工业自动化控制系统

工业自动化控制系统（共11篇）

工业自动化控制系统 篇1

引言

自动化控制依托电子, 机器, 软件等综合实现。通过正确的配比结合完成自动化的控制系统, 能够急速提高生产和运营能力。包括电脑技术, 网络技术, 微电子技术, 能源供给技术, 使工作的自动运行程度提升, 并能杜绝从前许多不利问题, 使工作的宏观掌握更加容易。

第三次工业革命, 即后工业时代, 信息化时代, 将生产力提升到一个前所未有的成绩, 近即使年创造的价值速度要远远超过前几千年的速度。而对于工厂本身来说, 能够提高三倍以上的效率。上世纪80年代, 我国也开始开放门户, 将国外先进的生产设备和技术引入我国。在工业控制行业, 包含的产品“PLC, 变频器, 触摸屏, 伺服电机, 工控机”等。为我国的发展带来契机。

1 工业自动化仪器仪表

1.1 PLC (可编程序控制器)

PLC-可编程序控制器的英文为Programmable Logic Controller, 1968年美国GM (通用汽车) 公司提出取代继电器控制装置的要求。

第一, 它的程序操作容易, 在修正和改正的时效性上较高。第二, 保养便捷, 利用的是插入式结构。第三, 比继电器系统有更高的稳定性。第四, 占空间小, 灵活方便。第五, 对于数字的处理非常便捷。第六, 花费上不高, 较为合理。第七, 交流电压的等级在115v, 第八, 能够对与电磁阀等相配合。第九, 适用范围很广。第十, 存储量大, 数字在4kb以上。

1969年美国生产了第一台plc机器, 来应对当前的汽车通用状况。从此, 带动了其他发达国家对于PLC的研究探索, 并取得惊人的成绩, 目前, 主要生产这一工艺的著名工厂例如三菱 (日本) , 西门子 (德) , TE等等, 能够为新技术新手段的发生发展带来重要的探索方法。

我们国家关于PLC的开发利用等也较快, 能够充分使用, 上世纪70年代末到80年代前期, 伴随外国的设施, 很多设备是整套引入此项程序, 并在后来的几年中数量越来越多, 将旧的设备改造或更换, 带来想明显的经济上升, 此项工艺在我国的普及程度较好, 对提升我国总体的设备自动运行带来了巨大的潜力, 发挥重要作用。

目前, 我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC, 如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司, 北京和利时和杭州和利时, 浙大中控等。

1.2 工控PC

鉴于以PC为基础的控制装置与PLC有着相似之处, 并能够被使用人员和修理人员接受, 因此, 许多生产商开始有目的有保留地采用PC方案, 并受到较好效果, 它便于装备和采用, 能够诊断出级别较高的错误, 使人员有了更加灵活变通的选择, 并且在使用的花费上, 长期来看是有利于降低成本的。

PLC一开始是对PC行业有戒备心理的, 因为后者对于前者有制约作用, 随着时间的推移, PLC也进入到PC工作的环境中, 并与其有相同的地位。

PC技术在我们国家的发展速度异常迅猛。从国际角度来说, 工业PC的两种类型分别是IPC以及其延伸发展的机器。由于对于PC的平稳运行以及配置的要求非常之高, 所以, 对于现在所采用的IPC来说已经较为滞后了。应当有新的代替品, 而IPC本身面临着转型的命运。可能成为该领域的管理层面, 国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项, 目标就是发展具有自主知识产权的PC-based控制系统, 在3-5年内, 占领30% (50%的国内市场, 并实现产业化。

几年前, 当“软PLC”出现时, 业界曾认为工业PC将会取代PLC。然而, 时至今日工业PC并没有代替PLC, 主要有两个原因:一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统Windows NT的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点:一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见, 工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上, 其数据复杂且设备集成度高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争, 这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看, 控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间, 这些融合的迹象已经出现。

2 工控行业仪器仪表发展

工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表;应当拓展服务区域, 使仪表工作向着自动智能网络的方向推进, 从模拟工艺手段变为数字智能手段, 大概几年内, 其比例就会超过传统设备, 有利于推动版权等面向市场, 成为商品。

2.1 电工仪器仪表

电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。2005年, 中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%;到2010年, 高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。

2.2 科学测试仪器

科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主, 到2005年在总产值中占50%~60%。

2.3 环保仪器仪表

环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品, 2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平, 国内市场占有率达到50%~60%, 到2010年国内市场占有率达到70%以上。

2.4 仪器仪表

仪器仪表元器件“十五”及2010年前, 尽快开发出一批适销对路、市场效果好的产品, 品种占有率达到70%~80%, 高档产品市场占有率达60%以上;通过科技攻关、新品开发, 使产品质量水平达到国际20世纪90年代末水平, 部分产品接近国外同类产品先进水平。

2.5 信息技术电测仪器

信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术, 总线式自动测试技术, 综合自动化测试系统, 新型元器件测量技术及测试仪器, 在线测试技术, 信息产业产品测试技术, 多媒体测量技术以及相应测试仪器, 用电监控管理技术等[1]。

摘要：随着科学发展的带动, 工业技术与计算机网络的关系越来越紧密, 工业依靠自动化程序获得自身发展的快速性, 计算机通过为工业服务体现自身的价值, 自动化运行程序因为其高效率高科技, 能够解放人员工作状态等原因能够取得很好效果, 为了促进这进一步提高, 计算机控制人员和工业行业双方都期待更新更好的电脑技术能够开发出来, 为二者的结合打下更深层次的基础。

参考文献

[1]虞坤源.PLC控制技术在横排头闸门控制中的应用[J].安徽水利水电职业技术学院学报, 2009 (2) :72-74.[1]虞坤源.PLC控制技术在横排头闸门控制中的应用[J].安徽水利水电职业技术学院学报, 2009 (2) :72-74.

工业自动化控制系统 篇2

从系统总体安排的角度来讲，工业电气设备一般安装在电机和配电室的控制中心。

通常来说，系统执行信息的处理量越大，所需的系统配件的数量就越多。

因此，发生故障或损坏后的维修工作就会更加困难。

然而，设备在运行过程中，配件发生损坏的现象时有发生，这就需要从设计和制造的角度出发，确保工业电气化设备运行的可靠性，使关键的设备更够在正常的状态下运行。

其他的热工系统存在一定的缺点，即达到正常水平所需的时间较长。

而工业电气自动化系统设备的应用，则可以避免这一问题，确保相关配置达到正常水平的速率。

这一点正是工业电气自动化系统设备的优势之一，能够在最短的时间内实施或完成相关的设备操作。

1.2 工业电气自动化的设计原则

1.2.1 优化供配电设计，促进电能合理利用

供配电设计的好坏，对于电能的利用至关重要，因此，要加强供配电的优化设计，尤其是要满足设计的适应性要求。

动力因素是电气系统设计的前提和基础，在这一基础上，进一步考虑良好的发电环境的创建。

为使电气化设备的作用最大限度的发挥出来，应使其满足建设的各项基本要求。

同时，设备的安全性和稳定性也是必须考虑到的设计要素，应在设计中不断优化和提高，以提升供电设备运行的安全强度。

1.2.2 不断提高设备的运行效率，减少电能的直接或间接损耗

电气系统设计中，成本因素也是必须考虑的设计要素之一，在满足系统要求和确保系统安全运行的基础上，应将消耗降到最低，从而减少设备制造和运行成本。

设计应方便设备的维护，降低相应的维修费用。

选用节能设备是提高电力设备利用率、减少线路损耗的有效措施。

1.2.3 合理地调整负荷，提高设备的利用率

电气工程设计的过程中，应在满足设备使用的基础上，优化设计方案，使电能的质量获得提高，科学合理的调整负荷电力。

工业自动化控制发展探讨 篇3

【关键词】自动化；工业控制；技术发展

工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。主要是指使用计算机技术、微电子技术、电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，比较广泛使用的工业控制产品有“PLC、变频器、触摸屏、伺服电机、工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。

一、工业自动化仪器仪表

1.PLC（可编程序控制器）

PLC——可编程序控制器，英文为Programmable Logic Controller，1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的PLC（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了PLC的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产PLC的厂家分别是：德国西门子、AEG，日本的三菱、美国AB，GE、法国的TE公司等。

