前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的工业控制技术主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:LED技术;工业控制;应用
中图分类号: C35 文献标识码: A
引言
PLC 是适用于工业控制环境下的一种电子操作设备, 主要是通过采集信息, 将信息转变为控制信号, 进行分析处理, 然后以模拟信号或者数字信号的形式输出, 以达到控制机械设备的目的。而LED技术可以更好的对其信号进行显示和采集从而对工业生产起到良好的控制作用。
一、LED技术和PLC技术的关系
随着微电子技术和计算机技术的快速发展, PLC 得到了广泛的应用。近年来, PLC 技术得到了长足的进步, 为了适应工业化控制, 小型PLC 的造价成本不断降低, 大型PLC功能却越来越强大。网络技术是当前 PLC 技术的控制系统中最关键的技术, 结合计算机技术的发展, 使 PLC 及网络技术在工业化控制实现了更加智能, 效率更加高的自动化控制。传统PLC显示屏/PLC连接显示屏采用电脑总控LED显示屏的逻辑拓扑结构来实现:也就是PLC与电脑相连接(采用OPC接口),电脑再与LED显示屏相连接,把所需要的信息发送到LED显示屏上显示。
二、LED控制系统
1、异步控制
LED显示屏异步控制系统又称LED显示屏脱机控制系统或脱机卡。主要用来显示各种文字、符号和图形或动画为主。画面显示信息由计算机编辑,经RS232/485串行口预先置入LED显示屏的帧存储器,然后逐屏显示播放,循环往复,显示方式丰富多彩,变化多样。其主要特点是:操作简单、价格低廉、使用范围较广。LED显示屏简易异步控制系统只可以显示数字时钟、文字、特殊字符。LED显示屏图文异步控制系统除具有简易控制系统的功能外,最大的特点是可以分区域控制显示屏幕内容。支持模拟时钟显示、倒计时、图片、表格及动画显示。具有定时开关机、温度控制、湿度控制等功能。不适于工业实时控制。
2、同步控制
LED显示屏同步控制系统,主要用来实时显示视频、图文、通知等。主要用于室内或户外全彩大屏幕显示屏。 LED显示屏同步控制系统控制LED显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器,它以至少60帧/秒更新速率点点对应地实时映射电脑监视器上的图像,通常具有多灰度的颜色显示能力,可达到多媒体的宣传广告效果。其主要特点是:实时性、表现力丰富、操作较为复杂、价格高。一套LED显示屏同步控制系统一般由发送卡、接收卡、和DVI显卡组成。在工厂EAM系统中作为超大型的显示器使用。
三、在工业控制中的应用
PLC技术是LED技术在工业上应用的基础,只有PLC技术得到了广泛的应用,才能促进LED技术的发展应用。下文就详细的介绍了PLC技术和LED技术在工业控制中的应用情况。
1、使工业控制更加便捷
PLC 技术的广泛应用,使工业化控制技术得到了迅速的发展。PLC 控制技术在工业化控制中的应用主要体现在 PLC 具有操作敏捷、 编程简单、 维修更换方便的特点。PLC 的具体操作包括编程, 将程序输入, 按程序运行。 一般来说关键的技术就是编程, 当实现一个简单的功能时, 编写的程序也会很简单。 当实现一个复杂的功能时,编写的程序就会很复杂, 所以现在各主流PLC如西门子,三菱编程都采用了结构化编程,方便多人同时编程。为了实现工业的自动控制, PLC 系统必须满足小的机械设备或大型流水线所需要逻辑控制,然后通过指令的发出, 实现自动化。如果出现故障, PLC 能够控制实现紧急停机或者紧急处理故障处理。而通过 PLC 软件和LED显示的相互配合, 实现了自诊断功能。各PLC的输入输出模块都有LED指示灯作为状态和报警指示。 在工业控制中, 使用 LED 指示灯简单编码技术能够很快找到故障出现的位置, 这样节约了工业生产过程中故障的排除和修复的时间。
2、 可以在恶劣的运行环境中正常工作
在现代化的工业化生产中, 有的工作车间环境恶劣, 或者机械设备需要在那种环境中运行, 因此就要求机械零件或者电子控制设备能适应恶劣的工作环境, 在恶劣环境中能够保持正常工作, 元件不会受损等。这就对 PLC 提出了更高的要求, 但是 PLC 系统具有高强度的抗干扰能力,在工业环境中能远远满足恶劣环境的要求。PLC 可以在高温、 高压、 高强度电磁、 高湿度等环境中正常运行, 这样就保证了工业生产运行的可靠性。LED显示技术也同样可以在工业的恶劣环境中使用,从而为二者紧密结合提供了技术基础。
3、实现机电人一体化
PLC 专门为工业化控制服务, 它具有体积小的特点, 而且功能强大。 在机电一体化的进程中, PLC技术得到了广泛的发展, 起到了关键的作用。PLC技术将电气和机械部件相结合, 通过计算机控制机械设备的运行。PLC将电子元件和机械部件和仪表仪器有机的结合在一起, 实现了机电一体化。这种巧妙地结合, 大大省去了人力,提高了机械设备的工作效率。而通过和LED显示技术结合提供了更好的人机界面,从而将操作者有机的结合起来,做到机电和操作者一体化。
4、实现灵活控制
PLC 技术在工业控制中应用中, 具有编程灵活性、 操作灵活性及扩展灵活性的优点。 PLC技术的应用大大提高了机械设备的运行的灵活性。其模块可以利用多种编程语言, 因此掌握其中一种语言就可以实现编程。 PLC 在工业控制中可以利用增加卡件来增加点数, 根据设计应用的规模, 设计师可以自己选择适应生产。 操作灵活性是指, 在 PLC 的编程设计过程中, 设计的工作量大大减少, 安装过程中只需将编写好的程序利用计算机下载到 PLC 中, 同样也具有操作的灵活性。而LED技术的发展,使大功率LED照明成为可能,在工业控制中可以作为检测光源,灵活的作为各种开关量输入信号和CCD相机的模拟量信号,提供更加绿色和稳定的检测信号。
5、PLC 的远程控制
随着计算机网络技术的发展, PLC 技术和网络控制技术不断融合, 实现了 PLC 的远程控制。PLC 可以通过触点的状态实现远程的控制, 同时 PLC 还能精确的远程控制机械设备的运行效果, 自动优化解决方案, 实现最小误差的控制。
而随着网络技术的发展,工业控制流水线的LED显示屏直接集成了以太网总线或PROFIBUS总线作为PLC控制的分站显示控制数据和报警信息。
四、网络技术在工业控制中的应用
随着电子技术的发展, 网络技术在工业控制中的应用也越来越普遍。 网络控制技术在工业中的应用大大提高了机械设备运行的准确性, 这是未来工业控制领域中关键的技术。网络技术主要是针对计算机网络来讲。 近些年来计算机网络技术得到了迅速的发展, 网络控制技术也随着计算机网络技术的发展迅速发展起来, 但是目前我国计算机网络技术起步比较晚, 发展水平有限, 因此也限制了工业自动化控制的进程。我国的自动控制进程与发达国家相比还具有很大的差距, 因此对我国来说网络技术的革新很重要。我国要不断引进国外先进的网络技术, 在此基础上不断消化吸收再创新。近几年工业发展的网络控制技术具有数字通讯和数字计算能力的现场设备节点, 直接以以太网总线传播, 因此也就实现了数字通信。在工业控制的实际应用中, 网络控制技术可以将企业的协调能力得到统一,如安徽佳通轮胎公司的EAM系统,使得企业的经营管理成为一个集合的有机整理,实现了设备信息、 原料的供应、 车间的生产加工、 市场信息的一体化管理。
结束语
在现代化的工业化控制进程中,PLC和LED 技术及其网络控制技术的结合使得工业化控制更加智能,实现了工业控制的机械化向自动化和机电一体化的转型, 这种转型有助于提高企业的经营管理能力和机械设备的工作效率。
参考文献
[1]韦一文.LED-UV在胶印中的应用[J]. 《广东印刷》,2013,(6).
关键词:伺服驱动技术,直线电机,可编程计算机控制器,运动控制
一、引言
