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工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)應用分析與發(fā)展展望
隨著(zhù)IT和控制技術(shù)的融合的不斷深入，下面是小編搜集整理的一篇探究工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)應用分析的論文范文，供大家閱讀參考。
【摘要】隨著(zhù)IT技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化系統正在發(fā)生一些變化和變革。文章分析了當前工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的應用特點(diǎn)和現狀，對工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展前景進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化;智能控制;PLC
工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是當今微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)領(lǐng)域中高技術(shù)的綜合應用技術(shù)，這也是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)之一。工業(yè)自動(dòng)化是工業(yè)技術(shù)改造和進(jìn)步的主要手段，它綜合應用系統科學(xué)、認知科學(xué)、信息科學(xué)、控制科學(xué)與工程等理論，形成相應的自動(dòng)化軟硬件及系統，實(shí)施檢測、控制、優(yōu)化、調度、管理與決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本、減少資源消耗、環(huán)境污染和確保安全的目的。
1.工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的應用
1.1 智能控制
智能控制作為人工智能的一個(gè)研究與應用方面，與自動(dòng)控制、運籌學(xué)、系統論、信息論等學(xué)科的結合，已形成一個(gè)新興的交叉學(xué)科系統，在實(shí)際應用中已產(chǎn)生了許多類(lèi)型的智能控制系統，如多級遞階智能控制、基于知識的專(zhuān)家系統、基于模糊邏輯的智能——模糊控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的智能——神經(jīng)控制、基于規則的仿人控制、基于模式識別的智能控制、多模變結構智能控制、學(xué)習控制與自學(xué)習控制、基于混沌理論的智能——混沌控制等類(lèi)型。與其它行業(yè)一樣，智能控制作為一項關(guān)鍵技術(shù)，在鋼鐵工業(yè)中也得到了較多的應用。在各個(gè)生產(chǎn)工序中，用于設定與控制、生產(chǎn)計劃的安排與調整，以及設備診斷、監測、學(xué)習等方面。智能控制能在鋼鐵工業(yè)中得到較多應用，是與它的特點(diǎn)分不開(kāi)的，它適合于那些含有復雜性、不完全性、模糊性或不確定性以及不存在已知算法的非數字過(guò)程，并以知識進(jìn)行推理，以啟發(fā)引導求解過(guò)程;也可以對具有以知識表示的非數學(xué)廣義模型和以數學(xué)模型表示的過(guò)程進(jìn)行混合控制。智能控制的發(fā)展，將會(huì )使工業(yè)自動(dòng)化的過(guò)程控制有更大進(jìn)展。
1.2 以PLC為基礎的分布式控制系統
PLC作為專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數字運算電子系統，實(shí)現了單機、車(chē)間、工廠(chǎng)的自動(dòng)化控制。它表現出了諸多的優(yōu)點(diǎn)，具有抗干擾能力強、維修方便等特點(diǎn)，由于PLC對現場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控具有很高的可靠性，且編程簡(jiǎn)單、靈活，因此得到廣泛的應用。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，它的控制功能將會(huì )演變成更加復雜的過(guò)程控制和連續控制，這也為將來(lái)成為未來(lái)的支柱性技術(shù)產(chǎn)業(yè)而奠定堅實(shí)的基礎。
1.2.1 模擬量控制
根據控制對象特征，PLC通過(guò)組合功能模塊組裝能成功地控制系統，來(lái)靈活實(shí)現系統控制。PLC有主機模塊、I/O模塊、高速計數模塊、位置控制模塊、模擬量控制模塊、通信模塊等。PLC的模擬量控制能大大地提高過(guò)程控制系統的精度，它可以對熱處理的升溫、降溫、保溫等過(guò)程進(jìn)行嚴格的控制，給熱處理過(guò)程的控制設計和維護帶來(lái)了極大的方便，這是以往的儀表控制系統很難實(shí)現的。
1.2.2 開(kāi)關(guān)量控制
作為繼電器控制的替代品，PLC的自動(dòng)開(kāi)關(guān)量控制提高了控制的可靠性，它用中間繼電器控制系統動(dòng)作，根據順序控制器的公式進(jìn)行設計，畫(huà)出順序控制器控制部分梯形圖，并根據模擬仿真進(jìn)行檢查，保證設計的規范化。
1.2.3 位置控制
在工業(yè)自動(dòng)化控制中，位置控制占有很重要的地位。工業(yè)生產(chǎn)中，機床刀具串刀補償控制、主軸精確分度控制、搬運定位控制都是位置控制的方式。PLC可通過(guò)控制步進(jìn)電機，給步進(jìn)電機繞組發(fā)出脈沖，能精確地確定步進(jìn)電機位移，來(lái)達到位置控制的目的。
