企业自动化控制范文

导语：如何才能写好一篇企业自动化控制，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：化工企业;自动化控制;运用

中图分类号:TQ042文献标识码：A

一、引言

随着社会主义市场经济的不断完善和发展，人们的生活水平不断提高，对化工产品的需求在不断提高。在这个背景下，我国的化工企业得到了飞速的发展，化工企业的发展规模越来越大，技术水平在不断提高，新的技术、工艺也在不断地应用到化工企业当中。在化工企业的发展中，自动化技术的日趋成熟以及化工企业提高了对自动化控制技术的重视程度，使得自动化控制在化工企业当中的运用越来越普遍。

二、化工企业自动化控制概述

与人工控制相对应的是自动化控制，是指在没有人参与的情况下，利用设备、仪器或装置把被控制的对象或者过程按照预先设定的程序运行。自动化控制经过了五次发展变革：第一代自动化控制系统是PCS，这是一个可以简单就地操作的气动控制系统，仅具备初步控制的能力；第二代自动化控制系统是ACS，是一种电流模拟信号，这个系统的运用，使得自动化控制能力进一步增强；第三代CCS，数字计算机应用促进了它的产生，是自动化控制领域的第一次革命；第四代是DCS，其产生得益于微处理器的广泛运用和半导体制造技术的成熟；第五代是FCS，它从DCS发展而来，被称作现场总线控制系统，是一种能够将控制设备与智能测量连接起来的具有双向传输功能，全数字式、多节点分支结构的通信链路数字运用系统。我国化工企业自动化控制的发展，是随着自动化控制五次变革一起成长的。二十世纪七十年代我国化工企业自动化控制进入到了发展期，到了八十年代，我国DCS系统也有了运用的案例，九十年代以来，化工企业DCS、FCS逐渐推广，并得到了普遍的运用。

三、化工企业自动化控制的运用

1.当前化工企业自动化控制运用研究的现状

从化工企业自动化控制运用研究的现状来看，我们需要保持足够的冷静，当前化工企业的自动化控制研究，仍然不能够满足处于快速发展过程中的化工企业对于自动化控制技术的要求。在化工企业提出需要更好地自动化控制技术时，研究界无法提供更好的解决方案。化工企业的自动化控制研究是一步一步走过来的，对自动化控制理论的研究，应当以化工企业的实际需求为准则，以市场为导向，合理分配科研力量，从而有效地开展专门的研究工作。当前自动化控制研究的方向，已经从过去单纯的机械式的控制转变为一种适应当前化工企业发展的实际运营情况的，结合了控制和管理为一体的具有综合性质的自动化运用系统。现代自动化控制研究建立在数学模型应用的基础之上，并且逐渐向微型计算机的推广运用方向发展。但是在企业自动化控制研究上也存在很大的问题，比如研究理论脱离现实，在某些技术层面的理论研究也十分的不规范，自动化控制理论研究的成果无法在实践中对企业自动化控制的运用进行切实的指导。

2.我国化工企业自动化控制运用存在的问题

（1）化工企业自动化控制运用流程不规范

在我国化工企业自动化控制运用当中大多属于独立开发出来的模型。这是因为自动化控制模型和独立开发出来的模型之间存在数据交换的情况，而且在上述两种模型与工业数据的之间也存在数据交换的情况，导致了自动化控制的运用流程存在诸多不规范的现象。上述两种模型在自动化控制的技术上虽然比较先进，但当它们之间存在数据交换的时候，反而在总体上不具备市场竞争力，多数自动化控制系统缺乏多种装置的流程模拟以及过程优化应当具备的工艺条件。

（2）化工企业自动化控制运用的规模较小

人们对于化工产品的需求越来越大，对化工产品质量的要求越来越高，对化工产品品种的种类的要求越来越多，这就使得我国化工企业化工工艺流程也越来越多，越来越复杂。有一些化工研究单位，虽然具备比较强大科研能力，但是并不具备将化工产品产业化所需要的资金，这就导致了这些化工科研单位所开发出来的自动化控制模型不具备通用性，使得化工产品的产业化规模较小。所以，如果将已有的自动化控制模型及优化技术产品化需要投入巨额的资金和大量的人力成本。

（3）化工企业自动化控制中质量控制的标准有待统一

在试验生产时，自动化控制中的质量控制首先就应当明确指标与属性。当前，我国没有统一的自动化控制质量控制的标准，这样既使得自动化控制的运用受到了很大的限制，而且也非常不利于化工企业自动化控制对化工工艺水平以及产品质量的提高。

（4）化工企业自动化控制系统程度不高

当前，我国大多数化工企业的自动化控制系统仍然采用常规的操作系统，这就导致了90%以上的自动化装置的作用无法发挥，既不能提高化工企业的生产效率，也极大地浪费了资源。因此，应当加强自动化控制系统的研究，开发出自动化控制集成化管理程度高的系统，从而提高化工企业的生产效率，节约资源。

3.发展化工企业自动化控制运用的建议

为了促进化工企业自动化控制的发展，满足化工企业生产的实际需要，就化工企业自动化控制的运用提出如下建议：

（1）加强化工企业自动化综合控制

一般情况下，化工企业具有比较大的规模，化工产品的经营范围也比较宽，这就大大增加了化工企业自动化综合控制的难度，导致了即使化工企业运用了自动化控制模型仍然很难对整个企业进行全面、有效地管理。所以，化工企业在不断提高自动化控制水平的同时，还应当综合运用信息网络技术、电子信息技术等，从这些方面加快企业自动化综合控制的建设进度，从而提高化工企业的信息集成化、管控一体化程度。只有加强化工企业自动化综合控制，才能提高化工企业的生产效率，才能使化工企业的控制管理水平达到最优。

（2）自动化控制研究应当符合市场要求

市场对自动化的控制研究具有导向作用，化工企业应当立足于市场，运用自动化控制技术充分了解并掌握企业市场的发展变动情况，对于市场的变化，及时、有效地作出应对。自动化控制研究只有符合市场的要求，才能使得自动化管理符合企业的发展，从而实现资源的优化配置。

（3）提高化工企业预警系统的自动化水平

化工企业在生产经营当中存在一定的危险。化工企业要想提前发现危险，将危险消除在萌芽状态，就应当提高预警系统的自动化水平。加强化工产品生产设备运行的安全性检测、自动报警等技术的开发，以确保化工企业在生产过程当中的安全运行。

四、结论

综上所述，经过这么多年来的发展，我国化工企业自动化控制的运用取得了一些经验，但是仍然存在许多的问题，需要我们这一代人进一步加强研究。自动化控制对于提高化工企业的工艺水平，优化产业结构，提升化工产品质量，改善劳动效率等方面，发挥了越来越重要的作用。自动化控制技术对于化工企业的发展提到了巨大的推动作用。化工企业要想在竞争越来越激烈的市场中求得生存和发展，应当不断地提高自动化控制运用的的水平，以提高自身的市场竞争力和经济效益。

参考文献：

[1] 方鹏迪,孙小方,陈武等.安全控制系统发展概述及其可靠性提高的研究现状[J].工业仪表与自动化装置，2011(1). 

[2] 胡恩燕.打造“品牌活动”创建一流协会——中国石油和化工自动化第九届年会侧记[J].中国.科技奖励，2010(8). 