信息时代的高新技术流向传统产业,引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业,在这场新技术革命冲击下,产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变,微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合,促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。
随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展,各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注,它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。
在机电一体化技术迅速发展的同时,运动控制技术作为其关键组成部分,也得到前所未有的大发展,国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术(FullClosedACServo)、直线电机驱动技术(LinearMotorDriving)、可编程序计算机控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和运动控制卡(MotionControllingBoard)等几项具有代表性的新技术。
二、全闭环交流伺服驱动技术
在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中,交流伺服系统的应用越来越广泛,其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流,而且调试、使用十分简单,因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样,在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统,并充分发挥DSP的高速运算能力,自动完成整个伺服系统的增益调节,甚至可以跟踪负载变化,实时调节系统增益;有的驱动器还具有快速傅立叶变换(FFT)的功能,测算出设备的机械共振点,并通过陷波滤波方式消除机械共振。
一般情况下,这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式,即伺服电机上的编码器反馈既作速度环,也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度,应在最终的运动部分安装高精度的检测元件(如:光栅尺、光电编码器等),即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是:伺服系统只接受速度指令,完成速度环的控制,位置环的控制由上位控制器来完成(大多数全闭环的机床数控系统就是这样)。这样大大增加了上位控制器的难度,也限制了伺服系统的推广。目前,国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统,使得高精度自动化设备的实现更为容易。
该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷,伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等),作为位置环,而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的制造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的全闭环位置控制功能,获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成,无需增加上位控制器的负担,因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中,开始采用这种伺服系统。
三、直线电机驱动技术
直线电机在机床进给伺服系统中的应用,近几年来已在世界机床行业得到重视,并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。
在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。
1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。
2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。
3.动刚度高由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。
4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。
5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。
6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。
7.效率高由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。
直线传动电机的发展也越来越快,在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品,其中美国科尔摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统,它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动;德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。
四、可编程计算机控制器技术
自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器(ProgrammingLogical Controller,PLC)问世以来,PLC控制技术已走过了30年的发展历程,尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展,它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器(PCC)就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。
与传统的PLC相比较,PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小,这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期则与程序长短无关,而是由操作系统的循环周期决定。由此,它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求。当然,这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求,任意修改。
基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求,如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既独立运行,数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后,可一同下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。
