發(fā)布時(shí)間：2022-08-03 19:18:30
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的工業(yè)自動(dòng)化控制樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)；自動(dòng)化；控制；趨勢(shì)
工業(yè)自動(dòng)化是一個(gè)具有很高的綜合性的工業(yè)控制過程，主要是集自動(dòng)控制原理、儀器儀表理論、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)信息等為一體，各個(gè)組成部分協(xié)調(diào)工作，對(duì)實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的檢測(cè)、監(jiān)督和控制，從而實(shí)現(xiàn)決策的優(yōu)化和調(diào)度，并達(dá)到提高工業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量的目的，另外還能夠大大的降低工業(yè)生產(chǎn)的消耗，提高工業(yè)生產(chǎn)的安全性。自上世紀(jì)以來，工業(yè)自動(dòng)化控制就作為一項(xiàng)非常重要的技術(shù)在很多領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用，它能夠有效的解決工業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品之間一致性的難題。
1.工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀
目前世界上工業(yè)自動(dòng)化控制的主要控制系統(tǒng)有三種，即PLC控制系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)和工業(yè)PC控制系統(tǒng)，下面從這三個(gè)控制系統(tǒng)詳細(xì)的介紹一下工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀。
1.1 工業(yè)自動(dòng)化控制的PLC控制系統(tǒng)
自從工業(yè)自動(dòng)化控制被作為一項(xiàng)重要的技術(shù)開始應(yīng)用以來，PLC控制系統(tǒng)就一直處于工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)的主導(dǎo)地位，因?yàn)檫@種控制系統(tǒng)能夠?yàn)槎鄠€(gè)不同的工業(yè)自動(dòng)化控制自動(dòng)化設(shè)備提供安全、可靠的控制方案，并與其他的工業(yè)自動(dòng)化控制方式一樣，共同推動(dòng)著工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展。目前世界上PLC控制系統(tǒng)的生產(chǎn)主要以國(guó)外生產(chǎn)廠家的業(yè)務(wù)為主，這種控制系統(tǒng)的型號(hào)大約有三百多種。雖然我國(guó)國(guó)內(nèi)的PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展也得到了一定的改進(jìn)，并初步形成了一定的規(guī)模，但是還沒有形成強(qiáng)大的生產(chǎn)能力以及品牌質(zhì)量，簡(jiǎn)而言之就是我國(guó)PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)還沒有產(chǎn)業(yè)化，所以我國(guó)國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制所使用的PLC仍以國(guó)外的產(chǎn)品為主。如今PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品在我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制方面的應(yīng)用越來越廣泛，并且在其他的領(lǐng)域也有應(yīng)用，這是不可否認(rèn)的。
1.2 工業(yè)自動(dòng)化控制的DCS控制系統(tǒng)
集散控制系統(tǒng)，即DCS控制系統(tǒng)，是20實(shí)際七十年代被研發(fā)出來并獲得成功運(yùn)用的，但是我國(guó)自主研制的DCS控制系統(tǒng)是在20世紀(jì)八十年代取得進(jìn)展的，并全力展開了國(guó)產(chǎn)化DCS控制系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)。隨著我國(guó)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)在我國(guó)也取得了快速的發(fā)展，無論在產(chǎn)品的技術(shù)方面，還是在產(chǎn)品的質(zhì)量、安全方面，都達(dá)到了世界DCS控制系統(tǒng)的先進(jìn)水平，目前，我國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的DCS控制系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，并獲得了良好的發(fā)展。
1.3 工業(yè)自動(dòng)化控制的工業(yè)PC控制系統(tǒng)
目前世界上工業(yè)PC控制系統(tǒng)開始逐漸地替代PLC控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)，而被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，因?yàn)檫@種控制系統(tǒng)具有分布控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，從而可以有效的實(shí)現(xiàn)具有基礎(chǔ)性能的工業(yè)自動(dòng)化控制；另外工業(yè)PC控制系統(tǒng)還存在不同的客戶模式以及服務(wù)器模式，所以工業(yè)PC控制系統(tǒng)還可以作為客戶機(jī)或服務(wù)器，從而形成具有區(qū)域性的工業(yè)PC機(jī)群，這種機(jī)群通過網(wǎng)絡(luò)的方式形成把管理和控制統(tǒng)一起來，有效的實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部之間的信息交流與交換，所以這種方式還可以把所有的信息收集起來，建立信息綜合系統(tǒng)。
2.工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)
