蔡鵬飛

湖北科技學(xué)院

關(guān)于工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的研究

蔡鵬飛

湖北科技學(xué)院

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)工程領(lǐng)域，如工業(yè)、軍事、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，進(jìn)一步推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以加快工業(yè)發(fā)展的步伐，還能夠促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，為企業(yè)和社會(huì)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，因此深入研究工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)顯得尤為重要。本文就對(duì)工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)行分析和探討。

工業(yè)控制；自動(dòng)化技術(shù)

一、工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)概述

對(duì)于工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)而言，其主要是指企業(yè)在總體的管理經(jīng)營和生產(chǎn)過程中，采用先進(jìn)科學(xué)的自動(dòng)化控制技術(shù)，將工業(yè)生產(chǎn)過程作為控制主體，利用自動(dòng)化控制的計(jì)算方法和控制方式，以便自動(dòng)化的控制時(shí)間和控制理論相互協(xié)調(diào)，更好地在自動(dòng)化控制技術(shù)中融入原料產(chǎn)品生產(chǎn)加工的全過程，自動(dòng)化控制模擬生產(chǎn)過程中的大氣壓力、產(chǎn)品流量、環(huán)境溫度等因素，達(dá)到降低消耗、增加產(chǎn)量、確保安全、提高質(zhì)量的目的[1]。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)在應(yīng)用過程中不需人直接操作，只需借助自動(dòng)化設(shè)備及其相關(guān)裝置，使運(yùn)行過程或被控對(duì)象按照提前設(shè)定的路徑與規(guī)律自動(dòng)運(yùn)行，該技術(shù)具有如下的應(yīng)用意義：①統(tǒng)一調(diào)配工業(yè)生產(chǎn)。當(dāng)前企業(yè)的發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，只依賴于人工控制往往無法協(xié)調(diào)統(tǒng)一調(diào)配與有效處理各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息，而自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以收集錄入全部的有效信息，通過系統(tǒng)分析實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的統(tǒng)一調(diào)度，達(dá)到高效有序生產(chǎn)的目標(biāo)。②消除人為主觀的不利因素。人工調(diào)度帶有一定的主觀性質(zhì)，極易受外界的影響，缺乏規(guī)范的操作，而自動(dòng)化控制是以設(shè)定程序?yàn)橐罁?jù)來自動(dòng)分析系統(tǒng)軟件信息，保證調(diào)配的合理性與生產(chǎn)的有序性，有利于節(jié)約時(shí)間，促進(jìn)生產(chǎn)安全性的提升。③保證工業(yè)生產(chǎn)的低成本控制。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用改變了以往工業(yè)制造的生產(chǎn)方式，可以引進(jìn)科學(xué)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備與工藝，有效銜接自動(dòng)化控制系統(tǒng)，消除以往低收益高消耗的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，簡化工序，實(shí)現(xiàn)最大化的生產(chǎn)效益。

二、工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

（一）應(yīng)用

第一，采集信息模塊。要想實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的一體化系統(tǒng)控制，應(yīng)該在中樞管理系統(tǒng)中采集錄入各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的具體信息和儀表數(shù)據(jù)。由此可見，信息采集模式是工業(yè)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)模塊。自動(dòng)化控制要求控制系統(tǒng)能對(duì)實(shí)際生產(chǎn)信息加以掌握，協(xié)調(diào)控制先進(jìn)工藝工序和自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，達(dá)到統(tǒng)一調(diào)配的目的，有效解決各種矛盾[2]。隨著信息時(shí)代的到來，工業(yè)生產(chǎn)面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，信息采集系統(tǒng)能處理與捕獲龐大的數(shù)據(jù)，解決信息數(shù)據(jù)獲取問題，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

第二，系統(tǒng)建模模塊。該模塊的主要功能就是集中化采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控這些數(shù)據(jù)，利用A/D單元將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，做好數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)工作，利用編成邏輯控制器控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的精確化及自動(dòng)化控制，節(jié)約生產(chǎn)成本，為工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行及合理控制提供有利條件。當(dāng)然監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)旨在有效掌控自動(dòng)生產(chǎn)中的運(yùn)行情況，在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)存在的故障，實(shí)時(shí)性調(diào)整定時(shí)器與計(jì)數(shù)器中的數(shù)據(jù)。

