時(shí)間：2023-03-14 15:17:29
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[關(guān)鍵詞]自動(dòng)化控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TM763 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）12-0362-01
1.工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的定義
自動(dòng)控制，指的是在沒有人直接參與的情況下，利用控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程的工作狀態(tài)，使之保持不變或按預(yù)定的規(guī)律變化這樣一種現(xiàn)象。自動(dòng)控制系統(tǒng)是由一些機(jī)電元件或裝置以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制為目標(biāo)而按照一定的為一式和內(nèi)容連續(xù)組合而成的一個(gè)整體。
而工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)控制對(duì)象是工業(yè)機(jī)械，現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)常常融合在起，構(gòu)成“機(jī)電一體化系統(tǒng)”。按控制系統(tǒng)有無反饋劃分，如果檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)輸出量，并將檢測(cè)結(jié)果反饋到前面，參加控制運(yùn)算，這樣的系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。按控制系統(tǒng)中的信號(hào)類型劃分，如果控制系統(tǒng)各部分的信號(hào)均為時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，稱為連續(xù)控制系統(tǒng)。如果控制系統(tǒng)中有離散信號(hào)，稱為離散控制系統(tǒng)。按控制變量額多少劃分，如果系統(tǒng)的輸入、輸出變量都是單個(gè)的，稱為單變量控制系統(tǒng)。
2.工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特征
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)自身有著較為鮮明的特征，主要體現(xiàn)在安全可靠性，首先是自動(dòng)化設(shè)備或者是在控制系統(tǒng)當(dāng)中，都有著專門自動(dòng)報(bào)警以及自動(dòng)停止診斷功能，這樣就有效降低工業(yè)自動(dòng)化當(dāng)中的事故發(fā)生可能性，加強(qiáng)了生產(chǎn)的安全性。而且由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中采用的電子器件自身不會(huì)發(fā)生磨損，故此在穩(wěn)定性方面就得到了有效保證。另外工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用上有著廣泛性特征，不單能夠在機(jī)械制造業(yè)得到應(yīng)用，同時(shí)也能夠在農(nóng)業(yè)以及建筑領(lǐng)域得到實(shí)際的應(yīng)用。
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特征還體現(xiàn)在工作質(zhì)量高以及生產(chǎn)能力高方面，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在控制程序基礎(chǔ)上使用高精度及高靈敏度的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，有效避免人為失誤造成的事故。從而將生產(chǎn)管理人員的工作效率得到有效提升，并減輕了自身的負(fù)擔(dān)，通過自動(dòng)化的控制系統(tǒng)能夠?qū)ぷ鳡顩r進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而保障了工作質(zhì)量。除此之外還對(duì)能源消耗得到了有效節(jié)約，對(duì)行業(yè)的勞動(dòng)形式得到了改變，形成了更高層次的技術(shù)性工作方式，在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)作業(yè)下的有關(guān)產(chǎn)品也在向著技術(shù)集約型的方向進(jìn)行發(fā)展邁進(jìn)。
3.工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建
工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建主要是建立在數(shù)字模型的基礎(chǔ)上，對(duì)其理論進(jìn)行分析和研究，因此通過數(shù)字表達(dá)式對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)輸入輸出變量以及對(duì)變量間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的分析和描述，能夠設(shè)計(jì)出合理科學(xué)的系統(tǒng)。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過微積分的方程式進(jìn)行構(gòu)建。機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)變量間的關(guān)系以及輸入輸出變量通過數(shù)字表達(dá)式能夠進(jìn)行詳細(xì)描述，且能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)。另外，利用微積分方程式能夠?qū)ψ詣?dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，如下式：
Mx（t）+Bx（t）+kx（t）=f（t）
對(duì)上述公式的理解可以通過圖1來實(shí)現(xiàn)，圖1為鉛垂方向機(jī)械平移系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)示意圖主要由質(zhì)塊以及阻尼器和物種彈簧所構(gòu)成。
4.工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在生活中得到了廣泛的應(yīng)用，并且有了諸多領(lǐng)域的應(yīng)用，其中在汽車制造領(lǐng)域中的應(yīng)用上，汽車的制造過程中有焊裝以及沖壓和總裝等幾個(gè)重要的工藝。尤其是沖壓車間是危險(xiǎn)性最高的一個(gè)環(huán)節(jié)，故此，通過工業(yè)自踴控制系統(tǒng)在其中的應(yīng)用能夠有效加強(qiáng)其工作的效率提升。具體的應(yīng)用上主要是在壓機(jī)間采取機(jī)械自動(dòng)化裝置的連接，然后進(jìn)行加工件的傳遞，這樣在首臺(tái)壓機(jī)完成了沖壓成形后通過機(jī)械手再傳遞給下一臺(tái)。這一系統(tǒng)的應(yīng)用過程中有著緊急停止裝置，為能對(duì)直接出現(xiàn)的危險(xiǎn)進(jìn)行有效消除，壓機(jī)的生產(chǎn)線當(dāng)中的操作臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)電箱都要進(jìn)行裝設(shè)緊急停止的功能。這是為在機(jī)器設(shè)備控制中能對(duì)無意間的重新啟動(dòng)進(jìn)行避免的重要裝置。另外在安全門的防護(hù)設(shè)備上，是對(duì)人員在壓機(jī)內(nèi)遇到危險(xiǎn)進(jìn)行防止的有效措施，也是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要部分。壓機(jī)部分比較多的是采取安全電磁開關(guān)鎖，這一安全電磁開關(guān)鎖有著安全鎖定及延時(shí)解鎖的釋放功能，在安全性能上較高。另外在鋼鐵制造產(chǎn)業(yè)當(dāng)中也有著重要的應(yīng)用，不管是冷軋生產(chǎn)線還是整卷鋼板開卷再卷都有可能對(duì)人員造成傷害，所以將工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在這一生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用就能夠保證人員的安全。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展工作中，管理人員需要常常進(jìn)入機(jī)械工作區(qū)域進(jìn)行維修的調(diào)試工作的實(shí)施，由于機(jī)器的控制功能比較復(fù)雜，為能保證人員的安全就要將自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，在獨(dú)立安全控制系統(tǒng)的應(yīng)用下能夠起到保護(hù)作用。
5.結(jié)束語
工業(yè)自動(dòng)化是我國(guó)目前工業(yè)發(fā)展的大方向和主流趨勢(shì)，可以大大的推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，但是我們不可以盲目的進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，要充分結(jié)合我國(guó)具體的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面的國(guó)情，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行探究，使我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化朝著穩(wěn)定安全的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 喬固.機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)淺談[J].科技風(fēng)，2010，07：264.
