淺議工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)

王君

【摘 要】工業(yè)自動(dòng)化是現(xiàn)代先進(jìn)工業(yè)科學(xué)的核心技術(shù)，是工業(yè)現(xiàn)代化的物質(zhì)基石，是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。文章主要介紹了我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。分析了其結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，并對(duì)電氣自動(dòng)化今后的發(fā)展趨勢(shì)做了些探討。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制：特點(diǎn)；原則；趨勢(shì)

【中圖分類號(hào)】F407 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0153-01

1、前言

工業(yè)電氣自動(dòng)化這個(gè)專業(yè)從50年代開始在我國(guó)出現(xiàn)并發(fā)展。雖然國(guó)家對(duì)該專業(yè)做了幾次大規(guī)模的調(diào)整，但由于其專業(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)定義了它們的語法和語義。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以內(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。科學(xué)測(cè)試儀器重點(diǎn)發(fā)展過程有分析儀器、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。通過科技攻關(guān)、新品開發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平接近國(guó)外同類產(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；在滿足電力設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，通過先進(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)的過程中，應(yīng)首先滿足建筑對(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)開發(fā)平臺(tái)。一個(gè)統(tǒng)一的開放平臺(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)開發(fā)平臺(tái)還應(yīng)滿足用戶另一個(gè)重要需求即開發(fā)平臺(tái)獨(dú)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)來說，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。現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，無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題，是電氣自動(dòng)化未來發(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)

可以利用電氣自動(dòng)化來改變現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，節(jié)約有效的資源，降低成本費(fèi)用，以此來獲得更好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。大力發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)，可以將我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)使用提高到一定的水平，縮短與世界大國(guó)的發(fā)展距離，實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著十分重要的作用。規(guī)范我國(guó)自動(dòng)化控制技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、規(guī)范化生產(chǎn)。工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)就是現(xiàn)代分布式、開放式的信息化。

8、結(jié)束語

實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)，是我們對(duì)未來發(fā)展的展望。現(xiàn)代市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，為了從價(jià)格上贏得優(yōu)勢(shì)，工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)要吸取先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)提供條件。同時(shí)，將科學(xué)發(fā)展觀作為前進(jìn)的基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想，根據(jù)每個(gè)地區(qū)的部門的實(shí)際情況，總結(jié)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，改變傳統(tǒng)的發(fā)展觀念，尋找一條合適的發(fā)展道路。