企業自動化控制范文

導語：如何才能寫好一篇企業自動化控制，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：化工企業;自動化控制;運用

中圖分類號:TQ042文獻標識碼：A

一、引言

隨著社會主義市場經濟的不斷完善和發展，人們的生活水平不斷提高，對化工產品的需求在不斷提高。在這個背景下，我國的化工企業得到了飛速的發展，化工企業的發展規模越來越大，技術水平在不斷提高，新的技術、工藝也在不斷地應用到化工企業當中。在化工企業的發展中，自動化技術的日趨成熟以及化工企業提高了對自動化控制技術的重視程度，使得自動化控制在化工企業當中的運用越來越普遍。

二、化工企業自動化控制概述

與人工控制相對應的是自動化控制，是指在沒有人參與的情況下，利用設備、儀器或裝置把被控制的對象或者過程按照預先設定的程序運行。自動化控制經過了五次發展變革：第一代自動化控制系統是PCS，這是一個可以簡單就地操作的氣動控制系統，僅具備初步控制的能力；第二代自動化控制系統是ACS，是一種電流模擬信號，這個系統的運用，使得自動化控制能力進一步增強；第三代CCS，數字計算機應用促進了它的產生，是自動化控制領域的第一次革命；第四代是DCS，其產生得益于微處理器的廣泛運用和半導體制造技術的成熟；第五代是FCS，它從DCS發展而來，被稱作現場總線控制系統，是一種能夠將控制設備與智能測量連接起來的具有雙向傳輸功能，全數字式、多節點分支結構的通信鏈路數字運用系統。我國化工企業自動化控制的發展，是隨著自動化控制五次變革一起成長的。二十世紀七十年代我國化工企業自動化控制進入到了發展期，到了八十年代，我國DCS系統也有了運用的案例，九十年代以來，化工企業DCS、FCS逐漸推廣，并得到了普遍的運用。

三、化工企業自動化控制的運用

1.當前化工企業自動化控制運用研究的現狀

從化工企業自動化控制運用研究的現狀來看，我們需要保持足夠的冷靜，當前化工企業的自動化控制研究，仍然不能夠滿足處于快速發展過程中的化工企業對于自動化控制技術的要求。在化工企業提出需要更好地自動化控制技術時，研究界無法提供更好的解決方案?；て髽I的自動化控制研究是一步一步走過來的，對自動化控制理論的研究，應當以化工企業的實際需求為準則，以市場為導向，合理分配科研力量，從而有效地開展專門的研究工作。當前自動化控制研究的方向，已經從過去單純的機械式的控制轉變為一種適應當前化工企業發展的實際運營情況的，結合了控制和管理為一體的具有綜合性質的自動化運用系統?，F代自動化控制研究建立在數學模型應用的基礎之上，并且逐漸向微型計算機的推廣運用方向發展。但是在企業自動化控制研究上也存在很大的問題，比如研究理論脫離現實，在某些技術層面的理論研究也十分的不規范，自動化控制理論研究的成果無法在實踐中對企業自動化控制的運用進行切實的指導。

2.我國化工企業自動化控制運用存在的問題

（1）化工企業自動化控制運用流程不規范

在我國化工企業自動化控制運用當中大多屬于獨立開發出來的模型。這是因為自動化控制模型和獨立開發出來的模型之間存在數據交換的情況，而且在上述兩種模型與工業數據的之間也存在數據交換的情況，導致了自動化控制的運用流程存在諸多不規范的現象。上述兩種模型在自動化控制的技術上雖然比較先進，但當它們之間存在數據交換的時候，反而在總體上不具備市場競爭力，多數自動化控制系統缺乏多種裝置的流程模擬以及過程優化應當具備的工藝條件。

（2）化工企業自動化控制運用的規模較小

人們對于化工產品的需求越來越大，對化工產品質量的要求越來越高，對化工產品品種的種類的要求越來越多，這就使得我國化工企業化工工藝流程也越來越多，越來越復雜。有一些化工研究單位，雖然具備比較強大科研能力，但是并不具備將化工產品產業化所需要的資金，這就導致了這些化工科研單位所開發出來的自動化控制模型不具備通用性，使得化工產品的產業化規模較小。所以，如果將已有的自動化控制模型及優化技術產品化需要投入巨額的資金和大量的人力成本。

（3）化工企業自動化控制中質量控制的標準有待統一

在試驗生產時，自動化控制中的質量控制首先就應當明確指標與屬性。當前，我國沒有統一的自動化控制質量控制的標準，這樣既使得自動化控制的運用受到了很大的限制，而且也非常不利于化工企業自動化控制對化工工藝水平以及產品質量的提高。

（4）化工企業自動化控制系統程度不高

當前，我國大多數化工企業的自動化控制系統仍然采用常規的操作系統，這就導致了90%以上的自動化裝置的作用無法發揮，既不能提高化工企業的生產效率，也極大地浪費了資源。因此，應當加強自動化控制系統的研究，開發出自動化控制集成化管理程度高的系統，從而提高化工企業的生產效率，節約資源。

3.發展化工企業自動化控制運用的建議

為了促進化工企業自動化控制的發展，滿足化工企業生產的實際需要，就化工企業自動化控制的運用提出如下建議：

（1）加強化工企業自動化綜合控制

一般情況下，化工企業具有比較大的規模，化工產品的經營范圍也比較寬，這就大大增加了化工企業自動化綜合控制的難度，導致了即使化工企業運用了自動化控制模型仍然很難對整個企業進行全面、有效地管理。所以，化工企業在不斷提高自動化控制水平的同時，還應當綜合運用信息網絡技術、電子信息技術等，從這些方面加快企業自動化綜合控制的建設進度，從而提高化工企業的信息集成化、管控一體化程度。只有加強化工企業自動化綜合控制，才能提高化工企業的生產效率，才能使化工企業的控制管理水平達到最優。

（2）自動化控制研究應當符合市場要求

市場對自動化的控制研究具有導向作用，化工企業應當立足于市場，運用自動化控制技術充分了解并掌握企業市場的發展變動情況，對于市場的變化，及時、有效地作出應對。自動化控制研究只有符合市場的要求，才能使得自動化管理符合企業的發展，從而實現資源的優化配置。

（3）提高化工企業預警系統的自動化水平

化工企業在生產經營當中存在一定的危險。化工企業要想提前發現危險，將危險消除在萌芽狀態，就應當提高預警系統的自動化水平。加強化工產品生產設備運行的安全性檢測、自動報警等技術的開發，以確?；て髽I在生產過程當中的安全運行。

四、結論

綜上所述，經過這么多年來的發展，我國化工企業自動化控制的運用取得了一些經驗，但是仍然存在許多的問題，需要我們這一代人進一步加強研究。自動化控制對于提高化工企業的工藝水平，優化產業結構，提升化工產品質量，改善勞動效率等方面，發揮了越來越重要的作用。自動化控制技術對于化工企業的發展提到了巨大的推動作用?；て髽I要想在競爭越來越激烈的市場中求得生存和發展，應當不斷地提高自動化控制運用的的水平，以提高自身的市場競爭力和經濟效益。

參考文獻：

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[2] 胡恩燕.打造“品牌活動”創建一流協會——中國石油和化工自動化第九屆年會側記[J].中國.科技獎勵，2010(8). 

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摘 要： 隨著我國工業的發展，為了降低在生產過程中的成本，提高工業生產過程中的精確性，企業逐漸嘗試使用自動化系統。在工業生產過程中，電氣自動化技術的運用能夠提高生產效率，對于企業的發展起到一定的推動作用，文章針對工業電氣自動化系統的相關研究進行了探討和分析，供相關的技術人員和管理人員參考。

關鍵詞： 電氣自動化；工業企業；效率提高；運用

1概述

工業電氣自動化又稱電氣工程及其自動化，隨著信息技術的到來以及數字信息技術的大幅度提高，隨著我國工業化的快速發展，計算機信息技術以及軟件技術在企業中運用迅速發展，企業的管理方式也在一定程度上不斷提高，也在一定上促進了我國企業自動化的發展，由于工業電氣在改革過程中涉及到的方面較多，隨著工業發展，自動化技術隨著朝著數字化以及信息化的方向進行發展。

2工業電氣自動化的特點和設計原則

2.1工業電氣自動化的特點

現代工業為在生產過程中，提高生產工作效率，提高產品的精準性，在工業發展的過程中，都會涉及到電氣自動化，但是隨著傳統手工勞動的逐漸被提高以及現代大型設備的逐漸投入使用，在運行的過程中，由于設備較多，因此設備綜合的負荷量也較大。因此工業電氣自動化在工作過程中，其處理任務較大，如果在這個過程中，任何一個機電設備出現了零件的故障，對于整個生產設備都會造成較大的負面影響，因此應用自動化系統，需要保持自動化系統的穩定性，使得設備能夠維持在一個正常水平，這樣才能夠將自動化系統投入到實際的生產過程中。

