時(shí)間：2022-09-06 23:41:24
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關(guān)鍵詞：電氣自動化、控制技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
前言：
目前，國內(nèi)外高校都在積極研究、探究高效的面向工程應(yīng)用的教學(xué)模式。面向工程應(yīng)用與工程專業(yè)國際認(rèn)證，創(chuàng)新構(gòu)建符合現(xiàn)代教育要求的綜合實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)也是當(dāng)務(wù)之急。本文完成的創(chuàng)新控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，正是順應(yīng)了高等工程教學(xué)的發(fā)展趨勢。該設(shè)計(jì)既能完成基本電機(jī)控制、電器控制技術(shù)、可編程控制技術(shù)、人機(jī)界面組態(tài)技術(shù)、基于 PC 的軟邏輯（軟PLC）控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等實(shí)踐教學(xué)的實(shí)驗(yàn)工作，又能拓展為面向現(xiàn)代自動化應(yīng)用技術(shù)，開放、開發(fā)型的綜合技術(shù)應(yīng)用平臺。
1、 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)原則
1.1 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)原則
1.1.1借助實(shí)驗(yàn)手段的多樣性，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的測控對象，可用不同的技術(shù)手段或方式進(jìn)行測控，這樣可給學(xué)生一個(gè)多自由度的測控技術(shù)想象空間。徹底擺脫傳統(tǒng)測控實(shí)驗(yàn)中，控制方法或方式的單一性，解決了傳統(tǒng)單一方法測控實(shí)驗(yàn)限制學(xué)生思維方式的問題。學(xué)生通過這樣的培訓(xùn)在了解不同的測控技術(shù)與方法的同時(shí)，還能進(jìn)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(xué)生應(yīng)用技術(shù)的分析、比較、綜合能力得以提高。
1.1.2增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開放性，為強(qiáng)化學(xué)生動手能力的培養(yǎng)提供條件。
模塊式的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)各種控制方式方便的、多變化的、全新的軟、硬件組合，同時(shí)界面之間的接口留有余地，可任意擴(kuò)展，為學(xué)生提供了控制實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)的開放性平臺。也為教師的科研開發(fā)提供了適宜的空間。應(yīng)用中，積極鼓勵(lì)學(xué)生在完成教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開發(fā)實(shí)驗(yàn)。
1.2 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新點(diǎn)
現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)開放型實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)注重開放性、可擴(kuò)充性；注重利用與挖掘?qū)嶒?yàn)設(shè)備的潛力，最大限度的提高設(shè)備利用率；注重實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)合性，從而提高實(shí)驗(yàn)空間的使用效益；注重實(shí)驗(yàn)手段的多樣性設(shè)計(jì)，為學(xué)生解決實(shí)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(shù)引入到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中來，以彌補(bǔ)當(dāng)前教材建設(shè)滯后應(yīng)用技術(shù)的不足，最大限度地縮短學(xué)生適應(yīng)未來實(shí)際工作的過渡過程。
2. 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容
工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置基本覆蓋了當(dāng)今自動化控制技術(shù)的各種技術(shù)手段，基本內(nèi)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(shí)驗(yàn)中各種控制器之間可組合成綜合性實(shí)驗(yàn)。
圖1工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)
2.1常規(guī)電器與智能電器原理與應(yīng)用控制部分
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可提供多塊常規(guī)控制電器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉OGO智能控制器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?。根?jù)配置可完成常用控制電器如按鈕、時(shí)間繼電器、熱繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、行程開關(guān)、接近開關(guān)、中間繼電器、接觸器以及智能控制電器 LOGO 等的應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)。
2.2變頻器應(yīng)用控制技術(shù)部分
系統(tǒng)配備變頻器控制模板，三相交流電動機(jī)，該部分與常規(guī)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(yuǎn)動分段控制等實(shí)驗(yàn)。
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(shí)驗(yàn)?zāi)０?與典型工業(yè)控制模板系列( 控制對象) 、變頻器控制模板、三相交流電動機(jī)、常規(guī)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(shù)實(shí)驗(yàn)及綜合應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。
圖 2 可編程序控制器部分基本組成圖示
2.4人機(jī)界面(組態(tài)軟件)技術(shù)部分
人機(jī)界面(組態(tài)軟件) 技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分見圖 3 所示，該部分配置了編程計(jì)算機(jī)、觸摸屏和人機(jī)界面(軟件 )技術(shù)，可完成可視化控制技術(shù)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)；配合 PLC 可構(gòu)成上下位機(jī)控制。
圖 3 人機(jī)界面技術(shù)部分基本組成圖示
2.5 PC總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分
PC總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分見圖 4 所示，該部分配置了計(jì)算機(jī)、PC總線板卡以及人機(jī)界面(組態(tài)軟件)軟件，與典型工業(yè)控制模板系列( 控制對象)、變頻器控制模板、三相交流電動機(jī)、常規(guī)電器與智能控制電器配合,可完成基于 PC 控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)及部分綜合性應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。
圖4PC 總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分組成示意圖
2.6工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)部分
工業(yè)以太網(wǎng)部分選用先進(jìn)的現(xiàn)場可編程 Ethernet總線適配器，其數(shù)據(jù)傳送速率為 10M bit/s ，配置現(xiàn)場組合式 I/O。開關(guān)量 I/O：8/8（24V）；模擬量：4 路AD、2 路DA（0-10V）。
3. 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置功能：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)面向當(dāng)今的自動化應(yīng)用技術(shù)，可完成各種常規(guī)工業(yè)控制器如計(jì)算機(jī)控制、可編程控制器控制技術(shù)、總線控制技術(shù)等?？赏瓿勺詣踊㈦姎夤こ碳捌渥詣踊?、機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)部分課程如“電機(jī)與拖動”、“可編程控制技術(shù)”、“電氣控制技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”等課程的相關(guān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。特別是系統(tǒng)提供開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)與設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)支持，適合當(dāng)今教育教學(xué)的知識整合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?；究刂茖?shí)驗(yàn)項(xiàng)目可達(dá) 60 多個(gè)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式是開放的，因而支持用戶進(jìn)行新實(shí)驗(yàn)的自主開發(fā)設(shè)計(jì)。
工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置完成的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分析如下。
3.1基于電器的控制實(shí)驗(yàn)
典型電器與智能電器原理和應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)包括交流電動機(jī)的啟動控制實(shí)驗(yàn)、交流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、具有過載保護(hù)的電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、接觸器、按鈕連鎖的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、交流電動機(jī)的啟動綜合實(shí)驗(yàn)、變頻器面板控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、變頻器外部分段控制、外部模擬量控制應(yīng)用、LOGO 控制器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等。
3.2基于可編程序控制器的實(shí)驗(yàn)
3.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)０逑盗袑?shí)驗(yàn)
包括電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、天塔之光實(shí)驗(yàn)、搶答器實(shí)驗(yàn)、交通燈自控與手控實(shí)驗(yàn)、水塔水位自動控制實(shí)驗(yàn)、自動成型機(jī)實(shí)驗(yàn)、自控軋鋼機(jī)實(shí)驗(yàn)、多種液體自動混合實(shí)驗(yàn)、自動送料裝車系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、郵件分揀機(jī)實(shí)驗(yàn)、多級供電線路的機(jī)電保護(hù)、供電主接線運(yùn)行實(shí)驗(yàn)等。
3.2.2實(shí)際接線系列實(shí)驗(yàn)
包括交流電動機(jī)的啟動控制、交流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、具有過載保護(hù)的電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、接觸器、按鈕連鎖的正反轉(zhuǎn)控制、交流電動機(jī)的啟動綜合實(shí)驗(yàn)。
3.3基于計(jì)算機(jī)的可視化（組態(tài)技術(shù)）控制實(shí)驗(yàn)
3.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)０逑盗袑?shí)驗(yàn)
包括電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、天塔之光實(shí)驗(yàn)、搶答器實(shí)驗(yàn)、交通燈自控與手控實(shí)驗(yàn)、水塔水位自動控制實(shí)驗(yàn)、自動成型機(jī)實(shí)驗(yàn)、自控軋鋼機(jī)實(shí)驗(yàn)、多種液體自動混合實(shí)驗(yàn)、自動送料裝車系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、郵件分揀機(jī)實(shí)驗(yàn)、多級供電線路的機(jī)電保護(hù)、供電主接線運(yùn)行實(shí)驗(yàn)等。
3.3.2實(shí)際接線系列實(shí)驗(yàn)
包括交流電動機(jī)的啟動控制、交流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、具有過載保護(hù)的電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、接觸器、按鈕連鎖的正反轉(zhuǎn)控制、交流電動機(jī)的啟動綜合實(shí)驗(yàn)。
3.4綜合開發(fā)與開放性實(shí)驗(yàn)
PLC 與變頻器的組合控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)、PLC 與 MCGS組態(tài)軟件綜合實(shí)驗(yàn)、變頻器與計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件綜合實(shí)驗(yàn)等。
3.5 工業(yè)控制網(wǎng)技術(shù)(含分布 I/O 配置、現(xiàn)場編程技術(shù)、以太網(wǎng)通訊技術(shù)與組態(tài)技術(shù))。
基于工業(yè)以太網(wǎng)的分布 I/O 控制技術(shù)或基于現(xiàn)場總線技術(shù)的分布 I/O 控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)。
4、結(jié)語：
（河北省冶金礦山管理辦公室，石家莊 050000）
（Hebei Metallurgical Mine Management Office，Shijiazhuang 050000，China）
摘要： 本文主要闡述了冶金工業(yè)自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展以及鋼鐵工業(yè)的節(jié)能環(huán)保與冶金工程自動化控制技術(shù)，同時(shí)提出了冶金工業(yè)自動化控制技術(shù)的未來發(fā)展方向。
Abstract: This paper mainly expounds the innovation and development of automation and control technology in metallurgical industry and the control technology of energy conservation and environmental protection and metallurgical engineering automation, at the same time, it puts forward the development direction of automation and control technology in metallurgical industry in the future.