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摘 要： 随着我国工业的发展，为了降低在生产过程中的成本，提高工业生产过程中的精确性，企业逐渐尝试使用自动化系统。在工业生产过程中，电气自动化技术的运用能够提高生产效率，对于企业的发展起到一定的推动作用，文章针对工业电气自动化系统的相关研究进行了探讨和分析，供相关的技术人员和管理人员参考。

关键词： 电气自动化；工业企业；效率提高；运用

1概述

工业电气自动化又称电气工程及其自动化，随着信息技术的到来以及数字信息技术的大幅度提高，随着我国工业化的快速发展，计算机信息技术以及软件技术在企业中运用迅速发展，企业的管理方式也在一定程度上不断提高，也在一定上促进了我国企业自动化的发展，由于工业电气在改革过程中涉及到的方面较多，随着工业发展，自动化技术随着朝着数字化以及信息化的方向进行发展。

2工业电气自动化的特点和设计原则

2.1工业电气自动化的特点

现代工业为在生产过程中，提高生产工作效率，提高产品的精准性，在工业发展的过程中，都会涉及到电气自动化，但是随着传统手工劳动的逐渐被提高以及现代大型设备的逐渐投入使用，在运行的过程中，由于设备较多，因此设备综合的负荷量也较大。因此工业电气自动化在工作过程中，其处理任务较大，如果在这个过程中，任何一个机电设备出现了零件的故障，对于整个生产设备都会造成较大的负面影响，因此应用自动化系统，需要保持自动化系统的稳定性，使得设备能够维持在一个正常水平，这样才能够将自动化系统投入到实际的生产过程中。

2.2工业电气自动化的设计原则

2.2.1优化供配电设计，促进电能合理利用

在设计中，首先需要保证良好的稳定性以及安全性，这也是企业在生产之前的保障和前提，因此在进行电气自动化的设计过程中，需要对整个电气环境进行充分的考察，针对在设计过程中不合理的位置和设计，需要及时的进行纠偏，使得电气设备能够符合相应的环境配套，各项设备都能够协调运作，同时自动化生产能够发挥出最大的经济型效益，在设计中，同时也需要考虑到设备运行的安全性，确保在安全的前提下发挥生产的最大效益。

2.2.2要不断提高设备的运行效率

机电自动化系统的运用目的是为了提高企业的生产效率，因此在电气运行中，对于能量的消耗以及能力和产品加工之间的比例进行计算，在电气设计过程中，需要最大程度的降低能量的消耗，从而降低企业的运行成本，在生产的过程中各个线路需要紧密结合，优化计算方式，选择性价比较高的设备，从而能够降低养护成本，最大程度的提高设备的利用效率。

2.2.3电气工程设计合理地调整负荷，提高设备的利用率

在日常生产中，安全是企业生产的核心，在企业使用电气工程中，需要最大程度的提高电能的质量，从而对负荷电力进行及时的调整，在系统的各个阶段，选择最佳的节能设备，采用合理的节能措施，从而发挥出设备最大的负荷能力，降低成本。

3电气自动化工程在工业中运用现状

电气自动化工程DCS系统：工业的发展以及工作效率的提高在一定程度上依赖于现代技术的发展，因此在现代化自动的控制过程中，采用信息技术的发展主要是取决于两个方面：首先在管理上，由于管理层面的控制，企业中各个部门都能够掌握到企业现代化信息的情况，采用软件设计并且和计算机连接，这样能够随时随地的对设备的新变化进行控制。其次在现代化的自动管理过程中，需要对设备的新变化进行不断深入的了解，发展横向的有效信息，这样才能够发挥出设备控制的重要作用，因此现代化的信息集成和自动化的关系是人们在电气设备过程中研究的重点。

4基于BIM技术电气自动化设计

流程BIM技术是信息模型的简称，这项技术不仅仅是一项单纯的技术手段，在具体的BIM技术中，很多新技术新手段运用到这项技术中，最终将多个管理共同组成一个信息模型，从而对相应设计人员和施工人员提供较为合理的信息模型，和传统的技术相比，BIM技术在一定程度上能够实现建设设计动态管理，能够为设计人员以及其他工作人员提供较为直观的设计和施工内容，同时能够帮助工程通过信息资源的整合，在管理中提供更多的优势。这种BIM技术经过100多年发展也取得较为突出的成就和发展，目前其机制和优势也逐渐体现出来，随着现代物理技术运用以及现代计算机科学技术的快速发展，其他遥感仿真技术也运用到BIM技术中，信息化的结果导致了BIM技术的制定在不断的完善和改革，这样对于BIM技术的应用推广也起到了巨大的推动作用。（1）三维建模技术，对于三维技术而言，是一项重要的技术手段，其应用价值也比较高，这是因为三维建模技术的应用能够使信息资源更直观的进行整合，在展现给使用者上能够更加直观。（2）仿真技术，对于BIM应用技术而言，方针技术也是应用上非常广的一项技术，当各种仿真技术以实体展示到设计人员的面前，设计人员通过计算机手段能够将书面的设计转化成立体形式，这样能够更好的促进设计人员发现设计和实际中的矛盾，可以采用更为优化的处理方式，因此仿真技术在BIM技术的运用中已经起到了加强的效果。（3）优化技术，具体而言，优化技术不是一项单纯的技术手段，在优化技术的实施过程中，也是涉及到了许多方面，同时优化技术还需要运用到运筹学的相关理论知识。（1）电气设计和效应是相互协调的过程，在电气设计过程中需要进行效应协调，这样能够解决在设计过程中的冲突问题。（2）对传统的二维图需要进行适当的调整，所以在进行电气模拟和电气创建的过程中，可以将传统的二维图转化成可视图形进行制作，另外由于生成的二维图和制定的设计常常不符合，所以需要对二维图形进行合理的调整，通过数据之间的变换，从而实现将各个专业之间进行有效的数据转换。

从上述中，BIM技术的施工图设计流程需要有以下几个方面的优势：（1）和传统技术相比，BIM技术能够按照设计的方式，能够有效实现各个专业之间的协调工作，对于数据之间的关联性能够有更高的提升，同时最大程度的提高电气设计过程中的设计质量，将设计过程中存在的错误因素降到最低。（2）通过上述的设计，使得在电气设计的过程中，工作量能够有所降低，在设计效率方面能够较大程度的提高，现代电气设计需要有效协调工作中的各种关系，最大程度的降低对电气专业的影响，将设计周期和工作周期缩短，对于提高工作效率有较大的帮助。（3）为设计优化提供了技术手段。电气设计中，建立的BIM模型，在这些类型的模型中，其中包含有大量的几何参担这些参数对于使用到电力和照明分析中具有非常大的优势，同时电气负荷和照明计算等设计也可以使用到这些参数。在电气设计中，BIM优势还是体现在二维设计上，相对于其他专业而言，本身电气专业和其他设计相互协调是一个非常复杂的工作，如果协调工作无法很好的完成，势必会造成返工现象的出现。在BIM技术的设计模式下，由于电气设计和其他设计可以理解为一个整体，电气设计也需要和其他模型相互结合，如果电气设计和其他方面的设计出现了冲突，那么冲突突出的部分可以直接的展示出来，并且可以及时的进行修改。在设计的过程中，各个设计部分还需要对设计模型进行有效的统一，从而最大程度的了解到空间分布的情况，例如针对确定变/配电室、各弱电机房以及电气部分之间的尺寸做好测量工作，这样能够解决和其他设计之间存在的冲突。

5电气自动化工程的发展趋势

5.1实现统一化的电气自动化控制系统

自动化控制系统作为系统产品的形式存在，在控制系统的研发和生产方面已经成为关键，为了实现自动化控制系统的统一管理，在产品的研发，产品的设计以及产品的包装方面都需要重点进行关注，同时需要重视的是自动化控制系统在生产过程中的标准，此类方针是促进自动化系统长远发展的重要举措，将研发系统和生产系统有效分离，能够实现分工明确，对于实现高效率的研发和生产有较大帮助。

5.2电气自动化工程控制系统的创新技术

市场经济的发展，带动了我国自动化控制系统技术也在一定程度上不断的进行改革和创新。在电气自动化技术的改革和创新的过程中，需要在前期有效接纳外来文化，能够将国外的先进技术引入到中国，随后进行不断的消化，企业根据自身的发展需要，不断的引进先进的技术，从而提高企业的实际自动化能力。其次，在目前全球经济一体化的背景下，需要不断的改革和创新，不仅需要引进和吸收，更重要的是加大科研投入，将研究的新技术为我所用，加大研究单位和企业之间的合作，才能够保证科研成果能够为企业所运用，就是政府需要充分的认识到电气工程系统在我国经济发展中的重要性，从而建立完善体系，需要充分认识到电气工程在制造业发展中的作用，从而在企业中进行全面推广，从而能够充分实现企业现代化管理。

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关键词：石油化工；仪表自动化；控制系统

石油化工企业的发展对国家的经济有着十分重要的影响，随着科技的不断发展，人们对石油化化工的要求在逐渐的增加，在整个石油化工的生产中，需要使用仪表自动化控制系统，这一系统随着石油化工企业的发展，要求在逐渐的增加，在这样的发展状态下，就需要进行改进，在企业生产的过程中使用的是智能化的仪表，也就是仪表自动化系统，这样的系统在整个功能上有了很大的提升，还在效率上也得到了极大的提高，这样对石油化工企业的生产是十分重要的，使用仪表自动化控制系统为石油化工企业的发展做出了贡献。

