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工業(yè)自動化的控制技術(shù)淺談

2017-02-09

　　當(dāng)今工業(yè)技術(shù)隨著科技的不斷發(fā)展、演變，工業(yè)技術(shù)自動化已在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展占領(lǐng)著重要地位，并且在多方面領(lǐng)域都有質(zhì)的突破。隨著自動化技術(shù)的普及和市場需求，工業(yè)自動化技術(shù)不僅為工廠自動化系統(tǒng)提高了作業(yè)效率，并且在大大減少人為勞動力的同時，使得產(chǎn)品質(zhì)量有了可靠保障。在工業(yè)自動化技術(shù)生產(chǎn)過程中，自動化控制是必不可少的環(huán)節(jié)。
　　自動控制技術(shù)是近幾個世界發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是當(dāng)今工業(yè)社會最重要的生產(chǎn)技術(shù)。從表面定義來看，控制技術(shù)是通過有控制功能的控制體系，或者系統(tǒng)，來實(shí)施對任務(wù)的控制。這種自動化的控制體系，與傳統(tǒng)的勞動力控制相比，除了大大提高了工廠作業(yè)效率外，保證了生產(chǎn)過程的操作性、穩(wěn)定性，與可持續(xù)性，使得產(chǎn)品質(zhì)量也有了重大提升。由此看來，自動化控制技術(shù)的發(fā)展無疑是當(dāng)今工業(yè)自動化技術(shù)的重要發(fā)展方向，想要整個工業(yè)自動化市場有進(jìn)一步的提升，就必須實(shí)現(xiàn)工廠自動化控制系統(tǒng)的升級。
　　自動化控制分為兩大類別，有半自動與全自動化，是一種現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、航空工程，軍事技術(shù)等領(lǐng)域中機(jī)械電氣一體自動化集成控制的先進(jìn)技術(shù)。在事先調(diào)節(jié)好規(guī)定流程的步驟下，沒有人的直接參與，利用外加的設(shè)備、儀器，或裝置，使生產(chǎn)過程的達(dá)到精準(zhǔn)的工作狀態(tài)，保證生產(chǎn)自動地按照預(yù)定的規(guī)律順利運(yùn)行。
　　隨著工業(yè)自動化控制技術(shù)新時代的到來，控制系統(tǒng)的發(fā)展日趨完善，而源源不斷的新市場需求卻逐步揭露了工業(yè)自動化控制技術(shù)仍需要持續(xù)提升與發(fā)展。目前，行業(yè)使用最廣泛的是PLC（可編程邏輯控制器）和工控PC（IPC工控機(jī)與其變形機(jī)）這兩種自動化控制產(chǎn)品。
　　可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同當(dāng)。其工作過程大致分為三個階段，其中包括輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個執(zhí)行任務(wù)期間，可編程邏輯控制器的CPU可以以規(guī)定的掃描速度重復(fù)運(yùn)行以上的三個階段。至今，可編程邏輯控制器已成為在工業(yè)自動化生產(chǎn)中必不可少的控制設(shè)備，但在我國的研發(fā)與推進(jìn)還需參考國外技術(shù)，因此，提高中國的工業(yè)自動化生產(chǎn)控制設(shè)備水平是一個長遠(yuǎn)的目標(biāo)。
　　可編程邏輯控制器在工業(yè)生產(chǎn)中的用途十分廣泛，它一直引領(lǐng)著工業(yè)自動化的發(fā)展，并且也將繼續(xù)成為工業(yè)自動化發(fā)展的重中之重。可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點(diǎn)：
　?。?）使用便捷，編程簡單；
　?。?）功能性強(qiáng)，性價比高；
　?。?）硬件配套齊全，用戶使用方便，有很強(qiáng)的適應(yīng)性；
　?。?）可靠性高，有極強(qiáng)的抗干擾能；
　?。?）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；
　?。?）維修簡單，操作方便。
　　工業(yè)PC主要的類型之一是IPC工控機(jī)（PC總線工業(yè)電腦）。據(jù)2000年IPC統(tǒng)計(jì)PC機(jī)已占到通用計(jì)算機(jī)的95%以上，因其性價比高、產(chǎn)量大、軟/硬件資源豐富，覆蓋面廣，早已被廣大的技術(shù)人員所熟悉與接納。IPC早已被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)及人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，例如：控制現(xiàn)場、路橋控制收費(fèi)系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測、通訊保障、智能交通管控系統(tǒng)、樓宇監(jiān)控安防、語音呼叫中心、排隊(duì)機(jī)、POS柜臺收銀機(jī)、數(shù)控機(jī)床、加油機(jī)、金融信息處理、石化數(shù)據(jù)采集處理、物探、野外便攜作業(yè)、環(huán)保、軍工、電力、鐵路、高速公路、航天、地鐵、智能樓宇、戶外廣告、等等。由此可見，IPC工控機(jī)與可編程邏輯控制器的競爭將主要在高端程序上。
　　我國IPC工控機(jī)的技術(shù)與研發(fā)水平已接近于發(fā)達(dá)國家水平，IPC工控機(jī)具有以下特點(diǎn)：
　　（1）可靠性搞，可維護(hù)性強(qiáng)；
　?。?）實(shí)時性，遇險(xiǎn)自復(fù)位；
　　（3）兼容性，支持各種操作系統(tǒng)。
　　工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成是IDE和IAS。IDE為每個應(yīng)用程序提供了歷史記錄審查追蹤技術(shù)，包括符號標(biāo)識、日期以及詳細(xì)信息。然而，IAS對于用戶來說可以大大節(jié)約工程資金成本，可以使得分布式自動化應(yīng)用的開發(fā)、維護(hù)和管理簡單化?，F(xiàn)場總線（Fieldbus）是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題?，F(xiàn)場總線使得測控設(shè)備具備數(shù)字計(jì)算與數(shù)字通信的能力，很大地提升了信號的精準(zhǔn)測量與傳輸?shù)臏?zhǔn)確度，增強(qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備的各方面性能。目前我們國內(nèi)現(xiàn)場總線的發(fā)展趨勢為自主研發(fā)的現(xiàn)場總線開始漸漸投入到廣闊市場，現(xiàn)場總線品種多種多樣，相互競爭激烈，從而使得各行各業(yè)的現(xiàn)場應(yīng)用工程也開始迅速發(fā)展。

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