1鍍鋅生產(chǎn)線概述
馬鋼股份有限公司冷軋板廠1#連續(xù)熱鍍鋅線是馬鋼公司投入使用的第一條鍍鋅生產(chǎn)線。該鍍鋅生產(chǎn)線年均生產(chǎn)能力為3.0×105t，產(chǎn)出產(chǎn)品為鍍鋅薄板（供建筑業(yè)、家電制造業(yè)和彩涂業(yè)使用）。本生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)由3部分構(gòu)成：①一級(jí)。是指基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)。②二級(jí)。是指模型控制系統(tǒng)。③三級(jí)。是指與廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)接的部分。
2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析
針對(duì)鍍鋅生產(chǎn)線所設(shè)置的自動(dòng)化控制系統(tǒng)由兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，一級(jí)為生產(chǎn)控制工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，二級(jí)為生產(chǎn)管理以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建立在TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)之上，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并經(jīng)過一級(jí)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與二級(jí)服務(wù)器連接。在鍍鋅生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，一級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)中的PLC控制器以其所對(duì)應(yīng)的操作終端、二級(jí)操作終端作為兩級(jí)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，并在不同的位置接入以太網(wǎng)內(nèi)?，F(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程I/O接口在Genius網(wǎng)絡(luò)支持下與PLC終端連接，帶位置控制的設(shè)備裝有編碼器，按區(qū)域組成4個(gè)Profei-Bus網(wǎng)，分別接至入口、中間、出口PLC控制器Profei-Bus的主板，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精確控制。鍍鋅生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)傳動(dòng)設(shè)備基于IS-BUS與PLC終端連接。對(duì)于獨(dú)立設(shè)備，比如鍍鋅生產(chǎn)線上稱重設(shè)備、焊機(jī)和氣刀等，與系統(tǒng)的接口為以太網(wǎng)直接與PLC終端的連接。
3一級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成
3.1一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器
在一級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的主要應(yīng)用功能是對(duì)整個(gè)鍍鋅生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)和控制，分析網(wǎng)絡(luò)通訊的運(yùn)行情況，收集生產(chǎn)控制所需的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)生成報(bào)警信息，遵循優(yōu)先權(quán)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行管理，并可提供鍍鋅生產(chǎn)線在各種狀態(tài)下的生產(chǎn)報(bào)告。
3.2操作終端
在一級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，操作終端的主要價(jià)值是輔助對(duì)鍍鋅生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和控制，為各種生產(chǎn)控制功能的實(shí)現(xiàn)提供必需的畫面組態(tài)支持，并根據(jù)畫面對(duì)生產(chǎn)控制操作提出建議。在本文所構(gòu)建的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，可應(yīng)用GE-Fanuc所提供的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)操作終端的功能。該人機(jī)交互界面的最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)客戶與服務(wù)器HMI系統(tǒng)的融合，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)收集功能。其基本構(gòu)成包括服務(wù)器和終端兩部分，前者負(fù)責(zé)采集、發(fā)送生產(chǎn)線的運(yùn)行數(shù)據(jù)；后者負(fù)責(zé)連接服務(wù)器，并顯示和控制數(shù)據(jù)。
3.3PCL控制器終端
在一級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，GE-InnovationPLC控制器是實(shí)現(xiàn)大量自動(dòng)化控制功能的核心模塊之一。相比于模擬控制模塊而言，為了更好地滿足鍍鋅生產(chǎn)線對(duì)自動(dòng)化控制提出的要求，本文選用了基于可用控制塊語言編程的控制器。本類型PLC控制器具備中斷驅(qū)動(dòng)操作的控制中心，響應(yīng)速度快、診斷功能強(qiáng)，支持多類型的I/O接口，在復(fù)雜的大型系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值較高。
3.4傳動(dòng)設(shè)備
本系統(tǒng)中的傳動(dòng)設(shè)備為Toshiba公司的IGBTPWM變頻器。在一級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，傳動(dòng)設(shè)備的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，根據(jù)其使用范圍可進(jìn)一步劃分為無傳感器矢量控制和有傳感矢量控制兩部分。傳動(dòng)柜直流電源有IGBT整流和二極管整流兩種，IGBT整流元件的整流柜用于開卷機(jī)、活套、張緊輥、夾送輥和卷取機(jī)等；二極管整流元件的整流柜主要用于風(fēng)機(jī)、刷輥等。
4二級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)成
4.1過程自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)
在本系統(tǒng)中，過程自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)主要包括以下4部分：①接收一級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)送的處理命令，并通過PDI原始數(shù)據(jù)輸入的方式處理每個(gè)卷所對(duì)應(yīng)的信息；②在對(duì)卷信息進(jìn)行處理的過程中跟蹤卷動(dòng)態(tài)，并生成與之相對(duì)應(yīng)的調(diào)整設(shè)定點(diǎn)，顯示有關(guān)線、卷的修改參數(shù)信息；③通過操作員顯示屏幕對(duì)非正常運(yùn)行狀態(tài)提出報(bào)警指令；④診斷各個(gè)卷的產(chǎn)出性能，并形成數(shù)據(jù)報(bào)告。
4.2生產(chǎn)控制模型
在整個(gè)鍍鋅生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，共涉及2個(gè)生產(chǎn)控制模型，分別為有關(guān)鍍層重量的控制模型和有關(guān)加熱退火爐燃燒狀態(tài)的控制模型。模型機(jī)軟件系統(tǒng)采用日本新日鐵公司提供的技術(shù)。在模型的選用和構(gòu)建過程中，可在二級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)掛設(shè)專用計(jì)算機(jī)，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與二級(jí)服務(wù)器的信號(hào)交換。二級(jí)系統(tǒng)接受三級(jí)系統(tǒng)下發(fā)的鋼卷信息，并通過協(xié)議地址發(fā)送至模型機(jī)，模型機(jī)將符合該鋼種的控制數(shù)據(jù)在焊點(diǎn)到達(dá)退火爐和鍍層測(cè)厚儀時(shí)分別傳輸給它們，從而達(dá)到自動(dòng)控制爐溫和鋅層厚度的目的。
4.3二級(jí)系統(tǒng)與廠級(jí)系統(tǒng)的接口部分
二級(jí)系統(tǒng)和三級(jí)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞會(huì)經(jīng)過ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)。二級(jí)系統(tǒng)將建立一個(gè)與三級(jí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的ODBC連接，并直接從三級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取所需的數(shù)據(jù)。當(dāng)卷數(shù)據(jù)處理完成后，二級(jí)系統(tǒng)將通過ODBC連接直接將所有的卷數(shù)據(jù)寫入三級(jí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。