關(guān)鍵詞 ： 電氣自動化；自動化控制技術(shù)；應(yīng)用
Key words: electric automatization；automation and control technology；application
中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1006-4311（2015）02-0024-02
1 冶金工業(yè)自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展
科學(xué)技術(shù)進(jìn)步日新月異，技術(shù)交流日漸頻繁，為降低生產(chǎn)成本和提高國際競爭力，我國不斷引進(jìn)和自主開發(fā)了大量自動化控制技術(shù)，并付諸于實(shí)踐。近年來，特別是一些民營企業(yè)，經(jīng)過初期的資本積累，更加注重將資金投入到研發(fā)新技術(shù)、新裝備、新工藝上，在冶金工業(yè)領(lǐng)域，給民營企業(yè)帶來了旺盛的生機(jī)和活力，給國有大中型冶金工業(yè)企業(yè)帶來了不可避免的競爭和挑戰(zhàn)。他們主要采取引進(jìn)部分先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)挠布蛙浖母脑焐?，?shí)現(xiàn)了適合自身發(fā)展的電氣自動化設(shè)備的功能提升和技術(shù)創(chuàng)新。主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。
1.1 更加注重改善和提升DCS系統(tǒng)集成工作能力 DCS系統(tǒng)：Distributed Control System，即分散控制系統(tǒng)。國內(nèi)一般習(xí)慣稱之為集散控制系統(tǒng)。它主要集成了計(jì)算機(jī)（Computer）、顯示（CRT）、通訊（Communication）、和控制（Control）“4C”技術(shù)，主要是以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶，由過程控制級和監(jiān)控級組成的多級計(jì)算機(jī)運(yùn)算、處理系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)的綜合可利用率可達(dá)99.8%；系統(tǒng)平均無故障時(shí)長超過8萬小時(shí)，廣泛應(yīng)用于火電、熱電、核電、化工、冶金、建材等領(lǐng)域，并實(shí)現(xiàn)了全程自動監(jiān)控。20世紀(jì)的我國冶金自動化控制技術(shù)裝備和水平，注重在“點(diǎn)”上尋求突破，而進(jìn)入21世紀(jì)，則注重在“面”上尋求發(fā)展和進(jìn)步，逐漸覆蓋全國。其優(yōu)點(diǎn)是智能化的自動、自主化進(jìn)程控制，且整個(gè)系統(tǒng)的核心技術(shù)集成化程度較高，能夠廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。目前，其正在進(jìn)行冶金工藝最新智能流程的研發(fā)，成功實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到面的轉(zhuǎn)變，因此能從根本上提高冶金工業(yè)控制系統(tǒng)的自動化程度和工作效能。
1.2 冶金工程自動化系統(tǒng)控制軟件技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新有較大提升 20世紀(jì)80年代以前，受科研資金、研發(fā)投入、市場規(guī)模和體制機(jī)制的影響，我國主要是從國外引進(jìn)冶金工程自動化系統(tǒng)控制軟件，到后期，逐漸意識到自主研發(fā)的重要性和適用性，所以加大了人、財(cái)、物的主動投入，實(shí)現(xiàn)了較大的歷史性轉(zhuǎn)變。在生存中求發(fā)展的歷史階段下，我國在二級自動化監(jiān)控軟件，三級MES自動化控制軟件以及國有大中型企業(yè)領(lǐng)軍的能源管理控制系統(tǒng)等領(lǐng)域有了長足的進(jìn)步和提升，進(jìn)而逐漸取代進(jìn)口軟件，在應(yīng)用水平、管控質(zhì)量、運(yùn)行效率等方面都優(yōu)于國外進(jìn)口自動化系統(tǒng)控制軟件。近年來，更加注重向技術(shù)要效益理念的培育，興起了自主研發(fā)的冶金工業(yè)工程自動化控制平臺技術(shù)類軟件，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了較為廣泛的采用和實(shí)踐，新一代冶金工業(yè)工程自動化系統(tǒng)控制軟件平臺的應(yīng)用，使得冶金工業(yè)自動化管控效率和水平達(dá)到了國際領(lǐng)先地位，同時(shí)也創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
2 鋼鐵工業(yè)的節(jié)能環(huán)保與冶金工程自動化控制技術(shù)
2.1 基于鋼鐵工業(yè)節(jié)能環(huán)保的冶金工業(yè)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用 早期的冶金工業(yè)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用主要局限在裝備性能、產(chǎn)品質(zhì)量，以及生產(chǎn)成本、運(yùn)行效率、過程靈活控制、廢氣廢渣廢水的工程排放等方面，隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和自動化控制軟件的研發(fā)，基于更加節(jié)能環(huán)保與鋼鐵產(chǎn)品制造流程優(yōu)化的設(shè)計(jì)，成為了鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研發(fā)的主導(dǎo)趨勢。因此要對鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的流程結(jié)構(gòu)、功能以及效率進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和改善，必然要加強(qiáng)對鋼鐵制造整體流程的研究和投入。在此基礎(chǔ)上，加大計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)研究，引入綠色環(huán)保、節(jié)能降耗等理念，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的最大化、生產(chǎn)能耗的最小化、對環(huán)境影響的最低化。
2.2 自動化控制技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)過程中減少污染物排放的應(yīng)用 鋼鐵企業(yè)以鐵、鉻、錳三種金屬元素為主要原料，經(jīng)過冶煉及壓延等工序，以及以高品位金屬礦石（或精礦）為原料，經(jīng)過高爐、轉(zhuǎn)爐、電爐等流程生產(chǎn)生鐵、鋼材產(chǎn)品，產(chǎn)生了大量的廢氣、廢液、廢渣。主要污染排放物為工業(yè)煙塵顆粒（主要為金屬氧化物）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）等。自動化控制技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)過程中減少污染物排放的應(yīng)用較為普遍。這個(gè)應(yīng)用過程主要為防止不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生和資源的浪費(fèi)，主要通過建立廣義模型、優(yōu)化和完善控制技術(shù)過程，研發(fā)出對鋼鐵工業(yè)各環(huán)節(jié)產(chǎn)品實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、評估與控制的新型自動化控制技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)全程自動化控制，減少污染物排放。同時(shí)，研發(fā)出對生產(chǎn)設(shè)備實(shí)施全過程實(shí)時(shí)診斷的新型自動化控制技術(shù)，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)高效、誤差率較低，工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量得到有效保障。
2.3 自動化控制技術(shù)在鋼鐵冶煉清潔高效生產(chǎn)中的應(yīng)用 金屬冶煉過程伴隨著大量污染物排放，為了建設(shè)環(huán)境友好型社會，控制污染物排放，研發(fā)一整套控制或降低污染物排放的自動化控制系統(tǒng)勢在必行。例如，基于在線分析檢測監(jiān)控技術(shù)對污染物的產(chǎn)出實(shí)施動態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、作用于廢水處理的大功率電氣高壓轉(zhuǎn)動自動化控制技術(shù)、利用諧波檢測儀控制技術(shù)改善電能輸出質(zhì)量等，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的清潔、高效。
2.4 自動化控制技術(shù)在鋼鐵冶煉廢物循環(huán)利用中的應(yīng)用 鋼鐵冶煉過程中會產(chǎn)生大量煤氣、鋼渣等固體廢物，因而研發(fā)出使煤氣、鋼渣的合理運(yùn)用自動化控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對固體廢棄物的循環(huán)利用。高溫冶煉中的高爐、轉(zhuǎn)爐等設(shè)備也會產(chǎn)生大量廢物，因此，自動化控制技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用有助于對廢物的循環(huán)利用。
3 冶金工業(yè)自動化控制技術(shù)的未來發(fā)展方向