2.1 工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及工業(yè)自動(dòng)化控制的實(shí)際需要，PLC控制系統(tǒng)開始逐漸的向微型化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，在性能以及結(jié)構(gòu)方面，PLC控制系統(tǒng)逐漸的向工業(yè)PC控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化是為了PLC控制系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)。目前的PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品具有很多缺點(diǎn)，例如體積大、價(jià)格高等，這嚴(yán)重阻礙了PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品的廣發(fā)應(yīng)用，所以PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品向微型化發(fā)展是其近期的一個(gè)趨勢(shì)；雖然目前PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品的所占工業(yè)自動(dòng)化控制軟件市場(chǎng)的比例較大，但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的擴(kuò)展，PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)有所落伍，跟不上技術(shù)的發(fā)展，如今很多的客戶都要求PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品要具有網(wǎng)絡(luò)接口，這樣可以使PLC控制系統(tǒng)的開放性更加廣泛，所以PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化也是其近期的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。DCS控制系統(tǒng)則逐漸向基于現(xiàn)場(chǎng)總線的FCS控制系統(tǒng)方向發(fā)展，這樣可以使工業(yè)自動(dòng)化控制更加的分散化、數(shù)字化以及開放化，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)雙向傳輸和多分支結(jié)構(gòu)的信息通訊網(wǎng)絡(luò)化，另外還方便安裝，只需要在產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)裝置和總控制室的自動(dòng)化控制裝置之間進(jìn)行安裝即可，現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)可以使檢測(cè)控制設(shè)備同時(shí)具備通信和計(jì)算的功能，可以有效的提高信號(hào)測(cè)量、傳輸以及控制的精度，提高控制系統(tǒng)和控制設(shè)備的整體功能。
2.2 工業(yè)自動(dòng)化控制體系的發(fā)展趨勢(shì)
為了滿足當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要以及工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的需要，必須建立健全工業(yè)自動(dòng)化控制體系。信息技術(shù)模塊及其自動(dòng)化儀表模塊是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)也是相互影響的，要想建立健全工業(yè)自動(dòng)化控制體系，就必須合理的對(duì)其進(jìn)行協(xié)調(diào)。工業(yè)自動(dòng)化控制的信息化對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的推動(dòng)作用非常大，它可以有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化模塊及其信息化模塊的有效協(xié)調(diào)。自動(dòng)化儀表技術(shù)作為工業(yè)自動(dòng)化控制體系的重要組成部分，其所包含的內(nèi)容十分廣泛，例如信息采集、信息處理以及信息應(yīng)用等，所以可以說信息技術(shù)的發(fā)展要依靠自動(dòng)化儀表技術(shù)，所以在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，重視信息技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合，是工業(yè)自動(dòng)化控制體系近期的發(fā)展趨勢(shì)。要建立健全工業(yè)自動(dòng)化控制體系是一個(gè)艱巨而又漫長(zhǎng)的任務(wù)，該體系中包含的內(nèi)容非常多，不僅需要我們單獨(dú)的完善各個(gè)組成部分，還需要我們完善整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制。
3.結(jié)語
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)自動(dòng)化控制的要求越來越高，工業(yè)作為世界經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，所以加強(qiáng)工業(yè)自動(dòng)化控制具有非常重要的意義。目前世界上的工業(yè)自動(dòng)化控制都還不完善，無論是在控制系統(tǒng)還是在整個(gè)控制體系當(dāng)中，都還存在著不足。隨著一系列工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的專項(xiàng)實(shí)施，將會(huì)使工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)得到快速的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]宋長(zhǎng)順，孫剛.工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)[J].信息系統(tǒng)工程，2011（5）：99-100.
【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化；控制技術(shù)；PLC；工控PC
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)用越來越廣泛，其在工業(yè)發(fā)展中所占的地位也越來越重要。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)狀來看，未來的自動(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)，來探討其發(fā)展應(yīng)用問題。
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)來對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，而無需使用人工操作機(jī)械來控制生產(chǎn)進(jìn)度。也就是說，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，是由美國(guó)通用汽車公司在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，還能夠通過程序設(shè)置來實(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；二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A(yù)見，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)所需的汽車零部件動(dòng)平衡、動(dòng)力測(cè)試及整車性能檢測(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)于用戶來說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)用的開發(fā)、維護(hù)和管理，未來的工業(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)用工程開始迅速的發(fā)展。
5.結(jié)語