2.2工業電氣自動化的設計原則

2.2.1優化供配電設計，促進電能合理利用

在設計中，首先需要保證良好的穩定性以及安全性，這也是企業在生產之前的保障和前提，因此在進行電氣自動化的設計過程中，需要對整個電氣環境進行充分的考察，針對在設計過程中不合理的位置和設計，需要及時的進行糾偏，使得電氣設備能夠符合相應的環境配套，各項設備都能夠協調運作，同時自動化生產能夠發揮出最大的經濟型效益，在設計中，同時也需要考慮到設備運行的安全性，確保在安全的前提下發揮生產的最大效益。

2.2.2要不斷提高設備的運行效率

機電自動化系統的運用目的是為了提高企業的生產效率，因此在電氣運行中，對于能量的消耗以及能力和產品加工之間的比例進行計算，在電氣設計過程中，需要最大程度的降低能量的消耗，從而降低企業的運行成本，在生產的過程中各個線路需要緊密結合，優化計算方式，選擇性價比較高的設備，從而能夠降低養護成本，最大程度的提高設備的利用效率。

2.2.3電氣工程設計合理地調整負荷，提高設備的利用率

在日常生產中，安全是企業生產的核心，在企業使用電氣工程中，需要最大程度的提高電能的質量，從而對負荷電力進行及時的調整，在系統的各個階段，選擇最佳的節能設備，采用合理的節能措施，從而發揮出設備最大的負荷能力，降低成本。

3電氣自動化工程在工業中運用現狀

電氣自動化工程DCS系統：工業的發展以及工作效率的提高在一定程度上依賴于現代技術的發展，因此在現代化自動的控制過程中，采用信息技術的發展主要是取決于兩個方面：首先在管理上，由于管理層面的控制，企業中各個部門都能夠掌握到企業現代化信息的情況，采用軟件設計并且和計算機連接，這樣能夠隨時隨地的對設備的新變化進行控制。其次在現代化的自動管理過程中，需要對設備的新變化進行不斷深入的了解，發展橫向的有效信息，這樣才能夠發揮出設備控制的重要作用，因此現代化的信息集成和自動化的關系是人們在電氣設備過程中研究的重點。

4基于BIM技術電氣自動化設計

流程BIM技術是信息模型的簡稱，這項技術不僅僅是一項單純的技術手段，在具體的BIM技術中，很多新技術新手段運用到這項技術中，最終將多個管理共同組成一個信息模型，從而對相應設計人員和施工人員提供較為合理的信息模型，和傳統的技術相比，BIM技術在一定程度上能夠實現建設設計動態管理，能夠為設計人員以及其他工作人員提供較為直觀的設計和施工內容，同時能夠幫助工程通過信息資源的整合，在管理中提供更多的優勢。這種BIM技術經過100多年發展也取得較為突出的成就和發展，目前其機制和優勢也逐漸體現出來，隨著現代物理技術運用以及現代計算機科學技術的快速發展，其他遙感仿真技術也運用到BIM技術中，信息化的結果導致了BIM技術的制定在不斷的完善和改革，這樣對于BIM技術的應用推廣也起到了巨大的推動作用。（1）三維建模技術，對于三維技術而言，是一項重要的技術手段，其應用價值也比較高，這是因為三維建模技術的應用能夠使信息資源更直觀的進行整合，在展現給使用者上能夠更加直觀。（2）仿真技術，對于BIM應用技術而言，方針技術也是應用上非常廣的一項技術，當各種仿真技術以實體展示到設計人員的面前，設計人員通過計算機手段能夠將書面的設計轉化成立體形式，這樣能夠更好的促進設計人員發現設計和實際中的矛盾，可以采用更為優化的處理方式，因此仿真技術在BIM技術的運用中已經起到了加強的效果。（3）優化技術，具體而言，優化技術不是一項單純的技術手段，在優化技術的實施過程中，也是涉及到了許多方面，同時優化技術還需要運用到運籌學的相關理論知識。（1）電氣設計和效應是相互協調的過程，在電氣設計過程中需要進行效應協調，這樣能夠解決在設計過程中的沖突問題。（2）對傳統的二維圖需要進行適當的調整，所以在進行電氣模擬和電氣創建的過程中，可以將傳統的二維圖轉化成可視圖形進行制作，另外由于生成的二維圖和制定的設計常常不符合，所以需要對二維圖形進行合理的調整，通過數據之間的變換，從而實現將各個專業之間進行有效的數據轉換。

從上述中，BIM技術的施工圖設計流程需要有以下幾個方面的優勢：（1）和傳統技術相比，BIM技術能夠按照設計的方式，能夠有效實現各個專業之間的協調工作，對于數據之間的關聯性能夠有更高的提升，同時最大程度的提高電氣設計過程中的設計質量，將設計過程中存在的錯誤因素降到最低。（2）通過上述的設計，使得在電氣設計的過程中，工作量能夠有所降低，在設計效率方面能夠較大程度的提高，現代電氣設計需要有效協調工作中的各種關系，最大程度的降低對電氣專業的影響，將設計周期和工作周期縮短，對于提高工作效率有較大的幫助。（3）為設計優化提供了技術手段。電氣設計中，建立的BIM模型，在這些類型的模型中，其中包含有大量的幾何參擔這些參數對于使用到電力和照明分析中具有非常大的優勢，同時電氣負荷和照明計算等設計也可以使用到這些參數。在電氣設計中，BIM優勢還是體現在二維設計上，相對于其他專業而言，本身電氣專業和其他設計相互協調是一個非常復雜的工作，如果協調工作無法很好的完成，勢必會造成返工現象的出現。在BIM技術的設計模式下，由于電氣設計和其他設計可以理解為一個整體，電氣設計也需要和其他模型相互結合，如果電氣設計和其他方面的設計出現了沖突，那么沖突突出的部分可以直接的展示出來，并且可以及時的進行修改。在設計的過程中，各個設計部分還需要對設計模型進行有效的統一，從而最大程度的了解到空間分布的情況，例如針對確定變/配電室、各弱電機房以及電氣部分之間的尺寸做好測量工作，這樣能夠解決和其他設計之間存在的沖突。

5電氣自動化工程的發展趨勢

5.1實現統一化的電氣自動化控制系統

自動化控制系統作為系統產品的形式存在，在控制系統的研發和生產方面已經成為關鍵，為了實現自動化控制系統的統一管理，在產品的研發，產品的設計以及產品的包裝方面都需要重點進行關注，同時需要重視的是自動化控制系統在生產過程中的標準，此類方針是促進自動化系統長遠發展的重要舉措，將研發系統和生產系統有效分離，能夠實現分工明確，對于實現高效率的研發和生產有較大幫助。

5.2電氣自動化工程控制系統的創新技術

市場經濟的發展，帶動了我國自動化控制系統技術也在一定程度上不斷的進行改革和創新。在電氣自動化技術的改革和創新的過程中，需要在前期有效接納外來文化，能夠將國外的先進技術引入到中國，隨后進行不斷的消化，企業根據自身的發展需要，不斷的引進先進的技術，從而提高企業的實際自動化能力。其次，在目前全球經濟一體化的背景下，需要不斷的改革和創新，不僅需要引進和吸收，更重要的是加大科研投入，將研究的新技術為我所用，加大研究單位和企業之間的合作，才能夠保證科研成果能夠為企業所運用，就是政府需要充分的認識到電氣工程系統在我國經濟發展中的重要性，從而建立完善體系，需要充分認識到電氣工程在制造業發展中的作用，從而在企業中進行全面推廣，從而能夠充分實現企業現代化管理。

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關鍵詞：石油化工；儀表自動化；控制系統

石油化工企業的發展對國家的經濟有著十分重要的影響，隨著科技的不斷發展，人們對石油化化工的要求在逐漸的增加，在整個石油化工的生產中，需要使用儀表自動化控制系統，這一系統隨著石油化工企業的發展，要求在逐漸的增加，在這樣的發展狀態下，就需要進行改進，在企業生產的過程中使用的是智能化的儀表，也就是儀表自動化系統，這樣的系統在整個功能上有了很大的提升，還在效率上也得到了極大的提高，這樣對石油化工企業的生產是十分重要的，使用儀表自動化控制系統為石油化工企業的發展做出了貢獻。

1 石油化工企業儀表的重要性

石油化工企業要想發展就離不開儀表，儀表系統在整個化工企業的發展中扮演著重要的角色，現在的石油化工企業生產已經逐漸的走向了現代化和數字化，數字化的應用提高了使用的效率，在儀表中除了使用數字化，還使用了智能化、網絡化等手段，這樣就可以很大程度的促進石油化工企業的發展。隨著石油化工行業的不斷發展，人們對石油化工儀表的要求在逐漸的增加，在這樣的發展趨勢下，對儀表進行了改進，尤其是自動檢測儀，自動監測儀在性能上的改進是十分大的。

從現場的總線上來說，可以更好的適應了工業的生產，在性能上的提高使變送器也在不斷的發展，這樣對整個變送器來說也是十分有利的。現代化的自動化儀表在使用的過程中需要在安全性和穩定性上得到提升，這樣就可以將整個石油化工企業的發展水平體現在儀表系統的使用上，因為自動化儀表的改進可以提升石油化工企業的生產俠效率，對整個生產有著十分重要的影響，需要得到我們的重視。

