工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)虛擬化技術(shù)應(yīng)用

韓蕙陽(yáng) 韓凌鷗

摘 要：當(dāng)前工業(yè)技術(shù)的發(fā)展革新，促使工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)虛擬技術(shù)已經(jīng)不斷融入了工業(yè)生產(chǎn)加工中。近年來，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的虛擬技術(shù)應(yīng)用廣泛，基于生產(chǎn)加工、企業(yè)成本降低等方面提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，并在一定程度上減輕了工業(yè)生產(chǎn)的能耗。文章的研究結(jié)合工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)控制中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用加以探討，并提出進(jìn)一步的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng);虛擬化技術(shù);應(yīng)用

一、 引言

工業(yè)化自動(dòng)控制和我國(guó)當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，現(xiàn)如今關(guān)于工業(yè)化自動(dòng)控制虛擬技術(shù)應(yīng)用的研究相對(duì)來說較少，主要原因在于現(xiàn)如今我國(guó)工業(yè)化自動(dòng)控制的技術(shù)在不斷地革新。但關(guān)于虛擬技術(shù)的融入工業(yè)自動(dòng)系統(tǒng)以及自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面的研究較為缺乏，需要進(jìn)一步深入研究融合plc變頻器、觸屏器、工控機(jī)等多種產(chǎn)品，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，提高工業(yè)生產(chǎn)效率。

二、 虛擬技術(shù)概述

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，虛擬技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，虛擬技術(shù)不是單一的簡(jiǎn)單流程，而是更為復(fù)雜科學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。虛擬技術(shù)最早發(fā)源于機(jī)械工程，伴隨著機(jī)械軟件應(yīng)用的不斷普及。人們開始采用一種仿真化、虛擬化的技術(shù)來有效提高生產(chǎn)效率。現(xiàn)如今最常見的如虛擬硬盤、虛擬光驅(qū)都是通過虛擬技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)化計(jì)算機(jī)的資源配置，有效促進(jìn)磁盤CPU內(nèi)存等多種操作環(huán)境的實(shí)現(xiàn)，借助虛擬技術(shù)，通過物理資源等形式對(duì)于工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，并將所需要的相關(guān)資源進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解重組布局，有效促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展和推進(jìn)。除此之外，虛擬技術(shù)的應(yīng)用能夠提高生產(chǎn)力和資源的整合，在未來的無人機(jī)、無人汽車和機(jī)械生產(chǎn)中都可以得到廣泛的應(yīng)用。

三、 工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)虛擬技術(shù)的具體運(yùn)用

（一）工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)生產(chǎn)是我國(guó)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，同時(shí)也是保障我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的關(guān)鍵。改革開放以來技術(shù)的革新，工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在不斷地調(diào)整。新時(shí)期下傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)被逐漸信息化和數(shù)控化方向取代。目前來看工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)不再是單一片面的簡(jiǎn)單流程，更形成了科學(xué)合理的布局。通過中央控制平臺(tái)結(jié)合數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)和電動(dòng)化技術(shù)，能夠有效促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的加工與運(yùn)行。自動(dòng)化體系中結(jié)合具體的生產(chǎn)情況和加工狀況，可以利用自動(dòng)化水準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，降低人工投入成本，極大緩解工作壓力，使人從煩瑣的工作中解脫出來，并進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)進(jìn)程，促進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

（二）工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中虛擬技術(shù)的設(shè)計(jì)

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀中，虛擬技術(shù)的融入先從軟件層面入手，可以建立起虛擬區(qū)，通過技術(shù)系統(tǒng)的操作，實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)的融合。包含了計(jì)算機(jī)軟件控制系統(tǒng)，借助虛擬技術(shù)可以將原有的操作系統(tǒng)呈現(xiàn)出虛擬化的模式。并借助虛擬前、虛擬后不同的物理計(jì)算和對(duì)比，規(guī)避自動(dòng)軟件對(duì)其物理計(jì)算機(jī)的依賴，有效提升軟件的可移植性。

