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TIA技术在工业自动化中的应用 摘要:TIA技术是遵从统一协议的多技术综合体现,不但能解决自动化工业冗杂无序的状况,而且是将来工业技术发展的方向。文章介绍了TIA技术在工业自动化中的应用。 关键词:TIA技术;工业自动化;统一协议;PLC技术 中图分类号:TP273文献标识码:A 文章编号:1019-2374 (2022)22-0074-02 0引言 TIA(Totally Itegrated Automation)即全集成自动化,其核心是:统一的编程/组态,统一的数据管理和统一的通讯。任何自动化任务都将从TIA集成的优势中获得最大的好处:它构建了统一的平台,不会出现相异系统互连带来的错综困难问题,大大降低工程成本和维护难度;全方位自动化的实现不但有助于公司改进整体制造工艺,而且优化了生产流程,能够合理高效的利用能源。 1TIA技术工业自动化中的应用 传统的工业限制系统结构困难、维护不便、往往高消耗低产能,甚至事故频发给生产的连续性和稳定性带来很大的威逼。TIA技术的运用很大程度上解决了这些不足,有效地促进生产的发展及资源的节俭。目前较多用于工业自动化的TIA技术主要有:PLC技术、变频器技术、无线网络技术、计算机技术等。 1.1PLC技术的应用 PLC(可编程限制器)是专为在工业环境下应用设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器可以编制程序的限制器。它能够存储和执行吩咐,进行逻辑运算、依次限制、定时、计数和算术运算等操作,并通过数字式和模拟式的输入输出,限制各种类型的机械和生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触限制技术相结合的产物,它克服了继电接触限制系统中的机械触点的接线困难、牢靠性低、功耗高、通用性和敏捷性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照看到现场电气操作修理人员的技能与习惯,特殊是PLC的程序编制,不须要特地的计算机编程语言学问,而是采纳了一套以继电器梯形图为基础的简洁指令形式,运用户程序编制形象、直观、便利易学;调试与查错也都很便利。可敏捷便利地应用于生产实践,除此外PLC对外部环境有很强的适应力,包括环境温度、环境湿度、抗震、抗冲击、抗噪音,耐压、接地等在内的要求一般都能满意。 1.2变频器技术的应用 一般工业变频器是把工频电流通过整流器变成平滑的直流,然后利用半导体器件(GTO、GTR或IGBT)组成的三相逆变器,将直流电变成可变电压和可变频率的沟通电,由于采纳微处理器编程的正弦脉宽调制(SPWM)方法,使输出波形近似于正弦波,用于驱动异步电机,实现无级调速。利用变频器可以依据电机负载的改变实现自动、平滑的增速或减速,基本保持异步电机固有特性转差率小的特点,具有效率高、范围宽、精度高且能无级变速的特点。运用变频器对电动机进行调速限制,便利牢靠,节能高效使得其得以普遍推广。 1.3无线网络技术的应用 无线技术是当前最热门的技术之一。无线技术出现在几乎全部电子设计的每个领域。它是利用无线电波而非线缆来实现与计算机设备位置无关的网络数据传输系统,是现代数据通信系统发展的一个重要方向。无线通讯技术中包括无线LAN(WLAN)、无线个人区域网(PAN)、无线广域网(WAN)及固定接入无线技术。无线通讯技术替代了双绞线和同轴细缆布线,降低了网络建设成本;工程建设难度大大降低,工期也大为缩短;扩展性好,可便利地随时增加网络接入点,可敏捷便利地进行安装部署;同时无线通讯技术能够在工厂环境下,为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信供应高带宽的无线数据链路和敏捷的网络拓扑结构,在一些特别环境下有效地弥补了有线网络的不足,进一步完善了工业限制网络的通信性能。 1.4计算机技术的应用 计算机技术是一个迅猛发展的领域,近些年无论是在系统硬件成本,还是在计算速度和存贮容量方面都取得了很大的进步。特殊是面对用户的编程语言也大大简化了。同时,由于采纳了更多的牢靠元件、尖端的设计工艺,增加了容错技术、冗余诊断程序,系统的牢靠性也得到较大的提高;传统的过程限制功能与诸如生产安排、调度、优化及操作限制等实时信息处理和决策应用的不断渗透、融合,使通过高级计算机限制实现各种过程高性能目标的手段变得越来越牢靠和更为强劲有力;功能价格比也日趋合理。因此,计算机限制被越来越广泛地应用于石油、化工、钢铁、造纸、电力等工业部门,并在提高设备处理实力和生产效率、产品质量、有效利用能源(水、人力、材料等资源)、满意环保、人身平安等方面发挥着举足轻重的作用。 2TIA技术集成应用的综合体现 TIA技术不是孤立的个体,也不是随意的拼盘。如何将上述技术用统一的协议连在一块发挥出强大的优势才是TIA技术的真正核心。现以德国焦化行业焦炉无人机车操作为例说明这一点的重要性。 德国是世界上最先运用联锁技术实现焦炉无人化作业的国家之一。其工程应用上首先在推焦车、拦焦车、装煤车及熄焦车上实现统一的装入,从低压电器、机动设备、变频器及PLC几乎均为西门子品牌避开不同组态编程问题,这对后期的生产维护和工艺扩展,以及实现行车、平煤、装煤的稳定性打下坚实基础;为了摆脱高温、粉尘和大量的有害气体、把劳动强度大的操作工人解放出来实现四大车联锁定位,他们引进了无线网络技术和计算机技术。利用机车天线箱放射的高频信号通过电磁感应被地面的编码电缆接收后,检测编译传递到中控室,通过中控室的电脑画面来直观的监测生产现状,同时再有中控室把数据做统一管理后电脑发出指令来实现下一步的安排。整个限制过程中PLC与变频器,以及计算机与机车通讯均遵从RS-485网络,用统一的协议把各部分紧密联系在一起,从而实现达到了解放劳动力,平安稳定生产提高产品质量和经济效益的目的。 3结语 TIA技术是一个被忽视的工业理念,它除了所述的PLC技术、变频器技术、无线网络技术和计算机限制技术外,还有嵌入式系统技术、生物技术等。在遵循统一协议的同时它却又供应强大的兼容平台,信任随着工业自动化要求的不断提高,一些新的科技还会不断地涌入和扩充这个领域。 参考文献 1 周志敏,周继海,纪爱华.变频器调速系统设计与维护M.北京:中国电力出版社,2022. 2 吴启红.变频器/可编程序限制器及触摸屏综合应用技术M.北京:机械工业出版社,2022. 3 张少军.通讯与计算机网络技术M.北京:机械工业出版社,2003. 作者简介:王子宝(11014-),男,河北钢铁集团邯钢公司焦化厂技术主管,助理工程师,探讨方向:工业自动化。 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页