我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显著的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。

2.工控PC

由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样，并且被操作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。近年来，工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类型：IPC工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自动化层。

二、工控行业仪器仪表发展

工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内数字仪表比例达到60%以上；推进具有自主版权自动化软件的商品化。

三、数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展

从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了51年的历程。近10年来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，发展很快。目前正朝着标准化开放体系结构的方向前进。就结构形式而言，当今世界上的数控系统大致可分为4种类型：1.传统數控系统；2.“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统；3.“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统；4.SOFT型开放式数控系统。国外数控系统技术发展的总体发展趋势是：新一代数控系统向PC化和开放式体系结构方向发展；驱动装置向交流、数字化方向发展；增强通信功能，向网络化发展；数控系统在控制性能上向智能化发展。

四、工业控制软件正向先进控制方向发展

工业控制软件将从人机界面和基本策略组态向先进控制方向发展。

先进过程控制APC（Advanced Process Control）目前还没有严格而统一的定义。一般将基于数学模型而又必须用计算机来实现的控制算法，统称为先进过程控制策略。如：自适应控制；预测控制；鲁棒控制；智能控制（专家系统、模糊控制、神经网络）等。

在未来，工业控制软件将继续向标准化、网络化、智能化和开放性方向发展。

参考文献：

[1]张琳，井谹.基于DeviceNet现场总线的CompoBus/D网络系统[J].电工技术杂志，2004（12）.

[2]岳大为，李奎.罗克韦尔E3 Plus智能固态过载继电器[J].低压电器，2005（5）.

[3]吴宝江，耿恒山，李志红，张华.基于PC的工业控制系统[J].工业控制计算机，2005（8）.

[4]陈培植.基于CAN总线的监控系统[J].上海第二工业大学学报，2005（S1）.

[5]张楠，袁志明.天津滨海轻轨ATS系统[J].铁道通信信号，2005（3）.

浅谈工业自动化控制 篇4

工业自动化主要是为了减少人力的操作,在生产过程中,实现对各种过程的控制,能充分利用人工以外的各种能源,以实现操作处理和预定的工作目标的控制的统称。

自动化技术一种综合性非常强的一门技术,它囊括了机械、微电子、计算机等多门技术方法,随着工业革命的产生,自动化技术也应运而生,可以说正是工业革命的需要,才催发了人们研究自动化技术,进而得到了蓬勃发展的机会,如今,自动化技术已经在全球各个领域成功的应用起来,机械制造、交通运输、建筑、电力等行业,正是自动化的实施,才得以提升劳动生产率,才能使这些行业更好更快的发展。自动化控制技术在改革开放的时候,进入了中国大陆,于是中国制造业的自动化进程自此也加快了脚步,大大提高了生产效率,中国现代化建设的进程也离不开自动化技术的贡献。

1 工业自动化技术简介

自动化作为现代制造业最主要的技术之一,在高速大批量生产的制造业发挥着不可估量的作用,除此,在一些定制化和追求灵活的企业里面也是不可或缺的,都依赖着自动化技术。它主要的理论基础是控制理论,在结合仪表仪器和计算机等信息技术的处理,最终对工业生产实现各个参数的控制,比如工程检测、优化、调度以及工程的管理和决策等等,在降低消耗和提高质量和数量方面也得到应用,它主要包括自动化软件、硬件和系统在内的三大部分。

自动化技术系统对企业的有力作用主要表现在生产力的明显提升,它不会直接给企业创造效益,这些提升包括:生产安全性、生产效率、产品质量以及生产过程中降低原材料和能源消耗。一般对自动化系统的投入和企业效益提升的产出比大约是1:4和1:6之间,尤其是在资金密集的企业中自动化的实施会起到“四两拨千金”的作用。

现代的工业自动化和传统的工业自动化相比已经有了一个质的飞跃,传统自动化在对机械设备本身和执行机构、控制及信号处理单元、接口硬件等元素的控制上现在的自动化系统不再仅仅局限于这些方面它更多的强调的是集中式数字控制和集散式控制,它已经从基地式启动仪表和电动单元组合式模拟仪表控制系统中走了出来,不仅局限在对机电设备和工艺设备的简单控制了,已经衍生到更广义的一个层次了,它已经随着通讯、网络等技术的发展,覆盖到了整个企业的控制、管理各个层面,它的概念也延伸到用广义的机器来逐渐取代或超越人的体力。

2 自动化系统结构

现代工业自动化体系通常会被划分为企业管理级、生产管理级、过程控制级、设备控制级和检测驱动级5个级别,具体通过企业管理决策系统层(ERP)、生产执行系统层(MES)、过程控制系统层(PCS)三层结构和计算机支撑系统(企业网络、数据库),并实现系统集成,实现企业的物流、资金流、信息流的集成,提高企业竞争力。其中前两个管理级主要依靠计算机软件、网络等高新技术;过程控制级涉及的高新技术主要是智能控制技术和工程方法;设备控制级和检测驱动级涉及的高新技术主要是三电一体化技术、现场总线技术和新器件交流数字调速技术。

2.1 企业管理决策系统层(ERP)上世纪90年代以来,制造资

源计划(MPRII)的不断完善对企业资源计划EPR系统的形成起到了很大的作用,EPR不但进一步加强了制造资源计划的各种功能,而且升级了各种生产方式,它面向了更广泛的全球市场,管理的资源更多,覆盖面也更宽,不仅支持混合式的生产方式,更是有效地进入了企业的供应链管理,对于企业各个方面的集成化管理有了很大的帮助,让企业从一个全局的角度出发,对企业的经营和生产计划有了一个目标性和统筹性的管理。

EPR强大的集成化效果能够使企业面对市场迅速的作出商业调整,在供应商、制造商和分销商等伙伴关系中起了强调性的作用,它对企业人财物的集成管理包括后勤管理等,使得企业对现金流、信息流、物流等个方面更加有机的结合起来,对企业流程的管理有了很好的帮助,此外,EPR系统也囊括了对金融投资。质量管理、法规与标准等发面,让企业能够更好地提高经济效益。

另外,现在的市场供求关系越来越复杂,再加上网络技术的迅速发展,深处网络经济中的企业在管理中就要全方位的考虑更多的问题,在全球经济环境中,如何更好地管理和优化企业外部资源,拓展新的业务增长点、如何与客户保持密切的联系、如何挖掘新的潜在的客户、如何为客户提供“个性化”的产品和服务,如何能更好地改进管里层,这些问题都需要强大的支持。

市场经济就要遵循市场变化的规律,市场和客户决定了一个企业的生产,企业必须考虑到市场营销和客户产品服务、客户关系等方面,在继企业战略管理、客户关系管理、供应链管理之后,支持电子商务,发展网络营销,将是EPR软件进一步发展的趋势和必由之路。

2.2 过程控制层(PCS)工厂管控网结构的各个组成部分有机

地联系在一起,提供了三个方面的主要功能,即过程控制,设备管理和业务管理和执行。

2.2.1 过程控制

这个系统可以有效地帮助企业生产完成各种控制性的工作,不仅能集体控制,还可以实现任意点的控制,用户可以根据实际情况把控制功能安装到现场设备和系统中执行,比如在一些基本的控制回路中,安装到现场变送器或者阀门中执行,就可以加快回路信号的响应,使其可以减轻控制系统的负担,还可以改善调节质量,能够完成比较复杂的控制任务。

2.2.2 设备管理

设备管理主要是针对在生产的过程中,是对工厂运行中现场进行中设备的一种在线管理和监测诊断。经过管理软件的处理,会对现场设备中的大量信息进行状态的诊断,比如说标定日期和步骤、组成材质等,这些软件能够对设备状态进行自动存档和分析,及时有效地诊断出设备的潜在故障,可以及时的排除风险,这一切也只需要在控制室简单的操作即可完成。