1 石油化工企业仪表的重要性

石油化工企业要想发展就离不开仪表，仪表系统在整个化工企业的发展中扮演着重要的角色，现在的石油化工企业生产已经逐渐的走向了现代化和数字化，数字化的应用提高了使用的效率，在仪表中除了使用数字化，还使用了智能化、网络化等手段，这样就可以很大程度的促进石油化工企业的发展。随着石油化工行业的不断发展，人们对石油化工仪表的要求在逐渐的增加，在这样的发展趋势下，对仪表进行了改进，尤其是自动检测仪，自动监测仪在性能上的改进是十分大的。

从现场的总线上来说，可以更好的适应了工业的生产，在性能上的提高使变送器也在不断的发展，这样对整个变送器来说也是十分有利的。现代化的自动化仪表在使用的过程中需要在安全性和稳定性上得到提升，这样就可以将整个石油化工企业的发展水平体现在仪表系统的使用上，因为自动化仪表的改进可以提升石油化工企业的生产侠效率，对整个生产有着十分重要的影响，需要得到我们的重视。

数字化仪表的出现不仅仅在性能上得到了极大的提升，在结构上也得到了极大的提升，数字化仪表在操作的时候变得更加便捷，因为现在的很多货物都是进出口贸易，这样对整个生产的要求就在逐渐的增加，在这样的情况下，就需要在产品的质量上有着严格的要求，尤其是在整体性上，需要将整体性总合的运用到仪表控制系统中，还要将在仪表的管理上加强，使用性能和结构较好的仪表，对生产的产品也是非常有利的，在质量上可以得到保证，这样出口到过国外的产品就会更加的受欢迎，对整个企业的影响也是非常大的，因此要使用较为先进的仪表自动化控制系统，这样对石油化工企业的生产是非常重要的。

2 石油化工企业仪表自动化系统的介绍

2.1 DCS（分布式控制系统）

在石油化工的生产中，使用的较为频繁的系统就是分布式控制系统和集中式控制系统，这两大系统在石油化工产业中是十分关键的。但是在我国的石油化工企业中使用的都是DCS系统，DCS系统在性能和结构上都有着一定听的优越性，相对于传统的仪表自动化系统来说，DCS系统在使用的过程中，使用了数字化和智能化技术，在兼容性上是非常好的，这样对整个企业的发展就有了要求，在整个企业的发展中，一定要有着足够的重视，兼容性的体现是DCS系统在功能上有着优越性的体现，在整个企业的生产中，需要将整个企业的发展作为重点，因此兼容性就变得十分重要，在企业的发展中，可以将本企业不同的型号的系统与厂商的DCS系统连接在一起，这样就可以形成一种控制体系，对整个企业的发展是十分有利的，在控制的时候也是非常便利的，提高了企业的生产效率，在出现问题的时候也可以及时的沟通，这样对整个企业的生产有着十分重要的影响。

2.2 新型DCS系统

DCS系统在石油化工企业的发展中是非常重要的，尤其是在炼油的时候，炼油是不能够离开DCS系统的，在生产的过程中，会生产出半成品和成品，在石油化工企业中使用DCS系统可以增加其控制能力，提高自动化的性能，石油化工企业的生产可以利用DCS系统进行石油化工的生产，应用DCS系统进行控制，在一定程度上能够更好的利用系统进行控制和管理，但是，还是有很多的企业在进行生产的时候无法更好的利用DCS系统的所有功能，导致自动化系统在使用的时候出现情况复杂的问题。我国在DCS系统生产方面也有很大的发展，在这种情况下，很多的软件开发更加适合于石油化工企业的生产，这样在功能方面也出现了更好的情况，同时在使用的时候可靠性也是非常高的。

3 具体分析

3.1 检测执行仪表方面

石化现场设备或者管道内界质温度一般都在-200～1800℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的，因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的，能抵御住高温，能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲，石化行业都以液位测量为主，并且除了浮力式仪表外，物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证，对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析，不能对环境造成污染。

3.2 控制策略

从如今的新一代DCS系统的变化可以看出，石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用，其都是以DCS为基础的控制，但也都可以独立控制。传统的生产过程都是一个装置一个控制室，但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制，并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主，这样能让公益操作人员轻松地进行操作。

石化装置的工艺过程复杂，很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升，若仅由DCS设备完成，则已经不能满足现在的要求了，如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实，而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产，还要在生产线的危险场所设置警报系统，一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下，对重要的工艺装置进行控制和检测。

4 结论

石油化工在生产过程中实现了安全生产，同时在控制方面也发生了很大的变化，因此，企业在发展过程中要不断提高自动化控制水平，这样能够保证企业在激烈的市场中获得更好的发展控制，提高企业的竞争力。

参考文献

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如今电气自动化技术已在三个方面取得了新的进展，它们分别是：综合自动化系统发展的方面，现场总线技术改变的方面和分布式系统控制技术应用的方面。为了满足各个行业之间以及各个部门之间的交流、通讯需求，于是在综合自动化系统方面做出了改革且取得了新的发展。综合自动化系统具有较强的综合性，结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化的特点，使得检测与控制可以一同进行，很大程度上提高了高压系统的控制、保护水平，提高了供电的质量，电压的合格率，减少了系统维护的工作量。现场总线技术的改变主要体现在灵感方面：一是现场总线的控制；二是，现场总线型传感器的改变。为了顺应国际发展趋势，要求现场总线技术必须发生改变。现场总线技术具有系统开放性、互可操作性、互用性、智能化、功能自治化的特点，且在系统结构方面具有高度的分散性，在对现场环境的适应能力上有着较以往而言相对较高的适应能力。其改革节省了硬件的使用与投资、安装的费用、维护的开销，使得电气自动化产品拥有了系统集成主动权，增强了其准确性与可靠性。分布式控制系统具有高可靠性、灵活性、开放性。易于维护、协调性高、控制功能齐全的特点，分布式控制系统支持带电热拔插，支持在线下载新增加的控制逻辑程序，支持在线添加IO模板。可以通过局域星型环网可以现实多个控制站共享数据，运用分布式控制系统可以使得扩展工程相对方便。

2电气自动化控制系统的发展趋势

对电气自动化控制系统进行创新性的改革，也是在对技术工艺和条件、管理结构、生产条件进行全面性的革新，是对各个行业的工作和环境的改善，也是对各个行业工作积极性和效率的提高。根据现今的发展趋势看来，电视自动化控制系统的发展方向主要体现在以下几点：

2.1电气自动化控制系统中，软件所占的地位逐步提升

由于当今时代电子信息化大背景的影响下，电气自动化控制系统的发展前景当然也少不了信息网络技术的应用与融合。随着OPC技术的发展、IEC61131标准的颁布、Windows平台的广泛应用，计算机的使用在促进电气自动化控制系统与信息网络技术的融合中起着重要的推动作用。OPC技术对电气自动化控制系统的影响具有基础性和革命性的特征。它能够有效的解决设备驱动程序开发过程中经常出现的异构现象，对现场总线系统中异构网段之间出现的数据交换问题进行快速的解答，可以作为访问专有数据库的中间件，为不同数据的集成提供便利，且能够有效的实现控制软件与硬件的分别设计。IEC61131标准使得其开发程序具有良好的结构，可以对程序进行完全的控制，支持复杂的顺序操作功能处理，支持数据结构。因此，网络信息技术在电气自动化控制系统中的广泛应用所取得的成绩与效果是不言而喻的，未来将软件在电气自动化控制系统中的地位逐步提高也是很有必要的。

2.2单一设备向应用集成系统转变

单一设备向集成系统应用的转变是未来电力自动化控制系统发展趋势的一个重点。软件和系统有机地集成到一个无缝的、并列的、易于访问的单一系统中，并使它们就像一个整体一样，进行业务处理和信息共享。具有完整、可靠、经济、安全、高效等特点，且促进了电力自动化控制系统的信息化、开放化、分布式。市场需求决定了电气自动化控制系统的这一发展趋势，网络信息技术又为其提供了重要的动力，在软件地位不断提高的情况下，完成单一设备向应用集成系统转变的必要性更为突出。

