工业自动化控制系统中计算机技术的

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摘 要:随着经济社会发展的转型升级,科学技术快速发展,工业生产正朝着智能化、自动化方向快速发展.在工业生产中,机器已成为主力军.在计算机和网络普及的今天,计算机技术在工业生产中的应用,大幅提高了生产效率,为生产自动化提供了基础.本文分析工业自动化内涵、组成与系统控制,最后分析了计算机技术在工业自动化控制系统中的使用.

关 键 词:控制系统;计算机技术;工业自动化

中图分类号:TP273

随着市场化改革的深入,市场上的竞争越来越激烈,对于制造业来说,采取有效的措施来提高生产效率,成为企业发展的重要途径之一.以信息技术为标志的现代技术的发展,使得工业生产的自动化趋势越来越明显.由于计算机技术具有灵活、开放的特点,因此,在工业生产领域得到了广泛应用.本文即分析计算机技术在控制系统中的应用.

1工业自动化生产技术的内涵

在工业生产领域,工业自动化技术是指综合利用控制理论、电子装备、计算机技术,以及相关工艺技术、仪器仪表等,对工业生产的全过程实施实时监测、控制,从而实现系统优化、合理调度,服务于管理和决策,实现提高产量、提升质量和节能降耗的目标,降低对环境的污染、保证生产安全,这样一种综合性的技术.

工业生产过程主要包括电冶金、石油化工、制药建材、油库粮库等生产,既可以为一个生产设备,也可以是一个工段,既可以是一条生产线,同样可以为是一个工厂、联合企业等.

工业自动化技术由硬件技术、软件技术和系统技术三部分,由这三部分组成.其中,硬件技术主要包括控制设备、执行器和变送器等.软件技术主要包括各种软件,比如控制软件、软测量软件和管理软件.系统技术主要包括各种集成技术,像硬件集成技术、软件集成技术,以及软硬件结合的集成技术.

在工业生产领域,应用工业生产自动技术,在提高企业员工整体素质、提升国家制造能力等方面具有重要作用,同时该技术也是调整产业结构、控制“高能耗、高消耗、高污染”重要手段之一.

2工业自动化控制管理系统

在工业自动化和智能化的构建中,控制管理系统发挥的作用很大,可以说起着关键性的作用.控制管理系统的内涵为:为了实现预定的目标,既定控制目标,需要应用一定的物理部件、软件系统,通过各种部件的有效整合,来实现对各种设备和控制对象的有效控制,以实现预期的控制目标.

当前,在工业自动化领域,控制管理系统分为四类,这四类均是有效的管理系统:

一是顺序控制管理系统:该管理系统具有一定编程设计,以工序或者时间为逻辑关系,逐步实现对生产设备、系统和对象的加工与处理,在工业生产领域,顺序管理系统的应用较为广泛,比如写字楼的电梯便采用了顺序控制管理系统.

二是过程管理系统.在工业自动化实现的过程中,过程管理系统可实现对压力、温度等物理量的闭环控制,从而保证工业生产化过程根据既定的程序和规律来进行,保证生产过程不出现障碍.

三是运动控制系统.运行控制系统是通过指挥和控制运动物体的位置、移动方向和转速等实现预期的安全操作管理目标,比如常用的调速管理系统.

四是监控管理系统.监控管理系统主要采用裁定、记录生产过程中的相关信息,通过客观记录生产过程,把生产过程中遇到的问题及时反馈、预报等.对于控制管理系统来说,常见的工作方法通常包括常规仪表控制系统、继电逻辑控制系统和拖动控制系统等,以及报警仪表、记录仪表和常规显示仪等.

在计算机技术突飞猛进的今天,在工业生产自动化中应用计算机技术,已经出下了不少的计算机控制系统和程序,比如FCS、DCS和PLC等.


3分布式控制系统的体系结构

在工业化自动控制系统中,分布式控制系统的出现,与计算机技术的发展密不可分,分布式控制系统实际上是一个中型计算机控制系统,通过该控制系统,由专业计算机负责工业生产过程中数据的采集、分析和处理,从而实现对生产过程的实时监管.