2.2.3 集成的模块软件

集成模块软件的应用最大的一个好处就是避免了工作人员陷入复杂繁琐的数据分析之中,它把自身生产设备的大量信息的转化集成,能够更直观的呈现在工作人员面前,使得工作人员能够高效率的对生产设备、客户、市场等各方面作出判断,极大的提高了工作效率。这些软件的应用也是非常灵活和方便的,掌握这些只需要很少的时间和费用。

2.2.4 业务管理和执行

一个企业的管理和执行时非常重要的,人财物的全方位的管理都是非常重要的,这对一个企业的生存发展有着至关重要的作用。那么对生产过程的管理和业务管理的信息集成方面,就会通过有效地通讯技术,应用其网络架构覆盖到设备层、业务层包括包括过程的优化、维护管理、资源分配和其它企业管理任务。自动化、模块化、智能化的应用,可以允许用户需要在测量数据、管理设备运行灯方面进行自定义设置,让用户可以方便快捷的通过软件对全厂的仪器仪表进行有效监测和分析,并能让用户很好的进行统筹规划,方便用户更好地进行管理,提前避免了很多不必要的风险和成本,比如说在维修时间上、维修费用上,都可以通过智能化的管理预见性的作出分析,减少企业在施工和保养设备等方面的支出成本。

2.2.5 智能化现场设备

智能化现场设备包括:智能压力、温度、流量等智能分析仪,它们都具有预测性、维护诊断的能力。工业控制系统的智能化发展是一种趋势,它是计算机技术和自动控制技术的有效结合,在计算机技术方面是一个重要的门类,同样在工业生产自动化方面也是非常重要的,两者的有效结合时提高工业企业经济效益的重要技术手段,这个过程中不断地提高自动化使得企业向优质、高产、低耗等方面发展,同时促进了工业现代化、信息化发展,对改造传统产业,促进经济发展有着很大的决定性意义。

3 工业自动化系统组成

工程控制系统是对生产过程中机电设备。工艺装备进行测量和控制的自动化技术工具,它主要是由软件和硬件两部分构成。主要由自动化设备、仪器仪表与测量设备、自动化软件、传动设备、计算机硬件、通信网络组成。

(1)自动化设备:PLC(可编程序控制器)、传感器、编码器、断路器、接触器、开关按钮等工业电气设备;(2)仪器仪表测量设备:压力、温度、流量、物位等仪器仪表;(3)自动化软件设备:计算机制造系统、控制软件、网络应用软件和数据库、数据分析等软件;(4)传动设备包括调速器、电源系统、马达等;(5)计算机硬件:嵌入式计算机、工业和工业控制计算机等;(6)通信网络:网络交换机、视频监视设备、通信连接器、网桥等。

4 工业自动化系统产品种类

工业自动化系统的分类大约包括六种系统,主要是可编程序控制器、分布式控制系统、工业PC机、嵌入式计算机、机电设备数控系统、现场总线控制系统。其中可编程序控制器按功能大小可分为大中小型PLC;分时控制系统按功能可分为多级分层分布式和中小型分布式、两级分布式系统。

5 结语

中国工业控制技术的发展可追溯到上世纪80年代,主要还是借助了改革开放的春风,才得以迅速的发展,1983年,随着国家计算机的普及发展,工业控制技术也被纳入了规划中,自此,开始了我国工业控制技术的发发展,在1989年,做出了对工业控制微机系统的优选,还包括可编程控制器、工业控制模块等在内的四大种类和21个机型,着主要是由国家机电部来安排完成。进如1990年,在工业炉窑控制系统中,全国第一次进行了优选行动,在国家计委、化工部和建材局的部署下联合进行,选出了工业锅炉、水泥机立窑、小氮肥三种炉窑21套获奖控制系统。目前我国的工控机行业已经形成,主要表现在工业控制计算机系统、分散型工业控制计算机系统、工业控制功能模块系列、自动测试系统和数控、程控五大系列技术。自动化系统在我国的发展道路,已经有了本土化的创新发展趋势,我国在逐步引进成套设备的同时也引进了各种工控机系统,并且企业运用生产的过程中不断地进行二次开发和应用,并设计出自己的控制系统和装置,在技术层面的创新有着日新月异的变化。

摘要：随着越来越发达的科学技术,工业控制技术也在加快发展的速度,工厂里生产效率的大幅度提高是离不开日趋完善的工业技术的,其中自动化程度的提高起了决定性的作用,比如送工业控制器PLC和工业PC等的普遍应用,本文主要阐述了对工业自动控制的进一步认识。

关键词：工业自动化控制,工业技术,自动化程度

参考文献

[1]刘会.工业自动化控制的现状和未来发展趋势[J].硅谷,2010,(02).

[2]梁昌鑫,贾廷纲,陈孝祺.工业自动化现状与发展趋势[J].上海电机学院学报,2008,(03).

工业自动化控制系统 篇5

【关键词】工业；自动化；抗干扰

工业自动化控制系统对工业的现代化发展起着非常重要的作用，但就目前的应用和发展情况看，工业自动化受干扰的问题亟待解决。要解决这个问题，必须分析出工业自动化的干扰源，这样就能制定出相应的抗干扰措施。

一、工业自动化的干扰源分析

（1）设计和施工时的影响。在工程进行技术设计和安装调试的过程中，设备的型号选择和操作等会引起自动化控制系统的干扰。常见的现象有接地系统设计混乱，打开或关闭功率较高的设备，控制器和高频器之间的空间距离设计得不够长等。（2）由信号线引起的干扰。各种各样的信号线在和自动化控制系统相连接时，可以传输一些非常重要的信息，但与此同时，在传输的过程中，会有一些干扰信号侵入，从而影响自动化控制系统的正常运行。这种入侵主要分为两种方式，一种是通过供电的电源电网进行干扰；另一种就是空间中的电磁辐射的干扰，也叫做信号线外部的感应干扰。这种干扰会使信号工作测量的误差加大，从而使信号工作发生異常，同时也会使自动化控制系统的原件产生一定规模的损伤。（3）雷电电磁波产生的干扰。雷电电磁波对工业自动化控制的干扰主要是外围空间的干扰。它通过雷击电池的脉冲对数据的传输线路、电源的传输线路以及信号输入的浪涌电压和电流造成损害。（4）电源线引起的干扰。电源线引起工业自动化控制系统的干扰是非常常见的。这种原因引起的干扰主要分为两种情况：一种是直接通过供电的电源系统窜入，另一种是通过供电的电源耦合进入。自动化控制系统在一般情况下都是由电网的电源供电的，电网短路、交直流的传动设置引发的谐波、大功率的用电设备的开启或关闭以及电网的波动等对自动化控制系统也会产生干扰。（5）地电位产生的干扰。地电位产生的干扰同样是工业自动化控制系统的常见干扰源之一，通常，自动化控制系统若要获取基准电位，就必须进行接地获得接地的基准点。在单相接的过程中产生的短路电流会引起自动化控制系统在运行的过程中出错，产生混乱。

二、自动化控制系统的抗干扰措施

（1）有经验的工程师进行现场指导。工程的现场施工条件较复杂，则一定要由工程师进行现场指挥，以保证施工的人员按照设计的要求进行施工。在施工时，还要特别注意接地线强弱电流之间的安全界限。施工结束之后，还要按功能和区域有步骤地进行现场测试。（2）在处理信号的时候采用滤波技术。处理信号时采用滤波技术，就可以处理好传输信号特定频率，在过滤器中剔除其中的很多干扰信号，使整个工业自动化控制系统的干扰减少。目前滤波技术的相关产品很多，其中主要有机械滤波器、晶体滤波器等等。随着科技的发展，一些体积较小、使用效率较高的滤波器也相继问世，促进了工业自动化控制系统的发展。此外，在计算机编程时，通常采用中位值滤波、惯性滤波、平均值滤波和限幅滤波等方式进行信号的处理，以减少甚至消除自动化控制系统干扰信号的强度和数量，使信号可靠性增强。（3）屏蔽电磁和静电。选择一个用较好的金属材料制造出来的容器，把自动化控制系统需要进行保护的部分放入其中，以便让内部的磁场不影响外部电路的工作，实现静电屏蔽。而对于那些频率较高的干扰性磁场，则需要采用可以进行屏蔽的金属电涡流，消耗自动化控制系统受到的干扰量。有效的结合静电屏蔽以及电磁场的屏蔽可以使工业自动化控制系统的抗干扰性得到很大的提高。（4）电源设计。在变频器和大功率的电器应用较多的场所，要制定好电源隔离和线路上的各项抗干扰措施，例如PLC电源的输入端要使用隔离变压器，并对隔离变压器的初级和次级的绕组加上屏蔽层，对进线的电源进行分级并加装上避雷器等。在输电过程中的干扰情况，可以用铠装电缆抑制，此外将信号电缆和动力电缆分开。（5）接地点的完善。目前的接地方式主要有电容接地、直接接地和浮地接地等。自动化控制系统是低电而高速的控制装置，应该用直接接地的方式。但由于信号电缆分布电容和输入装置滤波的影响，目前的自控系统大多采用的是串连一点或一点接地的方式。由于各个装置中心接地是以独立的接地线进行引向接地，若信号线的中间出现接头的情况，屏蔽层要进行牢固的连接和绝缘处理。