2.3电气自动化控制系统统一化

为了能够对电气自动化产品进行更好的维护、测试、设计等活动，就要实现电气自动化控制系统的统一化。这样不仅可以将开放系统独立出来，使其成为单个的个体，更便于操作，还对电气自动化控制系统的通用性产生了积极的效果。在未来的发展趋势中，实现电气自动化控制系统的统一化是不可避免的。

2.4电气自动化控制系统接口标准化

电气自动化控制系统接口标准化的实现为电气自动化控制系统中出现的通讯难问题提供了解决的方法。通过实现电气自动化控制系统的接口标准化，可以为企业间、厂家间以及企业与厂家间的数据共享、交换提供安全保障，且可以节约电气自动化系统的开发和维护成本。

2.5专业化人才培养

很多企业在员工的专业化水平培养方面不够重视，使得在企业发展的过程之中出现不必要的麻烦。因此，企业应当注重对员工的培训，无论是系统操作人员还是系统维护人员在员工培训这项工作上一定不能松懈，对员工的培训不仅仅是一种资金的支出形式，更多时候是一种对人才的投资，且有着意想不到的回报。提高技术人员的专业技术水平，使其能对本职工作产生深刻而透彻的认识，更好的将自身掌握的专业化知识运用到工作环节之中，从而使得电力自动化控制系统工作得到更大的提升与进步。

3结语

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一、我国危险的化工工艺改造现状分析

化工工艺的危险性是毋庸置疑的，其生产装置也存在着潜在的危险，一旦操作不当就会引发危险，因此，必须强化人们对危险的辨识能力，加强危险工艺的操作技术，控制危险装置的安全性，提高生产管理的水平，改善整个行业的本质安全，这对提高生产质量具有重要意义。随着科技的发展，我国的大部分化工企业的生产工艺水平迅速提高，对一些具有强放热反应的装置配备自动报警系统、连锁等安全的设施，改善了整个生产工艺的安全性，可靠性，参与推动危险工艺自动化改造工作的工程技术人员和安全管理人员也注意到，由于目前还没有出台有关涉及危险工艺生产装置自动化控制的国家标准或行业标准，推行过程中遇到了一些在技术上有争议的问题，所以，有必要进行工艺的改造，同时对传统的改造范围进行调整，使其与现代生产相适应，不断地完善和发展。

二、危险工艺范畴分析

1.具有危险性的生产装置

与硝化、氟化、磺化、氯化、氧化、裂解、重氮化等危险工艺相关的生产装置都具备潜在的危险性。

2.储存物质的设备

一些化学产品具有易燃、易爆、高毒的特征，其储存的装置都具有一定的危险性，或者是一些液化砌体具有高危性，必须采取必要的安全控制措施。

三、化工工艺危险性特点概述

1.高温高压下极容易爆炸

一旦达到爆炸所需的温度与气压，爆炸的极限就会扩大，一旦接触到氧气，就会在设备或者管道中爆炸，造成重大损失。

2.泄露导致爆炸

化工工艺所生产的产品均属高温高压产品，气体物料一旦从设备管线泄露会迅速膨胀，与空气中的氧气混合，形成爆炸物，一旦碰到静电或者火花就会引发大的爆炸。

3.积碳燃烧爆炸

气体压缩机等转动设备再高温下运行会导致油挥发出现裂解，管道内会形成积碳，其会自燃导致爆炸。

4.物理爆炸

所谓的物理爆炸就是在高温高压下设备金属材料会发生一定的蠕变，改变金相组织，钢材腐蚀会加剧，导致设备疲劳腐蚀，机械强度减弱，引起的爆炸。

5.液氮泄露导致的中毒爆炸

如果发现液氮大规模的泄露，就会形成低温云团，引起中毒事件，遇到明火还会发生爆炸。

四、比较普及的自动化控制方式

1.自动控制与安全联锁的作用

化工生产离不开高温、剧毒、高压、易爆、腐蚀等危险因子，这是必然的，自动化操作可以实现对工艺参数的严格控制，同时也避免了由于手动操作而带来的不安因素，降低劳动强度，改变传统的作业环境，可以更好地实现高质、高效、长期的安全运行质量。

2.较为常见的自动控制机安全联锁形式

化工装置属高危作业，因此，必须实行温度、压力、流量的自动控制系统，实行自动报警、联锁停车、实现化工工艺生产过程中的自动控制。目前的生产工艺水平下，常用的工艺过程自动化控制及安全联锁主要包括：

2.1分布式的工业控制微机系统

这一系统俗称DCS，也被称为分散控制系统，主要利用现代的网络通讯技术，将分布在现场的控制点、采集点与操作中心进行连接，实现集中管理的目的。

2.2可编程序控制器

也就是所谓的PLC，主要被应用于逻辑控制，顺序控制，在一些领域已经取代了继电器，在小规模范围内，可以实现过程控制。

2.3现场总线控制系统

俗称FCS，是基于现场总线的开放型自动化系统，被广泛的应用于多个控制领域，这是工业控制发展的必然方向，尤其是本质安全型的总线，比较适用于一些高危险性的工艺场所，降低危险性。

2.4各种总线结构的工业控制设备

俗称OEM,其以配置灵活，扩展方便，具有较强的适应力，可以实现集中控制。

五、改造危险工艺自动化控制的对策

1.对危险工艺单元进行定性和定量的分析

化工生产装置自动控制是技术相当复杂，全面的掌握系统的工艺特征，尤其是热力学的数据、动力学参数是实现自动化控制的基础，对于涉及到强烈反应的危险工艺单元，要对其热量做到心中有数，在缺乏动力学参数的情况下，至少应参照类似的反应体系，借助能量衡算建立一个简化的动力学模型，最终找到一个相对更加安全可靠的工作领域。唯有如此，实现自动化控制才更加可信，对于一些在异常情况下，会发生爆炸的装置，必须结合其具体的生产工艺，对其潜在危险性进行控制，对一些较为敏感的参数要采取实时监控的措施。

2.对相邻的情况进行全面的分析

如果在危险工艺单元选用DCS，那么该如何设置其他单元，很多化工企业在面对这一情况时都显得无奈，可以对整个车间的布局进行调整，将危险的工艺单元选在一个边缘的区域，降低对其他单元的影响，同时要采取隔离措施，在危险工艺单元相邻处布置危险相对较小的设备，操作与观测频率较低的设备，以此加以缓冲，此外，还应对原有的疏散通道进行调整，避免紧急疏散时通过危险性较高的区域。

3.调整安全规范操作规程与安全管理制度

采用自动控制工艺后，整个管理体系都发生了变化，要对传统的工艺进行改革，一些管理办法要进行重新的修订，使其适应现代工艺控制发展的要求。

六、结束语

综上所述，我们对化工企业的危险性有了新的认识，对实现自动化控制后的管理也有了新的认识，只有不断地提高管理水平，加强控制，才能实现现代化工企业的发展。

参考文献：

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关键词：电气自动化 控制系统 现状 前景

电气自动化控制系统在工业化产业中的地位随着经济的发展形势变得越来越重要。无论是在企业的运用中，还是日常生活的方方面面，都有着电气自动化控制系统的参与和运用。在企业中，电气自动化控制系统可以有效的帮助其加快自动化进程，节约企业在人力资源上的开支，提高生产和测量的精度，减少生产过程中事故的发生，促使企业获得更大的经济效益。在日常生活中，电气自动化控制系统在交通与服务方面的应用，为人们的生活提供了更多的方便，更便捷的服务。

1 电气自动化控制系统的现状

1.1 当前电气自动化控制系统发展的重点

将电气技术与计算机技术进行完美的融合，是当前电气自动化控制系统发展的主要方向，在此方向性的指引下，建立开放式的发展平台也是电气自动化控制系统当前发展的重点。对这一重点内容可以从以下四个方面进行论述：第一，在分布式控制系统和总线的开发与应用过程中，可以实现对信息进行的集中管理，且能够完成现场检测以及执行的工作；第二，电气自动化技术在信息技术不断发展的过程中完成了自己迅猛式的发展，信息技术不再只是对管理层级的渗透，而是渗透在整个自动化进程的过程之中，对其产生深远的影响；第三，随着IEC61131标准的颁布和实施，电气自动化控制系统的编程接口和语言标准得到了统一，改变了之前电气自动化控制系统在编程过程中运用大量时间的状况，将编程周期进行了有效的缩短；第四，充分发挥网络技术的优势作用，将网络技术最大限度的与电气自动化控制系统进行融合，使网络技术为电气自动化控制系统的发展提供帮助，如今Windows已经成为了工控标准平台。