多级控制系统是在微型计算机系统基础上发展而来的,在系统中应用计算机技术,将会使系统变得更为准确与可靠.该系统的出现,与计算机技术的发展同样密不可分.对于集散型计算机控制系统来说,由于可以对生产过程、车间生产状态等数据进行实时的分析,因此能够把数据信息传递到前端的计算机上,在这一传递过程中,计算机的作用是对管理方面的工作,通过实施分散控制和集中管理,提高系统的稳定性和可靠性.而对于自动化分布式控制系统来说,最关键的是场控制器,一般带有I/O部件,可与生产过程直接相连接,实现对数据的采集和控制,通过事前设定的人机接口来发布指令,通过通信系统实现数据的传递、传输.

而现场控制器主要包括回路控制器,其中的内部算法可事先把程序作为功能块形式,存储于ROM之中.根据要求制定控制策略,并进行组态.PLC(可编程控制程序)是在继电器基础上发展而来的,用于存储逻辑、控制顺序,以及计算和运算等操作指令.而运动控制器主要用于控制运动部件的位置、转速等,一般包括变频器、伺服系统.而其中的现场总线,智能化的总线已经取代传统仪器,在很大程度上改变了传统信号和通信的标准.

4计算机控制系统在自动化生产中的使用

计算机技术与自动控制是计算机控制的基础,在工业生产中的应用,需要传感设备、总线传输、网络通信和系统软件的配合.自动化生产线是生产流程线,主要包括原材料输入、筛选、运输,以及元件装配、成品检验等环节,一个工业化生产线需要按照材料来分类,包括生产加工、分类处理、成型检测等,需要根据生产流程、产品设备等确定不同的加工工艺.

4.1可编程计算机控制器

PLC技术在生产中的应用,有力推动了工业自动化的发展,该技术取代了之前的继电器,从而实现了对控制器的控制.在计算机控制设备不断发展的形势下,PLC的功能设置将更加完善,从而可超越逻辑控制功能,实现实时控制与操作.4.2硬件设备的通用性

PLC硬件的具有标准化的特点,该类型的产品非常丰富,适用于各种生产过程,且硬件的功能强,种类多样,从而可构建各种大小不一的控制系统.在PLC终端接入、输出信号组件,便可构建一个PLC控制系统.而更改其中的一个控制系统,通过编程器修改即可,按照输入、输出组件与应用软件的不同,PLC硬件设备对于选定目标可实现控制.

4.3现场总线的应用

工业生产自动化生产系统中的现场总线,通过数字化通信测量控制设备可在生产现场使用,在自动化制造业中应用广泛.在传统测量控制器中置入现场总线,可使系统具备数字通信和计算能力,以简单的双绞线为介质,通过多个测量控制器,与计算机网络直接对接,完成自动控制.

比如现场总线令自动控制设备与系统,使二者具备了实时通信的能力,通过连接网络系统,如果发现信息网络中存在异常,则可发出警报,从而使得企业自动化生产的过程更加顺利,信息沟通更为便利和有效.企业在工业生产自动化系统中应用总线技术,是自动化生产的趋势之一,具有实时更新数据、数据交换和显示信息等特点.

4.4自动化系统的应用特点

(1)自动化系统的应用具有开放性的特点.对于现场总线来说,其具有开放性和公开性的特点,其中开放性是指能够连接所有的设备和系统,从而确保设备的正常运行.用户可按照自身的实际需求来组装不同的设备与系统,用于工作.

(2)自动化系统的应用具有互用性和可操作性的特点.由于系统设备之间通过设备之间的连接可构成一个数据传输和传送的系统,因此不同的设备可实现互相替换、替代.

(3)自动化系统现场总线具有功能自治和智能性特点.通过传感设备,现场总线可分析与监控分散于现场的设备,对现场设备进行自动控制,在任何时候均可诊断设备和系统的运行状态.

5结束语

随着经济社会的快速发展,信息技术日新月异的发展,工业生产的自动化发展趋势越来越明显.在工业生产自动化过程中,计算机技术有着重要的应用,可以提高生产的效率和效益.因此,探讨工业生产自动化控制系统中计算机技术的应用,意义重大.本文从工业生产自动化技术内涵、工业生产自动化控制管理系统和分布式控制系统的体系结构等方面分析了计算机技术的使用情况.

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