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?，其不但能夠減少人工勞動(dòng)量，而且能夠極（下轉(zhuǎn)第134頁）（上接第25頁）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。
【參考文獻(xiàn)】
[關(guān)鍵詞] 工業(yè)控制技術(shù) 變頻 微控 摸屏
中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
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。通過對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過程的控制，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)來說，它是一門綜合性的技術(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）來說，當(dāng)用戶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)期以來要解決的核心問題。常見的結(jié)構(gòu)形式是利用六個(gè)電力電子開關(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。它主要就是被用來實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)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，主要靠軟件來完成各種功能。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式常可以完成模擬控制方式難以完成的一些功能。
3、變頻器發(fā)展趨勢(shì)
隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應(yīng)用，以及控制技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻器的優(yōu)越性正在逐步體現(xiàn)并擴(kuò)展到工業(yè)生產(chǎn)的所有應(yīng)用領(lǐng)域。今后變頻器技術(shù)將向以下三個(gè)方面發(fā)展：
1）高性能和多功能化。利用了微型計(jì)算機(jī)巨大的信息處理能力與軟件功能不斷強(qiáng)化，使變頻裝置的靈活性和適應(yīng)性也不斷增強(qiáng)。
2）大容量和小體積化。變頻器主電路中功率電路的模塊化、變流電路開關(guān)模式的高頻化、控制電路采用大規(guī)模集成電路和全數(shù)字控制技術(shù)，為變頻器小型化搭接了很好的平臺(tái)，并促使其裝置更加小型化。
3）隨著信息技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)與智能化的應(yīng)用，變頻器產(chǎn)品將可以進(jìn)行故障自診斷、部件自動(dòng)置換，從而保證變頻器的長(zhǎng)壽命和高可靠性，并利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)變頻器聯(lián)動(dòng)，以致于組成變頻器綜合。
三、嵌入式微控技術(shù)
1）基本功能。嵌入式微控制器（Embedded MieroeontrollerUnit，EMCU）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)在外加的磁盤載體中。系統(tǒng)是以微控制器為核心，加上外部專用電路和系統(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)超過了各種通用計(jì)算機(jī)。在制造工業(yè)、過程控制、通信、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備消費(fèi)類產(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，嵌入式微控制器技術(shù)逐漸成熟，并全面展開，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)界面通常被大家稱為觸摸屏，是用戶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)的專用畫面組態(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)備種類是PLC觸摸屏，因其具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，比鍵盤鼠標(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)備所無法比擬的。當(dāng)觸摸屏在惡劣的環(huán)境下（灰塵、油污潮濕、磨損、劃傷等）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
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。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備；可靠性；測(cè)試；利用效率
引言：
在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，自動(dòng)化控 制設(shè)備的運(yùn)行可靠性是保障生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，目前在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的為電氣自動(dòng)化設(shè)備。因而在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，要提升工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性，就應(yīng)當(dāng)針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的特點(diǎn)，和當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性方面存在的一些問題進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。人為、自然、設(shè)備自身等因素常會(huì)使工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備發(fā)生故障，若不能及時(shí)修理好則會(huì)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，工程企業(yè)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性的提高一直非常關(guān)注。本文著重分析了工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，提出了對(duì)其可靠性進(jìn)行測(cè)試的方法。
1 工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性分析
1.1工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性診斷
在對(duì)可靠性較高的事件進(jìn)行研究與制定時(shí)，其研究?jī)?nèi)容方面，不僅是對(duì)各種類型的故障以及相關(guān)檢修停運(yùn)工作作出科學(xué)性的統(tǒng)計(jì)與合理的評(píng)價(jià)，而且還要對(duì)于相關(guān)指標(biāo)的可靠性進(jìn)行具體的推斷與考察，應(yīng)當(dāng)特別注意，在進(jìn)行的方式方面上，盡可能將預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)兩者相互結(jié)合，并對(duì)導(dǎo)致問題出現(xiàn)的根本性因素與關(guān)鍵性原因進(jìn)行重點(diǎn)解決。