在进行工业建设的工程中，要结合具体的工作环境，仔细分析工业自动化控制系统的干扰源，并对控制系统进行型号和规格的设计，在施工的过程中进行规范的安装和调试，并制定合理可靠的解决措施，使工业自动化控制系统能免受各种干扰的影响正常运转，使工业的发展越来越向现代化、科技化靠拢。

参 考 文 献

[1]陶权.探析自动化控制系统的抗干扰设计[J].制造业自动化.2012（2）：

126～128

[2]李世发.基于工业自动化控制系统的抗干扰措施的研究[J].技术开发.

论工业控制自动化系统的干扰问题 篇6

1干扰的定义及分类

在工业控制现场中分布着各种各样的杂散电磁信号, 它们的频率可以从直流至1000MHz甚至更高。噪声是绝对的, 它的产生和存在不受接收者的影响, 是独立的, 与有用信号无关, 干扰信号是相对有用信号而言的, 只有噪声达到一定的数值, 并且和有用信号一起进入电子控制装置, 并影响装置正常工作时, 才称这类噪声为干扰, 干扰在一定的条件下可以消除, 而噪声一般只能减弱而不能消除, 干扰的分类方法有很多种, 按其产生和传播的方式可分为下述6种。

1.1静电干扰

静电干扰实际上是电场通过电容器或分布电容耦合到受扰装置而形成的干扰, 例如:流过较大电流的动力线周围存在着较强的电场, 这个电场可以通过该动力线和周围的电路之间存在的分布电容向其周围的电路施加干扰, 而且电场强度越大, 受扰电路与该动力线距离越近, 以及它们之间平行走线的距离越长, 这种由动力线施加在受扰电路中的静电干扰越强。

1.2磁场耦合干扰

它是一种感受式干扰, 主要是由靠近电子装置的流过较强电流的线路周围的变化电磁场对电子装置回路耦合所形成的干扰, 如:动力线、变压器、交流电动机、交流接触器、电磁铁等产生磁场的器件周围都存在着较强的交变电磁场, 这种交变电磁场会使其附近的电子线路产生感生电动势和感生电流, 从而形成干扰。

1.3电磁辐射干扰

由空间电磁波被电子装置接收而形成的干扰称电磁辐射干扰, 例如:高频感应加热炉和可控硅中频炉及各种有触点电器所产生的电火花、电弧都会产生辐射电磁波, 当它们附近的电子装置所接收到的电磁波达到一定强度时, 就可能形成电磁辐射干扰。

1.4共阻抗干扰

由于电子控制装置中各个电子回路间的公共导线存在着电阻和电感, 当一个回路的电流流过这段公共导线时, 会在导线上产生电压降, 这一阻抗压降耦合到其它电子回路中就形成了共阻抗干扰。

1.5漏电耦合干扰

该干扰是指由于控制装置内部与内部或内部与外部本不应该有电气联系的部分之间的电气绝缘性能下降而造成各部分之间有漏电流而形成的干扰, 例如:工作在空气湿度较大场合下的控制装置, 由于装置内部器件工作时的发热可能会在器件上凝结露水, 这样便造成器件内部与外部各线之间的绝缘电阻下降而产生漏电耦合干扰, 漏电耦台干扰一般发生在工作环境恶劣的条件下。

1.6电网干扰

一般电子控制装置的工作电源是通过从电网获得的交流电经变换处理得到的, 接在电网上的一些用电设备在工作时可能对电网施加干扰, 使电网电压含有干扰信号, 例如:切断大感性负载所产生的浪涌过压会叠加到电网电压上;启动大的用电设备会造成短时间内电网电压下降;大功率可控硅的触发导通会使电网电压波形畸变;电力传输线会接收各种高频辐射干扰信号, 从而使电网上含有各种高频干扰信号, 电网上所含的低频干扰信号可以通过电子控制装置的电源变压器耦合到次级;高频干扰信号可以通过电源变压器初、次级间的寄生电容耦合到次级, 这样就可能使电子装置的工作电源含有各种频率的干扰信号而影响装置工作。

2场干扰及解决办法

场干扰:系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场, 如太阳及天体辐射;广播、电话、通讯发射台的电磁波;周围设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作, 使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。解决场干扰:

(1) 解决场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。

(2) 消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地, 接地时要防止形成接地环路。

(3) 防止电磁场干扰, 可采用带屏蔽层的信号线, 并将屏蔽层单端接地。

(4) 不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。

(5) 在布线方面, 不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线, 也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线, 以免互相串扰。

3增加软件抗干扰技术

各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中, 导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果, 虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施, 但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为, 实施软件抗干扰的必要条件是:

(1) 使微机硬件系统良好接地, 远离干扰场, 对强场干扰做好屏蔽。

(2) 保护系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。

(3) RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立, 并且系统重新运行时不会出现不允许的数据。

(4) PLC间的数据交换及传输采用CRC校验。

(5) 设置WATCHDOG功能, 由硬件配合, 监视软件的运行情况, 遇到故障进行相应的处理。

(6) 设置软件陷阱, 当程序指针失控而使程序进入非程序空间时, 在该空间中设置拦截指令, 使程序进入陷阱, 然后强迫其转入初始状态。

(7) 采用自动化系统冗余设计方案。

4结束语

总之, 工业微机控制系统近年来得到了越来越广泛的应用。微机控制系统是一个系统工程的概念, 它不同于一般的个人计算机, 不能只从计算机的概念来认识它。工业微机控制系统除要求有完善的控制功能外, 还要求具有很高的抗干扰性能和稳定性。否则, 再完善的功能设计, 因抗干扰性能不好, 则在干扰出现时就会导致整个控制系统失灵, 给工业生产带来严重的后果。

摘要：自动化系统是在机电功能、信息采集功能和控制功能上引进的人机控制技术, 并将机电设备与采集处理设备用相关软件有机结合而构成的系统。自动化系统投入工业应用环境运行时, 系统总会受到电网、空间与周围环境干扰。文章分析了工业微机控制系统的干扰来源并提出了相应的抑制措施。

关键词：自动化系统,工业控制,干扰

参考文献

[1]王志卫.工业控制计算机系统的电磁兼容设计[J].微计算机应用, 1999 (6) .

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[3]开关电源运行中的电网干扰及其抑制[J].电源世界, 2006 (2) .

[4]丁希仑, 陈伟海, 张启先.空间机器人柔性臂动力学模糊控制的研究[J].北京航空航天大学学报, 1999 (1) .