3.1 提高冶金自動化控制技術(shù)核心科技的原創(chuàng)性 科學(xué)是技術(shù)之源，是技術(shù)產(chǎn)業(yè)之源，技術(shù)創(chuàng)新以科學(xué)理論的研發(fā)為基礎(chǔ)，而產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新主要以技術(shù)創(chuàng)新為基礎(chǔ)。我國建國以來，在冶金工業(yè)科技研究領(lǐng)域取得了許多歷史性進(jìn)步，有的已經(jīng)步入國際領(lǐng)先水平，但是由于底子薄、起步晚、科技人才相對缺乏、科研資金投入跟不上等因素，與歐美、日本等國家在總體技術(shù)實(shí)力上還無法抗衡。但是科研人員要取人所長補(bǔ)己所短，發(fā)揮自身優(yōu)勢，自主研發(fā)一套先進(jìn)的冶金工業(yè)自動化控制技術(shù)體系，軟硬件配套銜接，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，改善操控系統(tǒng)，提高生產(chǎn)工藝技術(shù)水平，走自主發(fā)展的道路。首都鋼鐵集團(tuán)創(chuàng)造的數(shù)字化煉鋼模式帶了個(gè)好頭，其在原有冶金流程的基礎(chǔ)上，對生產(chǎn)進(jìn)程進(jìn)行改善，將智能仿真技術(shù)運(yùn)用在控制系統(tǒng)運(yùn)算比對上，通過仿真模擬計(jì)算，調(diào)整出最佳控制效果。
3.2 提高整套控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性 該技術(shù)的實(shí)時(shí)性和可靠性是它的最大優(yōu)勢，要通過采集最新數(shù)據(jù)，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析并進(jìn)行科學(xué)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、可靠、高效。對鋼鐵工業(yè)來說，如果只生產(chǎn)生鐵、粗鋼等低端產(chǎn)品，則對實(shí)時(shí)性要求偏低，如果要生產(chǎn)鍍鋅板、彩涂板、焊管、五氧化二釩、釩氮合金、釩鐵合金等精細(xì)、特種、高端鋼鐵產(chǎn)品，則必須提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算速度、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷、實(shí)時(shí)布控、實(shí)時(shí)處理的能力，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)調(diào)整參數(shù)配比，及時(shí)改善生產(chǎn)工藝。
3.3 要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘和運(yùn)用 通過改善整套控制平臺系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和水平，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼鐵終端產(chǎn)品，是提高鋼鐵企業(yè)和冶金行業(yè)競爭力的關(guān)鍵。鋼鐵生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動化控制，注重對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行收集、整理、分析，對數(shù)字模型經(jīng)過全過程優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到對生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的自動控制和精細(xì)化管理。在當(dāng)今的冶金工程技術(shù)研發(fā)中，數(shù)據(jù)的挖掘和運(yùn)用越來越普遍和完善，數(shù)字模型和控制算法的廣泛引入和采用會給整個(gè)鋼鐵工業(yè)自動化控制系統(tǒng)帶來更加廣闊的發(fā)展空間，為鋼鐵企業(yè)和冶金工業(yè)的發(fā)展帶來強(qiáng)大動力。
參考文獻(xiàn)：
[1]中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會.鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展支撐技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.
0 引言：
工業(yè)自動化控制主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。即是工業(yè)控制，或者是工廠自動化控制。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)，電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。
工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀(jì)80年代初，隨著改革開放的春風(fēng)，國外先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“plc，變頻器，觸摸屏，伺服電機(jī)，工控機(jī)”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國的制造業(yè)自動化進(jìn)程，為中國現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。
1 工業(yè)自動化儀器儀表
1.1 plc（可編程序控制器）
plc—可編程序控制器的英文為programmable logic controller，1968年美國gm(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求
①編程簡單，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序；?、诰S護(hù)方便，采用插入式模塊結(jié)構(gòu)；③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；⑥成本可與繼電器控制系統(tǒng)競爭；?、呖芍苯佑?15v交流電壓輸入；⑧輸出量為115v、2a以上，能直接驅(qū)動電磁閥、接觸器等；⑨通用性強(qiáng)，易于擴(kuò)展；⑩用戶程序存儲器容量至少4kb。
為了實(shí)現(xiàn)通用汽車提出的要求，第一臺適合其要求的plc（可編程序控制器）于1969年在美國成功制造出來，自從第一臺出現(xiàn)之后，隨之，日本、德國、法國也相繼開始了plc 的研發(fā)，并得到了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在主要生產(chǎn)plc 的廠家分別是：德國西門子、aeg，日本的三菱、美國ab，ge法國的te公司等。
我國的plc研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國隨國外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國外的plc。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，plc的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，plc在我國的應(yīng)用越來越廣泛，對提高我國工業(yè)自動化水平起到了巨大的作用。
目前，我國不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)plc，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門a-b公司，北京和利時(shí)和杭州和利時(shí)，浙大中控等。
1.2 工控pc
由于基于pc的控制器被證明可以像plc一樣，并且作和維護(hù)人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用pc控制方案?；趐c 的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠(yuǎn)角度看，pc控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。
由于plc受pc控制的威脅最大，所以plc供應(yīng)商對pc的應(yīng)用感到很不安。
事實(shí)上，他們現(xiàn)在也加入到了pc控制“浪潮”中。
近年來，工業(yè)pc在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)pc主要包含兩種類 型：ipc工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如at96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動化和過程自動化對工業(yè)pc的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和 冗余配置要求很高，現(xiàn)有的ipc已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是其他工控機(jī)，而ipc將占據(jù)管理自 動化層。國家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動化重大專項(xiàng)，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的pc-based控制系統(tǒng)，在3-5年內(nèi)，占領(lǐng)30%(50%的國內(nèi)市場，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
幾年前，當(dāng)“軟plc”出現(xiàn)時(shí)，業(yè)界曾認(rèn)為工業(yè)pc將會取代plc。然而，時(shí)至今日工業(yè)pc并 沒有代替plc，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因;另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng)windowsnt的原因。一個(gè)成功的pc-based控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)： 一是所有工作要由一個(gè)平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A(yù)見，工業(yè)pc與plc的競爭將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度 高。工業(yè)pc不可能與低價(jià)的微型plc競爭，這也是plc市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)pc和plc之間，這些融 合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。