1.2 电气自动化技术取得的新进展

如今电气自动化技术已在三个方面取得了新的进展，它们分别是：综合自动化系统发展的方面，现场总线技术改变的方面和分布式系统控制技术应用的方面。

为了满足各个行业之间以及各个部门之间的交流、通讯需求，于是在综合自动化系统方面做出了改革且取得了新的发展。综合自动化系统具有较强的综合性，结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化的特点，使得检测与控制可以一同进行，很大程度上提高了高压系统的控制、保护水平，提高了供电的质量，电压的合格率，减少了系统维护的工作量。

现场总线技术的改变主要体现在灵感方面：

一是现场总线的控制；

二是，现场总线型传感器的改变。

为了顺应国际发展趋势，要求现场总线技术必须发生改变。现场总线技术具有系统开放性、互可操作性、互用性、智能化、功能自治化的特点，且在系统结构方面具有高度的分散性，在对现场环境的适应能力上有着较以往而言相对较高的适应能力。其改革节省了硬件的使用与投资、安装的费用、维护的开销，使得电气自动化产品拥有了系统集成主动权，增强了其准确性与可靠性。

分布式控制系统具有高可靠性、灵活性、开放性。易于维护、协调性高、控制功能齐全的特点，分布式控制系统支持带电热拔插，支持在线下载新增加的控制逻辑程序，支持在线添加IO模板。可以通过局域星型环网可以现实多个控制站共享数据，运用分布式控制系统可以使得扩展工程相对方便。

2 电气自动化控制系统的发展趋势

对电气自动化控制系统进行创新性的改革，也是在对技术工艺和条件、管理结构、生产条件进行全面性的革新，是对各个行业的工作和环境的改善，也是对各个行业工作积极性和效率的提高。根据现今的发展趋势看来，电视自动化控制系统的发展方向主要体现在以下几点：

2.1 电气自动化控制系统中，软件所占的地位逐步提升

由于当今时代电子信息化大背景的影响下，电气自动化控制系统的发展前景当然也少不了信息网络技术的应用与融合。随着OPC技术的发展、IEC61131标准的颁布、Windows平台的广泛应用，计算机的使用在促进电气自动化控制系统与信息网络技术的融合中起着重要的推动作用。

OPC技术对电气自动化控制系统的影响具有基础性和革命性的特征。它能够有效的解决设备驱动程序开发过程中经常出现的异构现象，对现场总线系统中异构网段之间出现的数据交换问题进行快速的解答，可以作为访问专有数据库的中间件，为不同数据的集成提供便利，且能够有效的实现控制软件与硬件的分别设计。

IEC61131标准使得其开发程序具有良好的结构，可以对程序进行完全的控制，支持复杂的顺序操作功能处理，支持数据结构。

因此，网络信息技术在电气自动化控制系统中的广泛应用所取得的成绩与效果是不言而喻的，未来将软件在电气自动化控制系统中的地位逐步提高也是很有必要的。

2.2 单一设备向应用集成系统转变

单一设备向集成系统应用的转变是未来电力自动化控制系统发展趋势的一个重点。

应用集成系统由数据库、业务逻辑、用户界面三个层次组成，它可以将各个不同平台、用不同方案建立的应用软件和系统有机地集成到一个无缝的、并列的、易于访问的单一系统中，并使它们就像一个整体一样，进行业务

处理和信息共享。具有完整、可靠、经济、安全、高效等特点，且促进了电力自动化控制系统的信息化、开放化、分布式。

市场需求决定了电气自动化控制系统的这一发展趋势，网络信息技术又为其提供了重要的动力，在软件地位不断提高的情况下，完成单一设备向应用集成系统转变的必要性更为突出。

2.3 电气自动化控制系统统一化

为了能够对电气自动化产品进行更好的维护、测试、设计等活动，就要实现电气自动化控制系统的统一化。这样不仅可以将开放系统独立出来，使其成为单个的个体，更便于操作，还对电气自动化控制系统的通用性产生了积极的效果。在未来的发展趋势中，实现电气自动化控制系统的统一化是不可避免的。

2.4 电气自动化控制系统接口标准化

电气自动化控制系统接口标准化的实现为电气自动化控制系统中出现的通讯难问题提供了解决的方法。通过实现电气自动化控制系统的接口标准化，可以为企业间、厂家间以及企业与厂家间的数据共享、交换提供安全保障，且可以节约电气自动化系统的开发和维护成本。

2.5 专业化人才培养

很多企业在员工的专业化水平培养方面不够重视，使得在企业发展的过程之中出现不必要的麻烦。因此，企业应当注重对员工的培训，无论是系统操作人员还是系统维护人员在员工培训这项工作上一定不能松懈，对员工的培训不仅仅是一种资金的支出形式，更多时候是一种对人才的投资，且有着意想不到的回报。提高技术人员的专业技术水平，使其能对本职工作产生深刻而透彻的认识，更好的将自身掌握的专业化知识运用到工作环节之中，从而使得电力自动化控制系统工作得到更大的提升与进步。

3 结语

总而言之，在以市场为导向的时代大背景下，电气自动化控制系统的发展也必须遵循市场发展的规律，以市场需求为基准来进行技术的创新和发展，面对发展做出不同的更新应对措施，才能得到更好的发展。

参考文献：

[1]周佳，周晓宇.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].电源技术应用，2013（12）.

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关键词：工业机器人 自动化控制 实际应用

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（b）-0104-02

工业是一个国家发展的根本，机器人自动化是工业发展的命脉。加强工业机器人的自动化有利于工业的迅猛发展。虽然我国对工业机器人自动化控制领域加大了投入力度，但是工业机器人在自动化控制领域的应用依然存在诸多问题，不仅阻碍了工业机器人自动化控制的发展，还造成了工业自动化生产的滞留，极大地限制了工业的发展。俗话说：“工欲善其事必先利其器”，强化工业机器人自动化控制能够最大限度地提升我国工业的发展。该文对工业机器人在自动化控制领域的实际应用研究进行分析。

1 工业自动化控制功能和特点

1.1 工业自动化控制功能

机器人自动化控制能够实现再现示教功能，机器人能够通过指令完成相应的示教过程，先将位置、速度、动作的代码输入进机器人控制系统，指令存在存储器里，控制系统将代码通过指令的方式传输给机器人操作系统，从而实现了示教的再现。其次，控制运动功能，是指通过操作系统对机器人的速度快慢、动作形态进行控制的功能[1]。

1.2 工业自动化控制特点

工业自动化机器人能够解放人类的劳动力，能够完成一些人类完成不了的危险和困难的任务。机器人与力学和结构学有着紧密的联系，要对其状态进行描述可通过坐标的方式，并通过改变相应的坐标控制机器人的动作。其次，工业自动化机器人需要赋予其智能任务，其才能够按照人类的意识行动。改变工业自动化机器人的参数，其状态会随之变化，动作也会随之变化。可以通过信息库对机器人进行操作、管理、决策。

2 组成和控制方式

2.1 机器人的组成

机器人主要由控制系统、驱动系统、主体构成，主体包括手部、腕部、臂部，机器人的手部一般只有4～7个自由度，腕部只有2～3个自由度，臂部一般只有4～5个自由度；驱动系统包含动力机构和传动装置；控制系统是对操作系统和驱动系统的控制。主要的装置包含计算机控制、示教盒、传感器接口、轴控制器、辅助设备控制等。其相应的作用为使用微处理器和微型计算机进行指挥和调度机构；通过记忆设备和人工示范，实现人机交互；传感器相当于人的感知器官，如听觉、视觉、触觉等，传感器是感应控制机器人的速度、位置和状态的设备；控制配合机器人运动的辅助设备。各个装置能够独立工作、互不干扰，但是能够相互制约、相互协调，才能够实现机器人的自动化[2]。