5結(jié)束語
關(guān)鍵詞:高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)
中圖分類號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2011)03-0013-02
高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有組成設(shè)備多、位置分散、設(shè)備間聯(lián)鎖關(guān)系強(qiáng)、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣、安全性可靠性要求高等方面特點(diǎn),基于PLC的高爐控制系統(tǒng),在考慮高爐煉鐵系統(tǒng)特點(diǎn)和要求的基礎(chǔ)上,充分利用了PLC可靠性高、性能優(yōu)異、功能豐富、擴(kuò)展性好、易于使用等方面的優(yōu)勢(shì),給出了針對(duì)性強(qiáng)和個(gè)性化的解決方案。
1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
高爐控制是集機(jī)械、電氣控制和計(jì)算機(jī)應(yīng)用為一體的技術(shù),采用以PLC為核心的,集中與分散相結(jié)合的自動(dòng)化控制系統(tǒng),系統(tǒng)由1個(gè)中央控制室和上料系統(tǒng)、高爐本體、熱風(fēng)爐、除塵等四個(gè)控制站組成,通過高速100Mbps光纖工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,自動(dòng)化過程監(jiān)控系統(tǒng)的布局及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1。料批控制程序及選倉(cāng)配料控制、料流調(diào)節(jié)閥開度控制及溜槽傾動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)控制為重點(diǎn);料車卷揚(yáng)、探尺卷揚(yáng)、布料器傾動(dòng)上料系統(tǒng)、熱風(fēng)、布袋除塵,既要滿足基本工藝要求,還要滿足設(shè)計(jì)提出的工藝要求。
為了適應(yīng)工藝操作,在各控制站設(shè)槽下及上料操作站、高爐本體操作站、熱風(fēng)爐操作站和布袋除塵操作站。所有的數(shù)字量輸出點(diǎn)都采用繼電器與外部設(shè)備進(jìn)行電氣隔離,模擬量輸入輸出信號(hào)都采用帶光電隔離的模塊。
1.1 通信網(wǎng)絡(luò)
對(duì)于高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言,自動(dòng)化系統(tǒng)主要由二級(jí)控制系統(tǒng)和二層通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。這樣的系統(tǒng)布置也是為了在生產(chǎn)的過程中保證系統(tǒng)的完整性和合理性,確保系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。整個(gè)通信系統(tǒng)使用的是工業(yè)以太網(wǎng),各個(gè)操作室都可以獨(dú)立完成各自的任務(wù),根據(jù)生產(chǎn)上的臨時(shí)需要,各自獨(dú)立的控制,每個(gè)操作臺(tái)與中央控制室采用高速工業(yè)以太網(wǎng)連接進(jìn)行信息傳遞,這樣就可以真正的做到資源共享,互調(diào)數(shù)據(jù)等,同時(shí)構(gòu)成了完整的過程監(jiān)控系統(tǒng)。
1.2 操作方式
整個(gè)高爐的生產(chǎn)操作由各個(gè)操作臺(tái)還有中央操作室相互配合完成。對(duì)于地面上的么個(gè)操作臺(tái)實(shí)現(xiàn)集中手動(dòng)、自動(dòng)控制兩種方式,其實(shí)最要的是進(jìn)行工藝和電氣參數(shù)的設(shè)定,運(yùn)行方式的選擇和開爐前后的一般操作等等,包括自動(dòng)控制,軟手動(dòng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各電控設(shè)備的控制。每個(gè)操作臺(tái)主要用于手動(dòng)操作,并且在自動(dòng)方式下實(shí)施人工干預(yù)。
2、系統(tǒng)功能
本文所介紹的高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)是一個(gè)集順序控制,過程控制,數(shù)據(jù)采集以及工況監(jiān)視連帶數(shù)據(jù)管理為一體的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。對(duì)生產(chǎn)上所用到的電動(dòng)機(jī)和閥門等連帶相關(guān)成套機(jī)電設(shè)備的開關(guān)量控制,包括各個(gè)部分的聯(lián)鎖起動(dòng),聯(lián)鎖關(guān)機(jī),自動(dòng)聯(lián)鎖控制,單步聯(lián)鎖控制,系統(tǒng)單步調(diào)試于一體。并在過程控制中數(shù)據(jù)的采集和處理(包括開關(guān)量和模擬量),帶有完善的報(bào)警功能。開關(guān)量和模擬量報(bào)警的顯示并有相關(guān)的記錄和打印功能,針對(duì)生產(chǎn)上的歷史曲線圖、實(shí)時(shí)曲線圖、電氣儀表圖和棒形圖顯示和打印。按照功能和結(jié)構(gòu)劃分,高爐系統(tǒng)分為四個(gè)分系統(tǒng):槽下及上料控制系統(tǒng)、高爐本體系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)和除塵控制系統(tǒng)。
3、系統(tǒng)特點(diǎn)
高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng),采用冗余的以太網(wǎng)絡(luò)、PROFIBUS-DP總線網(wǎng)絡(luò)將中心控制室計(jì)算機(jī)和PLC系統(tǒng)主站、PLC系統(tǒng)主站與遠(yuǎn)程I/O分站聯(lián)系起來,構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng),具體特點(diǎn)如下:
3.1 高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)完善、強(qiáng)大的功能
支持冗余CPU配置,功能更強(qiáng)、速度更快。同時(shí),配有品種齊全的功能模塊,充分滿足用戶各種類型的現(xiàn)場(chǎng)需求。即使在惡劣、不穩(wěn)定的工業(yè)環(huán)境下,依然可正常工作;無風(fēng)扇設(shè)計(jì)提高了系統(tǒng)的可靠性;在運(yùn)行過程中,模塊可進(jìn)行帶電熱插拔。
3.2 高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)冗余解決方案
本文所介紹的高爐程控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為冗余配置,其中包括電源冗余,CPU冗余,以太網(wǎng)絡(luò)冗余,PROFIBUS-DP總線網(wǎng)絡(luò)冗余等等。無論生產(chǎn)過程中哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可以不影響生產(chǎn),也因此可以認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)最大限度地保證了系統(tǒng)的可靠性以及安全性。
3.3 高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)集中管理、分散控制
高爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主站和遠(yuǎn)程兩種模式,I/O從站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并最終由系統(tǒng)主站統(tǒng)一管理系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備,對(duì)于遠(yuǎn)程I/O分站而言,其功能只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與設(shè)備驅(qū)動(dòng)。這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分合理的,既滿足了系統(tǒng)設(shè)備間聯(lián)鎖關(guān)系強(qiáng)的要求,又滿足了系統(tǒng)設(shè)備位置分散的要求。
3.4 高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)開放性
高爐程控系統(tǒng)其實(shí)是一個(gè)開放性的系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)、PROFIBUS-DP總線網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用最廣泛和開放性最好的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò),在各個(gè)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,系統(tǒng)軟件支持DDE、OPC、ODBC、SQL,同時(shí)提供了豐富的API編程接口,可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展或與全廠輔控網(wǎng)、MIS和其他子系統(tǒng)進(jìn)行無縫連接。
參考文獻(xiàn)
[1] 吳勤勤等編著.PLC控制裝置.冶金工業(yè)出版社,2002.