數字化儀表的出現不僅僅在性能上得到了極大的提升，在結構上也得到了極大的提升，數字化儀表在操作的時候變得更加便捷，因為現在的很多貨物都是進出口貿易，這樣對整個生產的要求就在逐漸的增加，在這樣的情況下，就需要在產品的質量上有著嚴格的要求，尤其是在整體性上，需要將整體性總合的運用到儀表控制系統中，還要將在儀表的管理上加強，使用性能和結構較好的儀表，對生產的產品也是非常有利的，在質量上可以得到保證，這樣出口到過國外的產品就會更加的受歡迎，對整個企業的影響也是非常大的，因此要使用較為先進的儀表自動化控制系統，這樣對石油化工企業的生產是非常重要的。

2 石油化工企業儀表自動化系統的介紹

2.1 DCS（分布式控制系統）

在石油化工的生產中，使用的較為頻繁的系統就是分布式控制系統和集中式控制系統，這兩大系統在石油化工產業中是十分關鍵的。但是在我國的石油化工企業中使用的都是DCS系統，DCS系統在性能和結構上都有著一定聽的優越性，相對于傳統的儀表自動化系統來說，DCS系統在使用的過程中，使用了數字化和智能化技術，在兼容性上是非常好的，這樣對整個企業的發展就有了要求，在整個企業的發展中，一定要有著足夠的重視，兼容性的體現是DCS系統在功能上有著優越性的體現，在整個企業的生產中，需要將整個企業的發展作為重點，因此兼容性就變得十分重要，在企業的發展中，可以將本企業不同的型號的系統與廠商的DCS系統連接在一起，這樣就可以形成一種控制體系，對整個企業的發展是十分有利的，在控制的時候也是非常便利的，提高了企業的生產效率，在出現問題的時候也可以及時的溝通，這樣對整個企業的生產有著十分重要的影響。

2.2 新型DCS系統

DCS系統在石油化工企業的發展中是非常重要的，尤其是在煉油的時候，煉油是不能夠離開DCS系統的，在生產的過程中，會生產出半成品和成品，在石油化工企業中使用DCS系統可以增加其控制能力，提高自動化的性能，石油化工企業的生產可以利用DCS系統進行石油化工的生產，應用DCS系統進行控制，在一定程度上能夠更好的利用系統進行控制和管理，但是，還是有很多的企業在進行生產的時候無法更好的利用DCS系統的所有功能，導致自動化系統在使用的時候出現情況復雜的問題。我國在DCS系統生產方面也有很大的發展，在這種情況下，很多的軟件開發更加適合于石油化工企業的生產，這樣在功能方面也出現了更好的情況，同時在使用的時候可靠性也是非常高的。

3 具體分析

3.1 檢測執行儀表方面

石化現場設備或者管道內界質溫度一般都在-200～1800℃之間。現場的水銀玻璃溫度計都會被雙金屬溫度計取代。熱電阻和熱電偶信號都會直接進入DCS中。在所有儀表中壓力儀表是最受重視的，因為它是與人們的安全聯系最緊密的儀表。壓力傳感器和特殊壓力儀表都是采用很多原理生產的，能抵御住高溫，能在脈動介質、粉狀和易結晶介質中測量壓力等。再從物位儀表來講，石化行業都以液位測量為主，并且除了浮力式儀表外，物料儀表都沒有通用的產品。但從測量方式可分為浮力式、靜電式、超聲波式、電容式、磁致伸縮式和雷達式等等。儀表中還有流量儀表、分析儀器、在線過程分析儀和執行器等儀表。溫度、壓力、流量和液位都是工藝參數的保證，對生產過程中物料成分的分析和對最終產品的分析都是非常必要的。要對排放的物質進行詳細的分析，不能對環境造成污染。

3.2 控制策略

從如今的新一代DCS系統的變化可以看出，石化工業在自動化連接控制、批量控制和順序控制等基本控制策略還是沒有改變。智能化算法如智能PID控制器和多變量控制等都已經開始普遍采用，其都是以DCS為基礎的控制，但也都可以獨立控制。傳統的生產過程都是一個裝置一個控制室，但現在幾乎都是多個裝置一個控制室或全廠都由一個控制中心進行控制，并且都是以LCD屏幕或CRT顯示為主?，F在人機界面方面都在以DCS操作站屏幕為主，這樣能讓公益操作人員輕松地進行操作。

石化裝置的工藝過程復雜，很容易發生火災或爆炸等。因此對安全性的要求在不斷提升，若僅由DCS設備完成，則已經不能滿足現在的要求了，如ESD系統就會在DCS之外單獨運行。智能化和自動化控制儀表不僅使得安全生產成為現實，而且現在應用的SIS系統都是以人性化和安全性為主的生產系統。不僅要緊抓安全生產，還要在生產線的危險場所設置警報系統，一旦有可燃氣體或有毒氣體泄漏后能及時得到提醒。全廠的每個角落都要在火災報警控制系統的監控下，對重要的工藝裝置進行控制和檢測。

4 結論

石油化工在生產過程中實現了安全生產，同時在控制方面也發生了很大的變化，因此，企業在發展過程中要不斷提高自動化控制水平，這樣能夠保證企業在激烈的市場中獲得更好的發展控制，提高企業的競爭力。

參考文獻

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如今電氣自動化技術已在三個方面取得了新的進展，它們分別是：綜合自動化系統發展的方面，現場總線技術改變的方面和分布式系統控制技術應用的方面。為了滿足各個行業之間以及各個部門之間的交流、通訊需求，于是在綜合自動化系統方面做出了改革且取得了新的發展。綜合自動化系統具有較強的綜合性，結構微機化、操作監視屏幕化、運行管理智能化的特點，使得檢測與控制可以一同進行，很大程度上提高了高壓系統的控制、保護水平，提高了供電的質量，電壓的合格率，減少了系統維護的工作量。現場總線技術的改變主要體現在靈感方面：一是現場總線的控制；二是，現場總線型傳感器的改變。為了順應國際發展趨勢，要求現場總線技術必須發生改變。現場總線技術具有系統開放性、互可操作性、互用性、智能化、功能自治化的特點，且在系統結構方面具有高度的分散性，在對現場環境的適應能力上有著較以往而言相對較高的適應能力。其改革節省了硬件的使用與投資、安裝的費用、維護的開銷，使得電氣自動化產品擁有了系統集成主動權，增強了其準確性與可靠性。分布式控制系統具有高可靠性、靈活性、開放性。易于維護、協調性高、控制功能齊全的特點，分布式控制系統支持帶電熱拔插，支持在線下載新增加的控制邏輯程序，支持在線添加IO模板。可以通過局域星型環網可以現實多個控制站共享數據，運用分布式控制系統可以使得擴展工程相對方便。

2電氣自動化控制系統的發展趨勢

對電氣自動化控制系統進行創新性的改革，也是在對技術工藝和條件、管理結構、生產條件進行全面性的革新，是對各個行業的工作和環境的改善，也是對各個行業工作積極性和效率的提高。根據現今的發展趨勢看來，電視自動化控制系統的發展方向主要體現在以下幾點：

2.1電氣自動化控制系統中，軟件所占的地位逐步提升

由于當今時代電子信息化大背景的影響下，電氣自動化控制系統的發展前景當然也少不了信息網絡技術的應用與融合。隨著OPC技術的發展、IEC61131標準的頒布、Windows平臺的廣泛應用，計算機的使用在促進電氣自動化控制系統與信息網絡技術的融合中起著重要的推動作用。OPC技術對電氣自動化控制系統的影響具有基礎性和革命性的特征。它能夠有效的解決設備驅動程序開發過程中經常出現的異構現象，對現場總線系統中異構網段之間出現的數據交換問題進行快速的解答，可以作為訪問專有數據庫的中間件，為不同數據的集成提供便利，且能夠有效的實現控制軟件與硬件的分別設計。IEC61131標準使得其開發程序具有良好的結構，可以對程序進行完全的控制，支持復雜的順序操作功能處理，支持數據結構。因此，網絡信息技術在電氣自動化控制系統中的廣泛應用所取得的成績與效果是不言而喻的，未來將軟件在電氣自動化控制系統中的地位逐步提高也是很有必要的。

2.2單一設備向應用集成系統轉變

單一設備向集成系統應用的轉變是未來電力自動化控制系統發展趨勢的一個重點。軟件和系統有機地集成到一個無縫的、并列的、易于訪問的單一系統中，并使它們就像一個整體一樣，進行業務處理和信息共享。具有完整、可靠、經濟、安全、高效等特點，且促進了電力自動化控制系統的信息化、開放化、分布式。市場需求決定了電氣自動化控制系統的這一發展趨勢，網絡信息技術又為其提供了重要的動力，在軟件地位不斷提高的情況下，完成單一設備向應用集成系統轉變的必要性更為突出。

