是人為的直接參與，這就節(jié)約了人力資源，優(yōu)化了生產(chǎn)和管理結(jié)構(gòu)；工業(yè)自動(dòng)化控制，是通過(guò)一些能源和咨詢(xún)進(jìn)行生產(chǎn)工作，應(yīng)用了先進(jìn)的科學(xué)和技術(shù)，將生產(chǎn)模式優(yōu)化，使之提高生產(chǎn)效率。自動(dòng)化技術(shù)，涉及機(jī)械、微電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域的一門(mén)綜合性技術(shù)。工業(yè)革命是自動(dòng)化技術(shù)的起源。工業(yè)革命與科學(xué)技術(shù)是相互作用的，科學(xué)技術(shù)有效地促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展。如今，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，比如，機(jī)械制造、電力、建筑、交通運(yùn)輸、信息技術(shù)等領(lǐng)域，并且自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的主要手段。
2 工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀
工業(yè)自動(dòng)化控制的誕生和應(yīng)用，是我國(guó)制造業(yè)高速發(fā)展的需要。我國(guó)制造業(yè)發(fā)展，制造業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的設(shè)備和技術(shù)都不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，因此，現(xiàn)實(shí)的需要，激發(fā)了自動(dòng)化儀表和控制系統(tǒng)的形成和發(fā)展。
近年來(lái)，自動(dòng)化儀表技術(shù)發(fā)展，在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展方面雖取得了顯著成就，現(xiàn)場(chǎng)總線，不但標(biāo)志著信號(hào)形式的改變，還為實(shí)際管理的技術(shù)提供著基礎(chǔ)，不同的客戶(hù)對(duì)底層信息化改善的要求才是現(xiàn)場(chǎng)總線不斷發(fā)展的最初動(dòng)力，隨著時(shí)間的變化，現(xiàn)場(chǎng)總線在設(shè)備管理、預(yù)示并判斷等等方面的力量被不斷的開(kāi)拓出來(lái)，這就告訴了它是具有很大的發(fā)展空間的。
但自動(dòng)化儀表的發(fā)展有一定的缺陷，主要的是存在資金和市場(chǎng)的缺陷。其一是自動(dòng)化儀表的新興市場(chǎng)的用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品價(jià)格敏感度很高；其二是往往可以找非常便宜的替代品時(shí)，用戶(hù)更熱衷選擇替代品。這樣的現(xiàn)狀，很難激發(fā)研制新型儀表。因此，許多自動(dòng)化生產(chǎn)儀器在應(yīng)用方面仍處在初級(jí)階段。
自動(dòng)化控制的這種發(fā)展趨勢(shì)的變化是很自然的，任何一個(gè)新東西的推廣和應(yīng)用都是需要一定的時(shí)間的，是要按照發(fā)展進(jìn)程的，而在實(shí)際的使用方面也是有不足的，況且智能儀表設(shè)計(jì)的一些比較新的性能也沒(méi)有很好的利用和發(fā)揮。應(yīng)該注意一下幾個(gè)問(wèn)題：其一數(shù)字儀表和系統(tǒng)的信息保密問(wèn)題、安全問(wèn)題；其二程序和軟件的可行性問(wèn)題。其三通信的保密、安全和可行性問(wèn)題；其四智能儀表在運(yùn)行時(shí)是可以與控制系統(tǒng)互動(dòng)的以及如何進(jìn)行互動(dòng)問(wèn)題；其五智能儀表提供了遠(yuǎn)比模擬儀表多的信息以及如何充分利用這些信息等問(wèn)題。
上面的這些問(wèn)題我們仔細(xì)的研究可以看到問(wèn)題都是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)和數(shù)字話產(chǎn)生的，一直沒(méi)有解決不是現(xiàn)有的技術(shù)做不到，而是沒(méi)有統(tǒng)一的解決方案，而如何統(tǒng)一是當(dāng)前正在研究的。
3 工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 將自動(dòng)化儀表與企業(yè)的信息化有效結(jié)合，增強(qiáng)工業(yè)自動(dòng)化控制，更好地為企業(yè)服務(wù)。信息技術(shù)的發(fā)展與自動(dòng)化儀表兩者也是相互聯(lián)系，相互影響的。信息化對(duì)自動(dòng)化的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一，信息技術(shù)與自動(dòng)化儀表同樣都需要科技人才；另一方面自動(dòng)化儀表借用了信息技術(shù)，使信息化的速度加快，但是自動(dòng)化對(duì)信息化的影響呢？自動(dòng)化儀表技術(shù)包括內(nèi)容廣泛，其在信息采集、信息處理、信息應(yīng)用這方面，其實(shí)是信息化技術(shù)的一個(gè)分支。也就是說(shuō)信息技術(shù)的發(fā)展是依賴(lài)于自動(dòng)化儀表的。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，重視信息技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合，是工業(yè)自動(dòng)化控制得以發(fā)展的重要方法之一。
3.2 自動(dòng)化儀表重視工業(yè)內(nèi)部信息的分層次、有序性、開(kāi)放性。自動(dòng)化儀表系統(tǒng)在工業(yè)內(nèi)部要具有全面可互操作性?？刹僮餍允欠謱哟蔚?，最基本的是控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)儀表表層的聯(lián)系，上一層是控制系統(tǒng)維護(hù)與生產(chǎn)設(shè)備診斷信息，在高一層是企業(yè)管理信息的客戶(hù)操作。整體信息化至少要實(shí)現(xiàn)可互操作。不同層級(jí)實(shí)現(xiàn)可互操作的技術(shù)和方法是不完全一樣的。在控制系統(tǒng)中就要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的程序設(shè)置，讓全局信息整合至少要使企業(yè)各層之間的信息交換無(wú)障礙。儀表的用戶(hù)企業(yè)由于貼近生產(chǎn)過(guò)程和應(yīng)用，一些用戶(hù)組織對(duì)自動(dòng)化儀表的應(yīng)用提出許多要求，制訂了一些團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，需要不斷地完善。
3.3 注意自動(dòng)化控制性能實(shí)際安全方面的不足，一直以來(lái)安全都是備受關(guān)注的話題，而自動(dòng)化控制主要看中的安全不足是要看其功能方面的安全問(wèn)題。近年來(lái)，大量經(jīng)過(guò)功能安全認(rèn)證的儀表已經(jīng)推向市場(chǎng)。
所以，功能安全儀表，不單單是使用在需要安全的系統(tǒng)中，對(duì)于整體功能和安全的驗(yàn)證也是起到了質(zhì)量的驗(yàn)證作用的。想要在競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地，那些儀表的制造者就會(huì)對(duì)于其各項(xiàng)功能和安全不斷的研究，也就是20世紀(jì)開(kāi)始，不斷看重研究的重要性，使儀表的質(zhì)量有了很大的提高，但是因?yàn)橐恍┛尚行缘幕緮?shù)據(jù)都是制造者本身得到的，對(duì)用戶(hù)的公信力較低，因此只有很少企業(yè)將可行性的定量數(shù)據(jù)公布出來(lái)。所以可行性對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是經(jīng)驗(yàn)性的、模糊的，人們更愿意相信品牌。
3.4 重視系統(tǒng)維護(hù)與儀表診斷。不管怎么樣的企業(yè)對(duì)于安全和質(zhì)量都是有很高需求的，那么系統(tǒng)的維護(hù)能力和儀表的判斷能力必然會(huì)受到客戶(hù)，生產(chǎn)商和實(shí)際設(shè)計(jì)人員的重視。我們可以把系統(tǒng)維護(hù)與儀表診斷劃分為四個(gè)層次:生產(chǎn)流程的診斷、生產(chǎn)裝備的診斷、自動(dòng)化控制系統(tǒng)的診斷、現(xiàn)場(chǎng)儀表的診斷。