PCC在工业控制中强大的功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS(分布式工业控制系统)技术互相融合的发展潮流,虽然这还是一项较为年轻的技术,但在其越来越多的应用领域中,它正日益显示出不可低估的发展潜力。
五、运动控制卡
运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为:(1)为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;(2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;(3)PC机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。
运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心,大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地,运动控制卡与PC机构成主从式控制结构:PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。
这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行,运动控制卡也形成了一个独立的专门行业,具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现,如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。
【关键词】变频调速技术;发展;工业控制;应用
前言
作为一项实际应用要求较高的技术方法,变频调速技术的特殊性不言而喻。该项课题的研究,将会更好地提升对变频调速技术的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化工业控制的最终整体效果。
一、变频调速技术概述
(一)变频调速技术的发展历史
变频调速技术从理论到使用推广经历了40年的时间,在这期间,电子器件的发展促进了这一过程的实现。在20世纪70年代,发达国家为了缓解石油危机,投入大量的人力、物力和财力去研究更加高效的变频器,使变频调速技术得到进一步推广。到今天,依托于电子计算技术和微电子技术的变频调速技术以优越的性能被各行各业所采用,实现了电气自动化控制领域的节能减排,提高了生产效率。
(二)变频调速技术基本原理及组成
变频调速技术的基本原理为利用电机转速与工作电源输入频率成正比的关系n=60f(1-s)/p,其中n为转速,s为电机转差率,f为输入频率,p为电机磁极对数,改变电动机的工作频率从而达到控制电机转速的目的。
变频调速技术的关键部件主要有3部分:自适应电动机模型单元、脉冲优化选择器、转矩和磁通比较器。(1)自适应电动机模式单元主要的功能是检测输入电动机的电压、电流的性质,从而识别电动机的参数,它是直接转矩控制的关键单元,以定子磁场定向方式帮助实现对转矩的直接控制,该技术能够实现正负0.1%的速度控制精度。(2)脉冲优化选择器的主要功能是优化选择在一定范围内的脉冲信号,功能的实现首先需要选择合适的信息处理选择芯片,当前在电气自动化控制行业中常用的型号为CycloneⅡEP2C5Q209C8;其次需要设计调制方式的信号源并编写能够实现不同功能的电路模块,例如能够实现星座映射、缓冲功能的模块;最后,通过信号源进行仿真模拟判断编写的电路模块是否能够实现既定的功能。影响脉冲优化选择器性能的重要因素是电解电容器的容量具有很大的离散型,导致部件承受的电压出现偏差,为此需要对电容进行改进,可以在电容器旁并联一个与电容器阻值相同的电阻,同时为了防止电路被烧毁,还可以增加抑制浪涌电流的措施。(3)转矩和磁通比较器的主要功能为每隔20s将反馈值与参考值进行比较,而后通过滞环{节器输出转矩或磁场状态,为工作人员后续的工作提供参考。
(三)变频器的特征
变频器是变速调控技术的核心,变频器具有如下特点:利用变频技术将电源转化为不同频率的交流电源,可对发电厂热工控制系统的给水泵、送风机等系统进行调节。变频器分为高压变频器和低压变频器。其中低压变频输出电压为380~650V、工作频率为0~400Hz,输出功率为0.75~400kW。其主电路由整流和逆变构成,该变频器采取拓扑结构使得其技术稳定;硬度大、成本支出低。同时可以满足一般传动在平滑调速方面的需求,由于低压变频与高压变频相比,采用的力矩较低,应用较为广泛。
二、变频调速技术工业自动化控制中的应用
(一)应用案例。本文选择是该技术在数控机床中的应用案例,在这个案例中应用该技术的主要目的就是为了完成节能改造,因为数控机床传统的技术需要耗费很多的电能,无论是对企业,还是数控机床自身都是一种损失,为了减少这种损失,提高企业的整体经济效益,数控机床人员经常使用的方式是工频运行,虽然这种方式有一定效果,但是其劣势也比较明显,比如齿轮主轴速度可供选择的范围过大,这样就不能对其进行精细控制,特别是恒线速度,再加之,在使用该技术的过程中,也不能完全保证机械从始至终都能够安全稳定的运行,因此要时时对机械设备进行维修,尤其是离合器;另外虽然使用的主轴属于直流型,这种类型的注重最大的优势就是可以进行无级调速,但是却为后期维护工作带来了问题,而且在运行的过程中,主轴的最高转速,根本不能达到,所以其总体效果并不好。因此相关人员决定使用变频调速技术,希望能够取得预期的效果,达到降低电能损耗的目标,进而减少企业成本支出。决定使用该技术之后,数控机床人员经过商讨确定了使用方案。
(二)应用效果。使用该技术不仅避免了使用工频技术的劣势,还提高了机械工作的速度,另外机械消耗的能源也有明显的下降,减少了企业成本的支出,其使用效果非常好。变频调速技术主要针对数控机床的结构、功能等多方面,所以效果比较好。因为使用该技术,数控机床自身的结构得到了优化,所以能够节省大量的金属材料,再加之,使用该技术之后,机械操作与原来相比比较简单,这就降低了机械损耗的程度,也减少了机械维修的次数;而且使用该技术之后,数控机床控制范围有所扩展,无论是控制精度,还是控制效率都得到了有效的提高,最关键的是,该技术的使用提高了数控机床加工质量,其生产效率与传统的方法相比,有所提高,这对企业,甚至是整个数控机床行业来说,都有积极的意义。
三、变频调速技术的发展趋势
(一)开关器件方面
就目前的开关器件发展来看,智能化变频器将会是未来的发展潮流,实现功率变化、检测、控制、保护等等功能的全自动化,达到高效节能的目的。让具有更多功能,具有更高特性的开关器件进入我国的电力市场。
(二)变频控制电路方面
目前,我国的高压变频调速装置基本上已经实现了数字化和自动化的全方位控制,但是,在变频调速设备的数字化和自动化方面还有很大的提升空间,我们要不断的将新的先进的科学技术运用其中,用于尝试,实现变频电路的更高效的控制。
(三)矢量控制技术方面
矢量控制技术仍然会是目前和以后很长一段时间内高性能电机的主要控制技术,它包含有多种重要的科学技术,如:PWM技术,参数识别技术、磁通观测技术等等,这些高效的控制技术能够提高开关的频率,改变电压波形。我们需要实现更有效的控制,就必须长期的对矢量控制技术进行研究。
四、结束语
综上所述,加强对变频调速技术及其在工业控制中应用的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的工业控制实践中,应该加强对变频调速技术的重视程度,并注重其具体应用实施策略的科学性。
参考文献:
[1] 朱娟娟.刍议工业电气自动化控制中变频调速技术的应用[J].企业技术开发.2015(12):60-62.
[2] 罗春芳.变频调速技术及其在制药工业电气自动化控制中的应用[J].企业技术开发.2015(02):115-116.