工业自动化控制系统 篇7

关键词：自动化控制系统,干扰源,措施

随着科学技术的发展和工业自动化水平的不断提高, 网络化、自动化的控制技术广泛的应用在工业控制系统中, 大大的降低了劳动强度, 提高了工业生产效率, 使得工业发展取得了巨大的进步。为了确保整个系统工作的稳定可靠, 一方面要求自动化控制系统使用的硬件设备抗干扰能力非常的强, 另一方面, 在现代工程设计、建设过程中, 应当给予高度重视, 同时尽量采取有效策略来完善和改进工业自动化控制环境、强化自动化控制系统自身的抗干扰能力。文章总结作者多年进行自动化控制系统的设计和调试经验, 列举了部分可能干扰工业自动化控制系统的相关干扰因素、提升自动化抗干扰能力的有效措施和方法。

目前来看, 实践中常见的提升工业自动化控制抗干扰能力的方法表现在以下几个方面、干扰源抑制措施、切断或者衰减干扰耦合途径方法、软件抗干扰措施。

1 干扰源抑制

实践中, 就自动化控制系统而言, 电磁干扰源包括供电电源、断开感性负载脉冲以及整流变频装置运行中的高频干扰等, 具体分析如下。

1.1 供电电源干扰

由于电源的引入, 会产生一定的干扰, 这在很大程度上会对自动化控制系统产生不利影响;在工程调试中过程中, 建议更换和使用带有隔离变压器的相关控制电源。该系统一般使用AC 220V电源供电, 电网电压波动及工频干扰都可能会对自动化系统的可靠工作产生影响, 因此必须尽量提高自动化控制系统电源质量。在工程应用中, 提高供电电源质量和抑制供电电源干扰的措施有:

1.1.1 UPS电源应用

不间断供电电源供电过程中, 可有效提高整个供电系统的安全性、可靠性。UPS本身具有非常强的干扰性、隔离性, 因此是一种较为理想的自动化控制系统。

1.1.2 具有隔离性能的开关电源应用

对于自动化控制系统而言, 其接口电源大多数都是DC24V, AC-DC开关的质量直接影响着自动化系统工作的可靠性。

1.2 将感性负载脉冲干扰断开

1.2.1对于继电器输出型PLC控制电感负载而言, 其负载电源通常是直流电, 可在负载两端位置并联一个续流二极管。在此过程中, 还可采用RC串联支路、电阻以及二极管加RC等方法, 对噪声进行有效的抑制;实践中, 如果负载电源本身是交流电, 则建议在负载两端位置并联RC串联支路、可变电阻、压敏电阻以及硒整流片或者对接式稳压管。

1.2.2对于晶体管输出型PLC控制感性负载而言, 建议在负载两端位置, 并联续流二极管、二极管加稳压管等方法, 对负载断开脉冲干扰进行有效的抑制。

1.3 变频装置产生的高频干扰

在工业控制中大量使用变频装置对设备进行调速控制, 变频装置在其工作中会产生高次谐波, 这在很大程度上会导致电网电压波形出现严重的畸形或突变, 严重威胁整个自动化控制系统的运行。针对这一问题, 实践中主要抑制措施有:

1.3.1 设置线路电抗器

在变频装置电源输入侧接入进线电抗器, 在输出侧接入出线电抗器。设置进线电抗器, 可以抑制整流变频装置对电网电压的波动产生一定的影响。

1.3.2 变频装置电缆的选择和接线

尽量采用变频屏蔽电缆, 并且注意电缆屏蔽芯和屏蔽网与变频器的正确连接, 这样可以大大的减少变频器对外界的干扰。

目前大多控制系统中, 变频器都采用现场总线通信控制方式, 因此防止变频器对现场总线的干扰非常重要, 否则将干扰整个自动化控制系统现场总线的正常通信。

1.4 静电放电抗干扰

对于静电放电噪声而言, 其属于脉冲干扰, 虽然其能量非常的小, 但是其宽度相对较窄, 而且瞬间产生的能量密度非常的大, 可能会对自动化控制系统产生不利影响, 比如引发误操作。针对这一问题, 可采取的主要抑制措施有:提高电子设备表面的绝缘能力、尽量缩短信号线、加粗设备之间的接地线、高导磁材料覆盖整个信号回路。

2 干扰耦合途径切断[1]

2.1 公共阻抗耦合抑制策略

导线阻抗以耦合阻抗为主, 其大小和系统中的导线铺设之间存在着非常密切的关系, 而且该系统具体设计过程中, 需充分考虑待相关的有效抗干扰方法。 (1) 最大限度地缩短公共阻抗导线长度, 通过减小线路间距、直线布线方法, 来有效的抑制公共阻抗耦合; (2) 通过增大导线导体截面、最大限度地减少接触电阻数值的方面, 来有效减小导线自身的电阻数值; (3) 接地系统应用。接地系统对自动化控制系统工作的可靠性至关重要。自动化控制系统接地通常都要与保护接地分开, 有效防范不同接地点之间的地电位差, 避免形成地环路电流。比如, 电缆屏蔽层需一点接地, 若电缆屏蔽层存在A、B端接地的现象, 则必然会产生一定的地电位差。在有雷击现象时, 地线上的电流会变得非常的大; (4) 采用继电器、光电耦合器、变压器等电隔离器件实现电位隔离; (5) 4-20m A模拟量输入信号的负端接地, 可有效抑制共模干扰现象的发生。

2.2 电容性耦合抑制策略

实践中, 为了有效抑制、或者避免电容性干扰问题的发生, 在自动化控制系统设计过程中, 干扰源电气参数一定要使电压变化幅度、速率减小, 而且被干扰系统还必须满足设计要求, 将其设计成一个低电阻系统;同时, 要求其结构尽可能的紧促一些, 尤其在空间上一定要相互隔离开来。

2.2.1为有效减小耦合电容数值, 电缆敷设过程中, 应当确保导线尽可能的短一些, 尤其要避免出现平行走线现象, 弱电线、强电线应当分别敷设于不同桥架、线槽之中, 并尽量增加他们的距离。

2.2.2以电气屏蔽为受到, 抑制干扰源的干扰电场的作用。

2.2.3将耦合电容彼此电气对称平衡地连接, 可以抵消耦合的干扰作用。

2.3 电感性干扰防范策略

主要有三种方法:

(1) 减小系统构件建的互感。在此过程中, 其可采用的主要方法是减小系统耦合部分之间的距离、尽可能的减小导线长度、避免出现平行走线现象。

(2) 对干扰源进行磁屏蔽设计, 以此对干扰电场进行有效抑制。在此过程中, 主要存在着静态磁、涡流两种屏蔽方式。其中, 静态磁屏蔽因低频段, 而导致屏蔽对象尽可能为密闭性的铁磁性外壳罩, 而且其涡流屏蔽应处于高频位段, 在此过程中, 其利用的是非磁性物质涡流效应, 并且对交变磁场产生一定的屏蔽作用。

2.4 抑制波阻抗耦合的干扰措施

波阻抗耦合分为传导波耦合和辐射波耦合两种形式。对于传导波耦合, 可通过强电线与弱电线敷设, 使用双绞线或同轴电缆等措施加以抑制;对于辐射波干扰, 通常采用在干扰源和干扰对象间插入金属屏蔽物的方式来抑制。

2.5 设备选型

在选择设备时, 尽量选择有较高抗干扰能力的产品, 其包括了电磁兼容性 (EMC) , 尤其是抗外部干扰能力, 如采用浮地技术、带隔离功能的PLC系统。

2.6 电缆选择及敷设

电缆的选择应根据传输信号类型选择不同类型的电缆。如变频装置馈电电缆应选择变频屏蔽电缆, 4~20m A模拟信号应选择屏蔽控制电缆, 增量式编码器电缆应选择双绞分屏加总屏电缆等等。

电缆敷设应根据电压等级分层敷设, 不同电缆层之间的间距需严格满足电缆敷设规范, 严禁用同一电缆的不同芯线同时传送动力电源和弱电信号, 避免信号线与动力电缆靠近平行敷设, 以减少电磁干扰。

3 软件抗干扰措施

所谓软件抗干扰措施就是通过程序设计手段来排除电磁干扰可能造成的自动化控制系统误动作。这里列举几个简单的例子加以说明。

3.1 触点抖动的消除

对于外部输入设备可能产生的触点抖动, 如按钮、继电器、传感器等的输入信号, 可通过延时加以消除, 对一些可持续一定时间的脉冲干扰, 也可以采取这种办法加以消除。

在选择时间设定值时, 应使其大于触点抖动间隔时间或干扰脉冲持续时间。

3.2 可测干扰信号的抑制[2]