生產(chǎn)流程的診斷，在實(shí)際中看它是不屬于自動(dòng)化儀表的范圍內(nèi)的，但其診斷的相關(guān)內(nèi)容的互換是與自動(dòng)化儀表有關(guān)的。我們可以看到自動(dòng)化整個(gè)管理控制的系統(tǒng)判斷產(chǎn)品很快，能力也在提高。
3.5 要求自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。工業(yè)無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展是可以看見(jiàn)的，它作為自動(dòng)化儀表領(lǐng)域的一份子，最重要的體現(xiàn)了幾問(wèn)題：首先，不同的技術(shù)方案，而每一種計(jì)劃又有自己的對(duì)象和使用范圍，在一定的部分里很有優(yōu)勢(shì)；其次，參加進(jìn)來(lái)的團(tuán)體不斷的增多。例如學(xué)校、研究團(tuán)體、相關(guān)的企業(yè)等等；第三，它有自己專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)；第四，呈現(xiàn)了很多種的無(wú)線試驗(yàn)系統(tǒng)，側(cè)量的樣品、為企業(yè)開(kāi)發(fā)無(wú)線產(chǎn)品的無(wú)線模塊很多，模塊又大多數(shù)是整個(gè)無(wú)線技術(shù)的擁有者。
3.6 控制網(wǎng)絡(luò)。目前我國(guó)規(guī)模大的工程項(xiàng)目很多，而使用現(xiàn)場(chǎng)總線儀表的總數(shù)和實(shí)際用的范圍都是在國(guó)際上數(shù)一數(shù)二的。然而雖然大部分工程使用了這樣的先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)，但是其實(shí)際的使用效率卻不高，主要的原因是沒(méi)有完全的使用好其所提供的信息和這方面的服務(wù)。
在控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際分析和開(kāi)發(fā)方面，中國(guó)是與世界接軌的，在IEC涉及工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的幾乎每個(gè)工作組里都有中國(guó)專(zhuān)家，況且那些國(guó)際熱門(mén)的話題討論中國(guó)都給了自己的規(guī)范的意見(jiàn)。實(shí)際上中國(guó)和國(guó)際在控制網(wǎng)絡(luò)的主要范圍里相差的只是產(chǎn)品，無(wú)論是在現(xiàn)場(chǎng)總線智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表方面，還是在系統(tǒng)產(chǎn)品和軟件方面都有差距。這就需要科技和各方面的技術(shù)的提升的。
結(jié)束語(yǔ)
隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)一定會(huì)有更加迅速的發(fā)展，同時(shí)向著智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)奠定更加堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
一、引言
在工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理與決策，從而達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全生產(chǎn)等一些目的。對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)而言，它是自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)、儀器儀表等技術(shù)的綜合集成。其控制系統(tǒng)主要由變頻器、嵌入式微控制器、觸摸屏等部分構(gòu)成。通過(guò)對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的控制，就能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，并提升整個(gè)企業(yè)的安全生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效果。
二、變頻器技術(shù)
1、變頻器基本功能
作為變頻器技術(shù)來(lái)說(shuō)，它是一門(mén)綜合性的技術(shù)，是建立在電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)之上而逐漸發(fā)展起來(lái)的。而變頻器也可以看作是一個(gè)頻率可調(diào)節(jié)器的交流電源。它通過(guò)改變變頻器的輸出頻率，就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的速度控制。只需要改變變頻器內(nèi)部逆變管的開(kāi)關(guān)順序，即可實(shí)現(xiàn)輸出換相，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換。與此同時(shí)，變頻器還具有直流制動(dòng)的功能，不需要增加制動(dòng)控制電路了，就能順利實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。在需要制動(dòng)時(shí)，只要通過(guò)變頻器給電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)直流電壓，利用自己的制動(dòng)回路，將機(jī)械負(fù)載的能量消耗在制動(dòng)電阻上進(jìn)行制動(dòng)即可。變頻器在使用時(shí)，只需要在電網(wǎng)電源和現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)之間接人變頻器和相應(yīng)設(shè)備，不需要對(duì)電動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)本身進(jìn)行大的設(shè)備改造，就可以適用各種工作環(huán)境和工藝要求。另外，變頻器的節(jié)能效果也非常顯著。尤其是對(duì)于工業(yè)中大量使用的二次負(fù)載（風(fēng)機(jī)和泵類(lèi)）來(lái)說(shuō)，當(dāng)用戶(hù)需要的平均流量較小時(shí)，風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速較低，其節(jié)能效果是非常顯著的。
2、變頻器的結(jié)構(gòu)
變頻器的主要任務(wù)是把電壓和頻率恒定的電網(wǎng)電壓，變成電壓和頻率可調(diào)的變頻電源。它的基本結(jié)構(gòu)包括以下四個(gè)部分：
（1）整流電路。主要由三相全波整流橋組成，其作用是對(duì)電網(wǎng)工頻電源進(jìn)行整流，把交流電整流成直流電，并給逆變電路和控制電路提供所要的直流電源。
（2）逆變電路。它是變頻器最主要的部分，也是長(zhǎng)期以來(lái)要解決的核心問(wèn)題。常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式是利用六個(gè)電力電子開(kāi)關(guān)器件組成的三相橋式逆變電路，它的主要作用是在控制電路的控制下，有規(guī)律地實(shí)現(xiàn)逆變器中主開(kāi)關(guān)器件的通與斷，將整流電路輸出的直流電轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都可任意調(diào)節(jié)的交流電。逆變電路的輸出，也就是變頻器的輸出。它主要就是被用硎迪侄緣綞機(jī)的調(diào)速控制。
（3）直流中間電路。它主要是對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行濾波，以保證逆變電路和控制電源能夠得到質(zhì)量較高的直流電源。當(dāng)直流中間電路是用大容量的電解電容濾波時(shí)，變頻器為電壓型變頻器；當(dāng)直流中間電路是用電感很大的電抗器濾波時(shí)，變頻器為電流型變頻器。另外，直流中間電路中有時(shí)還包括制動(dòng)電阻，甚至一些其他輔助電路。