关键词 工业自动化;控制技术;发展趋势
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)13-0004-01
工业自动化的概念可以简单归结为将工业生产中的各种人力、物力用先进的技术、设备、仪器代替,并用计算机技术实现智能化控制,从而有效减少人力、物力、财力的消耗,使生产效率和生产质量都得到提高的综合性工业控制过程。这是人类历史上重大的突破,是一项重要的技术,打破了以往工业生产中效率与质量之间的怪圈,从而实现生产的灵活性和定制性。工业自动化控制技术在经济繁荣的今天已取得了举世瞩目的成就,工业生产领域的绝大多数企业在进行产品生产的过程中都依赖于工业自动化控制技术。在科学技术日新月异的21世纪,该技术也呈现出不断发展成熟的新趋势。本文对工业自动化控制技术的发展现状和发展新趋势做出了简要探讨。
1 工业自动化控制技术的发展现状
1.1 PLC系统
在工业自动化控制领域,占据主导地位很长时间的是PLC。PLC的应用目的很简单,就是为很多不同的工业自动化控制设备提供安全、可靠的控制方案,对于工业自动化领域的发展起着独一无二的推动作用。但是PLC也同样面临着其他工业自动化控制技术的冲击。目前,国外的厂家似乎更加青睐PLC产品的生产,世界上的PLC产品型号大约有300种。而且我国所使用的PLC主要依赖于国外引入,因为我国的PLC并没有发展到足够的规模,也缺少在PLC生产方面具有强大能力和品牌质量的企业。但是不容忽视的是,我国对PLC的生产也取得了不小的进步。另外,PLC虽然没有达到产业化,但是凭借其在工业自动化控制中的活跃应用,行业领域也没有被局限住,反而应用范围也很广。
1.2 DCS系统
DCS(Distributed Control System)是指集散控制系统。它是在20世纪的70年代被研发出来而且随即得到成功运用的系统。随后的10年,我国对DCS的研制取得了重大发展,从而开展该系统的技术攻关。此后,随着科技的进步,我国对DCS的研究和生产实现了跨越式的发展,同时一大批的DCS企业如雨后春笋般崛起。现如今,我国对于DCS产品的研究和生产质量日趋呈现出与世界先进水平比肩的态势。
1.3 工业PC
工业PC是目前最为常用的工业自动化控制系统之一,以该系统为基础,可以形成分布式控制系统。值得注意的是,该系统能够取PLC、DCS而代之,而且由于在工业自动化控制方面拥有基础性能,所以比PLC、DCS更加完善。另一方面,该系统还存在不同的客户模式和不同的服务器模式,这样一来,不同的多种工业PC机就具有了兼做客户机、服务器的功能,从而形成了工业PC机群,这种PC集群的形成是按照地域进行划分的,借助网络的强大功能而形成的综合系统能够集管理、控制于一身,这样极大地促进了企业内部的信息交流。另外,该系统还能够将客户、管理部门、金融部门等连接起来,形成更加广泛的信息综合系统。
2 工业自动化控制技术发展的新趋势
2.1 工业自动化控制技术未来发展的主流方向
在工业自动化控制技术方面,我国未来的主流发展方向应该是在创新和改进设备智能化、无线化以及高精度化方面继续探索。在科学技术日新月异的今天,智能化作为最重大的研究成果不断被应用各个领域,当然也不能将工业自动化控制的智能化拒之门外。工业自动化控制过程中,充分利用计算机实现生产过程的可控和高精度。其次,在智能化的前提条件下,操作精度也应该不断提升,这就需要自动化控制系统进一步向无线化发展,无线通信技术的发展为保证仪器设备的无线化通信提供重要的技术支持。第三,在智能化和无线化的基础上,还应该实现工业自动化控制的高精度化,以此保证生产效率和产品质量的进一步提高。
2.2 自动化与信息化的有机结合
在工业自动化控制技术发展的过程中,应该通过自动化与信息化的有机结合从而实现对自动化控制、管理的强化。现代信息技术能够给工业自动化控制带来重要的积极影响,它可以实现企业对科技人才的教育和培养,也可以促进自动化仪表的信息化建设发展步伐不断加快。但是,自动化与信息化的有机结合,不是只有自动化单方面受益,而是相辅相成的。自动化仪表和自动化控制技术的应用也会对信息采集、信息处理、信息的应用等方面产生积极影响。所以,要想探讨工业自动化控制技术发展的新趋势,信息化和自动化的有机结合是不容忽视的。
2.3 工业自动化控制过程中的安全可靠性
众所周知,工业生产中存在很多不安全因素,从而导致工业自动化控制方面也必须考虑控制过程的安全可靠性,尤其是自动化仪表的功能作用发挥和安全可靠性更加不容忽视。再加上,自动化控制仪表的应用十分广泛,更加不能不是安全问题。所以,在今后的工业自动化控制技术发展的过程中,质量意识要加以强化,还要加强自动化仪表的质量检测。
2.4 强化对自动化控制系统的维护
强化对自动化控制系统的维护也是帮助工业企业在激烈的市场竞争中占据一席之地的重要手段。随着市场竞争的不断加剧,我国的工业生产应该不断加强对自动化控制的维护,从而减少对客户的不利影响。强化对自动化控制系统的维护,装备诊断,可以提高工业生产的质量,可以实现对自动化控制过程的安全监管,从而帮助企业获得经济效益。所以,在工业自动化未来的发展过程中们应该对自动化控制系统的维护工作加以强化。
3 结束语
工业自动化控制技术是实现生产效率和生产质量一致性的重要工业技术。它的广泛应用极大地促进了我国工业的发展。近年来,随着经济的不断发展,第三次科技革命的不断深化,工业自动化控制技术也呈现出新的发展趋势。智能化、无线化、高精度化的工业自动化控制时代已经悄然来临。本文对工业自动化控制技术的发展现状和发展新趋势做出了探讨,希望能够为有关企业提供有效的借鉴。
参考文献
[1]刘会.工业自动化控制的现状和未来发展趋势[J].硅谷,2010(12).