關(guān)鍵詞：工業(yè)；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；抗干擾技術(shù)
近年來，我國(guó)工業(yè)發(fā)展逐漸朝著自動(dòng)化、信息化、智能化方向發(fā)展，越來越多的自動(dòng)化控制系統(tǒng)被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，然而工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀卻不理想，各種各樣的干擾源對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常運(yùn)行產(chǎn)生了直接影響，所以應(yīng)充分了解工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)受到的干擾情況，有針對(duì)性地進(jìn)行抗干擾處理，提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
1工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾分析
1.1傳導(dǎo)干擾
（1）信號(hào)線引入干擾。
電流通過信號(hào)線過程中產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，相鄰信號(hào)線受到感應(yīng)磁場(chǎng)影響會(huì)產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流，隨著感應(yīng)電流的增大，和檢測(cè)開關(guān)相連接的接收設(shè)備會(huì)受到干擾影響，由于信號(hào)線中電流持續(xù)流過，會(huì)影響和信號(hào)線相連接的自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行，使得控制器邏輯數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，甚至發(fā)生死機(jī)或者錯(cuò)誤動(dòng)作。
（2）設(shè)計(jì)施工干擾。
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在施工設(shè)計(jì)階段，由于操作、設(shè)備型號(hào)、調(diào)試、安裝、工程技術(shù)設(shè)計(jì)等因素，安裝設(shè)計(jì)過程中，接地系統(tǒng)混亂或者控制器、高頻發(fā)生器或者開關(guān)高功率設(shè)備之間的距離較短，造成工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工干擾。
（3）電源線干擾。
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電源線干擾非常常見，其主要來自兩個(gè)方面，一方面是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)受到供電電源耦合影響；另一方面，干擾信號(hào)通過供電電源系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)化控制系統(tǒng)。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要通過電網(wǎng)電源供電，其運(yùn)行過程中經(jīng)常受到很多因素的干擾和影響，例如，電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊、大功率用電設(shè)備停止或者開啟、電網(wǎng)波動(dòng)等都會(huì)影響工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
1.2輻射干擾
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)受到的輻射干擾主要是指電弧電路、高頻感應(yīng)設(shè)備、雷電、射頻設(shè)備等產(chǎn)生的干擾，對(duì)于這種干擾源，在實(shí)際應(yīng)用中沒有很好的方法進(jìn)行消除，而可以通過減弱或者直接切斷電磁干擾傳播途徑，采用裝設(shè)防雷設(shè)備、合理布置線路、保護(hù)隔離、等位機(jī)屏蔽或者聯(lián)機(jī)等措施，保障工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
2工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)
2.1軟件設(shè)計(jì)
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，采用慣性濾波、限幅濾波、中位值濾波、平均值濾波等方法通過計(jì)算機(jī)程序?qū)ο到y(tǒng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)處理，消除或者減少干擾信號(hào)的強(qiáng)度、數(shù)量，保障輸入信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性，這種方法計(jì)算機(jī)程序很容易移植，便于修改系統(tǒng)參數(shù)，有效提高數(shù)字濾波的穩(wěn)定。
2.2管線設(shè)計(jì)
為了減少工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾，應(yīng)優(yōu)化管線設(shè)計(jì)，包括通信線、電源線、信號(hào)線管道等，電源線設(shè)置應(yīng)和通信管線保持足夠距離，并且使用金屬管道覆蓋通信管線，正確敷設(shè)電纜線路，結(jié)合抗干擾、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等因素，選擇合適的信號(hào)電纜線，其中最常見的是雙芯屏蔽雙絞線，電纜線敷設(shè)過程中應(yīng)注意以下問題：其一，對(duì)于不同信號(hào)，敷設(shè)不同電纜線路，結(jié)合傳輸信號(hào)類型，分層敷設(shè)電纜線路；其二，不能使用同一根多芯電纜同時(shí)傳輸數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，電纜和電源線不能共用；其三，不能在同一個(gè)線槽中放置電源線纜和信號(hào)線纜，避免平行、近距離的進(jìn)行敷設(shè)施工，若電源線纜和信號(hào)線纜必須放置在一起，兩種線纜應(yīng)保持60cm以上的距離；其四，大功率電動(dòng)機(jī)應(yīng)和信號(hào)線纜保持適當(dāng)?shù)木嚯x。
2.3電源設(shè)計(jì)
若工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)包含變頻器和大功率器件，對(duì)于電源線路采取科學(xué)有效的抗干擾措施，對(duì)電源設(shè)備進(jìn)行有效隔離，在進(jìn)線電源分級(jí)部位設(shè)置避雷器，使用隔離變壓器設(shè)置在PLC電源輸入端，對(duì)于隔離變壓器的次級(jí)繞組和初級(jí)繞組，裝設(shè)屏蔽層，然后做好可靠接地，通過雙絞線作為二次側(cè)接線。
2.4接地設(shè)計(jì)
工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化會(huì)干擾信號(hào)線，發(fā)生誤動(dòng)作、測(cè)量精度下降、死機(jī)、程序跑飛、系統(tǒng)數(shù)據(jù)混亂等現(xiàn)象，這主要是由于接地系統(tǒng)設(shè)置不合理，對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)做好接地設(shè)計(jì)，通過正確、合理的接地設(shè)計(jì)，有效抑制工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)受到電磁干擾影響，在實(shí)際應(yīng)用中包括信號(hào)屏蔽接地、系統(tǒng)接地和安全接地。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)過程中，嚴(yán)格區(qū)分保護(hù)接地和工作接地，保護(hù)接地電阻不能超過2歐姆，強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)和接地極接地點(diǎn)之間保持10m以上的距離，埋設(shè)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)建筑物周圍10m的區(qū)域。信號(hào)源接地設(shè)計(jì)，在信號(hào)側(cè)接地設(shè)置屏蔽層，若信號(hào)線中間如果有接頭，做好絕緣處理，牢固連接屏蔽層，防止信號(hào)線多點(diǎn)接地，連接多芯對(duì)絞電纜線和屏蔽雙絞線，相互連接好各個(gè)屏蔽層，然后進(jìn)行絕緣處理以后，選擇合適接地位置進(jìn)行單點(diǎn)接地。另外，計(jì)算機(jī)接入信號(hào)之前，在大地和信號(hào)線之間連接電容，有效減少共模干擾，將濾波器裝設(shè)在信號(hào)兩極之間，減少差模干擾。
2.5選擇合適器件
結(jié)合不同電子設(shè)備的特性，選擇合適的器件，例如，通過設(shè)置RC、AD雙積分濾波器，使電流信號(hào)和電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸過程中消除高頻干擾，有效減少差模干擾。采用雙絞線和差動(dòng)輸入器，做好單邊接地、屏蔽地線和光電隔離，消除共模干擾。
3結(jié)束語
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中容易受到各種各樣的干擾影響，而干擾抑制是一項(xiàng)非常復(fù)雜、系統(tǒng)的項(xiàng)目，應(yīng)綜合考慮多方面因素，在施工設(shè)計(jì)過程中結(jié)合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的規(guī)格和型號(hào)，做好各方面的抗干擾設(shè)計(jì)，提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù)；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；電氣工程