（三）工業(yè)傳動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳動(dòng)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程的關(guān)鍵結(jié)合，計(jì)算機(jī)編程觸摸屏等相關(guān)指令和參數(shù)能夠有效發(fā)揮自動(dòng)化控制體系的建設(shè)與發(fā)展。此次研究過程中，通過工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的支持，能夠保證工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，結(jié)合實(shí)際的需求，利用電子傳動(dòng)控制體系或是自動(dòng)調(diào)節(jié)體系，配置大量的交流進(jìn)線與出線、電抗裝置，加快熔斷裝置，有效促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的控制與運(yùn)行。譬如首先建立起定期控制事故局，包括工程工作站的相應(yīng)設(shè)備的鏈接，布置操作室，包括操作臺(tái)、模擬機(jī)臺(tái)和輻射高溫終端，HML等利用光纖和電氣式連接，布置好現(xiàn)場(chǎng)。借助plc技術(shù)，采用光纖進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，借助嗯虛擬技術(shù)，輔助電熱傳感器，高溫劑等相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行連接。

（四）自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

虛擬技術(shù)應(yīng)用中自動(dòng)監(jiān)控設(shè)計(jì)極為常見，實(shí)現(xiàn)了多操作系統(tǒng)與能源的降低，以電氣自動(dòng)化為準(zhǔn)的監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合智能中央控制器傳感器、數(shù)字安裝系統(tǒng)。通過自動(dòng)控制生產(chǎn)線和感應(yīng)裝置的安置，對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)控的數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)反映到智能中央控制平臺(tái)會(huì)，對(duì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行處理和分析。建立起報(bào)警系統(tǒng)、備份管理系統(tǒng)、溫度曲線系統(tǒng)和物料追蹤系統(tǒng)等多種系統(tǒng)，能夠有效促進(jìn)自動(dòng)控制體系的設(shè)計(jì)，提高工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的效率。

（五）工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)虛擬技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際

結(jié)合工業(yè)控制領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在部分領(lǐng)域中虛擬技術(shù)的運(yùn)用能夠有效打破操作系統(tǒng)與硬件的相互依賴，通過封裝操作系統(tǒng)到虛擬機(jī)技術(shù)，建立起較為強(qiáng)大的安全和故障隔離機(jī)制。結(jié)合具體的實(shí)際應(yīng)用實(shí)踐來看，需要做好虛擬技術(shù)的選擇，目前主流的虛擬化解決方案有VMWare vSphere、MicroSoft Hyper-V、KVM等。在選擇好虛擬系統(tǒng)之后，借助存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)于本地，并在每個(gè)節(jié)點(diǎn)給虛擬機(jī)安裝操作系統(tǒng)，依據(jù)常規(guī)方式在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上傳操作系統(tǒng)的ISO進(jìn)項(xiàng)，讓所有虛擬機(jī)可以讀取共享，即便不需要較高的配置，只需要一定的磁盤存儲(chǔ)量就能達(dá)到對(duì)于數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和記錄。除此之外建立起共享、存儲(chǔ)模式和相應(yīng)的存儲(chǔ)方案，實(shí)際應(yīng)用過程中可以借助有效促進(jìn)系統(tǒng)的儲(chǔ)存，并建立起系統(tǒng)虛擬化的應(yīng)用。具體的好處包括系統(tǒng)架構(gòu)變得更加簡(jiǎn)單，代替了原本操作站的工控器，需要維護(hù)的工控器和服務(wù)器，能夠有效擴(kuò)展實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目，增加新的設(shè)備和新的信號(hào)，不需要額外購(gòu)買物理計(jì)算機(jī)，也不需要進(jìn)行網(wǎng)線輻射等工作能夠有效促進(jìn)工業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

四、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，工業(yè)自動(dòng)化控制體系中虛擬技術(shù)的運(yùn)用，能夠借助虛擬技術(shù)、工業(yè)傳動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)等多方面建立工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，提高工業(yè)自動(dòng)系統(tǒng)控制的效率和水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭瑜.分布式開放軟件開發(fā)技術(shù)之工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用綜述（五）單內(nèi)核技術(shù)的崛起[J].智慧工廠，2019（6）：16-18.

[2]郝任義.工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中機(jī)器人及PLC的集成控制研究[D].秦皇島：燕山大學(xué)，2018.

作者簡(jiǎn)介：

韓蕙陽(yáng)，韓凌鷗，沈陽(yáng)來金汽車零部件有限公司。