关键词:机械制造 数控技术 技术研究
前言
在机械制造业中,数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧,传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。
1、 机械制造业现状
机械制造是指从原材料开始,经过热、冷加工,装配成产品,对产品进行调试和检测,包装和发运的全过程。现阶段,我国机械制造业的生产能力和规模都不小,处于世界前列,但是我们机械产品大部分都是中、低档的,技术水平含量比较低,且缺乏独立自主的知识产权品牌。人们在潜移默化中,承认了只要是进口的外国产品,质量就一定好于我国制造的产品。正因为这样,提高机械设备的功能、效率、可靠性和产品质量成为我国机械制造业的目标,从而满足现代化市场的竞争需求。
2 、数控技术的原理
所谓数控技术是现代数控系统综合运用了计算机、自动控制、电气传动、精密测量、机械制造等多门技术而发展来的,它是自动化机械系统、机器人、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)等高技术的基础。
3 、 现代数控系统(CNC)系统的结构
现代数控系统,即CNC系统,主要是靠存储程序来实现各种机床的不同控制要求。由图1可知,整个数控系统是由程序、输入、输出设备、计算机数控(CNC)装置、可编程控制单元、主轴控制单元和速度控制单元等部分组成,习惯上简称为CNC系统。CNC系统能自动阅读输入载体上事先给定的数字值并将其译码,从而使机床动作并加工出符合要求的零件。
(1) CNC装置的工作原理
CNC装置的工作原理是通过输入设备输入机床加工所需的各种数据信息,经过译码、计算机的处理、运算,将每个坐标轴的移动分量送到其相应的驱动电路,经过转换、放大,驱动伺服电机,带动坐标轴运动,同时进行实时位置反馈控制,使每个坐标轴都能精确移动到指令所需求的位置。
(2)CNC装置的插补原理
对于连续切削的CNC机床,不仅要求工作台准确定位,还必须控制刀具相对于工件给定速度沿着指定的路径运动,进行切削运动,并保证切削过程中每一点的精度和粗糙度,这取决于CNC装置的插补功能。数控机床加工曲线时,用一小段折线逼近要加工的曲线。“插补”实质是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息,计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作。
4、 数控技术装备
(1)自动控制及智能化的数字化技术
自动控制理论和伺服驱动技术对数控机床的功能、动态特性和控制品质具有决定性影响。在对一个具体的控制装置或系统的设计、仿真和现场调试中,自动控制理论具有重要的理论指导作用。在伺服速度环控制中采用的前馈控制,使传统的位置环偏差控制的跟踪滞后现象得到了很大的改善,而且增加了系统的稳定性和伺服精度。
交流驱动系统发展迅速,交流传动系统已由模拟化向数字化方向发展,而且向智能化的数字伺服技术发展。以运算放大器等模拟器件为主的控制器正在被以微处理器为主的数字集成元件所取代,从而克服了零点漂移、温度漂移等弱点。与交流伺服电动机驱动技术相配套的是电力电子技术,它提供了瞬时输出很大的峰值电流和完善的保护功能。
(2)精密机械技术
精密机械技术是数控机床的基础,它包括精密机械设计和精密机械加工两大方面。精密机械技术,当今正面临着重大的挑战。机械系统自身在结构及传动精度、刚度、体积、质量和寿命等方面对数控机床仍具有举足轻重的影响。在制造过程所使用的机电一体化系统中,(如:Computer Aided Deigning,简称CAD;Computer AidedManufacturing ,简称CAM;Computer Aided Process Planning,简称CAPP等)、人工智能和专家系统,形成新一代的机械制造技术。但传统的以知识和技能形式存在的机械技术是任何其它技术所无法取代的。因此对一台数控机床而言,机械结构和传动占了很大比例,不断发展各种新的设计计算方法和新型结构,采用新材料和新工艺,使新一代数控机床的主机具有高精度、高速度、高可靠性、体积小、质量小、维护方便和价格低廉的机械结构。
(3)精密检测和智能化的传感技术
精密检测和传感技术一直是闭环和半闭环控制的系统中的关键技术,检测和传感装置则是实现自动化控制的关键环节之一。精密检测和传感的精度与功能直接影响自动控制的品质,在精度补偿方面发挥重要作用。精密检测的关键元件是传感器,数控系统要求传感器能快速、精确地获取信息,并在各种各样的工作环境下能够可靠地运行。
5、 数控技术在机械制造中的应用
(1)数控技术在机床上的应用
数控机床的工作过程是将加工零件的几何信息和工艺信息进行数字化处理,即对所有的操作步骤(如机床的启动或停止、主轴的变速、工件的夹紧或松夹、刀具的选择和交换、切削液的开或关等)和刀具与工件间的相对位移以及进给速度等都用数字化的代码表示。在加工前由编程人员按规定的代码将零件的图纸编制成程序,然后通过程序载体(如穿孔带、磁带、磁盘、光盘和半导体存储器等)或手工直接输入(MDI)方式将数字信息送入数控系统的计算机中进行处理,最后通过驱动电路又伺服装置控制机床实现自动加工。数控机床的最
大特点是当改变加工零件时,一般只需要向数控系统输入新的加工程序,而不需要对机床进行人工的调整和直接参与操作,就可以自动地完成整个加工过程。
(2)数控技术在汽车工业中的应用