（4）控制電路。它是變頻器核心部分，高性能的變頻器目前已經(jīng)采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行全數(shù)字控制，并采用盡可能簡(jiǎn)單的硬件電路，主要靠軟件來(lái)完成各種功能。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式?？梢酝瓿赡M控制方式難以完成的一些功能。
三、嵌入式微控技術(shù)
（1）基本功能。嵌入式微控制器是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。它以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪，適合應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式微控制器系統(tǒng)通常面向特定應(yīng)用，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)必須考慮特定環(huán)境與系統(tǒng)要求，是一個(gè)發(fā)散的、技術(shù)密集的系統(tǒng)。
（2）結(jié)構(gòu)。嵌入式微控制器系統(tǒng)，它是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)所組成。為了提高系統(tǒng)的執(zhí)行速度和可靠性，它的軟件一般固化在存儲(chǔ)器芯片或微控制器中，而不是存儲(chǔ)在外加的磁盤(pán)載體中。系統(tǒng)是以微控制器為核心，加上外部專(zhuān)用電路和系統(tǒng)軟件，形成的計(jì)算機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)。在一塊芯片上集成了中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和各種輸人輸出（I/O）接口等。它還可包含A/D和轉(zhuǎn)換器D/A直接存儲(chǔ)器傳輸（DMA）通道、浮點(diǎn)運(yùn)算等特殊功能部件。
（3）應(yīng)用范圍。嵌入式微控制器在應(yīng)用數(shù)量上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了各種通用計(jì)算機(jī)。在制造工業(yè)、過(guò)程控制、通信、儀器、儀表、汽車(chē)、船舶、航空、航天、軍事裝備消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品等方面，均是嵌入式微控制器的應(yīng)用領(lǐng)域。在進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，嵌入式微控制器技術(shù)逐漸成熟，并全面展開(kāi)，現(xiàn)已被公認(rèn)為是一種具有良好發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。
四、觸摸屏技術(shù)
（1）功能。人機(jī)界面通常被大家稱(chēng)為觸摸屏，是用戶(hù)利用手指或其他介質(zhì)直接與屏幕接觸，進(jìn)行信息選擇，向計(jì)算機(jī)輸人信息的一種輸入設(shè)備。包含HMI硬件和相應(yīng)的專(zhuān)用畫(huà)面組態(tài)軟件。在工業(yè)上，觸摸屏是首選的接口設(shè)備，連接的主要設(shè)備種類(lèi)是PLC觸摸屏，因其具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，比鍵盤(pán)鼠標(biāo)、軌跡球更具有優(yōu)越性。觸摸屏易于使用、易于掌握、低故障率，是任何其他輸人設(shè)備所無(wú)法比擬的。當(dāng)觸摸屏在惡劣的環(huán)境下工作時(shí)，都不會(huì)造成觸摸屏的損壞。因此，它在工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)中，能夠發(fā)揮著很好的作用與效果。
（2）工作原理。觸摸屏的工作原理是用手指或其他物體觸摸，所觸摸的位置由觸摸屏控制器檢測(cè)，并通過(guò)接口（如RS-232串行口）送到CPU，從而確定輸人的信息。觸摸屏系統(tǒng)一般包括觸摸屏控制器（卡）和觸摸檢測(cè)裝置兩個(gè)部分。其中，觸控屏控制器（卡）的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸摸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它能同時(shí)接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行。觸摸檢測(cè)裝置一般安裝在顯示器的前端，主要作用是檢測(cè)用戶(hù)的觸摸位置，并傳送給觸摸屏控制卡。觸摸屏按照工作原理和傳輸信息的介質(zhì)可分為四種，它們分別為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及表面聲波式觸摸屏。
（3）發(fā)展方向。隨著數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，HMI的功能將越來(lái)越豐富、價(jià)格也會(huì)降低、屏的壽命也將延長(zhǎng)，HMI產(chǎn)品將贏得更加廣闊的發(fā)展空間。
五、結(jié)語(yǔ)
在現(xiàn)代制造領(lǐng)域中，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)，如今已廣泛應(yīng)用于提高工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量和生產(chǎn)設(shè)備的效率，并大大改善了勞動(dòng)條件和強(qiáng)度。隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步與工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的飛速發(fā)展，它還將極大地提高人們對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的預(yù)測(cè)及決策能力，從而進(jìn)一步促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)制造業(yè)的迅猛發(fā)展，其工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)也將會(huì)贏得更加廣闊的發(fā)展前景和空間。
參考文獻(xiàn)：
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1，前言
工業(yè)電氣自動(dòng)化這個(gè)專(zhuān)業(yè)從50年代開(kāi)始在我國(guó)出現(xiàn)并發(fā)展。雖然國(guó)家對(duì)該專(zhuān)業(yè)做了幾次大規(guī)模的調(diào)整，但由于其專(zhuān)業(yè)面寬，適用性廣，一直到現(xiàn)在仍然煥發(fā)著勃勃生機(jī)。工業(yè)自動(dòng)化控制主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)，電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造過(guò)程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。
2.工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1lE C61 13l標(biāo)準(zhǔn)使得編程接口標(biāo)準(zhǔn)化。目前，世界上有200多家PLC廠商，近400種PL C產(chǎn)品，不同產(chǎn)品的編程語(yǔ)言和表達(dá)方式各不相同，IEC61131使得各控制系統(tǒng)廠商的產(chǎn)品的編程接口標(biāo)準(zhǔn)化。IEC6113l同時(shí)定義了它們的語(yǔ)法和語(yǔ)義。這就意味著不會(huì)有其他的非標(biāo)準(zhǔn)的方言。