第三，動(dòng)態(tài)控制模塊。自動(dòng)化控制技術(shù)能通過信息化和智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制，打破傳統(tǒng)人工控制的方式，實(shí)時(shí)關(guān)注工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況和客觀需要，全天候與全方位做好相關(guān)的動(dòng)態(tài)控制，提高控制的質(zhì)量水平。同時(shí)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制來集中化控制整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)程，實(shí)時(shí)掌握工業(yè)生產(chǎn)的具體運(yùn)行情況，充分節(jié)省生產(chǎn)成本[3]。如在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，系統(tǒng)能及時(shí)感應(yīng)某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的異常情況，及時(shí)停止出現(xiàn)故障的機(jī)械，啟用備用器械來保證生產(chǎn)的效率及安全。

（二）發(fā)展趨勢(shì)

首先，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）的發(fā)展。當(dāng)前DCS控制系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢(shì)就是現(xiàn)場(chǎng)總線（FCS），其中DCS的基礎(chǔ)為3C技術(shù)，而FCS則是以全數(shù)字化和全分散化為原則，與開放式的工業(yè)生產(chǎn)控制化系統(tǒng)相連。通常信息通訊網(wǎng)絡(luò)具有多分支結(jié)構(gòu)性和雙向傳輸?shù)奶卣?，基本在控制室和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化裝置中進(jìn)行安裝，借助現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)總線可以使監(jiān)控控制設(shè)備具有計(jì)算與通信的功能，提高信號(hào)測(cè)量與傳輸?shù)木?。目前我國FCS的發(fā)展趨勢(shì)為：市場(chǎng)上投入的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品不斷增多且類型愈加豐富多樣；現(xiàn)場(chǎng)儀表朝著分散化、智能化、開放化功能的方向發(fā)展；重點(diǎn)在于應(yīng)用工程方面，各領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用工業(yè)的發(fā)展速度越來越快。

其次，PLC網(wǎng)絡(luò)化與微型化的發(fā)展。以往的PLC自動(dòng)化技術(shù)具有價(jià)格昂貴與體積偏大的特征，而當(dāng)前微型PLC的研究有所突破，價(jià)格相對(duì)下降。同時(shí)在PLC自動(dòng)控制技術(shù)組態(tài)軟件發(fā)展的背景下，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)中PLC組態(tài)軟件所占比例不斷增加，逐漸成為控制領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，這也使得PLC不斷朝著性能與結(jié)構(gòu)的PC化方向發(fā)展。

最后，先進(jìn)控制技術(shù)的發(fā)展。先進(jìn)控制技術(shù)作為工業(yè)控制自動(dòng)化軟件的發(fā)展方向，落后的人機(jī)界面將會(huì)趨向于APC的發(fā)展，如自適應(yīng)控制、預(yù)測(cè)控制、模糊控制、智能控制、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等[4]。IDE可以為每個(gè)應(yīng)用程序組件提供跟蹤機(jī)制與歷史記錄審核，涉及用戶識(shí)別符、時(shí)間戳與時(shí)期、有關(guān)變化的摘要信息等；借助IAS能夠簡化分布式自動(dòng)化應(yīng)用的管理、部署、維護(hù)的基礎(chǔ)，降低工程成本?？梢哉f，未來的工程自動(dòng)化軟件系統(tǒng)會(huì)借助先進(jìn)的軟件技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)haul、平臺(tái)化、集成化、綜合管理等方向發(fā)展。

結(jié)束語

我國正處于快速發(fā)展的階段，工業(yè)生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用，而工業(yè)控制自動(dòng)化是工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必要條件，這就需要加強(qiáng)工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，不斷提高傳統(tǒng)行業(yè)的水平，以此實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的跨越式發(fā)展。雖然工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)不能直接創(chuàng)造效益，但其在促進(jìn)提高企業(yè)總體的提高和社會(huì)的發(fā)展等方面起著重要的作用，因此這一領(lǐng)域值得學(xué)術(shù)界深入研究和分析，以便進(jìn)一步推動(dòng)我國現(xiàn)代化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]郭宇.試論我國工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械管理開發(fā),2016,04:140-141.

[2]葛麒.關(guān)于工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的研究[J].電子制作,2016, 19:51-52.

[3]何成文.我國工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2014,10:9-11.

[4]肖承華.我國工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].低碳世界,2013,14:53-54.