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摘要:自動化控制是一種現代工業、農業、制造業等生產領域中機械電氣一體自動化集成控制技術和理論。自動化控制技術廣泛用于工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。采用自動化控制不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來,而且能擴展人的器官功能,極大地提高勞動生產率,增強人類認識世界和改造世界的能力。因此,自動化控制是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。
關鍵詞:控制自動化,工業制度,論文刊發
自動控制能自動調節、檢測、加工的機器設備、儀表,按規定的程序或指令自動進行作業的技術措施。其目的在于增加產量、提高質量、降低成本和勞動強度、保障生產安全等。
自動控制是相對人工控制概念而言的,指的是在沒人參與的情況下,利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規律運行。自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來并大大提高控制效率。
自動控制是工程科學的一個分支,它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響,以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看,它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支。
1.引言
傳統工業發展的控制模式具有很大的局限性,在工業生產中,精度、穩定性、可靠性、效率、作業方式等都難以滿足現代化生產的要求,傳統的控制方式缺少智能化、自動化等先進的技術,無法保證工業生產的質量,并且增加了生產的控制成本,不利于企業改善其經濟效益,制約了企業競爭力的提升。
隨著控制自動化技術逐步融入到工業發展中來,給工業生產的機電一體化、智能技術、控制自動化等引入了新的意義,并且推動了工業發展的水平。我國要從勞動密集型的發展方式向高端技術轉型,必須重視控制自動化對于技術轉型的重要性。
2.控制自動化技術在工業發展中的應用
控制自動化技術主要包含智能控制技術和自動化控制技術,其逐漸滲透到了工業領域的各個方面,在工業控制中有不同的方法和流程,如準時方式、看板方式和零庫存方式等,準時方式是為了保證工業生產的無縫銜接,看板方式是確保信息之間的準確傳遞,零庫存方式是為了消除無效的空間浪費。
控制自動化技術的不斷完善,通過與信息網絡技術、智能控制技術、辦公自動化等技術相互融合,形成了多層次、多樣化、復合型等結構。自動化控制技術由于可以適合不同的環境,通過對知識進行定性、定量的分析與推理,可以實現控制的精確性和及時性要求,保證工業生產中的高質量與高水平。其技術的主要部分包含以下結構:
(1)信息采集
控制自動化的信息采集是隨著自動化程度的不斷提高,實現生態環境和工業自動化控制之間的協調,可以解決機械自動化和工業用工之間的矛盾,為提高加工的效率和質量提供信息參考,并且引入先進的管理技術和智能控制技術。
(2)系統建模
此功能機構主要集中對數據的采集和監控,將模擬量數據通過A/D單元轉換為數字量,并且將數據進行存儲,其實現的形式為計算機和PLC技術(可編程邏輯控制器),PLC控制技術可以實現控制的自動化與精確化,控制工業生產的合理運行,減少生產成本;數據的監控則是對生產中的運行情況進行自動、實時的掌控,對系統運行的不同部分進行相應的監控,一旦出現故障能夠及時的預警,并根據定時器和計數器中的數據進行及時的調整。
(3)動態控制
自動化控制技術可以通過信息化、智能化等技術實現動態控制,尤其是傳統的控制對人工的依賴性比較強,但人工控制難以確保時刻關注工業生產的情況和需要,因而自動化控制能夠全天候高質量的動態控制工業生產,遠程控制可以在控制中心對整個工業生產集中控制,并實時掌握其運行情況,通過動態控制可以滿足工業生產的及時性需求。
3.控制自動化在工業發展進程中的重要性
3.1 實現工業控制的低成本
自動化控制技術對傳統工業的改造,促進了工業的高速發展,尤其是其低成本的控制方式,可以減少生產預算,由于控制自動化和新工藝、新技術的結合,可以淘汰傳統工業生產中許多高耗能、低效益的生產方式,減少生產的成本,如節約能源、減少材料損耗、加工步驟等,都可以提升生產的經濟效益。
此外,實現工業生產的低成本化還包括加速生產的效率,節約生產時間、提高生產的質量,減少不良率和返工率等,都是直接減少控制成本的有效手段。其中以PC系統為主流的控制方式,其中結構有I/O裝置、監控裝置、控制網絡、計算機等能夠迅速的實現控制的功能集成化,并且安裝、維護建議,更加靈活的應用于工業發展當中,為企業提供了多種可行性的選擇,由于PC系統具有診斷、穩定、熱插拔、冗余配置等功能,使生產非常人性化和便捷化,有效降低成本,改善工業生產的經濟效益。
3.2 控制自動化的網絡化、微型化和開放化
由于控制自動化集成了當今的多項先進的技術,尤其是電子計算機技術、信息技術的應用,極大的減小了控制設備的體積,并提升了其運行的穩定性。由于網絡化技術的引入,可以實現工業生產的聯網,經過控制中心來分配各段的任務,實現布置、監控、預警、響應等多種功能,方便地控制效率的提升。
自動化控制中的PLC技術實現了微型、網絡和開放化的發展,控制組態具有很好的通用性,其接口越來越朝著通用化的方向發展,許多企業都向控制開放化的方向發展,為各種設備提供了可行的控制方案,非常適用于控制領域的功能拓展和復雜應用要求,具有極佳的適應性。
而且PLC等控制技術穩定、可靠、編程簡單、更換成本低等都為其推廣打下了良好的基礎,很大程度上推動了控制自動化技術的進步。
3.3 現場總線方向發展
也被稱為FCS技術,其主要是基于現場總線的全數字化、全開放化和全分散化的交互操作,取代了傳統的一對一的信號模擬方式,可以實現數字雙向傳輸、多分支的系統網絡化進程,促進現場儀表的功能分散化、智能化、開放化的方向發展。
3.4 控制自動化的一體化進程
其中以DCS技術(DCS技術是計算機技術、控制技術和網絡技術高度結合的產物,是目前最先進、最合理的過程控制系統)為代表的一體化控制技術,實現了PC、PLC、FCS(現場總線控制系統)等技術的融合,這三種系統技術的融合可以有效的集中各自的優點,我國的DCS系統的研發速度很快,國產系統的競爭力也在穩健提高,今后將逐漸形成小型化的發展趨勢,融合了三種控制系統的優勢在于可以更加靈活、廣泛的應用于大、中、小規模的工業生產,并且限制條件很少,實現了控制的一體化,極大提升了工業控制的效率,使整個數據鏈在工業生產的企業內部流轉運行,實現控制技術的無縫連接,引導測控管技術的一體化進展,此類技術已經成為了發展的趨勢,是各國爭相研究的優先方向。
4.結束語
工業控制自動化技術主要是解決生產效率與一致性問題,這也是其獲得廣泛應用的一個重要原因,其對于我國的工業發展進程有著重要的作用,在促進工業生產的轉型、升級、優化等方面都發揮著舉足輕重的作用,因此,相關研究值得更加深入,以促進我國工業的進一步發展。