2.2Windows正成為事實(shí)上的工控標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)微軟的技術(shù)如Windows NT、WindOWSCE和IntemetExplore已經(jīng)正在成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)、語(yǔ)言和規(guī)范。PC和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在商業(yè)和企業(yè)管理中得到普及。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，基于PC的人機(jī)界面已經(jīng)成為主流，基于PC的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點(diǎn)正在被更多的用戶(hù)所采納。
3、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
用電設(shè)備分別安裝在各配電室和電動(dòng)機(jī)控制中心，所要執(zhí)行的信息處理任務(wù)龐大，而維修工作也相對(duì)復(fù)雜。它與熱工系統(tǒng)相比，電氣設(shè)備操作的頻率低，一些系統(tǒng)設(shè)備在維持正常運(yùn)行時(shí)，可以經(jīng)過(guò)好幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)的時(shí)間再操作一次；電氣設(shè)備所需要的保護(hù)裝置要求高，動(dòng)作速度快，一個(gè)保護(hù)動(dòng)作通常要在40ms以?xún)?nèi)完成。電氣設(shè)備的構(gòu)造機(jī)構(gòu)本身具有聯(lián)鎖邏輯較簡(jiǎn)單、操作機(jī)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，而控制方式也主要是廠用電系統(tǒng)，其主要設(shè)備監(jiān)控需要接入DCS系統(tǒng)，如果兩臺(tái)系統(tǒng)一起運(yùn)行，一臺(tái)系統(tǒng)的檢修不得影響另一臺(tái)系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，需要考慮兩臺(tái)機(jī)組DCs電氣控制的模式，保證控制的穩(wěn)定性。根據(jù)電氣設(shè)備的主要特點(diǎn)我們知道，在構(gòu)建ECs時(shí)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、與D Cs的聯(lián)網(wǎng)方式是確保系統(tǒng)高可靠性的關(guān)鍵。除了要保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還要確保運(yùn)行時(shí)各種數(shù)據(jù)處理和信息收集的準(zhǔn)確性，同時(shí)提出相應(yīng)的應(yīng)急措施，確保電氣系統(tǒng)可以在最好的狀態(tài)下運(yùn)行。
4，工業(yè)自動(dòng)控制儀器儀表發(fā)展
工控儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專(zhuān)用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變。
4.1電工儀器儀表。電工儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展長(zhǎng)壽命電能表、電子式電度表、特種專(zhuān)用電測(cè)儀表和電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)管理系統(tǒng)。
4.2科學(xué)測(cè)試儀器?？茖W(xué)測(cè)試儀器重點(diǎn)發(fā)展過(guò)程有分析儀器、環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器。
4.3環(huán)保儀器儀表。環(huán)保儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)品。
4.4儀器儀表。通過(guò)科技攻關(guān)、新品開(kāi)發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平接近國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平。
4.5信息技術(shù)電測(cè)儀器。信息技術(shù)電測(cè)儀器主要發(fā)展電測(cè)儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，綜合自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，新型元器件測(cè)量技術(shù)及測(cè)試儀器，在線測(cè)試技術(shù)，信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)，多媒體測(cè)量技術(shù)以及相應(yīng)測(cè)試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等。
5，工業(yè)自動(dòng)化控制工程設(shè)計(jì)原則
5.1優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。應(yīng)能保證電氣設(shè)備對(duì)于控制方式的要求，保證電氣設(shè)備能發(fā)揮最大的作用，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。其次設(shè)備的安全運(yùn)行，也是設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮的關(guān)鍵，電氣線路應(yīng)有足夠的絕緣距離、絕緣強(qiáng)度、負(fù)荷能力、熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定的裕度；要保證供電和配電的安全運(yùn)行，以及要有可靠的防雷裝置；在滿(mǎn)足電力設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，完善電氣設(shè)備管理。
5.2提高設(shè)備運(yùn)行效率，減少電能的直接或間接損耗我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)首先滿(mǎn)足建筑對(duì)運(yùn)行要求的制定和維護(hù)其安全運(yùn)行的前提下，盡力減少成本，最大程度的降低和減少各種消耗。選用節(jié)能設(shè)備、均衡負(fù)荷、補(bǔ)償無(wú)功、減少線路損耗、降低運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，提高電力設(shè)備的利用率，減少電能的直接或間接損耗。
5.3合理調(diào)整負(fù)荷，提高設(shè)備利用率在滿(mǎn)足建筑物對(duì)使用功能的要求和確保安全的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能提高電能質(zhì)量、合理調(diào)整負(fù)荷、選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)、在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率節(jié)約電能。
6，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展策略
6.1采用統(tǒng)一的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。一個(gè)統(tǒng)一的開(kāi)放平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用有著十分重要的作用，至少這個(gè)平臺(tái)可以支持一個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和使用，在每個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)可以起到積極的作用，這樣，不僅可以減少設(shè)備的消耗和使用成本，還能提高設(shè)備的利用率。統(tǒng)一的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)還應(yīng)滿(mǎn)足用戶(hù)另一個(gè)重要需求即開(kāi)發(fā)平立于最終的運(yùn)行平臺(tái)。