2 工控行業(yè)儀器儀表發(fā)展
工控儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成 自動化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；推進(jìn)具有自主版權(quán)自動化軟件的商品化。
2.1 電工儀器儀表
電工儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網(wǎng)計(jì)量自動管理系統(tǒng)。2005年，中低檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率要達(dá)到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率達(dá)到80%。
2.2 科學(xué)測試儀器
科學(xué)測試儀器重點(diǎn)發(fā)展過程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主，到2005年在總產(chǎn)值中占50%～60%。
2.3 環(huán)保儀器儀表
環(huán)保儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品，2005年技術(shù)水平達(dá)到20世紀(jì)90年代后期國際先進(jìn)水平，國內(nèi)市場占有率達(dá)到50%～60%，到2010年國內(nèi)市場占有率達(dá)到70%以上。
2.4 儀器儀表
儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產(chǎn)品，品種占有率達(dá)到70%～80%，高檔產(chǎn)品市場占有率達(dá)60%以上；通過科技攻關(guān)、新品開發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到國際20世紀(jì)90年代末水平，部分產(chǎn)品接近國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
2.5 信息技術(shù)電測儀器
信息技術(shù)電測儀器主要發(fā)展電測儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動測試技術(shù)，綜合自動化測試系統(tǒng)，新型元器件測量技術(shù)及測試儀器，在線測試技術(shù)，信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測試技術(shù)，多媒體測量技術(shù)以及相應(yīng)測試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等[1]。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞 化工生產(chǎn)；工藝；自動控制
中圖分類號TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）35-0148-01
1 危險(xiǎn)化工工藝改造現(xiàn)狀
化工生產(chǎn)企業(yè)屬于危險(xiǎn)性較大的行業(yè)，化工生產(chǎn)企業(yè)中涉及危險(xiǎn)化工工藝的生產(chǎn)裝置通常具有較大的潛在危險(xiǎn)性，因此，開展危險(xiǎn)工藝辨識、落實(shí)危險(xiǎn)工藝生產(chǎn)裝置安全措施、強(qiáng)化日常管理，對于改善整個(gè)化工行業(yè)的本質(zhì)安全性具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。如今我國一些企業(yè)通過在涉及強(qiáng)放熱反應(yīng)的生產(chǎn)裝置配備自動報(bào)警、連鎖等安全設(shè)施后，大大提高了這些生產(chǎn)單元的安全可靠性，參與推動危險(xiǎn)工藝自動化改造工作的工程技術(shù)人員和安全管理人員也注意到，由于目前還沒有出臺有關(guān)涉及危險(xiǎn)工藝生產(chǎn)裝置自動化控制的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推行過程中遇到了一些在技術(shù)上有爭議的問題，因此，危險(xiǎn)工藝改造的范圍及具體做法還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)整、充實(shí)和完善。
2 危險(xiǎn)工藝范疇
2.1生產(chǎn)裝置
涉及硝化、氯化、氟化、氨化、磺化、加氫、重氮化、氧化、過氧化、裂解、聚合等危險(xiǎn)工藝的生產(chǎn)裝置。
2.2儲存設(shè)施
涉及劇毒、易燃易爆化學(xué)品的儲罐區(qū)、庫區(qū)；構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的液化氣體、劇毒液體等重點(diǎn)儲罐。
3 工藝危險(xiǎn)特點(diǎn)
1）高溫、高壓使可燃?xì)怏w爆炸極限擴(kuò)寬，氣體物料一旦過氧（亦稱透氧），極易在設(shè)備和管道內(nèi)發(fā)生爆炸；
2）高溫、高壓氣體物料從設(shè)備管線泄漏時(shí)會迅速膨脹與空氣混合形成爆炸性混合物，遇到明火或因高流速物料與裂（噴）口處摩擦產(chǎn)生靜電火花引起著火和空間爆炸；
3）氣體壓縮機(jī)等轉(zhuǎn)動設(shè)備在高溫下運(yùn)行會使油揮發(fā)裂解，在附近管道內(nèi)造成積炭，可導(dǎo)致積炭燃燒或爆炸；
4）高溫、高壓可加速設(shè)備金屬材料發(fā)生蠕變、改變金相組織，還會加劇氫氣、氮?dú)鈱︿摬牡臍湮g及滲氮，加劇設(shè)備的疲勞腐蝕，使其機(jī)械強(qiáng)度減弱，引發(fā)物理爆炸；
5）液氨大規(guī)模事故性泄漏會形成低溫云團(tuán)引起大范圍人群中毒，遇明火還會發(fā)生空間爆炸。
4 常用的自動化控制方式
4.1自動控制和安全聯(lián)鎖的作用
化工生產(chǎn)過程中高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、有腐蝕性、有刺激性等危險(xiǎn)危害因素是固有的。自動化操作不僅能嚴(yán)格控制工藝參數(shù)、避免手動操作的不安全隱患還能降低勞動強(qiáng)度、改善作業(yè)環(huán)境，而且能更好的實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、長周期的安全運(yùn)行。
4.2常用的自動控制及安全聯(lián)鎖方式
對高危作業(yè)的化工裝置最基本的安全要求應(yīng)當(dāng)是實(shí)行溫度、壓力、流量、液位超高（低）自動報(bào)警、聯(lián)鎖停車，最終實(shí)現(xiàn)工藝過程自動化控制。目前，常用的工藝過程自動化控制及安全聯(lián)鎖主要有：
1）分布式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。分布式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡稱DCS，也叫做分散控制系統(tǒng)。DCS是采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，將分布在現(xiàn)場的控制點(diǎn)、采集點(diǎn)與操作中心連接起來，共同實(shí)現(xiàn)分散控制集中管理的系統(tǒng)；
2）可編程序控制器，簡稱PLC。應(yīng)用領(lǐng)域主要是邏輯控制，順序控制，取代繼電器的作用，也可以用于小規(guī)模的過程控制；
3）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，簡稱FCS。FCS是基于現(xiàn)場總線的開放型的自動化系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)控制領(lǐng)域，被認(rèn)為是工業(yè)控制發(fā)展的必然趨勢。尤其本質(zhì)安全型總線，更加適合直接安裝于石油、化工等危險(xiǎn)防爆場所，減少系統(tǒng)發(fā)生危險(xiǎn)的可能性；
4）各種總線結(jié)構(gòu)的工業(yè)控制機(jī)，簡OEM。總線結(jié)構(gòu)的工業(yè)控制機(jī)的配置靈活，擴(kuò)展使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)，便于集中控制。
5 危險(xiǎn)工藝自動控制改造措施
5.1對危險(xiǎn)工藝單元進(jìn)行定性和定量分析
化工生產(chǎn)裝置自動控制是一個(gè)較為復(fù)雜的技術(shù)問題，較全面地掌握系統(tǒng)的工藝特征特別是熱力學(xué)數(shù)據(jù)、動力學(xué)參數(shù)是開展自動控制方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，對于一個(gè)涉及強(qiáng)放熱反應(yīng)的危險(xiǎn)工藝單元，必須掌握其反應(yīng)放熱量，在缺乏動力學(xué)參數(shù)的情況下，至少應(yīng)參照類似的反應(yīng)體系，借助能量衡算建立一個(gè)簡化的動力學(xué)模型，進(jìn)而，找出一個(gè)安全可操作域，只有這樣，自動控制方案才會有可行性和可信度;對于一些在異常情況下可能發(fā)生爆炸的生產(chǎn)裝置，應(yīng)針對工藝過程的潛在危險(xiǎn)性，盡可能找出溫度、壓力等敏感性工藝參數(shù)的監(jiān)控方案。
5.2對相鄰生產(chǎn)單元的工藝、設(shè)備及人員情況進(jìn)行綜合分析
危險(xiǎn)工藝單元采用DCS后，相鄰的其他單元怎么辦?許多企業(yè)都會遇到這一問題，在可能情況下，宜對整個(gè)生產(chǎn)車間布局進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，將危險(xiǎn)工藝單元布置在廠房的邊緣處，使其相對集中，在此基礎(chǔ)上，在與其他單元之間采取隔離措施，如在與危險(xiǎn)工藝單元相鄰處布置危險(xiǎn)性相對較小、操作與觀測頻率較低的設(shè)備，以此加以緩沖，此外，還應(yīng)對原有的疏散通道進(jìn)行調(diào)整，避免緊急疏散時(shí)通過危險(xiǎn)性較高的區(qū)域。
5.3調(diào)整安全操作規(guī)程和安全管理制度
采用自動控制手段后，操作人員和管理人員的關(guān)注點(diǎn)都發(fā)生了變化，所以，要對原有的工藝規(guī)程、安全規(guī)程、管理制度、日常安全檢查表、班組安全活動內(nèi)容等進(jìn)行修訂，使之適應(yīng)新的工藝控制要求。
參考文獻(xiàn)
[1]牛正璽，馮西平.淺析化工安全中幾個(gè)重要概念的誤區(qū)[J].科技資訊，2009(27).