对于可通过一定办法测出的短时干扰信号, 如大电感负载断开时产生的干扰信号, 可通过检测设备将干扰信号产生的时间由接点的方式通知控制系统, 然后由控制系统的JMP/JME指令屏蔽输入信号, 即有干扰信号作用这段时间, 不采集输入信号。

3.3 漏扫描检测

在编制应用程序时, 可将程序分成若干段, 在每段程序的尾部加一个段检查节点。每次扫描后, 若是各段程序都已经被有效地扫描过, 则此时应当给出正确信号, 然后继续执行下一道程序和指令如果有某段漏扫描, 则发出警告信号并进行预先规定的处理。

3.4 互锁诊断

继电器、接触器等动合、动断触点, 不论其动作与否, 总是呈互锁状态, 即一对闭合, 一对断开, 若同时闭合或断开则为故障状态, 必须加以妥善处理。

在进行故障诊断时, 对可以预测的干扰信号, 总可以找到解决的办法。但有些干扰信号造成的故障则很难事先预知, 这就要求在软件及硬件设计时, 全面考虑系统的抗干扰措施。同时还要考虑到, 软件控制的控制系统中, 由于软件与硬件的相互作用, 有些故障很难判断出到底是硬件引起的还是软件引起的, 也就是说, 在利用软件容错和冗余技术进行抗干扰时, 软件和硬件故障必须结合起来考虑。有些硬件故障可以通过软件发现并自动采取修复及补救措施。有时有用硬件来监视软件工作的准备性。把控制系统的软、硬件结合起来处理电磁干扰问题, 是自动化控制系统的优越性之一。

总之, 要设计一个在所有可能的条件下都能可靠工作的自动化控制系统, 必须充分考虑控制系统的软件和硬件方法, 不仅要满足系统的工艺要求, 还要适应系统的环境要求, 尤其是电磁环境的要求。

参考文献

[1]赵清.PLC控制系统的硬件抗干扰措施[M].北京:电子工业出版社, 2011:143-150.

工业自动化控制系统 篇8

工艺过程:温度指示系统, 采用热电偶作为测温元件, 用温度变送器把信号转变成标准的4-20m A信号送给DCS显示。故障现象:DCS系统上温度显示为零。分析与判断:首先对DCS系统的模块输入信号进行检查, 测得输入信号为4m A, 这说明温度变送器的输出信号为4m A。为了进一步判断故障是出在温度变送器, 还是在测温元件, 对热电偶的mv信号进行测量, 从测得mv信号得知, 测温元件没有问题, 这说明温度变送器存在故障。由于温度变送器存在故障致使温度变送器的输出为4m A, 致使温度在DCS系统上显示值为零。处理方法:找到问题, 其处理方法就是把温度变送器送检修理, 如送检后不能修复, 唯一的方法就是更换一台温度变送器。

工艺过程:温度指示调节系统, 采用热电偶作为测温元件, 除热电偶外, 在装置上采用双金属温度计就地显示。故障现象:控制室温度指示和现场就地温度指示不符, 控制室温度指示比现场温度指示低50℃。分析与判断:双金属温度计比较简单、直观, 首先从控制室温度指示入手。在现场热电偶端子处测量热电势, 对照相应温度, 确定偏低, 说明不是调节器指示系统有故障, 问题出在热电偶测温元件上。抽出热电偶检查, 发现在热电偶保护套管内有积水。积水造成下端短路, 一则热电势减小, 二则热电偶测量温度是点温, 即热电偶测温点的温度, 由于有积水, 积水部分短路, 造成热电偶测量点变动, 引起测量温度变化。处理方法:就是将保护套管内的水分充分擦干或用仪表空气吹干, 热电偶在烘干后再安装。重新安装后, 要注意热电偶接线盒的密封和补偿导线的接线要求, 防止雨水再次进入保护套管内。

工艺过程:锅炉汽包液位指示, 采用差压变送器检测液位, 同时在汽包另一侧安装玻璃板液位计。故障现象:开车时, 差压变送器输出比玻璃板液位计指示高很多。分析与判断:采用差压变送器检测密闭容器液位时, 导压管内充满冷凝液, 用100%负迁移将负压室内多于正压管内的液柱迁移掉, 使差压变送器的正负压力差△P=r*h, h为液位高度, r为水的密度。差压变送器的量程就是Hr, H为汽包上下取压阀门之间的距离。调校时, 水的密度取锅炉正常生产时沸腾状态的值, r=0.76。锅炉刚开车时, 锅炉内温度、压力没有达到设计值, 此时水的密度r=0.98, 虽然h不变, 但h*r的值增大, △P=r*h, 差压变送器的压差增大, 变送器输出增加。玻璃板液位计只和h有关, 所以它指示正常, 从而出现差压变送器指示液位高度大于玻璃板液位计高度。处理方法:这种情况是暂时现象, 过一段时间锅炉达到正常运行时, 两表指示就能达到一致, 所以不必加以处理。但要和工艺操作人员解释清楚。在这里, 要注意一点, 由于仪表人员解释不清楚这个现象产生的原因, 而工艺操作人员又坚持要两表指示一致, 为了达到一致, 仪表人员将差压变送器零位下调, 直至两表指示一致。待锅炉运行一段时间后, 要记住将变送器的零位调回来, 否则, 就会出现差压变送器的测量值指示偏低。

工艺过程:由一台核液位计与控制室控制系统组成铜塔液位调节系统。故障现象:在生产过程中, 铜塔液位指示不稳, 时高时低, 导致调节系统失调, 影响了工艺的正常操作。分析与判断:铜塔液位控制系统是保证铜塔液位控制在有效范围, 如果液位高于控制范围高限, 将引起压缩机带液, 液位低于控制范围低限, 那么高压气体进入低压系统, 后果将不堪设想。工艺要求该液位调节系统必须灵、准、稳, 如果铜塔液位不稳, 则不能达到系统正常控制的目的。根据故障判断思路进行检查, 首先把调节系统打在手动位置进行手动调节, 看液位是否能稳定下来, 从而来判断到底是液位计故障, 还是调节器或调节阀故障。通过手动调节, 液位逐渐稳定, 没有再出现波动。这说明核液位计及调节阀没有问题, 液位出现波动是由于调节系统的PID参数设置不当所引起的。处理方法:把调节系统打在手动位置进行调节, 待工艺状况及液位指示稳定后, 对调节系统的PID参数重新整定, 然后, 把调节系统恢复到自动控制, 通过观察记录曲线看PID参数的设置是否合理。通过对调节系统PID参数的整定, 该问题得到解决。

二、自动化仪表及其控制系统取得的进展

工业自动化仪表方面, 近年来温度仪表的重要进展主要体现在红外热像仪的应用迅速扩大。流量仪表内锥流量计创新成果显著, 我国已经拥有各种与V锥相关或相近的流量计产品专利超过20项, 其中至少6项目是发明专利, 超过了美国, 成为V锥流量计专利高产国。国产低端压力变送器和带HART功能的压力变送器近年来也发展很快, 品种多、规格全、价格低, 在市场上已经很具竞争力。控制阀行业近年来的进展是显著的, 产品“跑冒滴漏”现象得到很大改进, 不少产品质量达到国外主流产品水平。在控制系统方面, 进展令人鼓舞。国产DCS系统已经进入大型超临界火电机组控制系统。2007年1月, 上海自动化仪表股份有限公司的DCS系统在襄樊电厂首台600MW超临界机组上投运成功移交生产。国电智深公司于2007年11月成功签定江苏谏壁1000MW超临界机组自动化控制系统项目, 并于2008年3季度成功中标两项大型超临界火电机组自动化控制系统项目。和利时公司和浙江中控公司的DCS系统, 近年来在大型交通和石化工程项目上都得到了成功应用。特别应该提到的是, 国产DCS系统在核电工程上的应用已经进入核岛控制系统。

参考文献

[1]赵群, 张翔, 谢素珍, 李辉.自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述[J].现代制造技术与装备, 2008, (04)

[2]孙宏杰.浅议化工仪表及自动化的发展情况[J].黑龙江科技信息, 2010, (09)