1PLC技術(shù)及自動(dòng)化控制系統(tǒng)概念
1.1PLC技術(shù)
工業(yè)自動(dòng)化水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力水平的關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)過程中，工業(yè)自動(dòng)化模式的發(fā)展，有利于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康、可持續(xù)運(yùn)作。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新及應(yīng)用，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展體系的關(guān)鍵構(gòu)成部分，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的應(yīng)用，自動(dòng)化控制器是該技術(shù)系統(tǒng)的核心部件。在實(shí)踐工作中，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)處理器、電源、存儲(chǔ)器等設(shè)備的結(jié)合性應(yīng)用，通過對(duì)各個(gè)設(shè)備應(yīng)用功能的結(jié)合，有利于提升自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)作效率。在這個(gè)過程中，電源設(shè)備是該系統(tǒng)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)，一旦電源設(shè)備不能正常發(fā)揮其功能，就會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)停滯的狀況。在控制系統(tǒng)運(yùn)作環(huán)節(jié)中，處理器是該系統(tǒng)的核心構(gòu)成要素，在工作場(chǎng)景中，其需要進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的處理及轉(zhuǎn)化，其具備良好的處理功能，為了應(yīng)對(duì)電氣自動(dòng)化的復(fù)雜性工作環(huán)境，必須實(shí)現(xiàn)功能系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)作及管理系統(tǒng)、監(jiān)督系統(tǒng)等的協(xié)調(diào)。
1.2自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化概念
為了提升PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)作效率，必須進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則的遵守，滿足被控制對(duì)象的工作要求，針對(duì)控制系統(tǒng)的基本功能及環(huán)境應(yīng)用狀況，展開積極的調(diào)查及研究，滿足該系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的要求。這需要進(jìn)行系統(tǒng)相關(guān)運(yùn)作數(shù)據(jù)資料的整理及分析，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用方案的優(yōu)化選擇。為了提升系統(tǒng)的整體運(yùn)作效率，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、規(guī)范性、簡(jiǎn)約性設(shè)計(jì)是必要的，從而降低系統(tǒng)的整體運(yùn)作成本，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合運(yùn)作效益的提升，確保系統(tǒng)整體運(yùn)作的安全性及可靠性。為了提升系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，進(jìn)行PLC自動(dòng)化控制目標(biāo)的制定是必要的，進(jìn)行工作實(shí)際與系統(tǒng)運(yùn)作狀況的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)PLC容量模塊的合理配置。
2PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.1硬件設(shè)計(jì)模塊
為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)作，必須為其創(chuàng)造一個(gè)良好的硬件設(shè)計(jì)環(huán)境，這就需要進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部各個(gè)工作模塊的協(xié)調(diào)，進(jìn)行控制系統(tǒng)工作總目標(biāo)的制定。
2.2輸入電路設(shè)計(jì)模塊
輸入電源是PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)，控制系統(tǒng)的供電電源具備良好的工作適應(yīng)范圍。為了滿足現(xiàn)階段自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作要求，需要進(jìn)行電源抗干擾性的增強(qiáng)，降低環(huán)境對(duì)輸入電源的工作影響，這就需要進(jìn)行電源凈化原件的安裝，實(shí)現(xiàn)隔離變壓器、電源濾波器等的使用。在隔離變壓器工作模塊中，進(jìn)行雙層隔離方案的應(yīng)用是必要的，實(shí)現(xiàn)屏蔽層的構(gòu)建，降低外部環(huán)境高低頻脈沖的影響。在輸入電路設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)行電源容量的控制，優(yōu)化電源的短路防護(hù)工作，確保電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性運(yùn)作，提升輸入電源的整體容量，為了提升電路的整體安全性，需要專門安裝相應(yīng)型號(hào)的熔絲。
2.3輸出電路設(shè)計(jì)模塊
在輸出電路設(shè)計(jì)過程中，需要遵循自動(dòng)化控制系統(tǒng)的相關(guān)生產(chǎn)工作要求，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)準(zhǔn)備體系的健全，在這個(gè)過程中，通過對(duì)晶體管等的利用，進(jìn)行變頻器調(diào)速信息、控制信息等的輸出，實(shí)踐證明，通過對(duì)晶體管的利用，可以實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)運(yùn)作效率的增強(qiáng)。在頻率較低的工作環(huán)境中，需要進(jìn)行繼電器設(shè)備的選擇，將其作為輸出電路設(shè)備，該工程流程比較簡(jiǎn)單，且具備較高的工程應(yīng)用效益，有利于增強(qiáng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體負(fù)載能力。在這個(gè)過程中，為了避免出現(xiàn)浪涌電流的沖擊狀況，需要在直流感性負(fù)載旁進(jìn)行續(xù)流二極管的安裝，進(jìn)行浪涌電流的有效性吸收，實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)作。
2.4抗干擾設(shè)計(jì)模塊
為了降低外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)運(yùn)作的干擾，可以進(jìn)行隔離方法的使用，在這個(gè)過程中，通過對(duì)超隔離變壓器的使用，進(jìn)行系統(tǒng)高頻干擾狀況的隔離。這也可以進(jìn)行屏蔽方法的使用，進(jìn)行干擾源傳播途徑的阻斷，提升控制系統(tǒng)的整體抗干擾性，在實(shí)際工作場(chǎng)景中，可以將PLC工作系統(tǒng)放于金屬柜內(nèi)，金屬柜具備良好的磁場(chǎng)屏蔽及靜電屏蔽功能。為了減少控制系統(tǒng)運(yùn)作過程中的干擾狀況，進(jìn)行布線分散干擾模式的應(yīng)用是必要的，確保弱點(diǎn)信號(hào)線、強(qiáng)電動(dòng)力線路等的分開走線。
3結(jié)語
為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定性發(fā)展，必須進(jìn)行PLC自動(dòng)化控制方案的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)模塊、軟件設(shè)計(jì)模塊、抗干擾模塊等的協(xié)調(diào)，提升控制系統(tǒng)的整體運(yùn)作效益。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)
1 前言
日常工業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)生產(chǎn)設(shè)備都設(shè)有數(shù)字模擬控制系統(tǒng)，如，電動(dòng)機(jī)、電磁閥、溫度開關(guān)、產(chǎn)品計(jì)量、流量控制等，都是通過PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)?？梢?，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)備選型