【關(guān)鍵詞】自動化；工業(yè)控制；技術(shù)發(fā)展
工業(yè)自動化控制主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀(jì)80年代初，隨著改革開放的春風(fēng)，國外先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“PLC、變頻器、觸摸屏、伺服電機(jī)、工控機(jī)”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國的制造業(yè)自動化進(jìn)程，為中國現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。
一、工業(yè)自動化儀器儀表
1.PLC（可編程序控制器）
PLC――可編程序控制器，英文為Programmable Logic Controller，1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，為了實(shí)現(xiàn)通用汽車提出的要求，第一臺適合其要求的PLC（可編程序控制器）于1969年在美國成功制造出來，自從第一臺出現(xiàn)之后，隨之，日本、德國、法國也相繼開始了PLC的研發(fā)，并得到了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在主要生產(chǎn)PLC的廠家分別是：德國西門子、AEG，日本的三菱、美國AB，GE、法國的TE公司等。
我國的PLC研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國隨國外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國外的PLC。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，PLC在我國的應(yīng)用越來越廣泛，對提高我國工業(yè)自動化水平起到了巨大的作用。
2.工控PC
由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣，并且作和維護(hù)人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?；赑C的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。近年來，工業(yè)PC在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)PC主要包含兩種類型：IPC工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如AT96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動化和過程自動化對工業(yè)PC的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是其他工控機(jī)，而IPC將占據(jù)管理自動化層。
二、工控行業(yè)儀器儀表發(fā)展
工控儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；推進(jìn)具有自主版權(quán)自動化軟件的商品化。
三、數(shù)控技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展
從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了51年的歷程。近10年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種不同層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，發(fā)展很快。目前正朝著標(biāo)準(zhǔn)化開放體系結(jié)構(gòu)的方向前進(jìn)。就結(jié)構(gòu)形式而言，當(dāng)今世界上的數(shù)控系統(tǒng)大致可分為4種類型：1.傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)；2.“PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)；3.“NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)；4.SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)。國外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的總體發(fā)展趨勢是：新一代數(shù)控系統(tǒng)向PC化和開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；增強(qiáng)通信功能，向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展；數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。
四、工業(yè)控制軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展
工業(yè)控制軟件將從人機(jī)界面和基本策略組態(tài)向先進(jìn)控制方向發(fā)展。
先進(jìn)過程控制APC（Advanced Process Control）目前還沒有嚴(yán)格而統(tǒng)一的定義。一般將基于數(shù)學(xué)模型而又必須用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的控制算法，統(tǒng)稱為先進(jìn)過程控制策略。如：自適應(yīng)控制；預(yù)測控制；魯棒控制；智能控制（專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）等。
在未來，工業(yè)控制軟件將繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]張琳，井.基于DeviceNet現(xiàn)場總線的CompoBus/D網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[J].電工技術(shù)雜志，2004（12）.
[2]岳大為，李奎.羅克韋爾E3 Plus智能固態(tài)過載繼電器[J].低壓電器，2005（5）.
[3]吳寶江，耿恒山，李志紅，張華.基于PC的工業(yè)控制系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2005（8）.
（1）過程建模方面。在河南永銀化工實(shí)業(yè)有限公司的冶金工業(yè)中，過程計(jì)算機(jī)主要起著數(shù)據(jù)匯總、過程監(jiān)控、報(bào)表打印等作用。冶金生產(chǎn)過程具有一定的復(fù)雜性，由于數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性較差，從而使得過程優(yōu)化方面的功能差強(qiáng)人意，即便以高價(jià)從國外引入先進(jìn)的過程自動化控制系統(tǒng)也很難發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。為此，將工藝知識、數(shù)學(xué)模型、專家經(jīng)驗(yàn)以及智能技術(shù)有機(jī)結(jié)合到一起，借此來實(shí)現(xiàn)煉鐵煉鋼、連鑄等關(guān)鍵工位的過程模型和優(yōu)化是未來一段時(shí)期需要重點(diǎn)研究的課題。
（2）信息化方面。在信息化時(shí)代到來的今天，信息技術(shù)的重要性日益凸顯，對于國內(nèi)冶金企業(yè)而言，如何使信息化發(fā)揮出最大的作用是企業(yè)需要重點(diǎn)加強(qiáng)的環(huán)節(jié)。信息化是冶金企業(yè)內(nèi)部管理的一次歷史性革命，若是處理的不好，則會對企業(yè)的未來發(fā)展帶來一定影響，由于國內(nèi)一些中小冶金企業(yè)在技術(shù)裝備和自動化水平上較為落后，信息技術(shù)的應(yīng)用水平也與大型冶金企業(yè)相距甚遠(yuǎn)，所以有必要加大信息化方面的建設(shè)力度，這樣才能使信息化的作用得以充分發(fā)揮。
2自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)中的具體應(yīng)用研究
河南永銀化工實(shí)業(yè)有限公司冶金生產(chǎn)中，綜合控制系統(tǒng)采用的都是分級結(jié)構(gòu)，其中0級為采集執(zhí)行層，主要負(fù)責(zé)相關(guān)物理量的測量以及控制指令的執(zhí)行；1級為控制層，即基礎(chǔ)自動化，該層具體負(fù)責(zé)對冶金生產(chǎn)工藝過程的集中控制；2級為生產(chǎn)模型，主要用于生產(chǎn)控制的優(yōu)化；3級為生產(chǎn)管理和調(diào)度系統(tǒng)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各生產(chǎn)工序之間的協(xié)同作業(yè)；4級為企業(yè)信息層。以上各層均需要相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)將之連接為有機(jī)的整體。通常情況下，2級及以上各層多數(shù)采用的都是以太網(wǎng)連接，1級及以下各層采用的是專用網(wǎng)絡(luò)，并使用專用的控制設(shè)備及相關(guān)軟件。網(wǎng)絡(luò)之間的無縫結(jié)合是冶金企業(yè)實(shí)現(xiàn)綜合自動化控制的難點(diǎn)和重點(diǎn)，解決這一問題最為有效的途徑是應(yīng)用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，下面就此展開詳細(xì)論述。