2.3電氣自動化控制系統統一化

為了能夠對電氣自動化產品進行更好的維護、測試、設計等活動，就要實現電氣自動化控制系統的統一化。這樣不僅可以將開放系統獨立出來，使其成為單個的個體，更便于操作，還對電氣自動化控制系統的通用性產生了積極的效果。在未來的發展趨勢中，實現電氣自動化控制系統的統一化是不可避免的。

2.4電氣自動化控制系統接口標準化

電氣自動化控制系統接口標準化的實現為電氣自動化控制系統中出現的通訊難問題提供了解決的方法。通過實現電氣自動化控制系統的接口標準化，可以為企業間、廠家間以及企業與廠家間的數據共享、交換提供安全保障，且可以節約電氣自動化系統的開發和維護成本。

2.5專業化人才培養

很多企業在員工的專業化水平培養方面不夠重視，使得在企業發展的過程之中出現不必要的麻煩。因此，企業應當注重對員工的培訓，無論是系統操作人員還是系統維護人員在員工培訓這項工作上一定不能松懈，對員工的培訓不僅僅是一種資金的支出形式，更多時候是一種對人才的投資，且有著意想不到的回報。提高技術人員的專業技術水平，使其能對本職工作產生深刻而透徹的認識，更好的將自身掌握的專業化知識運用到工作環節之中，從而使得電力自動化控制系統工作得到更大的提升與進步。

3結語

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一、我國危險的化工工藝改造現狀分析

化工工藝的危險性是毋庸置疑的，其生產裝置也存在著潛在的危險，一旦操作不當就會引發危險，因此，必須強化人們對危險的辨識能力，加強危險工藝的操作技術，控制危險裝置的安全性，提高生產管理的水平，改善整個行業的本質安全，這對提高生產質量具有重要意義。隨著科技的發展，我國的大部分化工企業的生產工藝水平迅速提高，對一些具有強放熱反應的裝置配備自動報警系統、連鎖等安全的設施，改善了整個生產工藝的安全性，可靠性，參與推動危險工藝自動化改造工作的工程技術人員和安全管理人員也注意到，由于目前還沒有出臺有關涉及危險工藝生產裝置自動化控制的國家標準或行業標準，推行過程中遇到了一些在技術上有爭議的問題，所以，有必要進行工藝的改造，同時對傳統的改造范圍進行調整，使其與現代生產相適應，不斷地完善和發展。

二、危險工藝范疇分析

1.具有危險性的生產裝置

與硝化、氟化、磺化、氯化、氧化、裂解、重氮化等危險工藝相關的生產裝置都具備潛在的危險性。

2.儲存物質的設備

一些化學產品具有易燃、易爆、高毒的特征，其儲存的裝置都具有一定的危險性，或者是一些液化砌體具有高危性，必須采取必要的安全控制措施。

三、化工工藝危險性特點概述

1.高溫高壓下極容易爆炸

一旦達到爆炸所需的溫度與氣壓，爆炸的極限就會擴大，一旦接觸到氧氣，就會在設備或者管道中爆炸，造成重大損失。

2.泄露導致爆炸

化工工藝所生產的產品均屬高溫高壓產品，氣體物料一旦從設備管線泄露會迅速膨脹，與空氣中的氧氣混合，形成爆炸物，一旦碰到靜電或者火花就會引發大的爆炸。

3.積碳燃燒爆炸

氣體壓縮機等轉動設備再高溫下運行會導致油揮發出現裂解，管道內會形成積碳，其會自燃導致爆炸。

4.物理爆炸

所謂的物理爆炸就是在高溫高壓下設備金屬材料會發生一定的蠕變，改變金相組織，鋼材腐蝕會加劇，導致設備疲勞腐蝕，機械強度減弱，引起的爆炸。

5.液氮泄露導致的中毒爆炸

如果發現液氮大規模的泄露，就會形成低溫云團，引起中毒事件，遇到明火還會發生爆炸。

四、比較普及的自動化控制方式

1.自動控制與安全聯鎖的作用

化工生產離不開高溫、劇毒、高壓、易爆、腐蝕等危險因子，這是必然的，自動化操作可以實現對工藝參數的嚴格控制，同時也避免了由于手動操作而帶來的不安因素，降低勞動強度，改變傳統的作業環境，可以更好地實現高質、高效、長期的安全運行質量。

2.較為常見的自動控制機安全聯鎖形式

化工裝置屬高危作業，因此，必須實行溫度、壓力、流量的自動控制系統，實行自動報警、聯鎖停車、實現化工工藝生產過程中的自動控制。目前的生產工藝水平下，常用的工藝過程自動化控制及安全聯鎖主要包括：

2.1分布式的工業控制微機系統

這一系統俗稱DCS，也被稱為分散控制系統，主要利用現代的網絡通訊技術，將分布在現場的控制點、采集點與操作中心進行連接，實現集中管理的目的。

2.2可編程序控制器

也就是所謂的PLC，主要被應用于邏輯控制，順序控制，在一些領域已經取代了繼電器，在小規模范圍內，可以實現過程控制。

2.3現場總線控制系統

俗稱FCS，是基于現場總線的開放型自動化系統，被廣泛的應用于多個控制領域，這是工業控制發展的必然方向，尤其是本質安全型的總線，比較適用于一些高危險性的工藝場所，降低危險性。

2.4各種總線結構的工業控制設備

俗稱OEM,其以配置靈活，擴展方便，具有較強的適應力，可以實現集中控制。

五、改造危險工藝自動化控制的對策

1.對危險工藝單元進行定性和定量的分析

化工生產裝置自動控制是技術相當復雜，全面的掌握系統的工藝特征，尤其是熱力學的數據、動力學參數是實現自動化控制的基礎，對于涉及到強烈反應的危險工藝單元，要對其熱量做到心中有數，在缺乏動力學參數的情況下，至少應參照類似的反應體系，借助能量衡算建立一個簡化的動力學模型，最終找到一個相對更加安全可靠的工作領域。唯有如此，實現自動化控制才更加可信，對于一些在異常情況下，會發生爆炸的裝置，必須結合其具體的生產工藝，對其潛在危險性進行控制，對一些較為敏感的參數要采取實時監控的措施。

2.對相鄰的情況進行全面的分析

如果在危險工藝單元選用DCS，那么該如何設置其他單元，很多化工企業在面對這一情況時都顯得無奈，可以對整個車間的布局進行調整，將危險的工藝單元選在一個邊緣的區域，降低對其他單元的影響，同時要采取隔離措施，在危險工藝單元相鄰處布置危險相對較小的設備，操作與觀測頻率較低的設備，以此加以緩沖，此外，還應對原有的疏散通道進行調整，避免緊急疏散時通過危險性較高的區域。

3.調整安全規范操作規程與安全管理制度

采用自動控制工藝后，整個管理體系都發生了變化，要對傳統的工藝進行改革，一些管理辦法要進行重新的修訂，使其適應現代工藝控制發展的要求。

六、結束語

綜上所述，我們對化工企業的危險性有了新的認識，對實現自動化控制后的管理也有了新的認識，只有不斷地提高管理水平，加強控制，才能實現現代化工企業的發展。

參考文獻：

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關鍵詞：電氣自動化 控制系統 現狀 前景

電氣自動化控制系統在工業化產業中的地位隨著經濟的發展形勢變得越來越重要。無論是在企業的運用中，還是日常生活的方方面面，都有著電氣自動化控制系統的參與和運用。在企業中，電氣自動化控制系統可以有效的幫助其加快自動化進程，節約企業在人力資源上的開支，提高生產和測量的精度，減少生產過程中事故的發生，促使企業獲得更大的經濟效益。在日常生活中，電氣自動化控制系統在交通與服務方面的應用，為人們的生活提供了更多的方便，更便捷的服務。

1 電氣自動化控制系統的現狀

1.1 當前電氣自動化控制系統發展的重點

將電氣技術與計算機技術進行完美的融合，是當前電氣自動化控制系統發展的主要方向，在此方向性的指引下，建立開放式的發展平臺也是電氣自動化控制系統當前發展的重點。對這一重點內容可以從以下四個方面進行論述：第一，在分布式控制系統和總線的開發與應用過程中，可以實現對信息進行的集中管理，且能夠完成現場檢測以及執行的工作；第二，電氣自動化技術在信息技術不斷發展的過程中完成了自己迅猛式的發展，信息技術不再只是對管理層級的滲透，而是滲透在整個自動化進程的過程之中，對其產生深遠的影響；第三，隨著IEC61131標準的頒布和實施，電氣自動化控制系統的編程接口和語言標準得到了統一，改變了之前電氣自動化控制系統在編程過程中運用大量時間的狀況，將編程周期進行了有效的縮短；第四，充分發揮網絡技術的優勢作用，將網絡技術最大限度的與電氣自動化控制系統進行融合，使網絡技術為電氣自動化控制系統的發展提供幫助，如今Windows已經成為了工控標準平臺。