近些年来,汽车工业发展突飞猛进,在如此快速的发展过程中,汽车配件的加工技术也同步在飞速发展,而数控技术的应用,在一定程度上更大的加快了汽车配件的生产制造。将加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体,不仅满足了产品更新换代频率越来越快的要求,做到一次投资,长期受益,又有不逊于组合机床刚性自动线的制造效率,从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念,实现了多品种、中小批量的高效生产。其中复杂的零部件加工制造能够运用现代数控加工技术中的快速成形制造技术轻易实现,不但如此,还有一些其他方面的技术,如数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等,在汽车制造工业中都有了更加广泛的应用。
(3)数控技术在机械设备中的应用
机械设备在机械制造中占有着极其重要的作用,基于现代机械制造业的要求,拥有着控制能力的机床设备在现代机电一体化产品中发挥着不可取代的作用。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即在机床上应用计算机控制技术,也就是用数控技术对机床的加工进行指挥控制,这就是我们现在所熟悉的数控机床。这种新一代机电一体化产品是以代码来实现机床控制的,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的工作等各种操作储存在控制介质内,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,以控制机床使其加工出我们所需的工件。
6、 数控技术的发展趋势
随着科学技术的不断发展,数控技术的发展越来越快,数控机床朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。但最主要的发展趋势就是采用“PC+运动控制器”的开放式数控系统,它不仅具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制精确、通用性好等特点,而且还从很大程度上提高了现有加工制造的精度、柔性和应付市场需求的能力。美国将其称为新一代的工业控制器,日本称其将带来第三次工业革命。
关键词:计算机应用;工业;自动控制
自从工业技术革命以来,工业生产技术得到了快速发展。在工业生产过程中自动化系统的发展受到了人们的广泛关注,计算机技术在自动化系统中的应用,取得了非常明显的效果。当前,它已经成为了工业生产中不可或缺的工具。
“计算机控制系统”综合了计算机、自动控制理论和自动化仪表等项技术,并将这些先进技术集成起来应用于工业生产过程。计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物,利用计算机来实现生产过程自动控制的系统,它由控制计算机本体和受控对象两大部分组成。
一、计算机控制技术的发展
计算机控制技术的思想始于上世纪五十年代中期,美国TRW航空公司与美国德克萨斯州的一个炼油厂合作,进行计算机控制的研究,他们设计出了一个利用计算机控制实现反应器供料最佳分配,根据催化剂活性测量结果来控制热水的流量以及确定最优循环的系统。这项具有跨时代意义的工作为计算机控制技术的发展奠定了基础,从此,计算机控制技术迅速发展,并被各行各业广泛应用。
伴随着计算机技术的飞速发展,计算机控制技术也紧随其后,迅猛的发展起来,其发展过程大致可以分为四个阶段:(1)开创时期(2)直接数字控制时期(3)小型计算机时期(4)微型计算机时期。如今计算机控制技术的发展又多了许多新的方向:计算机控制的网络化;计算机控制的集成化;计算机控制的智能化;计算机控制技术的标准化。
二、计算机控制技术的应用领域
(1)计算机控制技术在工业领域的应用:计算机控制技术在工业上的发展有几个阶段:最初能实现如信息处理、数据采集、过程控制、在线优化、甚至实时调度、生产计划等操作控制功能;到能满足如非线性、时变动态特性等要求的递阶控制;再到基于微处理器的分散控制;再到过程诊断技术,目前主要应用于电力和化工工业;然后到广泛地用于产品质量检测与控制等方面的传感器开发及高级控制技术;现在,美国、日本及其它工业发达的国家正投入大量的人力、物力和财力致力于机器人的研制与开发。这些机器人主要应用于制造行业,也将在过程工业中发挥越来越重要的作用。今后,社会将面临新的研究课题,制造系统和专家系统。(2)计算机控制技术在医学领域的应用:根据我国现状,中药生产企业,一般把综合间歇控制系统分成两部分来搞,即生产管理部分和实时控制部分。(3)计算机控制技术在农业领域的应用:智能温室大棚中利用计算机进行远程监控和操作,还可设计自动控制无人管理温室大棚。根据远程传感器搜集来的温度、湿度、光照等模拟信息,经输入通道进行AD转换,传入计算机,计算机既可以利用这些数据进行监控,同时又可以利用这些数据对大棚进行控制,进行加湿、加温、增加光照等控制,从而实现温室大棚的自动化智能控制。(4)计算机控制技术在航空领域的应用:近几年来,从我国载人航天技术成功以来,航空航天技术已经得到越来越多的国人关注,一个又一个瞩目成绩的取得离不开自动化控制技术的发展,而这其中计算机控制技术又占据着重要的位置。
三、工业计算机控制技术的发展趋势
(1)工业计算机控制技术的网络化。将控制系统网络化,使控制作用的实现不再局限于传统意义上的控制系统,而是由各种仪表单元分别独立完成各自的工作,然后再通过网络进行彼此间的信息交换和组织,并相互协作,最终实现预定完成的控制任务。这种近似于模块化的思想,可以使各部分独立工作,不产生干扰,有可以根据需要增减控制网络中的个体,大大增强了系统的实用性。(2)工业计算机控制技术的集成化。计算机集成制造系统将成为21世纪占主导地位的新型生产方式,世界上很多国家包括我国都已经把发展计算机控制技术作为本国制造工业的发展战略,并制定了许多由政府或工业界支持的计划,用以推动计算机集成制造系统的开发与应用。计算机控制系统的集成化也已经成为当今计算机控制技术的又一发展趋势。(3)工业计算机控制技术的智能化。目前的典型智能控制方法有:模糊控制、专家控制、神经网络控制等。模糊控制绕过了对象的不确定性、不精确性、噪声、非线性、时变性以及时滞性等影响,实现简单,适应面广。(4)工业计算机控制技术的标准化。任何技术的发展最终都会趋向于标准化,计算机控制技术也不例外,将计算机控制技术标准化,可大大促进计算机控制技术的发展。目前国际公认的标准尚未建立,但已有很多厂商愿意采用一些通用性较强的产品,相信不久的将来,计算机控制技术必将建立一套国际化通用标准。