工业自动化控制系统 篇9

1 干扰来源及途径分类

1.1 干扰感应模型

系统地讲, 所有用来传输电磁能量的装置都有可能成为干扰源, 即干扰变量的根源。干扰源存在部位不统一, 系统内外都可能会形成干扰源。干扰变量容易与敏感设备产生耦合, 发生一系列电磁活动, 产生较分散的振幅和频率, 不同程度地损害敏感设备。其中耦合方式主要有电流耦合、电感耦合、电容耦合或者电磁辐射感应形成的电磁场耦合方式, 造成的影响都不容小觑。

1.2 常见干扰源

干扰源的分类标准比较多样, 按不同的标准分类不同。一般可分为自然干扰源和技术性干扰源, 根据频率不同又分为宽频和窄频干扰源, 导体干扰源、电源干扰源、辐射干扰源以及有序、无序 (泄露) 干扰源等等。通过长期实践观察就不难发现, 其实工地干扰来源主要有两个方面:一个方面是变频器和雷电干扰, 另一方面是线路干扰, 主要是电流较大引起的。前者主要是由于空间和线路电磁辐射而形成的。下面是一些工业自动化控制系统中最常出现的一些干扰事例。主要是电磁辐射干扰、传导干扰以及人工设计施工引起的干扰。

(1) 辐射干扰。这一类干扰源主要是雷电、电路、高频感应装置等设备空间辐射产生的。该类干扰源通常无法抑制, 主要靠切断电流消除电磁感应来减少干扰。主要是采取一些基本措施如合理规制线路、装设防雷装置, 进行全面防雷保护。

(2) 传导干扰。这一类干扰主要是由一些线路引起的。其中以电源线干扰最常见。原因要不就是由供电电源系统直接窜入, 要不就是与供电电源耦合进入。一般用电网电源对控制系统进行供电, 很多大型用电设备在启动、关闭时往往会引起电磁感应影响直接传给供电电源, 从而干扰控制系统;其次就是由信号线引入的干扰。信号到现在流通电流的瞬间会产生电磁感应, 周围若存在导线就会使之产生瞬间感应电流, 感应电流达到一定数值就会对信号接收产生干扰。很多信号线在运行的时候都会有干扰信号产生影响周围线路, 从而引起控制器变化或死机。对此通常选用绝缘电缆, 形成屏蔽并将屏蔽层接地, 以降低干扰。

(3) 设计施工引起的干扰。这一类主要是人为施工以及一些工程技术性设计、安装和操作等一些行为引起的, 比如因为接地系统设计不合理造成系统混乱引起的干扰, 设备高频发生器距离控制器设计不合理引起的等等。该类干扰主要通过改善接地系统的设计, 提高技术含量来解决。

2 抑制干扰的主要措施

现代工业工厂设备繁多, 电路环境复杂繁乱。很多干扰都会形成各种耦合而进入控制系统, 对控制系统造成损害。因此为保证工业控制系统工作时免受电磁干扰影响, 工作人员必须在设计和维护中采取一定的措施抑制电磁干扰。在设计安装阶段就要充分考虑一系列可能存在的干扰因素, 掌握干扰源, 抓住并采取对性措施, 有的放矢, 最大限度地减少一些不必要的返工费的使用。其中抑制干扰的基本原则有抑制干扰源;切断电磁干扰传播途径;提高装置自身抗干扰能力。施工前还要考虑电源以及接地系统的设计规划, 包括软件设计以及管线安排。下面作一些简要分析:

(1) 电源设计。PLC电源输入端一定要注意隔离变压器使用, 对隔离变压器的初、次级绕组要分别添加屏蔽层, 避免产生电磁感应形成干扰因素, 同时将屏蔽层可靠接地;另外在大功率器件使用场所要特别注意电源的隔离以及防范电源线路上的电磁干扰, 对电源要适当安装避雷器。

(2) 接地系统设计。一直强调工业环境对信号造成的干扰, 多变的环境往往会引起系统崩溃、死机、测量不精确等现象。主要原因就是接地系统不合理, 因此有效的抗干扰措施就是完善接地系统。接地系统不正确不仅会形成电磁干扰, 还会引起设备向外发出干扰, 导致控制系统凌乱, 使之无法正常工作。一般情况下接地系统分为信号屏蔽接地、安全接地以及系统接地三种情况。接地点不同往往会引起地电位差从而引起电路环流, 导致系统短路, 无法正常工作。

3 结语

工业自动化控制系统 篇10

【关键词】工业过程控制；自动化；智能控制

引 言

工业过程控制是现代工业生产的重要辅助手段，在促进工业生产水平及生产质量中发挥了重要的作用。但是，现代工业生产技术不断发展以及社会对工业生产要求的提高，传统自动化过程控制已经无法满足工业生产的需求，必须将智能控制应用于工业过程控制，提高自动化控制水平，进一步提高企业产品的质量以及生产效率。

一、工业过程控制机智能控制概述

工业过程控制是指根据生产过程需要，根据相关过程控制理论，使用相关设备和仪器对产品设计生产过程进行控制。工业过程控制在现代工业生产中发挥了重要的作用，它通过控制生产设备停滞和等待时间，达到控制生产时间的目的。再通过相关设备监控生产过程，及时获取无效停滞、错误信息等过程控制信息，使反馈信息能够良好传达。再根据反馈信息改进生产活动，从根本上提高生产水平。智能控制是指依靠智能系统自动控制设备的技术，而不需人工操作和干预。智能控制是当前科技发展的重要成果之一，它综合了电子计算机技术、信息技术、生物工程等多项科学知识，其涉及领域极为广泛[1]。根据不同的设计原理，智能控制系统可分为模糊控制系统、专家系统和学习控制系统。和传统自动化工业过程控制技术相比，智能控制技术的精确度更高，同时还能根据相关控制理论做出相关推理，优化生产控制模式，提高生产效率。

二、智能控制在工业过程控制自动化中的应用

（一）提高信息获取能力

在生产控制过程中，智能控制系统会自动收集设备运行状态信息，再通过对运行状态信息的分析和计算，分析设备的运行状态，再结合设备运行状态调整设备运行。从信息收集到设备运行状态调整全过程都无需人工参与，可以大大地降低企业生产成本。但是，就我国目前技术水平而言，信息化水平不高也是制约我国工业生产控制发展的主要因素。而信息技术是智能控制系统中的关键技术组成部分，智能控制系统的运行可极大的提高信息技术水平，因而要提高信息获取能力。

（二）完善系统建模

系统建模主要应用于数据监控和采集领域，通过系统建模收集和记录机械设备生产过程中产生的脉冲数，并将收集的脉冲数据传输至数据存储系统内。具体操作为数据传输至存储系统后，A/D单元模块对数据进行转换，将数据模拟量转变成数字量，再存储至存储在存储系统中[2]。存储数据后，计算机再读取相关数据，开展数据计算作业，从而获得电子计算的数据终端。数据还可用于监控系统，为监控系统开展控制操作提供依据。监控系统根据数据对生产线运行状况进行定整体监控，一旦生产设备发生故障，监控系统获取故障数据信息后会立即发出报警信息，并将故障数据传输至存储系统内，做好记录。如果故障信息表明生产设备故障较为严重，监控系统立即向可编程逻辑控制器发出报警信息，控制系统立即停止生产作业。除了监控生产设备故障外，系统建模的运用还可以帮助数据监控系统实施监测及其系统中的计时器、计数器等设备，根据生产需要调整计时器和计数器，使生产行为更趋规范合理，满足生产需求。

（三）加强动态控制

随着技术水平提高，智能控制在我国工业生产中有一定的应用，人们也逐渐认识到并重视智能控制的应用。尽管工业生产的某些领域应用了智能控制技术。但是企业缺少良好的技术管理经验，而缺乏技术管理会制约智能控制技术发挥作用，导致智能控制技术无法为企业带来实际生产效益，智能技术无法产生实际生产效益会反作用于智能技术应用和推广，制约智能技术应用和推广。就当前我国众多企业工业生产过程控制自动化的实际情况而言，许多企业的工业生产只有生产过程运用智能控制技术，其它生产环节仍旧依靠人工作业方式完成，智能控制技术较低的应用程度造成传统生产经验无法与工业控制规律结合。因此，在工业生产中，需要进一步加强动态控制，将智能控制系统与产线总控部门、机器设备系统和可编程逻辑控制器相连，实现各个部分之间数据互通[3]，真正的做到控制系统和生产过程的结合，使工作人员通过智能控制系统即可实现监控生产设备的运行状况，并通过控制系统远程处理生产过程出现的问题。