6.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的架設(shè)。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建對(duì)促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展是有積極意義的，而對(duì)于一個(gè)成功完整的自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建也是非常重要的，整個(gè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要保證現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備、計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)之間的信息交流和數(shù)據(jù)傳遞是暢通無(wú)阻的。企業(yè)上級(jí)管理可以利用Internet／Intranet對(duì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)督?，F(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，無(wú)論選擇那種通信主線，所用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)必須可以實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化環(huán)境到控制級(jí)直至元件級(jí)的整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)的通訊。而且，網(wǎng)絡(luò)中還包含了數(shù)據(jù)編輯、系統(tǒng)安全等各個(gè)方面，可以成長(zhǎng)為全集成化的自動(dòng)化系統(tǒng)。
6.3標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口。一個(gè)合格的電氣化系統(tǒng)的另外一個(gè)關(guān)鍵因素在于有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口。我們根據(jù)現(xiàn)代MicrOSOft的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，如Windows2000、OPC、ActiveX*HWin dows CE的發(fā)展和運(yùn)用，不僅縮短了工作時(shí)間和降低了工作費(fèi)用，還便捷了辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)中各個(gè)數(shù)據(jù)和信息的交流共享。在與企業(yè)的MEs系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)連接時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的平臺(tái)自動(dòng)化可以幫助問(wèn)題的解決。使用WindowsNT／2000作為操作系統(tǒng)，還能實(shí)現(xiàn)辦公環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算機(jī)可以在電氣化管理和系統(tǒng)平臺(tái)之間建立接口。標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口還保證了不同程序之間的通訊問(wèn)題，是電氣自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展的主要結(jié)構(gòu)。
7、工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)
工業(yè)自動(dòng)化控制主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。即是工業(yè)控制，或者是工廠自動(dòng)化控制。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)，電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造過(guò)程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。
工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來(lái)了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀(jì)80年代初，隨著改革開(kāi)放的春風(fēng)，國(guó)外先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國(guó)大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“PLC，變頻器，觸摸屏，伺服電機(jī)，工控機(jī)”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國(guó)的制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，為中國(guó)現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。
1 工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表
1.1 PLC（可編程序控制器）
PLC—可編程序控制器的英文為Programmable Logic Controller，1968年美國(guó)GM(通用汽車(chē))公司提出取代繼電器控制裝置的要求
①編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改和調(diào)試程序；?、诰S護(hù)方便，采用插入式模塊結(jié)構(gòu)；③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；⑥成本可與繼電器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；?、呖芍苯佑?15V交流電壓輸入；⑧輸出量為115V、2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等；⑨通用性強(qiáng)，易于擴(kuò)展；⑩用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量至少4kB。
為了實(shí)現(xiàn)通用汽車(chē)提出的要求，第一臺(tái)適合其要求的PLC（可編程序控制器）于1969年在美國(guó)成功制造出來(lái)，自從第一臺(tái)出現(xiàn)之后，隨之，日本、德國(guó)、法國(guó)也相繼開(kāi)始了PLC 的研發(fā)，并得到了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在主要生產(chǎn)PLC 的廠家分別是：德國(guó)西門(mén)子、AEG，日本的三菱、美國(guó)AB，GE法國(guó)的TE公司等。
我國(guó)的PLC研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備、專(zhuān)用設(shè)備引進(jìn)了不少?lài)?guó)外的PLC。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，PLC在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平起到了巨大的作用。
目前，我國(guó)不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無(wú)線電二廠、無(wú)錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門(mén)A-B公司，北京和利時(shí)和杭州和利時(shí)，浙大中控等。
1.2 工控PC
由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣，并且作和維護(hù)人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?；赑C 的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級(jí)的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。
由于PLC受PC控制的威脅最大，所以PLC供應(yīng)商對(duì)PC的應(yīng)用感到很不安。
事實(shí)上，他們現(xiàn)在也加入到了PC控制“浪潮”中。
