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淺談工業自動化控制

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摘要:隨着科學技術的發展,工業控制的技術發展越來越快,工業控制技術使得工廠的生產效率大幅提高,而工業控制器PLC、工業PC等的應用也大幅度提高了系統的自動化程度,本文主要對工業控制進行一下初步的瞭解。

淺談工業自動化控制

引言:

工業自動化控制主要利用電子電氣、機械、軟件組合實現。即是工業控制,或者是工廠自動化控制。主要是指使用計算機技術,微電子技術,電氣手段,使工廠的生產和製造過程更加自動化、效率化、精確化,並具有可控性及可視性。

工控技術的出現和推廣帶來了第三次工業革命,使工廠的生產速度和效率提高了300%以上。20世紀80年代初,隨着改革開放的春風,國外先進的工控技術進入中國大陸,比較廣泛使用的工業控制產品有“PLC,變頻器,觸摸屏,伺服電機,工控機”等。這些產品和技術大力推廣了中國的製造業自動化進程,爲中國現代化的建設作出了巨大的貢獻。

 1 工業自動化儀器儀表

1.1 PLC(可編程序控制器)

PLC—可編程序控制器的英文爲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,可在現場修改和調試程序;

②維護方便,採用插入式模組結構;

③可靠性高於繼電器控制系統;

④體積小於繼電器控制裝置;

⑤數據可直接送入管理計算機;

⑥成本可與繼電器控制系統競爭;

⑦可直接用115V交流電壓輸入;

⑧輸出量爲115V、2A以上,能直接驅動電磁閥、接觸器等;

⑨通用性強,易於擴展;

⑩用戶程序存儲器容量至少4kB。

爲了實現通用汽車提出的'要求,第一臺適合其要求的PLC(可編程序控制器)於1969年在美國成功製造出來,自從第一臺出現之後,隨之,日本、德國、法國也相繼開始了PLC 的研發,並得到了迅猛的發展,現在主要生產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研製、生產和應用也發展很快,尤其在應用方面更爲突出。在20世紀70年代末和80年代初,我國隨國外成套設備、專用設備引進了不少國外的PLC。此後,在傳統設備改造和新設備設計中,PLC的應用逐年增多,並取得顯着的經濟效益,PLC在我國的應用越來越廣泛,對提高我國工業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製和生產PLC,如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機制造公司、廈門A-B公司,北京和利時和杭州和利時,浙大中控等。

 1.2 工控PC

由於基於PC的控制器被證明可以像PLC一樣,並且操作和維護人員接受,所以,一個接一個的製造商至少在部分生產中正在採用PC控制方案。基於PC 的控制系統易於安裝和使用,有進階的診斷功能,爲系統集成商提供了更靈活的選擇,從長遠角度看,PC控制系統維護成本低。

由於PLC受PC控制的威脅最大,所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。

事實上,他們現在也加入到了PC控制“浪潮”中。

近年來,工業PC在我國得到了異常迅速的發展。從世界範圍來看,工業PC主要包含兩種類 型:IPC工控機以及它們的變形機,如AT96總線工控機等。由於基礎自動化和過程自動化對工業PC的執行穩定性、熱插拔和 冗餘配置要求很高,現有的IPC已經不能完全滿足要求,將逐漸退出該領域,取而代之的將是其他工控機,而IPC將佔據管理自 動化層。國家於2001年設立了“以工業控制計算機爲基礎的開放式控制系統產業化”工業自動化重大專項,目標就是發展具有自主知識產權的PC-based 控制系統,在3-5年內,佔領30%(50%的國內市場,並實現產業化。

幾年前,當“軟PLC”出現時,業界曾認爲工業PC將會取代PLC。然而,時至今日工業PC並 沒有代替PLC,主要有兩個原因:一個是系統集成原因;另一個是軟件操作系統WindowsNT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點: 一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見,工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上,其數據複雜且設備集成度 高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭,這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看,控制系統的將來很可能存在於工業PC和PLC之間,這些融 合的跡象已經出現。

2 工控行業儀器儀表發展

工控儀表重點發展基於現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表;全面擴大服務領域,推進儀器儀表系統的數字化、智能化、網絡化,完成 自動化儀表從模擬技術向數字技術的轉變,5年內數字儀表比例達到60%以上;推進具有自主版權自動化軟件的商品化。

2.1 電工儀器儀表

電工儀器儀表重點發展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網計量自動管理系統。2005年,中低檔電工儀器儀表國內市場佔有率要達到95%;到2010年,高中檔電工儀器儀表國內市場佔有率達到80%。

2.2 科學測試儀器

科學測試儀器重點發展過程分析儀器、環保監測儀器儀表、工業爐窯節能分析儀器以及圍繞基礎產業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以及其他試驗機、實驗室儀器等新產品。產品以技術含量較高的中檔產品爲主,到2005年在總產值中佔50%~60%。

2.3 環保儀器儀表

環保儀器儀表重點發展大氣環境、水環境的環保監測儀器儀表、取樣系統和環境監測自動化控制系統產品,2005年技術水平達到20世紀90年代後期國際先進水平,國內市場佔有率達到50%~60%,到2010年國內市場佔有率達到70%以上。

 2.4 儀器儀表

儀器儀表元器件“十五”及2010年前,儘快開發出一批適銷對路、市場效果好的產品,品種佔有率達到70%~80%,高檔產品市場佔有率達60%以上;透過科技攻關、新品開發,使產品質量水平達到國際20世紀90年代末水平,部分產品接近國外同類產品先進水平。