1.2 電氣自動化技術取得的新進展

如今電氣自動化技術已在三個方面取得了新的進展，它們分別是：綜合自動化系統發展的方面，現場總線技術改變的方面和分布式系統控制技術應用的方面。

為了滿足各個行業之間以及各個部門之間的交流、通訊需求，于是在綜合自動化系統方面做出了改革且取得了新的發展。綜合自動化系統具有較強的綜合性，結構微機化、操作監視屏幕化、運行管理智能化的特點，使得檢測與控制可以一同進行，很大程度上提高了高壓系統的控制、保護水平，提高了供電的質量，電壓的合格率，減少了系統維護的工作量。

現場總線技術的改變主要體現在靈感方面：

一是現場總線的控制；

二是，現場總線型傳感器的改變。

為了順應國際發展趨勢，要求現場總線技術必須發生改變?，F場總線技術具有系統開放性、互可操作性、互用性、智能化、功能自治化的特點，且在系統結構方面具有高度的分散性，在對現場環境的適應能力上有著較以往而言相對較高的適應能力。其改革節省了硬件的使用與投資、安裝的費用、維護的開銷，使得電氣自動化產品擁有了系統集成主動權，增強了其準確性與可靠性。

分布式控制系統具有高可靠性、靈活性、開放性。易于維護、協調性高、控制功能齊全的特點，分布式控制系統支持帶電熱拔插，支持在線下載新增加的控制邏輯程序，支持在線添加IO模板?？梢酝ㄟ^局域星型環網可以現實多個控制站共享數據，運用分布式控制系統可以使得擴展工程相對方便。

2 電氣自動化控制系統的發展趨勢

對電氣自動化控制系統進行創新性的改革，也是在對技術工藝和條件、管理結構、生產條件進行全面性的革新，是對各個行業的工作和環境的改善，也是對各個行業工作積極性和效率的提高。根據現今的發展趨勢看來，電視自動化控制系統的發展方向主要體現在以下幾點：

2.1 電氣自動化控制系統中，軟件所占的地位逐步提升

由于當今時代電子信息化大背景的影響下，電氣自動化控制系統的發展前景當然也少不了信息網絡技術的應用與融合。隨著OPC技術的發展、IEC61131標準的頒布、Windows平臺的廣泛應用，計算機的使用在促進電氣自動化控制系統與信息網絡技術的融合中起著重要的推動作用。

OPC技術對電氣自動化控制系統的影響具有基礎性和革命性的特征。它能夠有效的解決設備驅動程序開發過程中經常出現的異構現象，對現場總線系統中異構網段之間出現的數據交換問題進行快速的解答，可以作為訪問專有數據庫的中間件，為不同數據的集成提供便利，且能夠有效的實現控制軟件與硬件的分別設計。

IEC61131標準使得其開發程序具有良好的結構，可以對程序進行完全的控制，支持復雜的順序操作功能處理，支持數據結構。

因此，網絡信息技術在電氣自動化控制系統中的廣泛應用所取得的成績與效果是不言而喻的，未來將軟件在電氣自動化控制系統中的地位逐步提高也是很有必要的。

2.2 單一設備向應用集成系統轉變

單一設備向集成系統應用的轉變是未來電力自動化控制系統發展趨勢的一個重點。

應用集成系統由數據庫、業務邏輯、用戶界面三個層次組成，它可以將各個不同平臺、用不同方案建立的應用軟件和系統有機地集成到一個無縫的、并列的、易于訪問的單一系統中，并使它們就像一個整體一樣，進行業務

處理和信息共享。具有完整、可靠、經濟、安全、高效等特點，且促進了電力自動化控制系統的信息化、開放化、分布式。

市場需求決定了電氣自動化控制系統的這一發展趨勢，網絡信息技術又為其提供了重要的動力，在軟件地位不斷提高的情況下，完成單一設備向應用集成系統轉變的必要性更為突出。

2.3 電氣自動化控制系統統一化

為了能夠對電氣自動化產品進行更好的維護、測試、設計等活動，就要實現電氣自動化控制系統的統一化。這樣不僅可以將開放系統獨立出來，使其成為單個的個體，更便于操作，還對電氣自動化控制系統的通用性產生了積極的效果。在未來的發展趨勢中，實現電氣自動化控制系統的統一化是不可避免的。

2.4 電氣自動化控制系統接口標準化

電氣自動化控制系統接口標準化的實現為電氣自動化控制系統中出現的通訊難問題提供了解決的方法。通過實現電氣自動化控制系統的接口標準化，可以為企業間、廠家間以及企業與廠家間的數據共享、交換提供安全保障，且可以節約電氣自動化系統的開發和維護成本。

2.5 專業化人才培養

很多企業在員工的專業化水平培養方面不夠重視，使得在企業發展的過程之中出現不必要的麻煩。因此，企業應當注重對員工的培訓，無論是系統操作人員還是系統維護人員在員工培訓這項工作上一定不能松懈，對員工的培訓不僅僅是一種資金的支出形式，更多時候是一種對人才的投資，且有著意想不到的回報。提高技術人員的專業技術水平，使其能對本職工作產生深刻而透徹的認識，更好的將自身掌握的專業化知識運用到工作環節之中，從而使得電力自動化控制系統工作得到更大的提升與進步。

3 結語

總而言之，在以市場為導向的時代大背景下，電氣自動化控制系統的發展也必須遵循市場發展的規律，以市場需求為基準來進行技術的創新和發展，面對發展做出不同的更新應對措施，才能得到更好的發展。

參考文獻：

[1]周佳，周曉宇.淺談電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢[J].電源技術應用，2013（12）.

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關鍵詞：工業機器人 自動化控制 實際應用

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0104-02

工業是一個國家發展的根本，機器人自動化是工業發展的命脈。加強工業機器人的自動化有利于工業的迅猛發展。雖然我國對工業機器人自動化控制領域加大了投入力度，但是工業機器人在自動化控制領域的應用依然存在諸多問題，不僅阻礙了工業機器人自動化控制的發展，還造成了工業自動化生產的滯留，極大地限制了工業的發展。俗話說：“工欲善其事必先利其器”，強化工業機器人自動化控制能夠最大限度地提升我國工業的發展。該文對工業機器人在自動化控制領域的實際應用研究進行分析。

1 工業自動化控制功能和特點

1.1 工業自動化控制功能

機器人自動化控制能夠實現再現示教功能，機器人能夠通過指令完成相應的示教過程，先將位置、速度、動作的代碼輸入進機器人控制系統，指令存在存儲器里，控制系統將代碼通過指令的方式傳輸給機器人操作系統，從而實現了示教的再現。其次，控制運動功能，是指通過操作系統對機器人的速度快慢、動作形態進行控制的功能[1]。

1.2 工業自動化控制特點

工業自動化機器人能夠解放人類的勞動力，能夠完成一些人類完成不了的危險和困難的任務。機器人與力學和結構學有著緊密的聯系，要對其狀態進行描述可通過坐標的方式，并通過改變相應的坐標控制機器人的動作。其次，工業自動化機器人需要賦予其智能任務，其才能夠按照人類的意識行動。改變工業自動化機器人的參數，其狀態會隨之變化，動作也會隨之變化?？梢酝ㄟ^信息庫對機器人進行操作、管理、決策。

2 組成和控制方式

2.1 機器人的組成

機器人主要由控制系統、驅動系統、主體構成，主體包括手部、腕部、臂部，機器人的手部一般只有4～7個自由度，腕部只有2～3個自由度，臂部一般只有4～5個自由度；驅動系統包含動力機構和傳動裝置；控制系統是對操作系統和驅動系統的控制。主要的裝置包含計算機控制、示教盒、傳感器接口、軸控制器、輔助設備控制等。其相應的作用為使用微處理器和微型計算機進行指揮和調度機構；通過記憶設備和人工示范，實現人機交互；傳感器相當于人的感知器官，如聽覺、視覺、觸覺等，傳感器是感應控制機器人的速度、位置和狀態的設備；控制配合機器人運動的輔助設備。各個裝置能夠獨立工作、互不干擾，但是能夠相互制約、相互協調，才能夠實現機器人的自動化[2]。

2.2 機器人控制方式

其一是智能控制，機器人能夠通過傳感器接收周圍環境信息，并傳輸到控制系統，控制系統分析并傳輸相應的操作指令，使得機器人能夠智能自動地學習和適應環境。其二是觸覺控制，機器人在進行工作時，要求提高機器人的效率、準確度、安全，通過觸覺的方式感知周邊環境的影響，并做出相應的動作；其三是示教控制，要求機器人的運動、行為、速度等都要有規范的動作，其位置和狀態都要控制；其四是點位控制，工業機器人在工作時，要求機器人能夠獨立判斷目標與自身的距離，并選擇一條最近的道路進行工作[3]。

