工業自動化控制系統中計算機技術的使用

何偉

摘 要 隨著我國經濟社會的不斷發展，科學技術的日新月異，企業對工業自動化的程度也提出更高的要求。自動化控制系統的優化，需要計算機技術的支持，從而推動我國工業智能化、網絡化、標準化和開放性的方向發展。本篇主要探究計算機技術在工業自動化控制系統中的應用。

【關鍵詞】工業自動化 控制系統 計算機技術

工業自動化就是以工業生產各種參數為控制目的，實現生產過程中的各個環節的自動化控制，自動化控制系統是工業發展歷程中的里程碑的意義。工業自動化控制系統是當今科學發展階段的產物，該系統的優化與完善直接依賴于計算機技術的創新和改革。工業企業應充分利用計算機技術不斷優化工業自動化控制系統，從而整體上提升企業的競爭實力。

1 工業自動化控制系統的概述

1.1 工業自動化技術

工業自動化技術是一門綜合性技術，其包含綜合運用控制技術、電子技術、儀器儀表以及相關控制工業的工藝技術等多方面的綜合體，該技術是支持對工業的生產過程進行檢測、控制、管理、調度和決策的主要技術之一。該技術的應用主要是實現工業生產中增加產值、降低成本、減少污染、節約能源等目標。工業自動化技術的運用可以有效優化企業的生產結構、提升企業的綜合實力和治理工業高污染、高耗能的有效策略。

1.2 自動化控制系統的概述

自動化控制系統是工業自動化和智能化的實現過程起到關鍵性的作用。控制系統在工業生產過程中起到監控生產和生產環境的作用。自動化控制系統接收從生產線上通過傳感器將生產過程中的各個數據信息，然后按照工人在設備運轉前設置的相關數據進行識別和控制，并反饋不同的生產狀態。例如生產線上出現產品生產故障或不合格產品，自動化控制系統就會控制生產線降速或停止、發出警報等信息傳遞到主機。

2 計算機技術的應用

21世紀是信息飛速發展的時代，計算機技術的發展也日新月異，計算機技術的進步推動工業自動化的進一步完善，如何充分利用計算機技術已成為工業自動化進步的關鍵。

2.1 PLC控制技術在工業自動化中的應用

PLC在工業自動化控制系統中不僅僅具有邏輯控制的功能，還具有數據處理、通信和網絡功能。PLC具有體積小、組裝和維修便捷、編程簡易、可靠性高、抗干擾能力強等優勢，使其能夠在工業自動化系統中高效應用。在工業自動化系統中的應用主要體現在以下幾個方面：

2.1.1 用于開關邏輯的控制

這一功能完全代替繼電器的作用，實現工業生產的邏輯控制或順序控制，并且可以實現多機群的控制和自動流水線的控制；

2.1.2 工業生產過程的控制功能

PLC控制技術對工業生產過程中的環境進行精確控制，即對溫度、濕度、壓力等環境物理量進行控制，實現工業生產按照工作人員設置的數據進行運轉，保障生產的安全性和流暢性。例如冶金、化工以及熱處理等工業的生產過程已經成功引入PLC控制技術進行自動化控制；

2.1.3 運動控制的功能

PLC控制技術很早以前就被應用在運動控制領域，現今已經精準控制直線運動或圓周運動等。我國通常使用運動控制模塊，將其應用在機床、機器人、電梯等工業生產；

2.1.4 數據處理功能

PLC控制技術本身具有數據傳輸、轉換、排序和數學運算等功能，很好的實現工業生產中數據信息的采集、分析和處理。例如常被應用于造紙、冶金和視頻等工業；

2.1.5 通信和聯網功能

這一功能不僅僅是PLC設備與PLC設備之間的通信，還能夠實現PLC設備與其它智能設備之間的通信，更適應于工業自動化控制系統內部的通信。

2.2 DCS計算機控制技術的應用

DCS計算機控制技術即4C技術又稱之為集散控制系統，它是在傳統的計算機控制系統的基礎上改進發展而來，其主要是由計算機、通訊、顯示和控制組成，是在微型計算機的局域網的環境下運轉，是一個高效、安全、精準的控制系統，包括過程控制和過程監控兩部分。70年代中后期，我國主要的電力、石化、建材和冶金等領域全部引進的國外先進的技術，經過幾十年的研究創新，我國已經成功實現DCS控制系統的普及。

我們以火電廠中DCS控制系統的應用舉例說明我國DCS控制系統的發展現狀。當下我國DCS控制系統分為層次分布型系統和水平分布型系統，該系統在工業自動化控制系統中局部子系統出現故障，其余的子系統仍可以繼續工作，彼此是一個相互獨立的個體，即彼此之間存在通信障礙。一方面火電廠運用DCS控制系統實現AGC系統的投入，增加自動投入率，應用先進的控制策略，為預測檢修提供運行數據和狀態，為MIS系統提供實時數據等目的；另一方面是PLC引入將DCS控制系統。通過串形通訊技術實現PLC控制系統與DCS控制系統的結合，利用PLC接口實現兩者的鏈接。兩者的結合實現火電廠自動化控制系統的更為高效、精準、安全的控制。

2.3 FCS系統技術的應用

隨著3C技術的發展，過程控制系統逐漸由DCS控制系統向FCS現場總線控制系統發展。FCS現場總線控制系統PID控制分散到現場設備中，從而實現全分散、全數字化、全開放和相互操作的新型工業自動化控制系統。FCS系統技術的開發促進工業自動化控制系統的改革。

從某種程度而言，FCS系統是遠程I/O發展而來，該系統的應用依賴智能化儀表和智能化設備的發展，從而建立開放性和標準化的FCS系統。現場總線的應用實現工廠現場設備互聯、現場通信網絡和互操作功能，建立開放式互聯網絡，即不同工廠的設備可以相互傳遞數據信息，實現多廠家的控制功能，并將功能塊分散到現場各個儀表總執行。目前我國該系統并沒有真正的實施，現今該系統僅僅應用于DCS系統控制站與遠程I/O站之間的通信和DCS系統現場控制站的I/O網絡等。

3 結束語

綜上所訴，當今我國科學技術飛速發展為工業自動化控制系統的發展創建良好的發展環境。我國工業自動化控制系統中計算機技術應用的發展是從集中式數字到集散控制系統（DCS），再到如今逐漸向現場總線控制系統（FCS）方向發展。未來，計算機技術進步支持工業自動化控制系統的也逐漸向智能化、標準化、網絡化和開放性的方向發展，從而提高工業生產效率和安全性能和降低生產成本和耗能，提升我國工業生產的綜合實力。

參考文獻

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作者單位

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