1.2設(shè)備可靠性
對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化的定義主要是指：相關(guān)設(shè)備在所規(guī)定的具體時(shí)間之內(nèi)，完成并實(shí)現(xiàn)所要求的具體功能的能力。目前設(shè)備產(chǎn)生的故障形式很多，在進(jìn)行可靠性分析時(shí)也極為復(fù)雜。設(shè)備的劣化、缺陷具有一定隨機(jī)性，在損壞時(shí)速度也有快慢之分，但是一般在發(fā)展期均會(huì)出現(xiàn)一些前兆，具體表現(xiàn)為光、熱、電、聲和一些其他化學(xué)性變化。依據(jù)各種征兆以及特點(diǎn)判斷其發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行一些比較必要的可靠性分析后，預(yù)測(cè)并判斷出工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，盡可能早發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的故障。
2 設(shè)備可靠性測(cè)試的主要方法
對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，首先要選擇比較合適的測(cè)試方法，現(xiàn)今比較通行的對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行可靠性測(cè)試的方法如下表1所示。
2.1試驗(yàn)室測(cè)試法
試驗(yàn)室要具備一定的設(shè)施條件，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬，使被測(cè)的工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備能夠達(dá)到工作時(shí)的環(huán)境應(yīng)力，試驗(yàn)累計(jì)時(shí)間與失效數(shù)據(jù)等通過相應(yīng)的分析軟件進(jìn)行計(jì)算分析，得到一系列可靠性指標(biāo)。數(shù)據(jù)準(zhǔn)確真實(shí)但對(duì)試驗(yàn)條件要求較為苛刻。而且由于試驗(yàn)條件等因素，實(shí)驗(yàn)值與真實(shí)值很難一致。試驗(yàn)費(fèi)用較高，適合用于批量生產(chǎn)的自動(dòng)化控制設(shè)備。
2.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法
在工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，記錄其數(shù)據(jù)，利用相關(guān)軟件分析計(jì)算。這種方法更能反映設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中的真實(shí)可靠性。缺陷是不可以進(jìn)行有效控制，在試驗(yàn)時(shí)容易受到外界影響，試驗(yàn)條件再現(xiàn)性不足。一般將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分為在線測(cè)試、脫機(jī)測(cè)試以及停機(jī)測(cè)試3種（如下表2所示）。在線測(cè)試法相對(duì)比較復(fù)雜，但是設(shè)備容易在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)或者產(chǎn)生故障，所以常采用在線測(cè)試法進(jìn)行檢測(cè)。
2.3保證實(shí)驗(yàn)法
一般是在產(chǎn)品出廠之前在一定條件下進(jìn)行的無故障試驗(yàn)。對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行保證試驗(yàn)，即測(cè)試設(shè)備早期的時(shí)效性。改進(jìn)設(shè)備的性能使設(shè)備達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)規(guī)定。該方法適用于數(shù)量少但可靠性要求高的控制設(shè)備。
3 對(duì)于目前所存在的相關(guān)問題與具體的解決建議
對(duì)于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的本省來說，由于其自身具有相應(yīng)的可靠性，因此在對(duì)其進(jìn)行管理時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能的將其進(jìn)行統(tǒng)一管理，對(duì)于系統(tǒng)當(dāng)中帶有性能不穩(wěn)定的設(shè)備、設(shè)施則應(yīng)當(dāng)通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段對(duì)其進(jìn)行處理，并且盡可能的將故障問題盡早的將其解決。工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的操作人員技術(shù)、管理水平不足，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的早期故障，使故障變得越來越復(fù)雜，要對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。同時(shí)也要考慮工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的易用性。
4 結(jié)束語
如今國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)的規(guī)模發(fā)展也迅速壯大，而工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度也越來越高。對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性進(jìn)行系統(tǒng)的研究非常重要，本文探討了工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性診斷與測(cè)試方式，為設(shè)備的維修提供了依據(jù)，促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】工業(yè)控制技術(shù)；變頻；微控；摸屏
Development Application of industrial automation and control technology
Zhao Hui
（Taiyuan Luhai Automation Technology Co.， LtdTaiyuanShanxi030006）
【Abstract】From a technical aspect which inverter， embedded micro-controller， touch screen and other more detailed description of its structure， and how it works.
【Key words】Industrial Control Technology；Frequency；Microcontroller；Touch screen