1.2.4 系統集中控制
PLC不僅可以實(shí)現自動(dòng)化控制，而且也適用于系統本身的控制，如控制系統故障檢測和顯示等�？刂葡到y的原理是根據時(shí)限故障檢測和邏輯錯誤檢測的原則進(jìn)行系統監控。由于機床設備在工作循環(huán)中的各工步運動(dòng)在執行時(shí)都需要一定的時(shí)間，在檢測工步動(dòng)作時(shí)可啟動(dòng)定時(shí)器，并將定時(shí)器的輸出信號作為自動(dòng)停機信號或啟動(dòng)報警信號。
1.3 三電一體化和嵌入式系統
任何工業(yè)自動(dòng)化系統都是由檢測儀表或傳感器(電測)，自動(dòng)控制裝置(電控)和以電力傳動(dòng)為主的執行機構(電力傳動(dòng))構成的三電一體化系統。沒(méi)有符合檢測精度要求的電測儀表或傳感器和滿(mǎn)足動(dòng)靜態(tài)技術(shù)指標要求的電力傳動(dòng)執行機構，自動(dòng)化控制裝置是不能發(fā)揮作用或難以達到要求的控制精度。雖然三電系統的各種裝置是由各個(gè)廠(chǎng)家的產(chǎn)品集成，但是只有全面地掌握三電綜合技術(shù)才能承擔和完成自動(dòng)化工程項目，特別是大中型工業(yè)自動(dòng)化工程項目。計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域有機結合的產(chǎn)物和產(chǎn)品升級，實(shí)現控制系統更高一級高精度、高性能、高可靠、高適應性，多功能、低消耗等功能成為現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展最新趨勢。而促進(jìn)系統組態(tài)傻瓜化是現場(chǎng)總線(xiàn)在應用上又一新發(fā)展趨勢。針對總線(xiàn)傳輸速度而言，應繼續發(fā)展和完善低速現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，同時(shí)注重高速現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的研發(fā)。綜合自動(dòng)化系統是為實(shí)現企業(yè)綜合自動(dòng)化而提出，相應的ERP/MES/PCS三層結構體系是當今世界工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的另一發(fā)展趨勢。
2.工業(yè)自動(dòng)化控制系統的發(fā)展展望
隨著(zhù)IT和控制技術(shù)的融合的不斷深入，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò )化和集成化方向發(fā)展，自動(dòng)控制的三大構成系統也將有新的突破。
PLC在向微型化、網(wǎng)絡(luò )化、PC化和開(kāi)放性方向發(fā)展。在基于PLC自動(dòng)化的早期，PLC體積大而且價(jià)格昂貴。但在最近幾年，微型PLC已經(jīng)出現，價(jià)格只有幾十到幾百歐元不等。隨著(zhù)軟PLC(Soft PLC)控制組態(tài)軟件的進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制的市場(chǎng)份額將逐步得到增長(cháng)。當前，過(guò)程控制領(lǐng)域最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術(shù)的擴展，PLC也不例外�，F在越來(lái)越多的PLC供應商開(kāi)始提供Ethernet接口�？梢韵嘈�，PLC將繼續向開(kāi)放式控制系統方向轉移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統。
DCS將向信息管理系統和計算機網(wǎng)絡(luò )控制擴展，將過(guò)程控制和信息管理系統緊密結合起來(lái)，構成計算機集成過(guò)程系統(CJPS)。CIPS除了要完成傳統DCS過(guò)程控制的功能外，還要實(shí)現運行支持和決策支持的功能，包括質(zhì)量控制、過(guò)程管理、在線(xiàn)優(yōu)化、經(jīng)營(yíng)管理、決策分析等。網(wǎng)絡(luò )是當今工廠(chǎng)自動(dòng)化的核心，是計算機集成過(guò)程系統的基礎，而工廠(chǎng)自動(dòng)化的每一層都有適用于自己的網(wǎng)絡(luò )。計算機集成技術(shù)和現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)展，將對DCS的結構產(chǎn)生重大影響。目前DCS的結構將受到上下肢解，上層工作站將與CIPS緊密結合，DCS將演變成CIPS的低層部分;在現場(chǎng)級，現場(chǎng)總線(xiàn)的應用將使傳統的DCS輸人輸出結構徹底改變�，F場(chǎng)總線(xiàn)將對自控領(lǐng)域帶來(lái)深刻影響，工業(yè)控制系統的體系結構將以統一的現場(chǎng)總線(xiàn)為紐帶構成，現場(chǎng)控制系統(FCS)代稱(chēng)將是新世紀的開(kāi)放控制系統。
工業(yè)計算機，從軟交換機到即插即用的通信服務(wù)器，將成為一個(gè)與信息網(wǎng)絡(luò )融為一體、以人為中心的隨時(shí)隨地地服務(wù)平臺。各種各樣的工業(yè)計算機技術(shù)將無(wú)處不在，它們將通過(guò)多樣化網(wǎng)絡(luò )通信方式，無(wú)縫地集成在一個(gè)信息網(wǎng)絡(luò )里，隨時(shí)隨地為人們提供所需要的豐富多彩的服務(wù)，而又不為人所察覺(jué)。新的工業(yè)計算機體系結構有更強的交互和互操作性，同時(shí)也是多種信息系統的融合平臺。
參考文獻
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