工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程可能出現(xiàn)的問題及優(yōu)化對策

陳琛

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)發(fā)展的步伐日益加快，工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)開始向自動(dòng)化方向發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中不斷發(fā)展并被長期應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)過程中起到了關(guān)鍵的作用，極大的提高了生產(chǎn)率，但對設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程來說，自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有普遍性和規(guī)律性。本文描述了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中存在的風(fēng)險(xiǎn)并提出相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制系統(tǒng)、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程、對策

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，已成為確保現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的必不可少的工具，為工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化提供了夯實(shí)的基礎(chǔ)，為提高工業(yè)生產(chǎn)效率、加強(qiáng)工業(yè)生產(chǎn)的安全性與可靠性，久必須研究自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中存在的問題并提出有效的措施解決

1.工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的概念

工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)是相對人工控制概念而言的。一般是指在沒有人直接參與的情況下，利用各類自動(dòng)控制的系統(tǒng)裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。這種自動(dòng)控制能夠自主調(diào)節(jié)、檢測機(jī)器設(shè)備、儀表，能夠有效的增加工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動(dòng)成本并保障生產(chǎn)安全。

2.自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用過程中存在的問題

2.1系統(tǒng)硬件應(yīng)用存在的問題

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在系統(tǒng)硬件方面的風(fēng)險(xiǎn)問題主要包括以下幾個(gè)方面：

(1) 生物環(huán)境可能帶來的危害：系統(tǒng)所處環(huán)境里存在的可能對自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響和威脅的各種生物危險(xiǎn)源。例如在一定的溫度條件下，霉菌就會腐蝕系統(tǒng)設(shè)備，生活中常見的老鼠也會啃咬控制系統(tǒng)設(shè)備的導(dǎo)線。

(2) 化學(xué)環(huán)境可能帶來的危害：由于化學(xué)污染而造成的腐蝕系統(tǒng)設(shè)備的情況。生活中，工業(yè)生產(chǎn)過程中對自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行大量的運(yùn)用都會造成不同程度的化學(xué)污染，嚴(yán)重的化學(xué)污染將會直接影響到控制系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行。

(3) 物理環(huán)境可能帶來的危害：系統(tǒng)設(shè)備被重物擠壓、設(shè)備配件超出其所承受的壓力、材料出現(xiàn)老化、發(fā)生過熱現(xiàn)象等問題。

2.2系統(tǒng)軟件應(yīng)用存在的問題

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在軟件方面存在的問題主要包括兩個(gè)方面：

(1) 自動(dòng)化控制系統(tǒng)本身是否安裝有殺毒軟件、防火墻等相關(guān)的防護(hù)軟件，以及是否采取其他必要的安全防護(hù)措施。

(2) 自動(dòng)化系統(tǒng)是否對重要數(shù)據(jù)做了保存?zhèn)浞荩用芴幚砘蛟L問權(quán)限。目的是能夠有效的阻止一些非法用戶獲取數(shù)據(jù)信息的行為，因此為達(dá)到這一目的就必須嚴(yán)格要求施工人員的技術(shù)和專業(yè)素質(zhì)以通過適應(yīng)的軟件對控制系統(tǒng)做好安全防護(hù)工作。

2.3人為因素引起的風(fēng)險(xiǎn)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用過程中由于操作人員的操作和管理不當(dāng)以及操作人員的素質(zhì)或操作人員的疏忽也會帶來危害。

(1) 操作人員的操作問題。影響控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的其中一個(gè)人為因素就是操作人員的操作是否準(zhǔn)確、得當(dāng)，如果操作人員的操作失誤便會直接影響控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為保證操作人員操作規(guī)范，防治危害發(fā)生可以對操作人員展開技能培訓(xùn)。

(2) 操作人員的個(gè)人素質(zhì)。操作人員在掌握技術(shù)規(guī)范的同時(shí)還掌握許多機(jī)密的信息數(shù)據(jù)，一旦這些數(shù)據(jù)被泄漏或者非法處理，就會帶來巨大的損失。因此為保證信息數(shù)據(jù)的安全性就必須定期開展思想教育活動(dòng)，樹立員工的責(zé)任感。