3 PLC技術應用于機器人

PLC技術應用于機器人主要是在過程控制、信息控制、順序控制、遠程控制、運動控制5個方面。其一，在過程控制，主要是對機器人進行模擬量的控制，例如溫度、壓力、電壓、電流等進行實施分析，并做出相應的措施，改變當前情況，且具有較為理想的效果；其二，信息控制，是指控制機器人的信息傳輸系統，主要有傳輸、處理、存儲、采集等，并且還具有信息自動分析的功能，PLC的應用在工業機器人自動化方面做出巨大的貢獻；其三，順序控制，其擺脫了傳統的順序控制系統，其能分析任務的主次先后順序，并能夠實現先后順序任務的操作；其四，遠程控制系統，PLC通過互聯網、移動終端和智能終端能夠實現對工業機器人的遠程控制，即是通過遠程傳輸信息技術對機器人進行控制和傳輸操作指令；其五，運動控制，PLC技術能夠實現機器人準確操作、要求機器人的精確度要高，PLC可以通過控制對象的運動軌跡實現準確操作。PLC技術在工業機器人的應用越來越廣泛，其技術越來越成熟，相信未來PLC技術必將使得工業機器人越來越智能、越來越自動化。

4 應用機器人的領域

隨著科技水平的不斷提高，應用機器人的領域越來越廣泛。工業機器人能夠代替人類開展一些高熱、低溫、有毒、有害、危險、繁重的任務，也能完成一些人類完成不了的任務。換句話說，機器人是代替人類完成環境惡劣的工作。

其一，工業領域，主要應用在焊接機器人、材料搬運、檢測、裝配、噴漆和噴涂。焊接主要是把重量較大的器件實現焊接，例如船體的焊接，又或者高溫的焊接環境；材料搬運是把人類搬運不了的物品進行搬運，也能夠重復完成枯燥的搬運任務，例如快遞分揀和包裝等，使用機器人能夠提高搬運的效率；檢測是進行微波、紫外線等人類無法檢測的任務；裝配是指利用機器人進行繁雜、煩瑣、枯燥、重復的裝配任務；噴漆和噴涂把機器安裝在軌道上，使其能夠方便行動[4]。

其二，醫療領域，工業機器人在醫療方面主要是進行細微的手術，現今世界上已成功實現了首例智能機器人的手術，雖然手術較為簡單，但是其能夠w現智能機器人的發展，其能夠實現病人的康復、轉運、救援、手術等，包括智能機器床、智能機器手術臺等智能設備。

其三，服務行業，服務行業也逐漸開發符合自身發展的智能機器人，現今我國部分服務企業已使用了智能機器人進行服務。例如，我國某咖啡廳已使用智能機器人進行服務，因為其智能機器人新穎，吸引了不少上門體驗的顧客，還有某公司已使用智能機器人進行前臺服務[5]。

5 結語

工業機器人的廣泛應用正在日益改變著人類的生產和生活方式。機器人正在為提高人類的生活質量發揮著重要的作用。綜合上述，我們對工業機器人自動化的功能和特點、機器人的組成和控制方式、PLC技術應用于工業機器人、工業機器人應用的領域都有了深刻的認識。通過該文的闡述，希望能對工業機器人自動化控制的相關部門提供有效幫助，從而提高工業機器人自動化控制的效率，進而使得工業機器人更加智能和自動。

參考文獻

[1] 李璞，馮博.農業機器人運動軌跡控制仿真分析――基于遺傳算法優化和RBF網絡逼近[J].農機化研究，2016，1（12）：46-50.

[2] 柳倩，桂建軍，楊小薇，等.工業機器人傳感控制技術研究現狀及發展態勢――基于專利文獻計量分析視角[J].機器人，2016，3（5）：612-620.

[3] 曾慶龍.解放雙手，因我而變――智能機器人在自動化包裝領域的應用技術[J].上海包裝，2015，12（2）：6-9.

篇8

關鍵詞：電氣自動化、控制技術、系統設計

Abstract: in today's electrical engineering and automatic control method and application models had very big change, the emergence of new technology in the traditional control system structure of the reform, the global automation technology of application and promotion of this is the fact that does not dispute, it is the inevitable result of the enterprise competition. This paper discusses the overall electrical automation technology in industrial control systems experiment and design, only supplies the reference.

Keywords: electrical automation and control technology, system design

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

前言：

目前，國內外高校都在積極研究、探究高效的面向工程應用的教學模式。面向工程應用與工程專業國際認證，創新構建符合現代教育要求的綜合實踐教學系統也是當務之急。本文完成的創新控制技術綜合實驗系統的設計，正是順應了高等工程教學的發展趨勢。該設計既能完成基本電機控制、電器控制技術、可編程控制技術、人機界面組態技術、基于 PC 的軟邏輯（軟PLC）控制技術、計算機控制技術等實踐教學的實驗工作，又能拓展為面向現代自動化應用技術，開放、開發型的綜合技術應用平臺。

1、 工業控制技術綜合實驗裝置設計原則

1.1 工業控制技術綜合實驗裝置設計原則

1.1.1借助實驗手段的多樣性，實現對學生的創造性思維培養

實驗系統中的測控對象，可用不同的技術手段或方式進行測控，這樣可給學生一個多自由度的測控技術想象空間。徹底擺脫傳統測控實驗中，控制方法或方式的單一性，解決了傳統單一方法測控實驗限制學生思維方式的問題。學生通過這樣的培訓在了解不同的測控技術與方法的同時，還能進一步的分析各種測控方法的性能、難易程度等綜合因素，使學生應用技術的分析、比較、綜合能力得以提高。

1.1.2增強實驗項目開放性，為強化學生動手能力的培養提供條件。

模塊式的設計可以實現各種控制方式方便的、多變化的、全新的軟、硬件組合，同時界面之間的接口留有余地，可任意擴展，為學生提供了控制實驗、設計開發實驗的開放性平臺。也為教師的科研開發提供了適宜的空間。應用中，積極鼓勵學生在完成教學要求實驗的基礎上，自主設計實驗、開發實驗。

1.2 工業控制技術綜合實驗裝置創新點

現代工業控制技術開放型實驗裝置設計注重開放性、可擴充性；注重利用與挖掘實驗設備的潛力，最大限度的提高設備利用率；注重實驗系統設計的復合性，從而提高實驗空間的使用效益；注重實驗手段的多樣性設計，為學生解決實際工程問題提供豐富的想象空間。注重將自動化的最新技術引入到實驗系統中來，以彌補當前教材建設滯后應用技術的不足，最大限度地縮短學生適應未來實際工作的過渡過程。

2. 工業控制技術綜合實驗系統設計內容

工業控制技術綜合實驗裝置基本覆蓋了當今自動化控制技術的各種技術手段，基本內容見圖 1 所示，其中上部分為控制器部分，下部分為控制對象，實驗中各種控制器之間可組合成綜合性實驗。

圖1工業控制技術綜合實驗裝置系統

2.1常規電器與智能電器原理與應用控制部分

實驗系統可提供多塊常規控制電器實驗模板、LOGO智能控制器實驗模板。根據配置可完成常用控制電器如按鈕、時間繼電器、熱繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、行程開關、接近開關、中間繼電器、接觸器以及智能控制電器 LOGO 等的應用技術實驗。

2.2變頻器應用控制技術部分

系統配備變頻器控制模板，三相交流電動機，該部分與常規電器、智能控制電器配合，可完成變頻器的面板控制、變頻器的遠動分段控制等實驗。

2.3可編程序控制器部分

可編程序控制器部分組成見圖2 所示，該部分配備可編程序控制器控制實驗模板,與典型工業控制模板系列( 控制對象) 、變頻器控制模板、三相交流電動機、常規電器與智能控制電器配合, 可完成可編程序控制器編程技術實驗及綜合應用技術實驗等。

圖 2 可編程序控制器部分基本組成圖示

2.4人機界面(組態軟件)技術部分

人機界面(組態軟件) 技術實驗部分見圖 3 所示，該部分配置了編程計算機、觸摸屏和人機界面(軟件 )技術，可完成可視化控制技術的基礎性實驗；配合 PLC 可構成上下位機控制。

圖 3 人機界面技術部分基本組成圖示

2.5 PC總線技術實驗部分

PC總線技術實驗部分見圖 4 所示，該部分配置了計算機、PC總線板卡以及人機界面(組態軟件)軟件，與典型工業控制模板系列( 控制對象)、變頻器控制模板、三相交流電動機、常規電器與智能控制電器配合,可完成基于 PC 控制技術實驗及部分綜合性應用技術實驗等。

圖4PC 總線技術實驗部分組成示意圖

2.6工業以太網技術部分

工業以太網部分選用先進的現場可編程 Ethernet總線適配器，其數據傳送速率為 10M bit/s ，配置現場組合式 I/O。開關量 I/O：8/8（24V）；模擬量：4 路AD、2 路DA（0-10V）。

3. 工業控制技術綜合實驗系統實驗項目

工業控制技術綜合實驗裝置功能：實驗設計面向當今的自動化應用技術，可完成各種常規工業控制器如計算機控制、可編程控制器控制技術、總線控制技術等?？赏瓿勺詣踊?、電氣工程及其自動化、機電一體化等相關專業部分課程如“電機與拖動”、“可編程控制技術”、“電氣控制技術”、“計算機控制技術”等課程的相關教學實驗。特別是系統提供開放式實驗教學與設計型實驗支持，適合當今教育教學的知識整合與創新實驗設計。基本控制實驗項目可達 60 多個，系統設計模式是開放的，因而支持用戶進行新實驗的自主開發設計。