1. 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。通過對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過程的控制，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。
2. 變頻器技術(shù)
2.1變頻器基本功能。
作為變頻器技術(shù)來說，它是一門綜合性的技術(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）來說，當(dāng)用戶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。
2.2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)期以來要解決的核心問題。常見的結(jié)構(gòu)形式是利用六個(gè)電力電子開關(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。它主要就是被用來實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)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。
2.3變頻器發(fā)展趨勢(shì)。
隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應(yīng)用，以及控制技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻器的優(yōu)越性正在逐步體現(xiàn)并擴(kuò)展到工業(yè)生產(chǎn)的所有應(yīng)用領(lǐng)域。今后變頻器技術(shù)將向以下三個(gè)方面發(fā)展：
（1）高性能和多功能化。利用了微型計(jì)算機(jī)巨大的信息處理能力與軟件功能不斷強(qiáng)化，使變頻裝置的靈活性和適應(yīng)性也不斷增強(qiáng)。
（2）大容量和小體積化。變頻器主電路中功率電路的模塊化、變流電路開關(guān)模式的高頻化、控制電路采用大規(guī)模集成電路和全數(shù)字控制技術(shù)，為變頻器小型化搭接了很好的平臺(tái)，并促使其裝置更加小型化。
（3）隨著信息技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)與智能化的應(yīng)用，變頻器產(chǎn)品將可以進(jìn)行故障自診斷、部件自動(dòng)置換，從而保證變頻器的長(zhǎng)壽命和高可靠性，并利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)變頻器聯(lián)動(dòng)，以致于組成變頻器綜合。
3. 嵌入式微控技術(shù)
（1）基本功能。嵌入式微控制器（Embedded MieroeontrollerUnit，EMCU）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)在外加的磁盤載體中。系統(tǒng)是以微控制器為核心，加上外部專用電路和系統(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)超過了各種通用計(jì)算機(jī)。在制造工業(yè)、過程控制、通信、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備消費(fèi)類產(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，嵌入式微控制器技術(shù)逐漸成熟，并全面展開，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)。
4. 觸摸屏技術(shù)
（1）功能。人機(jī)界面通常被大家稱為觸摸屏，是用戶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)的專用畫面組態(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)備種類是PLC觸摸屏，因其具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，比鍵盤鼠標(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)備所無法比擬的。當(dāng)觸摸屏在惡劣的環(huán)境下（灰塵、油污潮濕、磨損、劃傷等）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。
5. 結(jié)語
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。
【關(guān)鍵詞】：工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng) 抗干擾技術(shù) 分析
【前言】：近年來，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在我國(guó)的工業(yè)發(fā)展中占有舉足輕重的作用，社會(huì)經(jīng)濟(jì)在不斷地發(fā)展，工業(yè)化水平也在不斷的提高。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，會(huì)受到多種干擾源的干擾。不僅如此，由于干擾源種類多種多樣，抗干擾的工作變得極其復(fù)雜，只有將這些影響因素逐一解決，才能使得工業(yè)自動(dòng)化得到較好的發(fā)展。想要將這些問題解決，就必須分析并指出其干擾源，并進(jìn)一步地制定出能有效解決問題的相應(yīng)措施。
一、 工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要的干擾源分析
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，運(yùn)行效率直接與工業(yè)的發(fā)展有著一定的影響。就當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的分析來看，在很多情況下都會(huì)受到干擾的情況，而干擾源主要來源于寬頻干擾源、輻射性干擾源、連續(xù)性干擾源、技術(shù)性干擾源、導(dǎo)體性干擾源等，每種干擾源給系統(tǒng)帶來的危害有一定的差異性，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)也逐漸被重視。
（一）通過電源線引入的干擾
通過電源線引入的干擾是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較為常見的一種。這類干擾主要是有兩個(gè)方面的來源，一是直接通過供電電源系統(tǒng)竄入控制系統(tǒng)中，二是通過供電電源的耦合而進(jìn)入控制系統(tǒng)。由于常見的控制系統(tǒng)是由電網(wǎng)的電源進(jìn)行供電的，許多因素會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)造成影響和干擾，例如電網(wǎng)的波動(dòng)、大功率用電設(shè)備的開啟或停止、電網(wǎng)短路的暫態(tài)沖擊等等都會(huì)通過輸電電源線路傳送，對(duì)控制系統(tǒng)帶來一定的影響。對(duì)在輸送的過程中產(chǎn)生的干擾來說，可以使用鎧裝電纜對(duì)其進(jìn)行抑制，并將動(dòng)力電纜與信號(hào)電纜進(jìn)行分離。對(duì)變頻器產(chǎn)生的干擾來說，通常是對(duì)變頻器加裝一個(gè)隔離變壓器、并保證安裝的位置能夠盡量的和檢測(cè)開關(guān)保持距離，其走線應(yīng)盡量使用鋼管單獨(dú)的穿并將變頻器單獨(dú)安裝到鐵皮箱內(nèi)，使其對(duì)外部屏蔽等等。
（二）通過信號(hào)線引入的干擾