综上所述,计算机控制在工业系统中的应用已取得了可喜的进展,而且随着计算机技术的继续发展,系统和控制理论与实践的不断深化,将得到进一步完善和发展,并为提高生产设备性能、产品质量,稀有资源的有效利用发挥更大的作用。
参考文献:
[1] 《现代控制系统》(第10版)?ISBN:978-7-302-16207-0
关键词:工业;自动化仪表;自动化控制;技术探讨
进入21世纪后,科学信息技术的迅猛发展,为企业在生产各个环节中带来了翻天覆地的改变。国内的仪器仪表生产企业相继的推出了一些具有诊断功能的电工测试系统,并且开始逐步的扩展进入到智能仪器仪表市场领域。
1自动化仪表与自动化控制技术的概述
(1)工业自动化仪表工业自动化仪表就是在工业生产的过程中,对各种工业参数进行测量、记录与控制,同时还能够实现远距离的数据处理与传输的仪表,这样的仪表设备能够大大的提高生产的效率。目前工业中自动化仪表的种类非常多,大致能够分为三大类:检测仪表、显示仪表、调节仪表。其中检测仪表主要是在工业生产过程中检测温度、压力、或流量等这些参数的变化。显示仪表则是将检测仪表中检测的数据进行显示的设备,能够便于工作人员及时解决故障。而调节仪表则是通过先前设定的程序进行控制,可以适当的调整生产效率,能够将生产效率最大化。(2)自动化控制技术自动化控制技术结合了控制与信息技术之间的优势,通过对工业生产中的每一个环节进行检测,并且根据情况作出适当的调整控制,以此来提高企业的生产效率,促进工业的生产发展。目前我们所采用的自动化控制技术仍然是半智能化状态。很多生产环节为了保证产品的质量还需要大量的人员进行操作参与,在一定程度上造成了大量的人力资源浪费。所以,将来自动化控制技术发展的方向是全智能化,能够使生产各个环节完全的自动化、信息化生产,这将有效的提高生产效率以及生产安全性。
2自动化工业用仪表的作用
自动化的工业仪表在企业的生产工作过程中大量的应用,能够使企业的生产效率与生产质量大幅提高,能够控制生产过程中每一个环节的安全性,能够在保证企业产品的优良品质情况下,进行生产效率的提升并且能够保证生产的安全性与高质量。目前生产中,很多企业都会选择工业自动化仪表控制实际的生产工作,这样不仅能够降低生产过程中对劳动力的浪费,还能通过智能化控制的方式获得更多的生产数据。根据这些数据能够实现对信息的整合,满足企业对成本的控制,能够在良好的循环过程中实现生产需求,达到满足企业工作效率的提高。
3自动化控制技术
(1)应用自动化控制技术原理自动化控制技术的科学应用,能够提升企业生产过程中产品的质量,对整个生产的过程具有监督与管理的作用。这是智能化生产仪表实际的工作与技术原理,也是支撑企业整体发展的关键技能之一。智能自动化控制设备工作体系不需要人工的支持,就能达到具体的生产工作需求,而实际的设备操作过程中,能够不断的满足先进技术的升级,满足企业的生产效率提升需求。智能化仪表的全面发展生产技术广泛的应用到实际的生产中,可以迅速的提升市场经济整体的发展水平。(2)应用自动化技术控制的发展趋势未来工业的发展中,自动化的生产技术应用会越来越广泛,慢慢的会成为机电生产的综合形式,这两种模式的融合能够极大的提升实际的社会生产力,并且能够在具体生产工作过程中进行数据和信息的审核,实现对具体工作的校正需求。通过自动化系统的生产模式能够提生产技术的质量,还能够为实际的生产工作节约成本,促进短时间范围内的工作质量提升。自动化技术应用能够满足企业生产需求,在施工的过程中可以进行多元化的生产控制,满足市场商品供应的丰富性要求。(3)应用自动化控制技术自动化的控制技术在企业实际的生产工作中十分广泛被运用,所涉及的行业非常多,自动化控制技术能够很好的满足提升生产工作质量需求,并且能够满足实际的社会市场经济交易目标。在工业企业生产的过程当中自动化的控制技术应用,能够将生产和检验工作紧密的结合,由智能化的设备组成的一条流水线的工作需求,能够很好的保证产品生产过程的安全性,也能够实现生产产品的质量要求。智能化的生产模式逐渐取代了传统的生产理念,可以很好的引导企业进一步优质的发展。(4)应用自动化控制技术注意事项在实际的应用过程中对自动化的控制技术需要注意使用的细节,对企业生产的生产流程进行整体性的规划,致力于推动企业的生产质量和效率的全面进步。但这是一个漫长的过程,需要有优秀的资本管理投入进行支持。针对企业的实际生产实施自动化的控制技术,还需要注意具体操作的规范性需求,保证实际生产中具体工作进行的质量及稳定性。最后,重视人才的培养工作是提升工作质量的重要途径,以此确保自动化控制技术的实际应用效果,也是企业长久发展的重要战略计划内容之一。
4结语
工业自动化仪表作为工业发展中的重要技术一部分,随着自动化技术的日渐成熟,工业自动化仪表的质量和控制精度也在不断提升,人工控制慢慢的将会被取代,高效、安全、低能耗成为我们日后的发展方向,工业自动化仪表与自动化控制技术的结合是现代工业发展的趋势。
参考文献:
[1]周小波.浅析工业自动化仪表与自动化控制技术[J].山东工业技术,2014,19:15.
[2]高磊.工业自动化仪表与自动化控制技术探讨[J].科技创新与应用,2015,14:111.
[3]薛晓渝,强慢.浅析工业自动化仪表与自动化控制技术[J].科技风,2015,14:52.