PLC主要是對(duì)工業(yè)設(shè)備的外部系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，系統(tǒng)控制設(shè)備規(guī)模依具體情況而定，可能是單個(gè)設(shè)備、多個(gè)設(shè)備組合或者對(duì)工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)有效控制。市場(chǎng)上PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)品型號(hào)眾多，不同類型PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)適用不同范圍。選購(gòu)時(shí)，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，分析、統(tǒng)計(jì)出被控設(shè)備的數(shù)字量、模擬量并估算出內(nèi)存，確保余量適度，同時(shí)，應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)廠家的品牌形象、售后服務(wù)、技術(shù)保障、網(wǎng)絡(luò)通信等因素，最終，選擇性價(jià)比較高的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)機(jī)型。當(dāng)前，國(guó)外知名的品牌有：德國(guó)西門子、日本的三菱、松下、歐姆龍，美國(guó)的通用，韓國(guó)的LG。國(guó)內(nèi)自主品牌有：研華、研祥、合力時(shí)等。選購(gòu)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，主要從以下幾個(gè)方面考慮：.
2.1 結(jié)合實(shí)際，確定控制系統(tǒng)規(guī)模
選購(gòu)前，應(yīng)結(jié)合被控制設(shè)備的生產(chǎn)工藝流程、控制程度來確定所采購(gòu)的PLC系統(tǒng)規(guī)模。通常PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)按規(guī)模分為大、中、小三種。初等PLC控制系統(tǒng)主要適用于小規(guī)模生產(chǎn)，控制過程開關(guān)量為主，I/O點(diǎn)數(shù)不大于128 點(diǎn)的單個(gè)設(shè)備；中等規(guī)模PLC控制系統(tǒng)主要適用于生產(chǎn)過程較復(fù)雜，閉環(huán)控制且I/O點(diǎn)數(shù)在128—512 點(diǎn)范圍之間的被控制設(shè)備；大規(guī)模PLC控制系統(tǒng)主要適用于生產(chǎn)過程規(guī)模大、自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制，I/O點(diǎn)數(shù)在512點(diǎn)以上被控制設(shè)備。
2.2 結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，確定I/O 點(diǎn)類型
PLC系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)和類型選擇應(yīng)根據(jù)被控制設(shè)備的生產(chǎn)工藝、復(fù)雜程度要求來決定。對(duì)PLC系統(tǒng)的適度估計(jì)，可節(jié)省成本。因PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的電流輸出端所承載負(fù)載不同，設(shè)備電流輸出選用材料也不同，恰當(dāng)?shù)碾娏鬏敵鰧?duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)用有至關(guān)重要的作用。
2.3 選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)編程工具
PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)編程工具主要分為三種：普通手持編程器，只對(duì)普通語句進(jìn)行編程， “成本低、體積小、易調(diào)試”；圖形編程器，采用梯形圖編程方式， “易操作、成本高、圖像直觀”，適用于中小型PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)編程，此種編程采用計(jì)算機(jī)同系統(tǒng)軟件包相結(jié)合的編程方式，“成本高、不易調(diào)試”，但此方式效率最高，多用于中等和高等PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)系統(tǒng)。
3 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。
3.1 硬件設(shè)計(jì)
PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括電路的輸入和輸出兩個(gè)部分。首先，輸入電路設(shè)計(jì)。PLC輸入電源通常在AC85—240V，適用面廣泛，但為抵御外界干擾，通常都配裝電源凈化裝置。此外，系統(tǒng)中的隔離變壓器也可采用雙隔離技術(shù)，以減小干擾。PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入電路電源所帶負(fù)載應(yīng)嚴(yán)格注意容量大小，同時(shí)作好短路保護(hù)準(zhǔn)備，這對(duì)PLC的系統(tǒng)安全意義重大。其次，輸出電路設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需求，各種指示燈、變頻裝置采用晶體管輸出，此種材質(zhì)較適用于高頻工作，如果PLC系統(tǒng)的輸出頻率為每分鐘6次左右，則選用繼電器方式輸出，它具有“抗干擾、帶負(fù)載能力強(qiáng)”的特點(diǎn)。如，PLC輸出電路的電磁線圈為感性負(fù)載，如果斷電時(shí)就會(huì)對(duì)系統(tǒng)電路產(chǎn)生電流沖擊，所以，針對(duì)直流感性負(fù)載時(shí)并接結(jié)續(xù)二極管，能夠有效吸收交流負(fù)載，保護(hù)PLC系統(tǒng)。三是抗干擾設(shè)計(jì)。近年來，晶閘管可控整流和變頻調(diào)速裝置的廣泛應(yīng)用為交流電網(wǎng)的帶來了污染，同時(shí)也給PLC控制系統(tǒng)帶來了一定的干擾，通常情況下，主要是采用隔離和屏蔽兩種抗干擾措施。
3.2 軟件設(shè)計(jì)
在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，好的設(shè)計(jì)思想是最為主要的。軟件設(shè)計(jì)的主要根據(jù)系統(tǒng)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，具體表現(xiàn)形式為程序編寫。
一是系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思想。通常情況下，軟件程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序?；境绦蚣纯蓡为?dú)進(jìn)行簡(jiǎn)單的生產(chǎn)程序控制又可以同其它和程序組合成模塊進(jìn)行復(fù)雜控制?；境绦蛑饕许樞蚪Y(jié)構(gòu)、條件分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等三種方式。模塊化程序設(shè)計(jì)是將一個(gè)總體控制目標(biāo)程序劃分成多個(gè)進(jìn)行不同任務(wù)的程序模塊，然后逐一編寫、調(diào)試，最終將不同程序模塊組成完整的程序來執(zhí)行總體任務(wù)。在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，多數(shù)設(shè)備都采用此種程序設(shè)計(jì)思想，因?yàn)橄到y(tǒng)中每個(gè)模塊都是獨(dú)立單元，單元之間又相互具有連接關(guān)系，容易修改，適用復(fù)雜控制要求的生產(chǎn)過程，極大地縮短了掃描時(shí)間。
二是系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)。系統(tǒng)控制的I/O點(diǎn)數(shù)分配應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)流水線從前至后的原則，將系統(tǒng)內(nèi)的I/O信號(hào)數(shù)據(jù)匯總、集中編寫地址，以便集中維護(hù)。系統(tǒng)的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器不能夠重復(fù)使用一個(gè)編號(hào)。此外，程序中大量使用的內(nèi)部繼電器或者中間標(biāo)志位（不是I/O位），也須集中編址、分配，同時(shí)，列出I/O分配表、內(nèi)部繼電器的中間標(biāo)志位分配表。
4 做好系統(tǒng)程序的調(diào)試工作
4.1 I/O端子測(cè)試
一是用手工方式對(duì)PLC系統(tǒng)輸入端子逐一進(jìn)行驗(yàn)證，端子指示燈點(diǎn)亮，表示正常；否則，應(yīng)檢查接線和I/O點(diǎn)。二是編寫程序，系統(tǒng)輸出電源正常的情況下，運(yùn)用程序來檢查系統(tǒng)中所有輸出端子指示燈是否正常，端子指示燈點(diǎn)亮，表示正常，否則，應(yīng)檢查接線和I/O點(diǎn)。
4.2 系統(tǒng)調(diào)試
系統(tǒng)調(diào)試主要指按控制要求將系統(tǒng)的電源、外部電路與輸入、輸出端子連接好，并將PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)同現(xiàn)場(chǎng)的外部設(shè)備連接好，然后在PLC系統(tǒng)中加載程序，并運(yùn)行和調(diào)試。通常情況下，應(yīng)將PLC控制單元的工作方式設(shè)置為正常運(yùn)行，并保持充足的時(shí)間來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。在正式調(diào)試前，工作人員應(yīng)將PLC系統(tǒng)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)備全面、徹底地檢查，經(jīng)確認(rèn)無誤后，方可加載外部電源。
5 小結(jié)