冶金是一個(gè)相對比較特殊的行業(yè)，冶金企業(yè)在不斷發(fā)展過程中需要建設(shè)大量的生產(chǎn)線和對現(xiàn)有的生產(chǎn)線進(jìn)行升級改造，這樣才能滿足市場的需求。在改造和新建的過程中，因?yàn)榫窒抻诋?dāng)時(shí)的自動化控制技術(shù)水平，或是聘請的設(shè)計(jì)單位不同，從而使得自動化控制系統(tǒng)種類繁多，這在一定程度上造成了冶金行業(yè)中自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)孤島現(xiàn)象。雖然現(xiàn)場總線技術(shù)也具有一定的先進(jìn)性，但是卻也無法滿足異種總線的互連要求?，F(xiàn)階段，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，原本應(yīng)用于辦公和商業(yè)的以太網(wǎng)漸漸滲透到了工業(yè)控制領(lǐng)域當(dāng)中，國際自動化廠商制造的控制器也都提供以太網(wǎng)TCP/IP接口，各別廠商還推出了I/O產(chǎn)品。由于以太網(wǎng)TCP/IP技術(shù)及其相關(guān)協(xié)議是公開的，所以其能夠滿足用戶對統(tǒng)一通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)的要求。
以太網(wǎng)的特點(diǎn)大致可歸納為以下幾個(gè)方面：其一，數(shù)據(jù)傳輸速率高，可以提供足夠的帶寬；其二，通信協(xié)議相同，并且還能夠在同一總線上運(yùn)行不同的傳輸協(xié)議，有助于企業(yè)建立公共網(wǎng)絡(luò)平臺；其三，網(wǎng)絡(luò)中采用了當(dāng)前較為先進(jìn)的交互式和開放的數(shù)據(jù)存取技術(shù)，各方面的性能更加穩(wěn)定；其四，由于沿用的時(shí)間較久，從而使得大部分技術(shù)人員對其都非常熟悉，市場上也能夠提供廣泛的設(shè)置、維護(hù)和診斷工具，運(yùn)行可靠性獲得了有效保障；其五，可以使用不同的物理介質(zhì)，并且還可以構(gòu)成不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。原本以太網(wǎng)中存在的不確定性和實(shí)時(shí)性欠佳的問題，自智能集線器的應(yīng)用后現(xiàn)已獲得了有效的解決。鑒于以太網(wǎng)如此眾多的優(yōu)點(diǎn)，其進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域基本已經(jīng)成為大勢所趨。除此之外，以太網(wǎng)技術(shù)還充分考慮到了未來的發(fā)展需求，所以在所有網(wǎng)絡(luò)中，以太網(wǎng)無疑是最為理想的選擇。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化；控制模塊；總結(jié)應(yīng)用；分析
1 關(guān)于工業(yè)自動化儀器儀表模塊的分析
1.1 為了滿足現(xiàn)階段工業(yè)自動化工作的需要，進(jìn)行控制方案的優(yōu)化是必要的，這需要進(jìn)行工業(yè)控制體系的健全，滿足工廠的自動化控制的需要。這需要應(yīng)用到各種技術(shù)，保證工廠的生產(chǎn)及其制造，保證其自動化、效率化、精確化，保證其整體可靠性及可視性。這就需要進(jìn)行工業(yè)自動化控制體系的健全，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部各個(gè)模塊的協(xié)調(diào)。
時(shí)代的進(jìn)步，推動了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這就有利于工控技術(shù)的發(fā)展，這就出現(xiàn)了第三次工業(yè)革命，提升了工程的生產(chǎn)速度，有利于其效率的提升。為了提升現(xiàn)階段的工業(yè)自動化效益。進(jìn)行國外先進(jìn)工控技術(shù)的更新是必要的。從而進(jìn)行先進(jìn)性的工控技術(shù)的分析。進(jìn)行相關(guān)的工業(yè)控制產(chǎn)品的分析，比如進(jìn)行觸摸屏、變頻器、工控機(jī)等的分析。滿足我國制造業(yè)自動化工作的需要。這就需要進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的貢獻(xiàn)的突出。進(jìn)行相關(guān)型號的可編程序控制器的應(yīng)用。比如進(jìn)行繼電器控制裝置的應(yīng)用，更好的進(jìn)行先進(jìn)工控技術(shù)的分析。
上述設(shè)備的應(yīng)用，具備良好的效益性，比如具備良好的編程性，能夠滿足現(xiàn)場修改及其調(diào)試的需要，其維護(hù)具備簡單性，更有利于進(jìn)行插入式模塊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，其有利于繼電器的控制系統(tǒng)的工作需要，更有利于進(jìn)行繼電器的控制裝置的優(yōu)化。通過對數(shù)據(jù)的管理計(jì)算機(jī)的送入，更有利于進(jìn)行繼電器及其成本的系統(tǒng)競爭的控制，滿足了交流電壓的輸入工作需要，更好的進(jìn)行輸出量的控制，保證了一系列的設(shè)備的驅(qū)動，也具備良好的性能通用性，比較適合于機(jī)器設(shè)備的擴(kuò)展。這對于用戶程序的存儲器提出了更高的要求，為了使用當(dāng)下通用汽車的工作需要，進(jìn)行可編程序控制器的應(yīng)用是必要的，從而滿足當(dāng)下制造模塊的需要。這是種國際流行趨勢，都體現(xiàn)在PLC設(shè)備的研發(fā)及其開發(fā)上，這需要進(jìn)行不同模塊的PLC生產(chǎn)模塊的優(yōu)化，從而提升其應(yīng)用效益。
1.2 隨著我國科學(xué)技術(shù)體系的健全，我國的PLC研制方案也在不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)模塊及其應(yīng)用模塊的開展，比如在機(jī)器設(shè)備應(yīng)用模塊取得了不錯(cuò)的成功。在改革開放前，我國進(jìn)行了很多的國外成套設(shè)備的引進(jìn)，這些PLC設(shè)備有的是比較過時(shí)的。在現(xiàn)階段的傳統(tǒng)設(shè)備改造模塊及其新設(shè)備設(shè)計(jì)模塊中，PLC應(yīng)用的范圍越來越廣泛，其實(shí)現(xiàn)了當(dāng)下PLC現(xiàn)代化研制模塊的開展，更有利于其生產(chǎn)環(huán)節(jié)及其應(yīng)用環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，更有利于現(xiàn)階段科學(xué)工作的開展。進(jìn)行傳統(tǒng)設(shè)備及其新設(shè)備設(shè)計(jì)方案的更新，更好的滿足PLC應(yīng)用的需要，保證其經(jīng)濟(jì)效益的提升。這需要引起相關(guān)人員的重視，保證工業(yè)自動化水平的優(yōu)化，保證科研環(huán)節(jié)及其工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)的研制模塊及其生產(chǎn)模塊的控制。進(jìn)行相關(guān)工作體系的健全，滿足PC控制器的工作需要。
1.3 PC控制器的發(fā)展，更像是PLC機(jī)械設(shè)備的發(fā)展。這是現(xiàn)代工作的普及，逐漸引起操作及其維護(hù)人員的重視。這就誕生了一個(gè)個(gè)的PC控制方案。通過對PC控制系統(tǒng)的分析，更有利于安裝模塊及其使用模塊的發(fā)展，這就需要進(jìn)行高級診斷功能的分析，為PC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造更加良好的利潤，保證PLC控制體系的健全，更有利于滿足當(dāng)下工作的需要。為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。由于PLC受PC控制的威脅最大，所以PLC供應(yīng)商對PC的應(yīng)用感到很不安。事實(shí)上，他們現(xiàn)在也加入到了PC控制“浪潮”中。
在當(dāng)下PC控制模塊中，可以看到PC的應(yīng)用方案在我國的不斷發(fā)展。在；國際應(yīng)用范圍上，工業(yè)PC模塊可以進(jìn)行多種類型的分析，比如進(jìn)行IPC工控機(jī)及其相關(guān)變形機(jī)的分析。通過其基礎(chǔ)自動化模塊及其過程自動化模塊的分析，更有利于進(jìn)行PC工業(yè)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性的控制，更有利于進(jìn)行其配置的優(yōu)化，這就需要進(jìn)行IPC方案的更新，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是其他工控機(jī)，而IPC將占據(jù)管理自動化層。國家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動化重大專項(xiàng)，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的PC-based控制系統(tǒng)，在3-5年內(nèi)，占領(lǐng)30%-50%的國內(nèi)市場，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