工業控制技術綜合實驗裝置完成的主要實驗項目分析如下。

3.1基于電器的控制實驗

典型電器與智能電器原理和應用技術實驗包括交流電動機的啟動控制實驗、交流電動機的正反轉控制實驗、具有過載保護的電動機的正反轉控制實驗、接觸器、按鈕連鎖的正反轉控制實驗、交流電動機的啟動綜合實驗、變頻器面板控制應用實驗、變頻器外部分段控制、外部模擬量控制應用、LOGO 控制器應用實驗等。

3.2基于可編程序控制器的實驗

3.2.1實驗模板系列實驗

包括電機控制實驗、天塔之光實驗、搶答器實驗、交通燈自控與手控實驗、水塔水位自動控制實驗、自動成型機實驗、自控軋鋼機實驗、多種液體自動混合實驗、自動送料裝車系統實驗、郵件分揀機實驗、多級供電線路的機電保護、供電主接線運行實驗等。

3.2.2實際接線系列實驗

包括交流電動機的啟動控制、交流電動機的正反轉控制、具有過載保護的電動機的正反轉控制、接觸器、按鈕連鎖的正反轉控制、交流電動機的啟動綜合實驗。

3.3基于計算機的可視化（組態技術）控制實驗

3.3.1實驗模板系列實驗

包括電機控制實驗、天塔之光實驗、搶答器實驗、交通燈自控與手控實驗、水塔水位自動控制實驗、自動成型機實驗、自控軋鋼機實驗、多種液體自動混合實驗、自動送料裝車系統實驗、郵件分揀機實驗、多級供電線路的機電保護、供電主接線運行實驗等。

3.3.2實際接線系列實驗

包括交流電動機的啟動控制、交流電動機的正反轉控制、具有過載保護的電動機的正反轉控制、接觸器、按鈕連鎖的正反轉控制、交流電動機的啟動綜合實驗。

3.4綜合開發與開放性實驗

PLC 與變頻器的組合控制技術實驗、PLC 與 MCGS組態軟件綜合實驗、變頻器與計算機組態軟件綜合實驗等。

3.5 工業控制網技術(含分布 I/O 配置、現場編程技術、以太網通訊技術與組態技術)。

基于工業以太網的分布 I/O 控制技術或基于現場總線技術的分布 I/O 控制技術實驗。

4、結語：

篇9

關鍵詞：節能；變頻調速；工業電氣自動化控制

說到變頻技術，大多數人都會聯系到其在空調中的運用，事實上，由于變頻器的價格逐漸降低，而且其在節能方面具備突出優點，因而在當前的工業發展中變頻技術的應用已經十分廣泛，本文所要探討的，正是變頻調速在工業電氣自動化控制中的運行，究竟什么是變頻調速技術；變頻調速的工作原理又是什么，變頻調速是怎樣實現節能的；它在工業電氣自動化控制系統的運行情況又如何？接下來，筆者將一一為您解開這些問題。

一、變頻調速技術的基本情況

（一） ﹑變頻調速的定義和應用范圍

變頻調速，英文名為variable frequency control，指的是通過改變電源頻率的方法來對電動機轉速進行調整的一種技術，它的運用可以使調速更加連續平滑。實踐證明，交流電動機的最佳調速方案就是使用變頻器和節能變頻器，因此變頻調速技術在同步電動機和鼠籠型異步電動機中使用比較普遍。當然，除了優良的調速性能外，變頻器還具備節能的功能，因此大多數企業在進行技術改造或者進行產品的更新換代時都會采用變頻器作為調速裝置。在中國，變頻科技被廣泛用于紡織﹑化纖、石油、建材﹑冶金、化工、市政、造紙、飲食、煙草以及電力等多個行業。由于我國是能耗大國，所以相對于變頻器的調速功能，我們關注更多的是它的節能優點。變頻器是如何實現節能的呢？

（二） 、變頻器的工作原理

在了解變頻器節能的秘密前，我們先來看看三相異步電動機轉速公式，三相異步電動機的轉速公式為：n=60f（1-s）/p ，其中f指的是供電頻率，p指的是電動機的極對數，而s則指的是轉差率。從這個式子我們可以發現，只要改變供電頻率、電動機的極對數和轉差率這三者中的任何一個，都可以實現轉速的改變。調速的方法有很多種，關系到能量消耗的轉速方法是這兩種：高效調速法和低效調速法，其中高效調速時轉差率不發生變化，因此并不產生轉差損耗。而變頻調速恰好就是最典型的高效調速方法之一。一般情況下轉差損耗會隨調速范圍的擴大而增加，如果調速范圍較小，理論上而言能量損耗也不會太大。變頻技術正是利用高效調速是調速范圍小這一點來實現節能的。

當然，這只是理論上的結論，變頻技術要真正實現電氣自動化系統的節能，還要參照其具體運行情況。下面就讓我們看看變頻調速技術在工業電氣自動化控制系統中是如何運行的吧。

二、變頻調速在工業電氣自動化控制中的應用

當前變頻技術在我國的多個領域內都有運用，筆者將列舉其高溫高壓染色機系統﹑抽油機節能系統以及礦井提升機電控系統中的應用來揭示其節能環保和加速工業電氣自動化的功能。

（一） 、變頻調速在高溫高壓染色機控制系統內的應用

眾所周知，印染業想來以高能耗聞名，傳統的人工操作系統不僅效率低，而且對水、電資源的消耗非常大，為了轉變這一控制模式，當前已經有一些印染廠將變頻調速技術引入到控制系統中來，以PLC與變頻器相結合的控制方式取代原有的人工操作來實現對系統優化節能設計。

具體說來，高溫高壓染色系統主要是通過在系統中加入變頻器微機集中控制系統來實現節電功能的，即通在原有的系統中設置由數個變頻器組成的集中控制來實現節能。

除了實現節能之外，PLC與變頻器相結合的新系統還有助于提高控制系統的自動化?？刂葡到y在運行時，首先PLC的A∕D模塊采集對溫度進行采集，然后將溫度轉換成頻率，用F/V的方式來控制主泵的轉速。系統通過溫度采集模塊對染機內溫度變化數據進行實時采集，然后再將轉化后的數據與設定值進行對比，控制器再根據比較情況調節變頻器的輸出運行，使布匹根據機缸溫度的變化進行平穩運動，防止堵布現象的發生，確保生產的順暢。

（二） 、變頻技術在抽油機節能系統中的應用

近年來，高能耗與低產出的發展模式開始限制油田的進一步發展，尤其是在一些稠油、低滲透油田采注活動中，能耗問題更為嚴重，為了轉變這一局面，部分油田開始改進設備，采用使用了變頻技術的抽油機來達到降低能耗的目的。

在這種新型的抽油機節能系統中，整個系統將各項功能進行模板分區，使得各部分既相互獨立又相互配合來實現系統的整體功能。

整個系統分為主電路和控制電路，其中主電路采用的是交一直一交電壓型逆變電路來實現電能從電網到電機的傳遞；而控制電路與主電路配合，實現系統的控制、調參、顯示、檢測、故障保護等功能。正是這種獨特的繼電接觸控制線路，使得設備可以在變頻和工頻模式之間靈活切換，避免因長期處于工頻模式而導致能源浪費。

變頻技術的主要功能其實還是在于調速，雖然當前我們更關注的是它的節能功效，但是也應該意識到它的調速功能對工業電氣自動化控制的促進作用，下面筆者將論述其在礦井提升機電控系統中的運用來說明其對工業電氣自動化系統的重要性。

（三） ﹑變頻調速技術在礦井提升機電控系統中的具體應用

變頻調速技術在該系統中的使用除了節能之外，更重要的是保護系統，這種保護作用主要體現在如下方面：

1.深度指示器的失效保護

因為提升機的多項保護都是建立在行程分析基礎上的，如果深度指示器失效，那么數據將無法正常顯示，這樣便會導致多項保護無法展開，為提升機的運行埋下了安全隱患。因此，必須對深度指示器進行失效保護。

具體的操作方法如下：電機在起動后，系統將所有采樣周期內旋轉編碼器所發送的脈沖數進行累加，并將采樣前和采樣后的數值進行對比，如果數值沒有任何變化，則意味著深度指示器失效了。一旦發現比對數值沒有變化，系統會首先查看提升容器是否已進入爬行區，若尚未進入，便發出聲光報警信號作為提醒；如果已進入，則啟動安全制動，同時進行聲光報警。

2.等速段超速保護

如果等速段提升容器的運行速度過快，對系統進行緊急制動時就很可能產生極大的沖擊力，對提升系統造成損害。因此在實踐中要加強對等速段的保護。一般而言，如果速度檢測機構檢測到提升機速度超過了額定速度的15%時，便會自動斷開安全回路，進行緊急制動狀態。但是在實際的保護中也分為兩個階段：超速10%并超過了設定時間時，系統發聲光報警信號以提醒司機進行制動；運行速度下降到正常等速段速度標準時，報警信號會自動解除。如果在報警后司機未采取相應的制動措施，而且此時的提升速度也沒有降低，那么系統將自動進入安全制動狀態，這樣就可以避免因緊急制動對提升系統造成危害。