綜上所述，在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，硬件設(shè)計(jì)最為主要，它直接影響著系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，此外，對(duì)軟件進(jìn)行有效管理能夠更好發(fā)揮硬件的功能，可見，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，只有反復(fù)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，才能夠應(yīng)用自如，在實(shí)際工作應(yīng)用中起到良好效果。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)；工業(yè)生產(chǎn)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；服務(wù)業(yè)；電網(wǎng)系統(tǒng)；公路交通
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用使得我國(guó)的行業(yè)技術(shù)發(fā)展有了充足的保障，企業(yè)的發(fā)展離不開技術(shù)的支持，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用使得企業(yè)生產(chǎn)、工作效率得到了大幅度提升，能夠強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量，幫助企業(yè)在行業(yè)中獲得巨大的優(yōu)勢(shì)。隨著信息技術(shù)的穩(wěn)步推進(jìn)，自動(dòng)化技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了良好的發(fā)展進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，在社會(huì)發(fā)展進(jìn)步中發(fā)揮著極大的作用，能夠滿足當(dāng)前企業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要。
1電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)以及功能
1.1特點(diǎn)
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著鮮明的特點(diǎn)，因此在社會(huì)生產(chǎn)生活中應(yīng)用得極為廣泛。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)相比于其他控制系統(tǒng)更加便捷。使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，對(duì)采集對(duì)象以及數(shù)量等要求比較少，采集的過程比較簡(jiǎn)單。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也有一定的廣泛性特點(diǎn)，當(dāng)前電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)在很多領(lǐng)域中有所應(yīng)用，電氣自動(dòng)化的產(chǎn)品也進(jìn)入到百姓家中，成為人們生活中不可缺少的重要內(nèi)容。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著極高的工作效率，使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的工作形式，避免傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中的不足，使得人們的工作壓力得以減少，實(shí)現(xiàn)高效率的工作。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)作為核心部分，對(duì)設(shè)備進(jìn)行批量的指揮運(yùn)作，在此過程中如果設(shè)備出現(xiàn)問題，使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠智能化的對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行有效的判斷，并順利排除故障。
1.2功能
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著比較齊全的功能，使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠全面地了解和管理LPS系統(tǒng)，保證開關(guān)手動(dòng)與自動(dòng)同期并網(wǎng)的順利推進(jìn)。使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠全面管理發(fā)電機(jī)，使得發(fā)電機(jī)的操作流程得以簡(jiǎn)化。此外，使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)還能夠有效地管理保護(hù)發(fā)電機(jī)中的變壓器組，對(duì)高壓?jiǎn)?dòng)、備用變壓器的操作等進(jìn)行有效的控制管理。
2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用
2.1工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)行業(yè)也實(shí)現(xiàn)了快速的進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著極為廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中，企業(yè)投入了大量的人財(cái)物，并且時(shí)常出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，使得企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)效率受到了影響。當(dāng)前我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中，電氣自動(dòng)化設(shè)備逐漸取代了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備，比如，本公司的處理器系統(tǒng)，正常情況下兩個(gè)一備一用，當(dāng)遇到突發(fā)電氣故障，可自動(dòng)啟用備用處理器，有效地保障工業(yè)正常生產(chǎn)。電氣自動(dòng)化設(shè)備能夠使得工業(yè)生產(chǎn)的效率得到提升，減少勞動(dòng)力的消耗。將電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，使得企業(yè)生產(chǎn)更加高效穩(wěn)定地發(fā)展。
2.2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
如今電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著較好的應(yīng)用效果，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，這對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展是極為有利的。在農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)、微灌自動(dòng)化控制和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著極好的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)能夠使得農(nóng)業(yè)機(jī)械以及裝置的可操作性得到提升。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的拖拉機(jī)使用性能比較完善的電子油壓式三點(diǎn)聯(lián)結(jié)的位調(diào)節(jié)和力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，施肥播種機(jī)以及谷物干燥機(jī)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用效果更佳。微灌技術(shù)中，研究改進(jìn)微噴灌設(shè)備、滴灌設(shè)備、進(jìn)排氣設(shè)備等，使得很多地區(qū)都開始應(yīng)用自動(dòng)化的灌溉系統(tǒng)，比如壓力傳感器、土壤傳感器、溫度以及水分傳感器等。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要使高新技術(shù)得以順利實(shí)現(xiàn)就需要使用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，比如溫室自動(dòng)化控制、節(jié)水、節(jié)肥控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)等，使得農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)步。
2.3服務(wù)業(yè)中的應(yīng)用
如今我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平逐步提高，人們的生活質(zhì)量以及水平也大幅度提升，服務(wù)行業(yè)面臨著更高的要求。為了更好地提高企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量以及效果，就需要科學(xué)地使用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，使人們獲得更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。日常生活中，電子產(chǎn)品的應(yīng)用逐漸增加，電子產(chǎn)業(yè)也開始使用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，給人們的生活創(chuàng)造了極大的便利，也能夠使得服務(wù)效率得到提升。