2.2 机器人控制方式

其一是智能控制，机器人能够通过传感器接收周围环境信息，并传输到控制系统，控制系统分析并传输相应的操作指令，使得机器人能够智能自动地学习和适应环境。其二是触觉控制，机器人在进行工作时，要求提高机器人的效率、准确度、安全，通过触觉的方式感知周边环境的影响，并做出相应的动作；其三是示教控制，要求机器人的运动、行为、速度等都要有规范的动作，其位置和状态都要控制；其四是点位控制，工业机器人在工作时，要求机器人能够独立判断目标与自身的距离，并选择一条最近的道路进行工作[3]。

3 PLC技术应用于机器人

PLC技术应用于机器人主要是在过程控制、信息控制、顺序控制、远程控制、运动控制5个方面。其一，在过程控制，主要是对机器人进行模拟量的控制，例如温度、压力、电压、电流等进行实施分析，并做出相应的措施，改变当前情况，且具有较为理想的效果；其二，信息控制，是指控制机器人的信息传输系统，主要有传输、处理、存储、采集等，并且还具有信息自动分析的功能，PLC的应用在工业机器人自动化方面做出巨大的贡献；其三，顺序控制，其摆脱了传统的顺序控制系统，其能分析任务的主次先后顺序，并能够实现先后顺序任务的操作；其四，远程控制系统，PLC通过互联网、移动终端和智能终端能够实现对工业机器人的远程控制，即是通过远程传输信息技术对机器人进行控制和传输操作指令；其五，运动控制，PLC技术能够实现机器人准确操作、要求机器人的精确度要高，PLC可以通过控制对象的运动轨迹实现准确操作。PLC技术在工业机器人的应用越来越广泛，其技术越来越成熟，相信未来PLC技术必将使得工业机器人越来越智能、越来越自动化。

4 应用机器人的领域

随着科技水平的不断提高，应用机器人的领域越来越广泛。工业机器人能够代替人类开展一些高热、低温、有毒、有害、危险、繁重的任务，也能完成一些人类完成不了的任务。换句话说，机器人是代替人类完成环境恶劣的工作。

其一，工业领域，主要应用在焊接机器人、材料搬运、检测、装配、喷漆和喷涂。焊接主要是把重量较大的器件实现焊接，例如船体的焊接，又或者高温的焊接环境；材料搬运是把人类搬运不了的物品进行搬运，也能够重复完成枯燥的搬运任务，例如快递分拣和包装等，使用机器人能够提高搬运的效率；检测是进行微波、紫外线等人类无法检测的任务；装配是指利用机器人进行繁杂、烦琐、枯燥、重复的装配任务；喷漆和喷涂把机器安装在轨道上，使其能够方便行动[4]。

其二，医疗领域，工业机器人在医疗方面主要是进行细微的手术，现今世界上已成功实现了首例智能机器人的手术，虽然手术较为简单，但是其能够w现智能机器人的发展，其能够实现病人的康复、转运、救援、手术等，包括智能机器床、智能机器手术台等智能设备。

其三，服务行业，服务行业也逐渐开发符合自身发展的智能机器人，现今我国部分服务企业已使用了智能机器人进行服务。例如，我国某咖啡厅已使用智能机器人进行服务，因为其智能机器人新颖，吸引了不少上门体验的顾客，还有某公司已使用智能机器人进行前台服务[5]。

5 结语

工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。综合上述，我们对工业机器人自动化的功能和特点、机器人的组成和控制方式、PLC技术应用于工业机器人、工业机器人应用的领域都有了深刻的认识。通过该文的阐述，希望能对工业机器人自动化控制的相关部门提供有效帮助，从而提高工业机器人自动化控制的效率，进而使得工业机器人更加智能和自动。

参考文献

[1] 李璞，冯博.农业机器人运动轨迹控制仿真分析――基于遗传算法优化和RBF网络逼近[J].农机化研究，2016，1（12）：46-50.

[2] 柳倩，桂建军，杨小薇，等.工业机器人传感控制技术研究现状及发展态势――基于专利文献计量分析视角[J].机器人，2016，3（5）：612-620.

[3] 曾庆龙.解放双手，因我而变――智能机器人在自动化包装领域的应用技术[J].上海包装，2015，12（2）：6-9.

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关键词：电气自动化、控制技术、系统设计

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

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

前言：

目前，国内外高校都在积极研究、探究高效的面向工程应用的教学模式。面向工程应用与工程专业国际认证，创新构建符合现代教育要求的综合实践教学系统也是当务之急。本文完成的创新控制技术综合实验系统的设计，正是顺应了高等工程教学的发展趋势。该设计既能完成基本电机控制、电器控制技术、可编程控制技术、人机界面组态技术、基于 PC 的软逻辑（软PLC）控制技术、计算机控制技术等实践教学的实验工作，又能拓展为面向现代自动化应用技术，开放、开发型的综合技术应用平台。

1、 工业控制技术综合实验装置设计原则

1.1 工业控制技术综合实验装置设计原则

1.1.1借助实验手段的多样性，实现对学生的创造性思维培养

实验系统中的测控对象，可用不同的技术手段或方式进行测控，这样可给学生一个多自由度的测控技术想象空间。彻底摆脱传统测控实验中，控制方法或方式的单一性，解决了传统单一方法测控实验限制学生思维方式的问题。学生通过这样的培训在了解不同的测控技术与方法的同时，还能进一步的分析各种测控方法的性能、难易程度等综合因素，使学生应用技术的分析、比较、综合能力得以提高。

1.1.2增强实验项目开放性，为强化学生动手能力的培养提供条件。

模块式的设计可以实现各种控制方式方便的、多变化的、全新的软、硬件组合，同时界面之间的接口留有余地，可任意扩展，为学生提供了控制实验、设计开发实验的开放性平台。也为教师的科研开发提供了适宜的空间。应用中，积极鼓励学生在完成教学要求实验的基础上，自主设计实验、开发实验。

1.2 工业控制技术综合实验装置创新点

现代工业控制技术开放型实验装置设计注重开放性、可扩充性；注重利用与挖掘实验设备的潜力，最大限度的提高设备利用率；注重实验系统设计的复合性，从而提高实验空间的使用效益；注重实验手段的多样性设计，为学生解决实际工程问题提供丰富的想象空间。注重将自动化的最新技术引入到实验系统中来，以弥补当前教材建设滞后应用技术的不足，最大限度地缩短学生适应未来实际工作的过渡过程。

2. 工业控制技术综合实验系统设计内容

工业控制技术综合实验装置基本覆盖了当今自动化控制技术的各种技术手段，基本内容见图 1 所示，其中上部分为控制器部分，下部分为控制对象，实验中各种控制器之间可组合成综合性实验。

图1工业控制技术综合实验装置系统

2.1常规电器与智能电器原理与应用控制部分

实验系统可提供多块常规控制电器实验模板、LOGO智能控制器实验模板。根据配置可完成常用控制电器如按钮、时间继电器、热继电器、电流继电器、电压继电器、行程开关、接近开关、中间继电器、接触器以及智能控制电器 LOGO 等的应用技术实验。

2.2变频器应用控制技术部分

系统配备变频器控制模板，三相交流电动机，该部分与常规电器、智能控制电器配合，可完成变频器的面板控制、变频器的远动分段控制等实验。

2.3可编程序控制器部分

可编程序控制器部分组成见图2 所示，该部分配备可编程序控制器控制实验模板,与典型工业控制模板系列( 控制对象) 、变频器控制模板、三相交流电动机、常规电器与智能控制电器配合, 可完成可编程序控制器编程技术实验及综合应用技术实验等。

图 2 可编程序控制器部分基本组成图示

2.4人机界面(组态软件)技术部分

人机界面(组态软件) 技术实验部分见图 3 所示，该部分配置了编程计算机、触摸屏和人机界面(软件 )技术，可完成可视化控制技术的基础性实验；配合 PLC 可构成上下位机控制。

图 3 人机界面技术部分基本组成图示

2.5 PC总线技术实验部分

PC总线技术实验部分见图 4 所示，该部分配置了计算机、PC总线板卡以及人机界面(组态软件)软件，与典型工业控制模板系列( 控制对象)、变频器控制模板、三相交流电动机、常规电器与智能控制电器配合,可完成基于 PC 控制技术实验及部分综合性应用技术实验等。

图4PC 总线技术实验部分组成示意图

2.6工业以太网技术部分

工业以太网部分选用先进的现场可编程 Ethernet总线适配器，其数据传送速率为 10M bit/s ，配置现场组合式 I/O。开关量 I/O：8/8（24V）；模拟量：4 路AD、2 路DA（0-10V）。