當(dāng)一根導(dǎo)線中有電流流過，在其周圍會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)能夠引起其相鄰的導(dǎo)線產(chǎn)生感應(yīng)電流，若這個(gè)感應(yīng)電流增大到一定的值時(shí)，就會(huì)對(duì)檢測(cè)開關(guān)后級(jí)接收信號(hào)的設(shè)備產(chǎn)生干擾和影響。由于線路中總是有電流流過的，所以和控制系統(tǒng)相連接的各種信號(hào)線中都會(huì)受到外部信號(hào)對(duì)其的干擾，從而導(dǎo)致控制器的邏輯數(shù)據(jù)發(fā)生變化、錯(cuò)誤動(dòng)作或是死機(jī)。
（三） 輻射干擾源
輻射干擾是指射頻設(shè)備、雷電以及高頻感應(yīng)的相關(guān)設(shè)備還有電弧電路等等對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的干擾。就此類干擾源來說，并沒有辦法可以對(duì)其進(jìn)行抑制，為了減少其影響，主要是通過切斷或者是減弱電磁干擾傳播的途徑。具體的措施如：使用等電位的聯(lián)機(jī)、屏蔽、保護(hù)隔離以及合理分布線路和裝設(shè)防雷裝置等等，通過這些措施實(shí)現(xiàn)全方位防雷保護(hù)措施。
（四）傳導(dǎo)干擾源
傳導(dǎo)干擾主要有兩種，由電源線引入的干擾和由信號(hào)線引入的干擾。
二、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)措施
（一）對(duì)接地系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在受到干擾的情況下，對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行會(huì)造成極大的影響，而通過對(duì)干擾情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的不合理會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的現(xiàn)象，針對(duì)這種現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。正確合理的接地設(shè)計(jì)能夠有效的抑制電磁干擾的現(xiàn)象發(fā)生，尤其是對(duì)設(shè)備外方干擾信號(hào)的抑制有著一定的作用。當(dāng)然，這必須建立在接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)上，如果接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理的話，不僅無法起到抗干擾信號(hào)的作用，甚至?xí)驗(yàn)榻拥叵到y(tǒng)運(yùn)行問題
而引入較強(qiáng)的干擾信號(hào)，從而導(dǎo)致工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行故障。
（二）對(duì)管線的合理設(shè)計(jì)
管線設(shè)計(jì)即指合理的設(shè)計(jì)信號(hào)線、電源線以及通信線路管道，選擇適當(dāng)?shù)碾娎|并正確的進(jìn)行敷設(shè)，在選用信號(hào)電纜的過程中，也應(yīng)充分考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等以及抗干擾性。就目前來說，普遍使用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的電纜。在進(jìn)行敷設(shè)信號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意類別不同的信號(hào)應(yīng)有不同的電纜進(jìn)行傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)當(dāng)按照其傳輸信號(hào)類型的不同來進(jìn)行分層的敷設(shè)，模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)不能共用同一根電纜。信號(hào)線的電纜杜絕接頭的現(xiàn)象發(fā)生，要用完整的電纜。信號(hào)線電纜應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離感性負(fù)載例如大功率的電動(dòng)機(jī)等等。
（三）利用軟件設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)抗干擾
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在正常運(yùn)行的過程中，在受到輻射、傳導(dǎo)、通信信號(hào)等方面的影響，會(huì)造成工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)干擾的現(xiàn)象，對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來一定的影響，因此，必須做好相關(guān)的抗干擾技術(shù)措施。可以通過利用軟件設(shè)計(jì)的方式來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的抗干擾作用，軟件設(shè)計(jì)一般都是在計(jì)算機(jī)環(huán)境下進(jìn)行的，可以通過對(duì)各個(gè)程序的設(shè)計(jì)進(jìn)行過濾和分析，利用濾波法來對(duì)軟件設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)值進(jìn)行分析和過濾，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的數(shù)字化處理，從而有效的降低干擾信號(hào)的強(qiáng)度，提升工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的抗干擾能力。
（四）保障施工現(xiàn)場(chǎng)的工作順利開展
由于在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的操作和施工過程中，現(xiàn)場(chǎng)的條件是較為復(fù)雜的，在施工過程中必須由經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的指揮以及監(jiān)督。施工人員必須能夠按照設(shè)計(jì)中提出的要求進(jìn)行施工，應(yīng)當(dāng)重視接地線以及強(qiáng)點(diǎn)弱點(diǎn)之間的安全距離。
（五）合理選擇器件
在對(duì)期間進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)所選的電子產(chǎn)品所具有的基本特性來進(jìn)行選擇。為了降低茶末干擾，可以在傳輸過程中使用電流信號(hào)來替換電腦呀信號(hào)，利用雙積分型的RC以及AD濾波器來消除高頻的干擾。若設(shè)備是以雙差分的輸入型的絞合線以及差動(dòng)放大器來作為主要器材，為了能夠使信號(hào)線路上的共模抑制比得到一定程度的提升，那么應(yīng)該結(jié)合阻抗匹配，其中包含了屏蔽地線、單邊接地以及光電隔離等等措施，這樣就可以消除共模干擾。
【結(jié)語】：
綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展也極為迅速，尤其是在近些年對(duì)控制系統(tǒng)的完善也在不斷的展開，更有利于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升。工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的發(fā)展，是未來發(fā)展規(guī)劃中重要的組成部分。然而，在其運(yùn)作的過程中依然存在著許多的干擾因素，對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來極大的影響，如何對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)采取抗干擾措施也成為