（四）局部控制和整体控制相结合

智能控制包括整体控制和局部控制两种方式，整体控制是对整条生产线的自动化生产作业的控制，包括整条生产线总体生产工艺、生产过程中的设备故障、设备运行状态的总体调整等等。局部控制是对某个生产单元的智能控制，具有控制范围小、控制目标精确具体以及针对性强的特点[4]。整体控制和局部控制具有各自的优缺点，整体智能控制覆盖范围大，系统性强，但是目标不精确，针对性差。而局部控制的范围小，不利于从整体加强控制。因此，需要结合局部控制和整体控制两种智能控制方式，根据需求将局部智能控制应用于合适范围，提高控制的精确性和针对性，提高智能控制效果。

三、结语

总而言之，在我国工业生产规模不断扩大、生产工艺不断复杂化的驱使下，工业控制自动化中应用智能控制必然成为工业生产发展的主要趋势。工业企业也必须紧跟时代潮流，将智能技术应用于过程控制，加强生产过程的监控，及时调节生产行为，提高生产的效率，为企业带来更多的经济效益。

参考文献：

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[4]柴天佑，李少远，王宏. 网络信息模式下复杂工业过程建模与控制[J]. 自动化学报，2013，（05）.

电气自动化控制工业应用发展探究 篇11

如今, 以自动化思想为前提的可编程的逻辑控制设备的类型不断的变多, 而且产量也得到了提升, 其类型存在一定的差异性, 所以它的使用措施和编程用语也是不一样的。当前世界相关组织对相关的标准进行了一定的规范, 确保它实现发展, 而且受到行业的普遍认可, 切实的精简了电气程序管控, 而且提升了效率, 确保编程的时间被缩减了。如今, 微软平台技术逐步发展成为标准化的工控平台其相关规范计算机系统、编程语言与网络控制技术实现了在各类企业实践管理与商业发展中的广泛应用。

2 关于其优势特点

对于电气体系的使用安排来讲, 单独的把用电装置设置在控制电动机部门与配电室, 因为体系有非常多的配件, 所以其要担负很多的信息处理活动, 而且维护活动很是繁琐, 有着较多的困难。比对热工体系来讲, 电气类的装置在操控时期的频率不是很高, 在体系正常活动时期, 能历经非常久的间隔, 进而才开展一次操作。而且装置对于体系的规定也很严苛, 它的活动速率非常快, 通常一秒钟能够达到四十米。通过分析构造层次的知识得知, 设备具有活动相对繁琐, 逻辑较为简单等的特点。而且, 它的主体监控模式的落实要靠着科学引入工艺来实现。如果两个体系一起活动的话, 当对其中的一个进行检修的话, 严禁干扰到另外的活动。所以, 要积极的分析同步运作设备的分布控制电气模式, 保证体系的活动稳定, 保证安全性有序。结合体系的相关特点, 在设置控制体系的时候, 要确保其布局合理, 要选取优秀的布局措施来确保体系的安全性优秀, 确保其运行稳定, 还要保证操控时期的信息精准真实, 综合稳定。除此之外, 还要设置应急体系, 保证体系的运行稳定连续。

3 设计电气工程科学实践原则

3.1 做好设计工作, 有效的发挥出电能的优势

体系的顺畅运作, 不应该脱离设计而存在, 还要充分的分析适应性, 为体系的运行创造一个非常优秀的氛围。而且, 还要合乎相关的电力规定和供应要素, 保证体系具有有效的管控模式, 而且确保能够有效的体现出优质活动的效益, 保证合理的使用电能, 获取节能的意义。该项规划活动要确保它有着足够的绝缘间距, 要有着非常好的负载能力以及热稳性等特点, 要创造一种配电和供电有序发展的服务氛围。而且要引入防雷装置, 防止问题出现, 切实的提升体系的运行效益。

3.2 提升运行的下落, 降低耗损

在开展设计工作的时候, 首先要分析的是所有的工业活动对于该体系的规定, 开展综合化的规划, 保证运作有序。而且, 还要关注成本投入内容, 降低电能的耗损。要积极的选取节能装置, 保证负荷标准的科学均衡, 令系统线路服务运行的能量耗损有效降低, 进而合理控制运维成本费用投入, 令电力设备综合实践利用效率有效提升。在符合相应工业建设标准及安全需求的基础上, 实践设计中还应合理进行电能负荷的调配, 优化核准设计控制参数。假如遇到独特的用电体系运作模式的话, 要优先选取节能方法, 确保负载率增加, 并强化利用设备能效, 令有限的电能实现合理的节约与价值化应用。

4 电气自动化控制工业应用发展策略

4.1 开发统一应用系统平台

统一、标准化、开放、健康的应用平台对于电气自动化控制体系的服务应用及规划设计发挥着至关重要的影响作用。有序的平台能够完善控制项目, 能够提供相关的技术支持, 而且能为体系的所有的实践工作带来一定的辅助意义。能够降低体系的应用以及其他的一些资金使用, 还能够显著的提升设备的使用性, 以及服务的效能等。开放、统一、规范的体系平台还可令个性化的用户需求全面得到满足, 令独立的运行系统创建目标得以实现。实践中, 依据工业项目工程运行实际需求、现实状况、客户目标进行代码的运行, 下载相应可用代码至硬件可编程逻辑控制器之中, 可借助优质的计算机综合技术实现, 令其基于计算机操作系统NT模式软件或CE核心系统满足目标化操作。

4.2 积极有序的设置网架体系模式

网络体系的科学架构搭建, 可有效推进电气自动化控制工业系统的规范化、现代化、健康化发展。就完整、优质的电气自动化体系自身来讲, 合理的搭建网络架构极为重要, 可有效令网络体系发挥对现场系统设备的良好辅助, 令各类管理企业体系、计算机监控体系的传递信息、交叉数据更加有序高效、畅通快速。同时, 企业管理决策层还可借助网络体系、优质架构, 相关网络控制技术进行现场系统设备服务操作的实时监控, 提升综合运行管理效能。当前, 人类社会已全面步入网络化、信息化时代, 因此不管选择何类主体通信网络主线, 其应用的架构网络均应实现由自动化操作办公管理至控制级再到原件级的畅通、良好传输通讯与沟通。网络架构体系中还应进行必要的数据处理编辑工作, 营造安全系统防护管理环境, 因此应基于集成化控制建设目标, 有效搭建健全完善的网络体系架构, 进而真正营造自动化的电气工业控制体系, 确保其实现全方位的运作意义。

4.3 促进程序结构的统一标准性

综合有序的自动化控制体系, 不能够脱离有序的程序接口。在具体的工作之中, 要切实的结合电脑科技和有关的标准内容, 带动电子自动化体系的有序发展和进步。此时不但能够降低活动总量, 降低运作用时, 还能够节省相关的资金, 同时还令自动化工业运行服务系统之中的各类共享服务、信息交流与数据传输畅通高效、简化便利。在同相关企业ERP体系、MES实践系统进行有效对接时, 则可利用优质的计算机平台与自动化技术确保各类现实问题的科学处理与完善解决, 并令办公环境更加优质完善、统一标准。最后, 以电脑体系为前提的平台系统及电气自动化管理中创建标准化的程序结构, 合理的应对了程序类型不一样的通讯问题, 所以要把它当成是电气自动化控制工业系统未来科学发展应用的主体结构模式。

5 结束语

总的来讲, 该自动化体系汇聚了电脑和数字以及网络等的科技内容, 确保了灵便高效的活动特点。结合当前的发展态势, 要切实的按照科学创新思想, 积极的分析体系的优势特点, 开展优化设计工作, 设置科学原则, 完善科学方法, 进而带动体系在工业行业之中有序发展。

参考文献

[1]王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].价值工程, 2011 (6) .[1]王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].价值工程, 2011 (6) .