3. 工业控制技术综合实验系统实验项目

工业控制技术综合实验装置功能：实验设计面向当今的自动化应用技术，可完成各种常规工业控制器如计算机控制、可编程控制器控制技术、总线控制技术等。可完成自动化、电气工程及其自动化、机电一体化等相关专业部分课程如“电机与拖动”、“可编程控制技术”、“电气控制技术”、“计算机控制技术”等课程的相关教学实验。特别是系统提供开放式实验教学与设计型实验支持，适合当今教育教学的知识整合与创新实验设计。基本控制实验项目可达 60 多个，系统设计模式是开放的，因而支持用户进行新实验的自主开发设计。

工业控制技术综合实验装置完成的主要实验项目分析如下。

3.1基于电器的控制实验

典型电器与智能电器原理和应用技术实验包括交流电动机的启动控制实验、交流电动机的正反转控制实验、具有过载保护的电动机的正反转控制实验、接触器、按钮连锁的正反转控制实验、交流电动机的启动综合实验、变频器面板控制应用实验、变频器外部分段控制、外部模拟量控制应用、LOGO 控制器应用实验等。

3.2基于可编程序控制器的实验

3.2.1实验模板系列实验

包括电机控制实验、天塔之光实验、抢答器实验、交通灯自控与手控实验、水塔水位自动控制实验、自动成型机实验、自控轧钢机实验、多种液体自动混合实验、自动送料装车系统实验、邮件分拣机实验、多级供电线路的机电保护、供电主接线运行实验等。

3.2.2实际接线系列实验

包括交流电动机的启动控制、交流电动机的正反转控制、具有过载保护的电动机的正反转控制、接触器、按钮连锁的正反转控制、交流电动机的启动综合实验。

3.3基于计算机的可视化（组态技术）控制实验

3.3.1实验模板系列实验

包括电机控制实验、天塔之光实验、抢答器实验、交通灯自控与手控实验、水塔水位自动控制实验、自动成型机实验、自控轧钢机实验、多种液体自动混合实验、自动送料装车系统实验、邮件分拣机实验、多级供电线路的机电保护、供电主接线运行实验等。

3.3.2实际接线系列实验

包括交流电动机的启动控制、交流电动机的正反转控制、具有过载保护的电动机的正反转控制、接触器、按钮连锁的正反转控制、交流电动机的启动综合实验。

3.4综合开发与开放性实验

PLC 与变频器的组合控制技术实验、PLC 与 MCGS组态软件综合实验、变频器与计算机组态软件综合实验等。

3.5 工业控制网技术(含分布 I/O 配置、现场编程技术、以太网通讯技术与组态技术)。

基于工业以太网的分布 I/O 控制技术或基于现场总线技术的分布 I/O 控制技术实验。

4、结语：

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关键词：节能；变频调速；工业电气自动化控制

说到变频技术，大多数人都会联系到其在空调中的运用，事实上，由于变频器的价格逐渐降低，而且其在节能方面具备突出优点，因而在当前的工业发展中变频技术的应用已经十分广泛，本文所要探讨的，正是变频调速在工业电气自动化控制中的运行，究竟什么是变频调速技术；变频调速的工作原理又是什么，变频调速是怎样实现节能的；它在工业电气自动化控制系统的运行情况又如何？接下来，笔者将一一为您解开这些问题。

一、变频调速技术的基本情况

（一） ﹑变频调速的定义和应用范围

变频调速，英文名为variable frequency control，指的是通过改变电源频率的方法来对电动机转速进行调整的一种技术，它的运用可以使调速更加连续平滑。实践证明，交流电动机的最佳调速方案就是使用变频器和节能变频器，因此变频调速技术在同步电动机和鼠笼型异步电动机中使用比较普遍。当然，除了优良的调速性能外，变频器还具备节能的功能，因此大多数企业在进行技术改造或者进行产品的更新换代时都会采用变频器作为调速装置。在中国，变频科技被广泛用于纺织﹑化纤、石油、建材﹑冶金、化工、市政、造纸、饮食、烟草以及电力等多个行业。由于我国是能耗大国，所以相对于变频器的调速功能，我们关注更多的是它的节能优点。变频器是如何实现节能的呢？

（二） 、变频器的工作原理

在了解变频器节能的秘密前，我们先来看看三相异步电动机转速公式，三相异步电动机的转速公式为：n=60f（1-s）/p ，其中f指的是供电频率，p指的是电动机的极对数，而s则指的是转差率。从这个式子我们可以发现，只要改变供电频率、电动机的极对数和转差率这三者中的任何一个，都可以实现转速的改变。调速的方法有很多种，关系到能量消耗的转速方法是这两种：高效调速法和低效调速法，其中高效调速时转差率不发生变化，因此并不产生转差损耗。而变频调速恰好就是最典型的高效调速方法之一。一般情况下转差损耗会随调速范围的扩大而增加，如果调速范围较小，理论上而言能量损耗也不会太大。变频技术正是利用高效调速是调速范围小这一点来实现节能的。

当然，这只是理论上的结论，变频技术要真正实现电气自动化系统的节能，还要参照其具体运行情况。下面就让我们看看变频调速技术在工业电气自动化控制系统中是如何运行的吧。

二、变频调速在工业电气自动化控制中的应用

当前变频技术在我国的多个领域内都有运用，笔者将列举其高温高压染色机系统﹑抽油机节能系统以及矿井提升机电控系统中的应用来揭示其节能环保和加速工业电气自动化的功能。

（一） 、变频调速在高温高压染色机控制系统内的应用

众所周知，印染业想来以高能耗闻名，传统的人工操作系统不仅效率低，而且对水、电资源的消耗非常大，为了转变这一控制模式，当前已经有一些印染厂将变频调速技术引入到控制系统中来，以PLC与变频器相结合的控制方式取代原有的人工操作来实现对系统优化节能设计。

具体说来，高温高压染色系统主要是通过在系统中加入变频器微机集中控制系统来实现节电功能的，即通在原有的系统中设置由数个变频器组成的集中控制来实现节能。

除了实现节能之外，PLC与变频器相结合的新系统还有助于提高控制系统的自动化。控制系统在运行时，首先PLC的A∕D模块采集对温度进行采集，然后将温度转换成频率，用F/V的方式来控制主泵的转速。系统通过温度采集模块对染机内温度变化数据进行实时采集，然后再将转化后的数据与设定值进行对比，控制器再根据比较情况调节变频器的输出运行，使布匹根据机缸温度的变化进行平稳运动，防止堵布现象的发生，确保生产的顺畅。

（二） 、变频技术在抽油机节能系统中的应用

近年来，高能耗与低产出的发展模式开始限制油田的进一步发展，尤其是在一些稠油、低渗透油田采注活动中，能耗问题更为严重，为了转变这一局面，部分油田开始改进设备，采用使用了变频技术的抽油机来达到降低能耗的目的。

在这种新型的抽油机节能系统中，整个系统将各项功能进行模板分区，使得各部分既相互独立又相互配合来实现系统的整体功能。

整个系统分为主电路和控制电路，其中主电路采用的是交一直一交电压型逆变电路来实现电能从电网到电机的传递；而控制电路与主电路配合，实现系统的控制、调参、显示、检测、故障保护等功能。正是这种独特的继电接触控制线路，使得设备可以在变频和工频模式之间灵活切换，避免因长期处于工频模式而导致能源浪费。

变频技术的主要功能其实还是在于调速，虽然当前我们更关注的是它的节能功效，但是也应该意识到它的调速功能对工业电气自动化控制的促进作用，下面笔者将论述其在矿井提升机电控系统中的运用来说明其对工业电气自动化系统的重要性。

（三） ﹑变频调速技术在矿井提升机电控系统中的具体应用

变频调速技术在该系统中的使用除了节能之外，更重要的是保护系统，这种保护作用主要体现在如下方面：

1.深度指示器的失效保护

因为提升机的多项保护都是建立在行程分析基础上的，如果深度指示器失效，那么数据将无法正常显示，这样便会导致多项保护无法展开，为提升机的运行埋下了安全隐患。因此，必须对深度指示器进行失效保护。