工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)工作。對(duì)此需要對(duì)工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程中的抗干擾措施加以重視，應(yīng)當(dāng)在電源、軟件、管線等方面的設(shè)計(jì)上加強(qiáng)完善，選擇合適的器件、重視現(xiàn)場(chǎng)施工中的工作質(zhì)量，從而促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的良好發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】：
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【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化；控制網(wǎng)絡(luò)；PLC S7-300
伴隨著我國(guó)不斷提升的科技水平和持續(xù)增強(qiáng)的綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力，在我國(guó)大力發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的時(shí)候，水力資源逐漸凸顯出其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用地位，我國(guó)對(duì)于建設(shè)水力工程也積極投入了大量的人力和物力，同時(shí)加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)投資的力度，充分合理的利用水利資源在我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展中顯得至關(guān)重要，工業(yè)泵站是調(diào)動(dòng)水利資源不可或缺的一部分，泵站工業(yè)化控制網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)凸顯了重要的意義。為了更好的對(duì)泵站內(nèi)實(shí)施合理有效的維護(hù)管理，同時(shí)能夠更好的提升泵站工作的效率，盡可能的減少泵站內(nèi)工作人員工作任務(wù)，工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)PLC S7-300經(jīng)過一系列的研究調(diào)試工作，當(dāng)前已經(jīng)準(zhǔn)備正式投入運(yùn)行，其可靠性能獲得了進(jìn)一步的檢驗(yàn)。本文主要介紹了泵站工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)中PLC S7-300設(shè)計(jì)研究過程。
1．泵站自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
自動(dòng)化監(jiān)控泵站工程包含了630KW的四個(gè)水泵，另外還包括了與之配套使用的電氣設(shè)備，例如變壓器及其設(shè)備輔機(jī)，冷卻系統(tǒng)等。為了能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)管理，根據(jù)PLC S7-300設(shè)計(jì)一套綜合控制系統(tǒng)。按照工程具體要求，使用西門子PLC S7-300控制器作為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)。系統(tǒng)PLC采用了分散分布方式的設(shè)計(jì)方法，也就是一臺(tái)PLC對(duì)應(yīng)較為單一的一類任務(wù)或是設(shè)備。此系統(tǒng)共包含PLC6臺(tái)，利用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行連接。其中PLC電氣主要發(fā)揮長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)站變、勵(lì)磁變以及電氣回路情況的作用，并且監(jiān)督開關(guān)機(jī)時(shí)投退相應(yīng)的設(shè)備。
2.西門子PLC 37-300控制級(jí)硬件設(shè)計(jì)
S7-300屬于中小型模擬式的PLC，CPU、電源及其它模塊都具有相對(duì)的獨(dú)立性，利用總線U型在標(biāo)準(zhǔn)西門子S7-300軌道上固定CPU、電源及其它模塊。每一個(gè)模塊都具有一個(gè)連接總線裝置，后者則是在各個(gè)模塊的背后插入。電源模塊總是在最左邊的機(jī)架上安裝，CPU模塊緊跟在電源模塊之后。右邊的CPU是具有選擇性的模塊接口，假如僅僅使用導(dǎo)軌主架面而沒有應(yīng)用支架擴(kuò)展則不能選擇模塊IM接口。編程S7組態(tài)軟件主架硬件導(dǎo)軌時(shí)，CPU、電源和模塊接口分別需要在1號(hào)槽、2號(hào)槽和3號(hào)槽的導(dǎo)軌放置，一條導(dǎo)軌總共包含11個(gè)號(hào)槽；其中4到11號(hào)槽都能夠放置除了電源、CPU之外的模塊。模塊CPU是核心控制系統(tǒng)，主要肩負(fù)著控制中心的責(zé)任，執(zhí)行并且存儲(chǔ)程序，充分完成實(shí)現(xiàn)通信功能，提升總線5V電源。在大量生產(chǎn)中需要利用PLC控制測(cè)量連續(xù)變化的模擬量。有些屬于非電量，例如壓力、溫度等，有些屬于強(qiáng)電量，例如電壓、電流等。變送器的作用就是將電量或是非電量成功轉(zhuǎn)變?yōu)榱砍虡?biāo)準(zhǔn)的直流電壓與電流。
PLC 37-300是西門子公司設(shè)計(jì)的可編程微型控制器。它的特點(diǎn)是具有強(qiáng)大的功能、較快的速度、模塊化處理、無排風(fēng)扇構(gòu)成、分布易于實(shí)現(xiàn)、較強(qiáng)的可擴(kuò)展性、方便用戶等。主要應(yīng)用于快速的過程處理或者是有特殊數(shù)據(jù)處理需求的中小控制規(guī)模系統(tǒng)。S7-300可編程控制器主要包含電源、中央單元處理、信號(hào)功能模板、處理通訊器等。S7-300可以通過錄入采集模板數(shù)字模擬信號(hào)，經(jīng)過CPU實(shí)施的邏輯數(shù)值運(yùn)算之后，利用模板輸出驅(qū)動(dòng)器完成自動(dòng)監(jiān)控水泵機(jī)組?？墒且?yàn)榻^大部分執(zhí)行器件使用的是交直流220V對(duì)電源進(jìn)行控制，并且具有比較大的驅(qū)動(dòng)電流，造成了輸出數(shù)字模塊PLC的帶載能力較低。因此需要增加繼電器來完成電壓之間的轉(zhuǎn)換。這樣一來，輸出數(shù)字將通過開關(guān)24V電源、繼電器線圈以及輸出數(shù)字模塊組成回路，進(jìn)而對(duì)繼電器開關(guān)情況實(shí)施控制以便能夠順利展開監(jiān)控工作。除此之外，PLC也可以實(shí)施數(shù)據(jù)采集利用局域網(wǎng)將其傳送至管理集中操作級(jí)，以便能夠按照各個(gè)需求充分完成對(duì)應(yīng)的記錄、分析以及顯示、控制等功能。
3.基于PLC 37-300軟件設(shè)計(jì)開發(fā)
3.1開發(fā)軟件基本環(huán)境和步驟