2.4電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用
如今電網(wǎng)系統(tǒng)中也開始使用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，也就是使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器等對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)度。在電網(wǎng)系統(tǒng)中使用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度能夠更好地采集整理相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而了解電網(wǎng)的運(yùn)行情況，從而能夠從整體上對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)全面的評(píng)價(jià)。將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)系統(tǒng)與時(shí)展需要是相適應(yīng)的，技術(shù)研究人員應(yīng)更好地在電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，進(jìn)而取得良好的效果。
2.5公路交通中的應(yīng)用
我國(guó)的交通行業(yè)實(shí)現(xiàn)了良好的發(fā)展，公路交通中也開始使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。隨著人們生活水平的提高，私家車的數(shù)量逐漸增多，也就使得私家車的技術(shù)逐漸提高，汽車廠家開始廣泛應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，使得自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力得到提升。此外，交通燈系統(tǒng)等也都廣泛使用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，使得公路交通管理更加高效便利。
3電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展
3.1智能化
現(xiàn)如今我國(guó)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)逐漸實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，人們需要更加智能化的產(chǎn)品。在機(jī)械生產(chǎn)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的全自動(dòng)，能夠在機(jī)械生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效的采集、分析以及儲(chǔ)存，當(dāng)前我國(guó)的智能化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)還有待完善，因此需要人工技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。本公司的磺化裝置，在正常生產(chǎn)中，希望把操作規(guī)程、處理步驟以及故障經(jīng)驗(yàn)納入智能系統(tǒng)中，以便更加人性化地、安全有效地提高生產(chǎn)效率。如今人們開始使用云技術(shù)建設(shè)智能化的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，人力資源的干預(yù)并不多。未來的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)將逐漸實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，形成智能化的作業(yè)系統(tǒng)。
3.2統(tǒng)一化
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)備，結(jié)合某種算法對(duì)作業(yè)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制。在此過程中，硬軟件兼容問題成為人們研究的重難點(diǎn)問題。傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化設(shè)備使用的設(shè)備接口以及應(yīng)用軟件等缺乏統(tǒng)一性，應(yīng)用這一設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)某一環(huán)節(jié)的作業(yè)，無法集成進(jìn)入到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。當(dāng)前設(shè)備接口必須要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，新的電氣設(shè)備生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的接口，能夠使得電氣設(shè)備更具兼容性。當(dāng)前我國(guó)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在硬軟件方面缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使得電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)缺乏兼容性。在未來發(fā)展中應(yīng)建立統(tǒng)一的電子自動(dòng)化控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)廠家間的有效溝通聯(lián)系。
3.3安全性
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，安全性是極為重要的，應(yīng)努力提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性。未來電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)將朝著更加安全的方向發(fā)展。目前的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展中，安全性逐漸得到關(guān)注和重視，安全成為未來電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，只有保證電氣自動(dòng)化的安全才能夠使其他方面得以保證。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性應(yīng)是從高到低的，同步實(shí)現(xiàn)硬軟件設(shè)施建設(shè)，為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全發(fā)展與研究提供保障。
3.4創(chuàng)新化
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展需要科學(xué)技術(shù)水平作為支持，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展需要進(jìn)一步創(chuàng)新科學(xué)技術(shù)。當(dāng)前電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的通訊系統(tǒng)，主要是依靠有線技術(shù)實(shí)現(xiàn)通訊，線纜是通訊發(fā)展的限制因素。如果要結(jié)合無線和有線技術(shù)才能夠使得線纜的限制得以突破，但是這一想法存在一定的問題，無線數(shù)據(jù)通訊與有線數(shù)據(jù)通訊之間存在協(xié)議上的隔閡，并且無線通訊信號(hào)缺乏穩(wěn)定性，計(jì)算機(jī)設(shè)備不能使用無線技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行穩(wěn)定指揮。要實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)，需要進(jìn)一步創(chuàng)新通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無線與有線技術(shù)的結(jié)合，使得無線技術(shù)的通訊水平得到提升，對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行多方位的管理控制。
4結(jié)語
總而言之，近些年來，我國(guó)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等，使得人們的生產(chǎn)生活更加便利，逐步實(shí)現(xiàn)智能化、技術(shù)化的發(fā)展。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在人們的生活中發(fā)揮著極為重要的作用，并對(duì)生活產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。要實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的快速進(jìn)步，就需要對(duì)市場(chǎng)情況進(jìn)行客觀、理性的分析，了解市場(chǎng)的實(shí)際需要，更好地創(chuàng)新發(fā)展，使得電氣自動(dòng)化系統(tǒng)需要得以滿足，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化穩(wěn)定的發(fā)展。此外還需要強(qiáng)化電氣自動(dòng)化控制人才的培養(yǎng)與教育，從而培養(yǎng)出更多高素質(zhì)水平的人才，更好的創(chuàng)新發(fā)展，使得電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠更好地發(fā)展與應(yīng)用。
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