自动化控制技术在工业领域的应用分析_刘俊.docx

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1、 自动化控制技术在工业领域的应用分析 刘俊 (T东省阳春市新钢铁有限责任公司设备工程部自动化，广东阳春 529600) 摘要 工业自动化控制技术对保障安全生产、节能降耗以及提高工业生产效率等方面意义重大。本文首先阐述了工业自动化控制技术在工 业控制领域实现自动化的要求；然后详细分析了自动化技术在工业控制领域中的应用；最后就自动化控制技术的发展方向进行了探讨。 K键词 自动化控制；工业控制；应用 自动化控制技术给工业产品的加工制造以及生产流程的管理带来 了翻天覆地的变化，可以这样说，现代生产企业要想取得丰厚的回报， 想赢得市场的青睐，就必须采用自动化控制技术。 1工业控制领域的自动化要求 首先，

2、由于工业生产过程具有生产环节多、设备数量多的特点， 只要其中某一环节出现问题，就可能对工业产品的质量和整个生产系统 的运行造成不良影响，甚至造成产品报废或生产过程中断，所以建立自 动化控制系统，对各个主要生产环节的状态和生产设备的工作状况进行 及时、准确地监测意义重大。其次，基于传感器监测到的生产制造系统 的实际运行情况，基于各个生产设备的工作状态分析，自动化控制系 统 能为生产管理人员提供管理和控制依据，甚至能够通过自动化控制系统 的一些智能处理模块直接对系统进行反馈控制。第三，能够实现对生产 各个环节、各个生产设备以及各自动化子系统之间的相互协调，以确保 生产质量和效率，并使工业生产系统运

3、行的经济效益最大化。第四，自 动化控制技术不但降低了工作人员的劳动强度，而且避免了因人为因素 毓忽或判断失误所造成的损失，使工业生产系统的运行效率得到了 大幅度地提高，尤其是在出现系统故障时，自动化控制系统能在第一时 间就根据监测结果作应急处理并发出报警，从而将损失限制在了一个比 较低的范围内，避免了系统大范围瘫痪的严重事故发生。 2自动化技术在工业控制领域中的主要应用 中国工业自动化控制技术是借着改革开放的风气被带进来的，并 随着科学技术的发展而不断取得进步，被广泛地应用于各个领域，也越 来越多地进入到人们的日常生活中。到目前为止，中国的工业自动化进 程发展迅速， PLC、 变频器、嵌入式的

4、微控制器等产品都被广泛应用到 了工业控制的各个领域，这不仅大大提高了工业生产的质量和效率，也 改善了人员的工作环境，为中国的现代化工业生产做出了突出贡献。就 目前而言，工业自动化技术的应用主要有以下几点： 2.1在自动化控制中使用总线技术 现场总线控制系统通过计算机的模拟化操作，使得工业生产的各 个主要环节都能够在监控的范围之内，并且由于 PC人机界面地广泛采 用而更加直观、灵活地体现出了自动化的特点。 现场总线控制系统是将专业的微处理器嵌入到传统的测量控制仪 器表中，让这些设备都具有了类似智能传感器的数据处理能力，通过总 线技术和标准的通信协议把许多个测量控制仪器表连接起来形成网络， 并利用

5、该网络将这些测量控制仪器表所反映的信息上传到中央控制器上 来，然后再经中 央控制器的运算处理形成控制指令，并同样利用信息网 络实现指令下达，进而最终形成了一个适合各种需要的自动控制系统。 现场总线控制技术给自动化技术在过程控制领域中的应用带来了一次崭 新的变革，例如将现场总线控制技术应用于中、小氮气工艺所采用 的固定床间歇式造气炉中。通过布置现场总线并对多个阀门的启闭进行 自动化控制，最终实现了对间歇制气工艺生产过程的控制。 2.2 PLC在自动化领域中应用 PLC是一种将计算机控制技术与通信技术集为一体的数字运算控 制器，它不管是在开关量和模拟量控制方面，还是在定位和网络控制方 面，都表现出

6、了极其优越的特性，这使得 PLC的应用变地更加广泛， 尤其在工业自动化控制的发展中发挥着重要的作用。具体而言，其应用 主要表现为以下几点： D开关量控制。 PLC开关量控制的本质是用软 件虚拟继电器来替代机械继电器。 2模拟量控制。在实际的工业生产 过程中，经常会碰到一些连续变化的模拟控制量，而 PLC可针对工业 控制设备的电流、电压、温度等模拟量进行分析，并利用模拟量模块将 其转换成数字量信号，从而使工业控制设备中的工作参数能够更精确地 按照规定要求来进行工作。 3位置控制。在实际生产中，经常需要对 机械臂、机床主轴的运动位置进行精确控制，而通过 PLC对伺服电机 或步进电机进行反馈控制能够

7、实现对运动位置的精确控制。 4现场总 线监控。 PLC通过串口可以组成现场总线，并且由于控制单元的就近安 装，使得系统的组网灵活性大大加强。现场总线监控方式的控制响应能 力比较强，但却牺牲了一部分基于全局视角的控制性能，如何处理好局 部控制最优和全局控制最优之间的关系，是这种监控方式所需要面对的 一个问题。 值得一提的是， EC61131标准的颁布对不同 PLC制造商生产的 PLC产品的接口标准和语义进行了标准化的定义，使得 现代控制系统 的控制程序更易管理和调试。目前，这种基于 EC61131标准的结构化 编程方式已经被全球的各大控制设备制造商所接受，成为了一个重要的 国际标准。 2.3嵌入

8、式的微控制器在自动化领域中应用 嵌入式的微控制器是由硬件系统和软件系统共同组成的，并且其 软件一般都是通过一定的程序存储在微控制器中，它以相关产业的具体 要求和具体应用为核心，以计算机信息技术为基础，通过对软件和硬件 地高度集成而形成地一种专用计算机系统。 嵌入式的微控制器在工业控制领域的应用范围远远地超过了一些 通用的计算机，在制造业、通信领域以及航天航空领域中更是被广泛应 用，是一项己经被公认为具有很大发展前景的新技术。 2.4变频器技术在自动化领域中应用 一方面，变频器可以被看作是一个频率可调节的交流电源，通过 改变其频率就能实现对电机速度的控制。另一方面，变频器还有直流制 动的功能。当

9、设备需要制动时，不需要另外增加制动控制电路，只需要 通过变频器给电动机加上一个直流电压就能实现设备制动。 3自动化控制技术未来的发展方向 工业自动化控制技术的发展趋势应该是以分布式、开放式、网络 化和智能化为发展方向。其中分布式 保障了系统的可靠性，即使一个控 制模块出现了问题，整个系统仍然能够实施有效控制，分散了系统运行 的风险。开放式的系统结构有助于实现系统的扩容和调整，通过对接口 标准和组网方式的统一，使系统的现场适应能力大大加强，并且为系统 未来的扩容和调整预留下了空间。网络化是自动化控制模式的基础。智 能化是自动化技术发展到一定阶段的必然结果，以模拟动物大脑决策机 制为基础的智能化技术对推动自动化控制质量和控制水平提升具有重要 的理论和现实意义。 4结束语 总之，我国近几年对自动化控制技术的重视越来越高，继而促使 其在工业控制领域中的应用质量得以提高，但在具体应用过程中依旧会 有一些问题存在。因此，相关工作人员要不断研究创新，继而推动自动 化技术在工业生产中的应用不断取得仓噺和发展。 参考文献 1梁昌鑫，贾廷纲，陈孝祺 .工业自动化现状与发展趋势 m上海电机学院学报， 2008. 116 2014年 1月（下