PLC S7-300設(shè)計(jì)程序開發(fā)程序可以利用STEP7來完成。STEP7是用于編程的專門軟件應(yīng)用包，同時(shí)輔助軟件組態(tài)，它是專門針對(duì)處理通訊器實(shí)施驅(qū)動(dòng)以及提供組態(tài)的應(yīng)用軟件。其基本編程步驟包括：(1)工作站的生成與程序CPU項(xiàng)目；(2)數(shù)據(jù)輸入選擇的方法是梯形圖錄入法；(3)符號(hào)名需指定。也就是說數(shù)據(jù)存取可以利用絕對(duì)地址，也可以利用符號(hào)地址。絕對(duì)地址是指利用變量編輯對(duì)表實(shí)施確定，符號(hào)地址則是指利用符號(hào)編輯表實(shí)施確定；(4)S7-300配置模塊結(jié)構(gòu)；(5)CPU配置間通信；(6)程序裝入，也就是下載到CPU；(7)對(duì)程序?qū)嵤┱{(diào)試，STEP7能夠再現(xiàn)提供應(yīng)用調(diào)試程序功能；(8)對(duì)CPU程序狀態(tài)實(shí)施監(jiān)視。狀態(tài)顯示或是變量修改，同時(shí)也可以充分顯示循環(huán)掃描時(shí)間以及寄存器診斷等。
3.2實(shí)現(xiàn)程序應(yīng)用
按照操作設(shè)備的具體程序，可以將應(yīng)用PLC程序分成相應(yīng)的幾個(gè)重要模塊。投入戰(zhàn)備應(yīng)用模塊，主要功能是開機(jī)機(jī)組之前總體泵站的前期準(zhǔn)備工作，包含高壓合主變側(cè)開關(guān)，低壓合主變側(cè)開關(guān)，高壓合勵(lì)磁變側(cè)開關(guān)等相關(guān)操作。投入備用主機(jī)，其主要功能是做好水泵開機(jī)前自身的準(zhǔn)備工作，也就是檢測(cè)勵(lì)磁通訊狀態(tài)、水電磁閥的冷卻、檢測(cè)油壓等。開機(jī)主機(jī)，主要發(fā)揮了油閘開加的功能，包含了開關(guān)合主電機(jī)、定子電流實(shí)施的檢測(cè)等，假如出現(xiàn)較高的電流，則需要退出并且報(bào)警。除此之外，還應(yīng)根據(jù)具體情況調(diào)整功率檢測(cè)因數(shù)。運(yùn)行主機(jī)程序，這部分主要是對(duì)運(yùn)行主機(jī)狀態(tài)實(shí)施檢測(cè)，出現(xiàn)不正常現(xiàn)象則需要報(bào)警。停機(jī)主機(jī)程序，包含斷開主機(jī)斷路器，水電磁閥的冷卻等。推出備用主機(jī)，主要功能是加油閥關(guān)斷與防洪門關(guān)閉。以上模塊僅與一個(gè)調(diào)度命令相對(duì)應(yīng)，按照順序進(jìn)行控制流程。當(dāng)一個(gè)模塊操作符合要求并且執(zhí)行完畢對(duì)應(yīng)操作之后，同時(shí)程序PLC設(shè)置一個(gè)成功或者是失敗的標(biāo)志之后，才能執(zhí)行下一個(gè)模塊。
4.結(jié)束語
西門子PLC S7-300工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案充分滿足了泵站的控制相關(guān)要求，因?yàn)樗浞掷昧擞?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和PLC的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)施控制系統(tǒng)的全面管理提供了良好的工作界面。利用西門子PLC S7-300充分完成了控制級(jí)現(xiàn)場(chǎng)，其特點(diǎn)是相對(duì)簡(jiǎn)單的PLC功能，比較容易的調(diào)試安裝，并且故障產(chǎn)生時(shí)比較容易發(fā)現(xiàn)，與此同時(shí)，因?yàn)榇讼到y(tǒng)中PLC一臺(tái)出現(xiàn)問題并不會(huì)牽連其它的正常工作的PLC，因此此系統(tǒng)具有更高的可靠性及互換設(shè)備功能?！科]
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞：水工業(yè) 自動(dòng)化控制技術(shù)
1．控制系統(tǒng)的智能化、分散化、網(wǎng)絡(luò)化
工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)之一是控制系統(tǒng)的智能化、分散化、網(wǎng)絡(luò)化，而現(xiàn)場(chǎng)總線的崛起正是這一發(fā)展趨勢(shì)的標(biāo)志。
1.1現(xiàn)場(chǎng)總線的崛起
半個(gè)多世紀(jì)以來，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的過程控制體系歷經(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。這里要說明一點(diǎn)，DCS既是一個(gè)過程控制體系的名稱，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)是由用戶集成的，因此相對(duì)較為開放。
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)一的布線來實(shí)現(xiàn)。這種信號(hào)傳遞關(guān)系稱之為信號(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，并通過激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而不斷崛起。
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IEC 61158.3～6標(biāo)準(zhǔn)最終于2000年1月4日獲得通過。該標(biāo)準(zhǔn)包括了8種類型的現(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IEC 61158)；②Control Net；③Profibus；④P―Net；⑤FF HSE；⑥Swift Net；⑦Word FIP；⑧Intferbus。這8種現(xiàn)場(chǎng)總線中，④、⑥是用于有限領(lǐng)域的專用現(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，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，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。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)，開展工業(yè)以太網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究。
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。
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。
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)用越來越廣泛，制造廠商的產(chǎn)品也日益開放。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。
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)可以滿足用戶需求的整體。
目前各個(gè)國(guó)家都在競(jìng)相開發(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。
3．對(duì)水工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的思考