隨著軟PLC模式的開展，工業(yè)PC實(shí)現(xiàn)了對PLC的沖擊，但是目前來說，工業(yè)PC體系依舊是存在的，并沒有進(jìn)行PLC的替代。這受到很多因素的影響，比較常見的因素就是系統(tǒng)的集成模塊的影響，影響了其平臺軟件工作的開展。另一個(gè)系統(tǒng)就是軟件的操作系統(tǒng)，影響了工業(yè)PC工作的開展。另一個(gè)重要的原因就是軟件操作系統(tǒng)的的原因。這就導(dǎo)致了控制系統(tǒng)的在不同方式、功能上的選擇。這需要應(yīng)用到一系列的平臺軟件，進(jìn)行客戶所需要東西的分析，保證工業(yè)PC及其PLC競爭模塊的開展，滿足當(dāng)下高端應(yīng)用模塊的優(yōu)化，進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)雜性及其設(shè)備集成性的分析。微型的PLC模塊及其工業(yè)PC模塊都有各自的應(yīng)用模式，為了更好的進(jìn)行PLC市場的適應(yīng)，進(jìn)行控制系統(tǒng)整體方案的優(yōu)化是必要的。
2 工控行業(yè)儀器儀表發(fā)展模塊及其相關(guān)模塊的分析
2.1 隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工控儀表實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展，這主要表現(xiàn)為主控系統(tǒng)的裝置及其現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展，比如自動化儀表模塊、特種儀表模塊等。實(shí)現(xiàn)了服務(wù)領(lǐng)域的擴(kuò)大。不斷的推進(jìn)了儀器系統(tǒng)的數(shù)字化模塊、網(wǎng)絡(luò)化模塊、智能化模塊等的開展，實(shí)行了自動化儀表的數(shù)字技術(shù)的變化，保證了數(shù)字儀表的比例的提升。保證自主產(chǎn)權(quán)的軟件商業(yè)化工作的開展，保證電工儀器儀表的設(shè)計(jì)模塊的優(yōu)化，滿足其電網(wǎng)計(jì)量自動管理工作的需要，進(jìn)行國內(nèi)市場占有率的控制，更有利于進(jìn)行國內(nèi)市場的占據(jù)，滿足現(xiàn)階段工作的需要。
在當(dāng)下工作模塊中，進(jìn)行測試儀器發(fā)展體系的健全是必要的的，比如進(jìn)行工業(yè)所需的各種零部件提升的健全，更好的進(jìn)行工業(yè)儀器儀表等的更新，進(jìn)行相關(guān)汽車零部件的動力測試模塊及其相關(guān)性能檢測模塊的開展，更好的進(jìn)行相關(guān)儀器、試驗(yàn)機(jī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化，保證其設(shè)計(jì)整體路線的分析，實(shí)現(xiàn)其整體產(chǎn)值的優(yōu)化控制，這需要引起相關(guān)人員的重視，保證現(xiàn)階段測試儀器的工作發(fā)展需要。這也需要進(jìn)行大氣環(huán)境、取樣系統(tǒng)等各種產(chǎn)品模式的分析，保證技術(shù)水平的提升。
2.2 在當(dāng)下工作模塊中，環(huán)保儀器儀表也是比較常見的，其更適合進(jìn)行大氣環(huán)境、水環(huán)境的檢測儀器儀表的設(shè)計(jì)，進(jìn)行取樣系統(tǒng)的分析，更好的進(jìn)行環(huán)境檢測自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品的應(yīng)用，從而滿足當(dāng)下國際先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用需要，進(jìn)行國內(nèi)市場占有率的控制，保證儀器儀表元器件的控制及其優(yōu)化，保證適銷對路的產(chǎn)品的適應(yīng)。盡快開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產(chǎn)品，品種占有率達(dá)到70%～80%，高檔產(chǎn)品市場占有率達(dá)60%以上；通過科技攻關(guān)、新品開發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到國際20世紀(jì)90年代末水平，部分產(chǎn)品接近國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
3 結(jié)束語
信息技術(shù)電測儀器主要發(fā)展電測儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動測試技術(shù)，綜合自動化測試系統(tǒng)，新型元器件測量技術(shù)及測試儀器，在線測試技術(shù)，信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測試技術(shù)，多媒體測量技術(shù)以及相應(yīng)測試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等。
【關(guān)鍵詞】自動化；計(jì)算機(jī)技術(shù)；應(yīng)用
1、計(jì)算機(jī)技術(shù)理念
采用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)運(yùn)用在工業(yè)自動化生產(chǎn)中，實(shí)際是對自動化和計(jì)算機(jī)技術(shù)中進(jìn)行控制，但隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷提高，逐漸提高了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和生產(chǎn)創(chuàng)新理念，致使計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中獲得廣泛運(yùn)用。除此之外，對于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)而言，采用該技術(shù)期間需要獲得自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊、傳感裝置、系統(tǒng)等軟件給予支撐。也就是說，在計(jì)算機(jī)技術(shù)中控制技術(shù)屬于核心技術(shù)，通過運(yùn)用不同裝置和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全程控制操作，將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)。因此，在基礎(chǔ)中，通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)裝置逐漸取代傳統(tǒng)系統(tǒng)操作方式，從而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)裝置進(jìn)行全程操作控制，有助于降低人力資源的運(yùn)用，提高工作效率等，進(jìn)一步加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量。
2、計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)中的特點(diǎn)
2.1具備可操作性以及相互運(yùn)用等特點(diǎn)，企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)發(fā)展過程中可以將生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)相互連接起來，還能將生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)系統(tǒng)兩者進(jìn)行連接，以此保證數(shù)據(jù)之間相互傳送、交流。并根據(jù)不同生產(chǎn)裝置實(shí)施裝置之間相互取代、替換等工作。
2.2開放性特征，工業(yè)生產(chǎn)各項(xiàng)環(huán)節(jié)具備公開性以及開放性特征，運(yùn)用公開性和開放性特征充分實(shí)現(xiàn)裝置和系統(tǒng)兩者間的連接工作，確保各個(gè)裝置可以正常、有效率的運(yùn)行。并能充分滿足使用者的需求，通過對不同類型的系統(tǒng)和裝置實(shí)施組裝材料，這樣產(chǎn)品生產(chǎn)才能事半功倍。③智能性特征，計(jì)算機(jī)軟件在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中還具備智能性特征，生產(chǎn)現(xiàn)場中總線系統(tǒng)可以運(yùn)用傳感裝置對總線現(xiàn)場中的裝置實(shí)施分層控制，根據(jù)運(yùn)用現(xiàn)場裝置和其設(shè)備確保自動化系統(tǒng)安全運(yùn)行，并能對裝置內(nèi)部系統(tǒng)的安全性進(jìn)行診斷工作。
3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)工作原理
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要由兩部分組成：硬件部分和軟件部分。要想實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對被控制目標(biāo)的有效控制，需要采用專門的數(shù)字―――模擬量轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬量―――數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備。由于工業(yè)自動化過程中的控制一般都是采取即時(shí)控制的方式，許多控制過程對計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度要求并不高，但是對計(jì)算機(jī)的可靠性要求非常高，必須做到響應(yīng)及時(shí)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要有如下三個(gè)過程組成的過程實(shí)現(xiàn)控制目的。首先，需要對被控制目標(biāo)的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后輸入給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。然后，即是實(shí)時(shí)決策過程。這一步需要專門的應(yīng)用軟件對采集到的能夠被控對象相關(guān)參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行計(jì)算分析，然后按照已經(jīng)計(jì)劃好的控制規(guī)律制定并執(zhí)行下一步的控制過程。最后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)依據(jù)相關(guān)決策，按照任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用，借助發(fā)射出的控制信號分配執(zhí)行任務(wù)并控制相應(yīng)的執(zhí)行動作，然后完成控制任務(wù)。上述三個(gè)控制過程不斷的循環(huán)往復(fù)，保證整個(gè)系統(tǒng)能夠按照相應(yīng)的品質(zhì)指標(biāo)自動的進(jìn)行工作，而且能夠?qū)Ρ豢刂茖ο蠛涂刂圃O(shè)備本身的異常情況及時(shí)進(jìn)行處理。