具体的操作方法如下：电机在起动后，系统将所有采样周期内旋转编码器所发送的脉冲数进行累加，并将采样前和采样后的数值进行对比，如果数值没有任何变化，则意味着深度指示器失效了。一旦发现比对数值没有变化，系统会首先查看提升容器是否已进入爬行区，若尚未进入，便发出声光报警信号作为提醒；如果已进入，则启动安全制动，同时进行声光报警。

2.等速段超速保护

如果等速段提升容器的运行速度过快，对系统进行紧急制动时就很可能产生极大的冲击力，对提升系统造成损害。因此在实践中要加强对等速段的保护。一般而言，如果速度检测机构检测到提升机速度超过了额定速度的15%时，便会自动断开安全回路，进行紧急制动状态。但是在实际的保护中也分为两个阶段：超速10%并超过了设定时间时，系统发声光报警信号以提醒司机进行制动；运行速度下降到正常等速段速度标准时，报警信号会自动解除。如果在报警后司机未采取相应的制动措施，而且此时的提升速度也没有降低，那么系统将自动进入安全制动状态，这样就可以避免因紧急制动对提升系统造成危害。

3.减速段的超速保护

在提升机运气的全过程中，减速段的正常与否十分重要，因为它直接关系着提升机最终能否安全停车，为了减少提升事故的发生，必须重视对减速段的超速保护。具体做法如下：在提升容器运行的过程中，PLC对其运行速度进行连续采样，并将其与内部给定的速度之间进行比较，如果采样速度超过了给定速度的10%时，PCC控制系统会自动报警并立即进入安全制动状态，确保提升机在减速段的运行速度符合要求。

以上便是节能环保背景下变频技术在工业电气自动化控制系统中的一些常见应用情况，从上文我们可知，工业自动化有利于变频技术的应用，而变频技术的应用也能推动工业自动化的进程，促进节能环保目标的实现。

总结：

总而言之，要实现工业自动化的节能，最好的办法就是在系统中采用变频调速技术，变频调速技术的合理使用，一定会使我国工业的现代化发展更符合时代主流，使得我国的工业产业能够更好地履行自己的社会责任，为节能环保贡献出自己的力量。

参考文献：

[1]赵想世.变频器在工业自动化控制系统应用中的注意事项及其基本选型，[J] 电气传动自动化，2011（33）

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关键词：控制系统；自动化控制；环保

中图分类号：TP27 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）06-0314-02

1 引言

锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有锅炉每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。

2 锅炉控制系统的一般结构与工作原理

锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由一次仪表、现场机、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分，手动控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变频器、滑差电机及阀等，自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，以免锅炉发生重大事故。

微机控制系统由工控机、显示器、打印机、手操器、报警装置等组成，能完成对给水、给煤、鼓风、引风等进行自动控制，使锅炉的汽包水位、蒸汽压力保持在规定的数值上，以保证锅炉的安全运行，平稳操作，达到降低煤耗、提高供送汽质量的目的，同时对运行参数如压力、温度等有流程动态模拟图画面并配有数字说明，还可对汽包水位、压力、炉温等进行越限报警，发出声光信号，还可定时打印出十几种运行参数的数据。以形成生产日志和班、日产耗统计报表，有定时打印、随机打印、自定义时间段打印等几种方式。

3 锅炉控制系统中各控制回路的介绍

锅炉控制系统，一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器水位、除氧器压力等控制系统。锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统，它以蒸汽压力作为能量平衡指标，不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量，同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。

3.1 锅炉给水控制回路

给水自动调节的任务是使给水流量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水位在允许的范围内。给水自动调节的另一个任务是保持给水稳定。在整个控制回路中要全面考虑这两方面的任务。在控制回路中被调参数是汽包水位，调节机构是给水调解阀，调节量是给水流量。 对汽包水位调节系统产生扰动的因素有蒸发量、炉膛热负荷（燃料量），给水量。

由于给水调节对象没有自平衡能力，又存在滞后。因此在一般锅炉控制系统中汽包液位回路采用闭环三冲量调节系统。所谓三冲量调节系统就是把给水流量，汽包水位，蒸汽流量三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。

锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路，因为汽包内压力较高，要给锅炉补水必须提供更高的压力，给水压力回路的作用是提高水压，使水能够正常注入汽包。但在蒸汽流量未达到满负荷时，对给水流量的要求也不高。在老式的锅炉系统中一般采用给水泵一直以工频方式运转，用回流阀降低水压防止爆管，现在一般采用通过变频器恒压供水的方式控制水压，具体实现方式是：

系统下达指令由变频器自动启动第一台泵运行，系统检测给水管的水压，当变频器频率上升到工频时，如水压未达到设定的压力值，系统自动将第一台电机切换至工频直供电，并由变频器拖动第二台水泵运行，如变频器运行到工频状态时供水母管压力仍未达到设定压力值系统自动将第二台水泵切换至工频直供电，再由变频器拖动第三台运行，依次类推，直至压力达到设定值。若锅炉需要的给水量减少，变频控制系统可自动降低变频器的运行频率，如变频器的频率到零仍不能满足要求，则变频器自动切换至前一台水泵进行变频运行，依次类推。变频恒压供水控制系统的实质是：始终利用一台变频器自动调整水泵的转速，切换时间以管网的实际压力和设定压力的差值决定，同时保证管网的压力动态恒定。值得注意的是为了防止变频器报警停机或其他故障造成水泵不转会引起锅炉缺水，所以应该加反馈装置确保变频器正常工作。

除此之外锅炉的供水系统中还包括除氧器压力控制和除氧器水位控制，除氧器压力控制主要是为了保证除氧器口有足够的蒸汽压力用于将软化水除氧，这是一个单闭环控制回路，输入参数是除氧器压力输出参数控制除氧器进汽阀。除氧器水位控制主要是为了保证除氧器内有足够的水提供给锅炉，这是一个单闭环控制回路输入参数，是除氧器水位输出参数控制除氧器进水阀。

3.2 锅炉燃烧调节系统

燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃烧的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联结方式都有关系，但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。归纳起来，燃烧过程自动调节系统有三大任务：

① 维持汽压恒定。汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应，必须相应地改变燃料量，以改变锅炉的蒸汽量。

② 保证燃烧过程的经济性。当燃料量改变时，必须相应地调节送风量，使它与燃料量相配合，保证燃烧过程有较高的经济性。

③ 调节引风量与送风量相配合，以保证炉膛压力不变。

燃烧调节系统一般有三个被调参数，汽压、烟气含氧量和炉膛负压。一般有3个调节量，他们是燃料量，送风量和引风量。燃烧调节系统的调节对象对于燃料量，根据燃料种类的不同可能是炉排电机，也可能是燃料阀。对于送风量和引风量一般是挡板执行机构或变频器。

系统各回路中都设置了手自动两种操作方式，为了实现无扰动切换，系统引入了各控制对象的反馈值，在手动操作时PLC输出会自动跟踪控制对象的反馈，当切换到自动状态时可以进行无扰动切换，使系统平稳的过渡到自动状态。

4 锅炉控制系统组成结构

上面我们针对锅炉控制系统的各控制回路原理的做了简要分析，依据以上分析，我们知道构建一个可靠的、智能随动的智能控制系统是保证锅炉安全生产的基础。锅炉控制系统是典型的多变量、纯滞后、强耦合的控制系统，如果不能在控制策略和软件实现上很好地解决多变量解偶关系和滞后响应问题，那么，实施智能锅炉控制系统改造后同样也将无法实现预期的目标。

在控制系统设计上我们采用集中控制分散驱动的集散控制思想，把控制系统分为三层：

（1）信息管理层：完成系统关键技术数据的设定、实时数据和运行状态的监视与控制、历史数据的查看、数据报表的记录与打印、报警与故障的提示处理等功能；主要由上位工控机、组态开发软件、应用程序、通讯模块等组成；

（2）控制层：主要完成各种控制动作命令、实时数据的采样与处理、连锁动作的关联表达、控制算法的实现、异常现象的自动处理等功能；主要由可编程逻辑控制器的开关量模块、模拟量模块、智能PID调节仪、变频器、可编程逻辑控制器应用程序等组成；

（3）设备层：主要接受来自的控制器控制命令，执行相应的动作或提供相应的检测数据。主要由断路器、交流接触器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电动开关阀、模拟信号隔离分配器等组成。