3.減速段的超速保護

在提升機運氣的全過程中，減速段的正常與否十分重要，因為它直接關系著提升機最終能否安全停車，為了減少提升事故的發生，必須重視對減速段的超速保護。具體做法如下：在提升容器運行的過程中，PLC對其運行速度進行連續采樣，并將其與內部給定的速度之間進行比較，如果采樣速度超過了給定速度的10%時，PCC控制系統會自動報警并立即進入安全制動狀態，確保提升機在減速段的運行速度符合要求。

以上便是節能環保背景下變頻技術在工業電氣自動化控制系統中的一些常見應用情況，從上文我們可知，工業自動化有利于變頻技術的應用，而變頻技術的應用也能推動工業自動化的進程，促進節能環保目標的實現。

總結：

總而言之，要實現工業自動化的節能，最好的辦法就是在系統中采用變頻調速技術，變頻調速技術的合理使用，一定會使我國工業的現代化發展更符合時代主流，使得我國的工業產業能夠更好地履行自己的社會責任，為節能環保貢獻出自己的力量。

參考文獻：

[1]趙想世.變頻器在工業自動化控制系統應用中的注意事項及其基本選型，[J] 電氣傳動自動化，2011（33）

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關鍵詞：控制系統；自動化控制；環保

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）06-0314-02

1 引言

鍋爐微機控制，是近年來開發的一項新技術，它是微型計算機軟件、硬件、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物，我國現有鍋爐每年耗煤量占我國原煤產量的1/3，目前大多數工業鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環境污染嚴重的生產狀態。提高熱效率，降低耗煤量，降低耗電量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。

2 鍋爐控制系統的一般結構與工作原理

鍋爐微機控制系統，一般由以下幾部分組成，即由一次儀表、現場機、上位機、手自動切換操作、執行機構及閥、電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入微機?？刂葡到y包括手動和自動操作部分，手動控制時由操作人員手動控制，用操作器控制變頻器、滑差電機及閥等，自動控制時對微機發出控制信號經執行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統設計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設置常規儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，以免鍋爐發生重大事故。

微機控制系統由工控機、顯示器、打印機、手操器、報警裝置等組成，能完成對給水、給煤、鼓風、引風等進行自動控制，使鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力保持在規定的數值上，以保證鍋爐的安全運行，平穩操作，達到降低煤耗、提高供送汽質量的目的，同時對運行參數如壓力、溫度等有流程動態模擬圖畫面并配有數字說明，還可對汽包水位、壓力、爐溫等進行越限報警，發出聲光信號，還可定時打印出十幾種運行參數的數據。以形成生產日志和班、日產耗統計報表，有定時打印、隨機打印、自定義時間段打印等幾種方式。

3 鍋爐控制系統中各控制回路的介紹

鍋爐控制系統，一般有蒸汽壓力、汽包液位、爐膛負壓、除氧器水位、除氧器壓力等控制系統。鍋爐的燃燒控制實質上是能量平衡系統，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標，不斷根據用汽量與壓力的變化調整燃料量與送風量，同時保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用。

3.1 鍋爐給水控制回路

給水自動調節的任務是使給水流量適應鍋爐的蒸發量，以維持汽包水位在允許的范圍內。給水自動調節的另一個任務是保持給水穩定。在整個控制回路中要全面考慮這兩方面的任務。在控制回路中被調參數是汽包水位，調節機構是給水調解閥，調節量是給水流量。 對汽包水位調節系統產生擾動的因素有蒸發量、爐膛熱負荷（燃料量），給水量。

由于給水調節對象沒有自平衡能力，又存在滯后。因此在一般鍋爐控制系統中汽包液位回路采用閉環三沖量調節系統。所謂三沖量調節系統就是把給水流量，汽包水位，蒸汽流量三個變量通過運算后調節給水閥的調節系統。

鍋爐給水系統中還有一個比較重要的控制回路是給水壓力回路，因為汽包內壓力較高，要給鍋爐補水必須提供更高的壓力，給水壓力回路的作用是提高水壓，使水能夠正常注入汽包。但在蒸汽流量未達到滿負荷時，對給水流量的要求也不高。在老式的鍋爐系統中一般采用給水泵一直以工頻方式運轉，用回流閥降低水壓防止爆管，現在一般采用通過變頻器恒壓供水的方式控制水壓，具體實現方式是：

系統下達指令由變頻器自動啟動第一臺泵運行，系統檢測給水管的水壓，當變頻器頻率上升到工頻時，如水壓未達到設定的壓力值，系統自動將第一臺電機切換至工頻直供電，并由變頻器拖動第二臺水泵運行，如變頻器運行到工頻狀態時供水母管壓力仍未達到設定壓力值系統自動將第二臺水泵切換至工頻直供電，再由變頻器拖動第三臺運行，依次類推，直至壓力達到設定值。若鍋爐需要的給水量減少，變頻控制系統可自動降低變頻器的運行頻率，如變頻器的頻率到零仍不能滿足要求，則變頻器自動切換至前一臺水泵進行變頻運行，依次類推。變頻恒壓供水控制系統的實質是：始終利用一臺變頻器自動調整水泵的轉速，切換時間以管網的實際壓力和設定壓力的差值決定，同時保證管網的壓力動態恒定。值得注意的是為了防止變頻器報警停機或其他故障造成水泵不轉會引起鍋爐缺水，所以應該加反饋裝置確保變頻器正常工作。

除此之外鍋爐的供水系統中還包括除氧器壓力控制和除氧器水位控制，除氧器壓力控制主要是為了保證除氧器口有足夠的蒸汽壓力用于將軟化水除氧，這是一個單閉環控制回路，輸入參數是除氧器壓力輸出參數控制除氧器進汽閥。除氧器水位控制主要是為了保證除氧器內有足夠的水提供給鍋爐，這是一個單閉環控制回路輸入參數，是除氧器水位輸出參數控制除氧器進水閥。

3.2 鍋爐燃燒調節系統

燃燒過程自動調節系統的選擇雖然與燃燒的種類和供給系統、燃燒方式以及鍋爐與負荷的聯結方式都有關系，但是燃燒過程自動調節的任務都是一樣的。歸納起來，燃燒過程自動調節系統有三大任務：

① 維持汽壓恒定。汽壓的變化表示鍋爐蒸汽量和負荷的耗汽量不相適應，必須相應地改變燃料量，以改變鍋爐的蒸汽量。

② 保證燃燒過程的經濟性。當燃料量改變時，必須相應地調節送風量，使它與燃料量相配合，保證燃燒過程有較高的經濟性。

③ 調節引風量與送風量相配合，以保證爐膛壓力不變。

燃燒調節系統一般有三個被調參數，汽壓、煙氣含氧量和爐膛負壓。一般有3個調節量，他們是燃料量，送風量和引風量。燃燒調節系統的調節對象對于燃料量，根據燃料種類的不同可能是爐排電機，也可能是燃料閥。對于送風量和引風量一般是擋板執行機構或變頻器。

系統各回路中都設置了手自動兩種操作方式，為了實現無擾動切換，系統引入了各控制對象的反饋值，在手動操作時PLC輸出會自動跟蹤控制對象的反饋，當切換到自動狀態時可以進行無擾動切換，使系統平穩的過渡到自動狀態。

4 鍋爐控制系統組成結構

上面我們針對鍋爐控制系統的各控制回路原理的做了簡要分析，依據以上分析，我們知道構建一個可靠的、智能隨動的智能控制系統是保證鍋爐安全生產的基礎。鍋爐控制系統是典型的多變量、純滯后、強耦合的控制系統，如果不能在控制策略和軟件實現上很好地解決多變量解偶關系和滯后響應問題，那么，實施智能鍋爐控制系統改造后同樣也將無法實現預期的目標。

在控制系統設計上我們采用集中控制分散驅動的集散控制思想，把控制系統分為三層：

（1）信息管理層：完成系統關鍵技術數據的設定、實時數據和運行狀態的監視與控制、歷史數據的查看、數據報表的記錄與打印、報警與故障的提示處理等功能；主要由上位工控機、組態開發軟件、應用程序、通訊模塊等組成；

（2）控制層：主要完成各種控制動作命令、實時數據的采樣與處理、連鎖動作的關聯表達、控制算法的實現、異?，F象的自動處理等功能；主要由可編程邏輯控制器的開關量模塊、模擬量模塊、智能PID調節儀、變頻器、可編程邏輯控制器應用程序等組成；

（3）設備層：主要接受來自的控制器控制命令，執行相應的動作或提供相應的檢測數據。主要由斷路器、交流接觸器、壓力變送器、溫度變送器、流量變送器、電動開關閥、模擬信號隔離分配器等組成。