4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用
鉆機(jī)作為鉆探工業(yè)施工作業(yè)的主要裝備，如果引入工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對鉆機(jī)鉆探作業(yè)時(shí)的參數(shù)進(jìn)行隨時(shí)觀測，進(jìn)而采取一系列措施控制鉆機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的自動化作業(yè)，使鉆探效果更好。本節(jié)將從鉆機(jī)鉆探作業(yè)時(shí)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成、控制算法的設(shè)計(jì)以及上位機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)等幾個(gè)方面綜合介紹應(yīng)用于鉆探工業(yè)中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
4.1鉆機(jī)系統(tǒng)功能與組成本文計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制的鉆機(jī)為全液壓驅(qū)動方式，鉆機(jī)除了具備普通鉆機(jī)的液壓給進(jìn)、回轉(zhuǎn)功能之外，還具備頂驅(qū)沖擊、動力感觸鉆探、靜力感觸鉆探等功能。鉆機(jī)主要有進(jìn)油缸、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、鉆桿擰卸裝置、桅桿、卷揚(yáng)機(jī)以及泥漿泵等。在鉆機(jī)的控制部分，主要由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對鉆進(jìn)參數(shù)的收集與鉆機(jī)給進(jìn)系統(tǒng)的控制。計(jì)算機(jī)控制的核心―――工控機(jī)安裝在運(yùn)載車上的專用的操控站房內(nèi)，操作人員在操控站房內(nèi)實(shí)時(shí)對鉆機(jī)的各項(xiàng)性能進(jìn)行觀測，并對鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)控制。
4.2控制系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)鉆機(jī)鉆探作業(yè)中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件主要有檢測控制部分、鉆進(jìn)參數(shù)檢測單元、鉆機(jī)自動控制單元。在鉆機(jī)鉆探工業(yè)中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用的是兩級分布式控制結(jié)構(gòu)，第一級為上位機(jī)，采用性能穩(wěn)定的工控機(jī)，其抗干擾能力強(qiáng)，能應(yīng)用于各種生產(chǎn)條件惡劣、情況變化復(fù)雜、干擾源多的環(huán)境，在鉆探工業(yè)中，更是需要這樣的工控機(jī)。系統(tǒng)的第二級為下位機(jī)。主要有各種數(shù)據(jù)采集傳感器、信號變送器、接近開關(guān)以及光電編碼器對鉆探作業(yè)中的壓力、鉆桿扭矩、鉆桿回轉(zhuǎn)速度、鉆進(jìn)深度等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；利用可編程的邏輯控制器及其關(guān)聯(lián)不見實(shí)現(xiàn)對各種鉆進(jìn)參數(shù)的信號的采集處理和信號輸出控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)鉆機(jī)鉆進(jìn)系統(tǒng)的自動控制。
4.3控制算法的設(shè)計(jì)鉆機(jī)為全液壓方式驅(qū)動，給進(jìn)系統(tǒng)采用的是先導(dǎo)式比例溢流閥對進(jìn)油缸的給進(jìn)力進(jìn)行控制，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用的是電控比例變量泵對液壓馬達(dá)的流量進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對回轉(zhuǎn)速度的控制。要想實(shí)現(xiàn)對鉆機(jī)的有效控制，達(dá)到鉆機(jī)自動化作業(yè)的目的，需要采取增量式PID控制算法。
4.4上位機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)鉆機(jī)鉆探工業(yè)中，要想實(shí)現(xiàn)對鉆機(jī)的控制，達(dá)到自動化的目的，上位機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)是十分重要的步驟。工業(yè)控制領(lǐng)域的上位機(jī)系統(tǒng)，目前廣泛使用的是組態(tài)軟件。組態(tài)軟件主要應(yīng)具備如下功能：能夠?qū)崟r(shí)傳輸設(shè)備運(yùn)行畫面，能夠使專業(yè)的操控人員隨時(shí)隨地的掌控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對工程細(xì)節(jié)、監(jiān)測參數(shù)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)、趨勢預(yù)測曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、操作記錄和報(bào)警情況進(jìn)行實(shí)時(shí)了解，而且還應(yīng)具備對裝置設(shè)備的控制操作。設(shè)備的啟動、停止以及參數(shù)的調(diào)節(jié)等控制操作均能通過上位機(jī)軟件完成，最重要的是上位機(jī)軟件還應(yīng)具備腳本編程能力，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)行策略的設(shè)計(jì)。
4.5集散式控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)中集散式控制系統(tǒng)最早出現(xiàn)在1975年，主要生產(chǎn)地在德國、美國等發(fā)達(dá)國家。其次在70世紀(jì)后期，我國大量生產(chǎn)行業(yè)漸漸將該技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)工作中，例如：工業(yè)生產(chǎn)、電力生產(chǎn)、石化生產(chǎn)、冶金生產(chǎn)等各個(gè)行業(yè)。
近幾年來，國內(nèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展將集散式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)推向巔峰，促使一批批優(yōu)秀企業(yè)崛起，這些企業(yè)就是通過研究集散式控制系統(tǒng)技術(shù)，將其運(yùn)用在生產(chǎn)發(fā)展中，使產(chǎn)品品種、數(shù)量不斷增多，而該技術(shù)逐漸接近國外技術(shù)水平。正是該技術(shù)，致使計(jì)算機(jī)技術(shù)可以更快、更穩(wěn)定的發(fā)展，集散式控制系統(tǒng)是對計(jì)算機(jī)影響較大、運(yùn)行速度較快的一種。對于FCS來講，雖然其性能較強(qiáng)、發(fā)展速度較快，但在傳統(tǒng)控制裝置中仍需要采用集散式控制系統(tǒng)對其進(jìn)行控制、修理。目前，工業(yè)自動化生產(chǎn)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)仍然是比較分散、連續(xù)性能較低等，采用集散式控制系統(tǒng)具備綜合性發(fā)展，還能對分散式系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
結(jié)束語
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以其強(qiáng)大的功能，在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域顯得愈發(fā)重要，目前已經(jīng)大舉取代原有的PLC（可編程控制器）在工業(yè)自動化領(lǐng)域的地位。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用，目前正在大范圍的擴(kuò)展，對我國經(jīng)濟(jì)社會的建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。