近年來(lái)，工業(yè)PC在我國(guó)得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來(lái)看，工業(yè)PC主要包含兩種類(lèi) 型：IPC工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如AT96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化對(duì)工業(yè)PC的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和 冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是其他工控機(jī)，而IPC將占據(jù)管理自 動(dòng)化層。國(guó)家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的開(kāi)放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動(dòng)化重大專(zhuān)項(xiàng)，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PC-based控制系統(tǒng)，在3-5年內(nèi)，占領(lǐng)30%(50%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 轉(zhuǎn)貼于
幾年前，當(dāng)“軟PLC”出現(xiàn)時(shí)，業(yè)界曾認(rèn)為工業(yè)PC將會(huì)取代PLC。然而，時(shí)至今日工業(yè)PC并 沒(méi)有代替PLC，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因;另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng)WindowsNT的原因。一個(gè)成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)： 一是所有工作要由一個(gè)平臺(tái)上的軟件完成;二是向客戶(hù)提供所需要的所有東西?？梢灶A(yù)見(jiàn)，工業(yè)PC與PLC的競(jìng)爭(zhēng)將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度 高。工業(yè)PC不可能與低價(jià)的微型PLC競(jìng)爭(zhēng)，這也是PLC市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的一部分。從發(fā)展趨勢(shì)看，控制系統(tǒng)的將來(lái)很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間，這些融 合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。
2 工控行業(yè)儀器儀表發(fā)展
工控儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專(zhuān)用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成 自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；推進(jìn)具有自主版權(quán)自動(dòng)化軟件的商品化。
2.1 電工儀器儀表
電工儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展長(zhǎng)壽命電能表、電子式電度表、特種專(zhuān)用電測(cè)儀表和電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)管理系統(tǒng)。2005年，中低檔電工儀器儀表國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率要達(dá)到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到80%。
2.2 科學(xué)測(cè)試儀器
科學(xué)測(cè)試儀器重點(diǎn)發(fā)展過(guò)程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)所需的汽車(chē)零部件動(dòng)平衡、動(dòng)力測(cè)試及整車(chē)性能檢測(cè)儀、大地測(cè)量?jī)x器、電子速測(cè)儀、測(cè)量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主，到2005年在總產(chǎn)值中占50%～60%。
2.3 環(huán)保儀器儀表
環(huán)保儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)品，2005年技術(shù)水平達(dá)到20世紀(jì)90年代后期國(guó)際先進(jìn)水平，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%～60%，到2010年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上。
2.4 儀器儀表
儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開(kāi)發(fā)出一批適銷(xiāo)對(duì)路、市場(chǎng)效果好的產(chǎn)品，品種占有率達(dá)到70%～80%，高檔產(chǎn)品市場(chǎng)占有率達(dá)60%以上；通過(guò)科技攻關(guān)、新品開(kāi)發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到國(guó)際20世紀(jì)90年代末水平，部分產(chǎn)品接近國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平。
2.5 信息技術(shù)電測(cè)儀器
信息技術(shù)電測(cè)儀器主要發(fā)展電測(cè)儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，綜合自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，新型元器件測(cè)量技術(shù)及測(cè)試儀器，在線測(cè)試技術(shù)，信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)，多媒體測(cè)量技術(shù)以及相應(yīng)測(cè)試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等[1]。
【關(guān)鍵詞】PLC 工業(yè)控制 自動(dòng)化技術(shù) 研究分析
PLC是一種將通訊技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等結(jié)合為一體的數(shù)字運(yùn)算技術(shù)，是一種全新的控制裝置，為現(xiàn)代化的多個(gè)領(lǐng)域自動(dòng)化發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。同時(shí)，PLC的廣泛使用還在很大程度上提升了相關(guān)領(lǐng)域工作的效率，為工作的改良奠定了基礎(chǔ)。PLC在模擬量控制、開(kāi)關(guān)量的控制、定位控制、通訊系統(tǒng)控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)控制等方面，均有著突出的優(yōu)勢(shì)，也正是因?yàn)樯鲜龅脑?，?dāng)前越來(lái)越多的企業(yè)都采用PLC作為企業(yè)控制系統(tǒng)的主要構(gòu)件，為企業(yè)的控制技術(shù)不斷向前發(fā)展和控制手段的全面革新帶來(lái)全新的方式。在實(shí)踐的工作當(dāng)中不僅需要對(duì)PLC的構(gòu)成和實(shí)際功能進(jìn)行綜合性的分析，同時(shí)還需要對(duì)PLC的應(yīng)用加以探討，以改良當(dāng)前存在的缺陷，更好的提升PLC的實(shí)用性和質(zhì)量。
1 PLC功能及構(gòu)成