(3) 操作人員的失誤。在施工人員的操作過程中難免會出現(xiàn)一些無法避免的問題，對于這種情況只能通過長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來解決以盡可能的減小危害發(fā)生的可能性。

3.自動(dòng)化控制系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的有效控制策略

電磁干擾是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中最難控制和把握的風(fēng)險(xiǎn)因素，因電磁場無法感知且不易確定，大多來源于空間和控制系統(tǒng)內(nèi)外的暫態(tài)過程，因此對電磁干擾的來源進(jìn)行分析并制定有效控制電磁干擾的側(cè)率尤為重要。

3.1自動(dòng)化控制系統(tǒng)中電磁干擾的來源分析

3.1.1在空間內(nèi)分布的大量電磁干擾。出現(xiàn)這一情況的原因主要是由電力網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備內(nèi)部的電流而產(chǎn)生的電磁場，包括家用設(shè)施、廣播電視、工業(yè)設(shè)備等。電磁干擾主要有兩種形式，一是電磁輻射產(chǎn)生的直接干擾；二是輻射控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)后對控制系統(tǒng)產(chǎn)生的間接干擾。

3.1.2通過控制系統(tǒng)外引線產(chǎn)生的電磁干擾。自動(dòng)化控制系統(tǒng)無法單獨(dú)運(yùn)行工作，就需要借助一些設(shè)施設(shè)備如電源、輔助設(shè)備及特定的數(shù)據(jù)通道等的配合，而這些外界設(shè)備的接入過程中也很可能對控制系統(tǒng)產(chǎn)生輻射干擾，即我們通常所說的傳導(dǎo)干擾。

3.2自動(dòng)化控制系統(tǒng)中有效控制電磁干擾的策略

電磁干擾在自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作時(shí)發(fā)生的概率很大，因此操作人員可以采取以下措施確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠盡可能避免電磁干擾的影響，

3.2.1選擇性能穩(wěn)定、質(zhì)量過關(guān)的電源。因?yàn)樵谧詣?dòng)化控制系統(tǒng)中電源的干擾主要是因?yàn)殡娫瘩詈显斐傻模栽谶x擇電源時(shí)必須確有良好的隔離性能，但如今的隔離電源抑制和隔離的效果并不理想，所以可以用多次隔離技術(shù)和屏蔽技術(shù)等手段達(dá)到最大程度地降低電源干擾問題。

3.2.2選擇科學(xué)合理的電纜線與電纜敷設(shè)方式。通過這一舉措可以有效的降低因?yàn)樾盘柧€而產(chǎn)生的電磁干擾，實(shí)施過程中主要注意兩個(gè)方面。第一是電纜屏蔽問題，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，可以通過銅帶鎧裝屏蔽電力電纜來降低電纜干擾。第二是可以使用分層進(jìn)行電纜敷設(shè)的方法來阻止信號線和動(dòng)力線因平行敷設(shè)產(chǎn)生的干擾，實(shí)現(xiàn)電磁隔離的目的。

3.2.3硬件的濾波及軟件的應(yīng)用。電磁本省具有復(fù)雜性和極大的影響力，單純的硬件處理已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到效果，所以還需要對軟件進(jìn)行處理以保證自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。如對參考點(diǎn)電位進(jìn)行校正，采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn)可有有效的解決電位漂移問題；對軟件進(jìn)行保護(hù)設(shè)置。

4.結(jié)束語：

綜上所述，工業(yè)生產(chǎn)過程中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題可以歸納為由控制系統(tǒng)的工作環(huán)境、人為因素以及設(shè)備與相關(guān)附屬設(shè)施的質(zhì)量問題造成的，因此只需要企業(yè)操作管理人員、技術(shù)開發(fā)人員認(rèn)真對待工作，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程以及施工管理規(guī)范并提高工作責(zé)任感以及創(chuàng)新技術(shù)方法，如研究制作隔離性能更強(qiáng)的電源，就可以有效的避免和預(yù)防自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題。

5.參考文獻(xiàn)：

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6.作者簡介

陳琛（1981.11—），男 ，蘭州人，蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士研究生，主要研究方向：生產(chǎn)過程自動(dòng)控制、化工儀表、智能儀表、PLC控制(S7-200)，單片機(jī)控制(AT89S51、AVR)，自動(dòng)控制算法與仿真。