針對(duì)PLC的基本功能和主要的構(gòu)成加以分析，是開(kāi)展相關(guān)工作的核心環(huán)節(jié)。PLC的構(gòu)成之中包含有電源、中央處理設(shè)備、輸出輸入設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備以及接口電路等等。同時(shí)，PLC系統(tǒng)之中的相關(guān)工作主要是由中央處理器來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制，系統(tǒng)之中的邏輯變量控制、監(jiān)測(cè)控制以及信息的存儲(chǔ)等，則是由存儲(chǔ)裝置來(lái)完成相關(guān)工作。電源主要是由掉電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行控制，備用系統(tǒng)是電源之中的重要組成部分，幫助PLC可以在斷電的情況之下穩(wěn)定的工作。輸入輸出設(shè)備以及接口等，主要是由通訊裝置、鍵盤(pán)和顯示設(shè)備等組成。輸入輸出設(shè)備將電路之中的相關(guān)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理分析，并且通過(guò)數(shù)據(jù)的隔離，轉(zhuǎn)化成為相對(duì)應(yīng)的功能，最后由輸出電路將PLC的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行處理并且放大，實(shí)現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)化，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，全面的實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)和設(shè)備的操作效應(yīng)。
總的來(lái)講，PLC的組成與一般的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)非常的相似，但是由于PLC主要是為工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的，所以，相對(duì)應(yīng)的PLC的功能性、接線的特點(diǎn)以及操作方式，與一般的計(jì)算機(jī)有著較大的差別。在PLC之中微電子技術(shù)有著重要的使用，通過(guò)微電子技術(shù)的數(shù)據(jù)處理，可以按照預(yù)先設(shè)定好的程度和功能，來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備控制。PLC的一個(gè)非常重要的功能是對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，對(duì)工業(yè)設(shè)備和相關(guān)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)、操作、按鈕的工作方式、限位開(kāi)關(guān)的信號(hào)檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)處理等進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)高效的現(xiàn)場(chǎng)操作。另外一個(gè)重要的工作則是PLC自帶的計(jì)時(shí)指令，可以實(shí)現(xiàn)非常高精準(zhǔn)度的技術(shù)控制，其設(shè)定的過(guò)程和操作的方式也相當(dāng)便捷。所以，結(jié)合上述的分析，在實(shí)踐的工業(yè)設(shè)計(jì)和操作過(guò)程當(dāng)中，PLC具有高速、簡(jiǎn)便、易行等特征，可以完成不同的計(jì)數(shù)控制，通過(guò)簡(jiǎn)便的操作，則可以實(shí)現(xiàn)同步的數(shù)據(jù)控制，高效的完成乘方、開(kāi)方、加減乘除等復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算，而這些特點(diǎn)對(duì)于現(xiàn)代化的工業(yè)自動(dòng)化控制和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展有著重大的推動(dòng)作用。
2 PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的運(yùn)用
PLC在當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域之中有著相當(dāng)重要的運(yùn)用。首先是PLC控制開(kāi)關(guān)量，對(duì)于較小的系統(tǒng)來(lái)講，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)或者是接觸器等控制形式已經(jīng)難以滿(mǎn)足實(shí)際工作的需求，而大型的系統(tǒng)由于其組成更加復(fù)雜，所以傳統(tǒng)的繼電器等，更加難以滿(mǎn)足實(shí)踐工作的需求。而在PLC投入使用之后，由于其穩(wěn)定性較強(qiáng)、運(yùn)行的速度快以及維修處理方便等特性，使得產(chǎn)品的質(zhì)量得到了更加堅(jiān)實(shí)的保障，另外還可以大幅度的降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)的成本。在機(jī)床以及現(xiàn)代化的生產(chǎn)線過(guò)程當(dāng)中，運(yùn)用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器，已經(jīng)成為了時(shí)展的必然趨勢(shì)，使用PLC進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化的控制，可以使得各個(gè)部分的圖形和設(shè)計(jì)的方案以更加直觀并且清晰的方式展現(xiàn)出來(lái)，即便存在有相關(guān)問(wèn)題，也可以采用仿真模擬等信號(hào)操作控制，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并且及時(shí)處理，為技術(shù)的不但規(guī)范化改進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。
此外，PLC在控制模擬量之中也有著重要的使用，PLC可以通過(guò)對(duì)對(duì)象的具體特征加以分析，靈活的、快捷的開(kāi)展功能性模塊的重新組合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的高效控制。PLC之中的主要模塊有模擬量控制模塊、輸入輸出模塊、主機(jī)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以及位置控制模塊等幾種類(lèi)型。通過(guò)PLC等相關(guān)技術(shù)的使用，可以完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的有效、準(zhǔn)確控制，對(duì)于儀表的監(jiān)測(cè)和控制，也可以達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)，這是傳統(tǒng)的技術(shù)所難以企及的。當(dāng)前通過(guò)對(duì)技術(shù)的不斷發(fā)展和研究摸索，在實(shí)踐的PLC運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中模塊的控制也有了重大的突破進(jìn)展，通過(guò)對(duì)模擬量模塊和PLC的重新結(jié)合，可以使得系統(tǒng)的操作精準(zhǔn)度進(jìn)一步提升，此外通過(guò)技術(shù)的使用，還可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的降溫、保溫以及升溫，為現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝全面改進(jìn)帶來(lái)了可能。
3 PLC發(fā)展趨勢(shì)
PLC在今后將有著重要的發(fā)展，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，PLC的容量將進(jìn)一步提升，并且處理的速度將全面加快，品種也將呈現(xiàn)出多樣化的特征。此外，PLC的智能化模塊數(shù)量和規(guī)模必將不斷增加，變成的語(yǔ)言更加高級(jí)，相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的品種更加齊全，進(jìn)而可以滿(mǎn)足今后工業(yè)自動(dòng)化處理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，根據(jù)對(duì)PLC相關(guān)技術(shù)進(jìn)行綜合性的分析，從實(shí)踐的角度出發(fā)對(duì)PLC的主要性質(zhì)和基本特點(diǎn)加以論述，同時(shí)對(duì)PLC的基本構(gòu)成、主要的功能以及應(yīng)用的特征等進(jìn)行了綜合性的探討，旨在不斷促進(jìn)PLC相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的提升，為現(xiàn)代化的工業(yè)設(shè)計(jì)工作不斷改良奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)踐的工作當(dāng)中不僅需要對(duì)PLC的構(gòu)成和實(shí)際功能進(jìn)行綜合性的分析，同時(shí)還需要對(duì)PLC的應(yīng)用加以探討，以促進(jìn)技術(shù)的成熟及完善。
參考文獻(xiàn)
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工業(yè)自動(dòng)化控制主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造過(guò)程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來(lái)了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀(jì)80年代初，隨著改革開(kāi)放的春風(fēng)，國(guó)外先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國(guó)大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“PLC、變頻器、觸摸屏、伺服電機(jī)、工控機(jī)”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國(guó)的制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，為中國(guó)現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。
一、工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表
1.PLC（可編程序控制器）
PLC――可編程序控制器，英文為Programmable Logic Controller，1968年美國(guó)GM（通用汽車(chē)）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，為了實(shí)現(xiàn)通用汽車(chē)提出的要求，第一臺(tái)適合其要求的PLC（可編程序控制器）于1969年在美國(guó)成功制造出來(lái)，自從第一臺(tái)出現(xiàn)之后，隨之，日本、德國(guó)、法國(guó)也相繼開(kāi)始了PLC的研發(fā)，并得到了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在主要生產(chǎn)PLC的廠家分別是：德國(guó)西門(mén)子、AEG，日本的三菱、美國(guó)AB，GE、法國(guó)的TE公司等。
我國(guó)的PLC研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備、專(zhuān)用設(shè)備引進(jìn)了不少?lài)?guó)外的PLC。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，PLC在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平起到了巨大的作用。
2.工控PC
由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣，并且作和維護(hù)人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?；赑C的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級(jí)的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。近年來(lái)，工業(yè)PC在我國(guó)得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來(lái)看，工業(yè)PC主要包含兩種類(lèi)型：IPC工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如AT96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化對(duì)工業(yè)PC的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是其他工控機(jī)，而IPC將占據(jù)管理自動(dòng)化層。
二、工控行業(yè)儀器儀表發(fā)展
工控儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專(zhuān)用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；推進(jìn)具有自主版權(quán)自動(dòng)化軟件的商品化。
三、數(shù)控技術(shù)向智能化、開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展
從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過(guò)了51年的歷程。近10年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種不同層次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，發(fā)展很快。目前正朝著標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的方向前進(jìn)。就結(jié)構(gòu)形式而言，當(dāng)今世界上的數(shù)控系統(tǒng)大致可分為4種類(lèi)型：1.傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)；2.“PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)；3.“NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)；4.SOFT型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的總體發(fā)展趨勢(shì)是：新一代數(shù)控系統(tǒng)向PC化和開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；增強(qiáng)通信功能，向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展；數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。
四、工業(yè)控制軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展
工業(yè)控制軟件將從人機(jī)界面和基本策略組態(tài)向先進(jìn)控制方向發(fā)展。
先進(jìn)過(guò)程控制APC（Advanced Process Control）目前還沒(méi)有嚴(yán)格而統(tǒng)一的定義。一般將基于數(shù)學(xué)模型而又必須用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的控制算法，統(tǒng)稱(chēng)為先進(jìn)過(guò)程控制策略。如：自適應(yīng)控制；預(yù)測(cè)控制；魯棒控制；智能控制（專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）等。
在未來(lái)，工業(yè)控制軟件將繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開(kāi)放性方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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