1.1自动化控制中液压控制技术的应用
首先要研究液压控制技术在自动化工程中的应用,随着我国科技水平的发展,在自动化工程的基础上实行液压控制技术已经获得了较完善的成果,同时也推动了机械自动化的水平。通过先进液压控制技术,能够对起重机及其他施工设备的自动化程度进行改进,保证工程技术的不断提升。其次,通过先进液压控制技术的应用,能保证施工模式得到全面的改善,基于先进液压控制技术,能够提高工程机械中的设备质量,保证工程的施工效率。除此之外,将液压控制技术运用到机械设备上,改善机械设备的控制系统,能够有效保证施工过程中机械设备的安全性和稳定性,让机械设备在施工过程中不会出现控制问题,提高了施工的安全。因此,先进的液压控制技术能够提高自动化控制中机械设备的工作质量和工作效率。
1.2电路控制中液压控制技术的应用
液压控制技术除了在自动化领域中有应用发展之外,在电路系统的控制中也有着很高的借鉴价值。例如在多路阀中使用电液比例先导控制技术,这样不仅可以加强执行器的工作能力,也能为远程遥控提供良好的技术基础。在电子泵技术中,液压控制技术可以应用在电子控制系统中,并对电子泵中泵的变量压力、流量参数等进行控制。对于传感器中所接受到的流量或压力信号,电控器会对其进行随机处理,并在处理的基础上进行二次控制。随着电子泵技术的发展,技术的优势也逐渐变得明显,主要可以分为三个部分:变量泵性能的提高、节能性的提高和稳定性的提高。根据我国目前的状况,部分工程机械的液压控制技术已经达到了一定的智能化水平,但仍旧处在初级阶段,需要进行不断的完善。虽然智能化的程度仍旧在初级阶段,但通过有效的运用,已经可以对工程设备进行一定程度上的改良。例如对挖掘机进行控制系统的改良,可以保证挖掘机的良好稳定运行,增强挖掘机的稳定性,让挖掘机在启动和停止时尽量避免机身的震动。在智能化运用中,最典型的运用是无线遥控技术,具体应用有无人挖掘机等。可以有效改良工程的施工技术,提高工程的自动化程度。
1.3节能技术中液压控制的作用
除了在设备技术性的改良上有明显的作用之外,在节能型上,液压控制技术的应用也十分广泛。随着时代的不断发展,工程技术的节能型已经成为目前最受关注的问题。通过先进液压控制技术的应用,能保证发动机和控制系统之间的良好结合,通过先进液压技术的应用,能提高两者之间的协调性,保证设备在运行中能减少能量的损耗,提高设备的节能性。为我国社会的可持续绿色发展提供技术基础。
1.4液压控制中计算机技术在工程机械中的应用
随着信息时代的发展,计算机技术得到了长足的发展,并在工程机械中得到了全面的应用。主要表现在两个方面:控制和管理。控制和管理是从整机的方面,其中计算机硬件对于控制的影响较大。先进的硬件系统可以提高计算机技术的控制和管理能力。而在工程机械中,液压控制系统存在着严重的非线性问题,所以在建立数学模型时往往存在着较大的困难,所以进行控制时面临着严峻的问题。通过计算机技术,可以在一定程度上解决这种问题。在计算机控制中,有着较多的控制方法,而模糊控制和神经网络控制是效果较好的两种控制方法。在信息不完善的情况下,这两种控制方法较其他的控制方法更有优势,所以采用合理的控制方法在工程机械的控制管理完善上有重要的影响。
2先进液压控制技术的发展前景
根据目前我国工程机械中先进液压控制技术的应用,可以预测出在未来的发展趋势中,液压控制技术主要在电子控制和节能上的发展潜力较大,并逐步提高设备的稳定性、安全性和环境适应性。在发展上应当转移中心,不能仅仅对单体设备的性能进行提高,应当从总体协调性上进行提升。液压传动有许多突出的优点,因此它的应用非常广泛,如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等;行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等;发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等国;船舶用的甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。总的来说,对先进液压技术的研究能够有效提高我国工程机械的发展,提高工程机械的工作效率和工作质量。
3结语
关键词:冶金行业;自动化技术;发展情况
中图分类号: F407 文献标识码: A
引言
在最近几年,我们国家在自动化技术上的发展取得了一定的成就,而且自动化技术已经被广泛地运用在制造业等行业中。在生产钢铁的工艺中,我们不再为外国先进技术而担忧,而是建立了以国有化为基础的自动化体系,使得一大批新产品新技术逐渐投入到市场中。并且被广泛地运用在国内许多钢铁领域中。而且以计算机技术为基础的自动化技术在经济领域以及社会领域中取得了瞩目的成就。本篇文章就是对冶金工业自动化技术进行简单的分析与探究。
一、自动化技术在冶金工业中的应用现状
1、 冶金行业的发展过程
冶金生产过程的自动控制包括对采矿、选矿(见选矿自动化)、冶炼(见高炉自动化、转炉自动化)、浇铸(见连铸自动化)、轧材(见连轧机控制系统)等主体生产过程和供水、电、热、氧、气等辅助生产过程的控制。现代冶金企业采用计算机把生产过程控制和生产管理结合成统一的整体,大大提高了自动化程度。20世纪50年代在冶金生产过程控制中开始采用顺序控制器和模拟调节器。60年代英国首先建立全线采用计算机控制的热连轧机。70年代随着微型计算机的推广,冶金企业也开始采用计算机建立完整的计算机控制和管理系统。实现冶金自动化,可以大大提高劳动生产率和产品质量,减少流动资金的占用,改善劳动条件,获取很高的经济效益。
2、冶金行业的自动化现状
冶金流程非常复杂,生产环境不好,危害工作人员的身体健康,因此实现冶金自动化势在必行。当前,我国的冶金企业自动化正在不断发展中,自动化设备不断普及,操作系统及时更新。但是冶金企业的自动化两极分化严重,大企业水平较高,小企业差之千里。总体上说,我国冶金自动化水平并不高。
2.1 依赖国外的系统引进,没有适应自己的自我开发。
2.2 大部分企业对自动化控制的认识还不够系统和全面,缺乏专门的技术人才,致使自动化过程中遇到问题时难以及时解决。
二、自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用
1、在冶金过程控制系统方面
对于我国目前的冶金过程控制系统中,计算机技术已经完全遍布每一个控制流程中,且其普及率正在不断的持续增高。近年来,冶金自动化系统经过不断的发展,推出了工业以太网等技术构成的控制系统,加强了冶金企业对于以个人计算机为基础的区域控制系统的应用。计算机过程控制系统可以做到将所有有关冶金生产的参数(例如冶金需要的工艺要求、实际操作经验、核心技术要求和专用的模型等)有机的整合在一起,组成一个科学的数据库,然后根据已经建立的区域控制系统,对于系统中的每一个部分都进行动态的检测和对其反馈信息进行科学的分析和处理,最后把处理结果及时的发送到每一部分中。而且计算机过程控制采用工业以太网技术把系统中的控制器、传感器和检测器以及其他的类似的部件以最理想的方式连接在一起,一方面大大提高了系统中各个部分的实时反馈能力和系统中心的信息传递能力,另一方面也增大了系统本身的安全可靠性和高效性。例如,在扎线上安装与当时的冶金活动有关的各种工作环境参数控制设备,由这些设备对实际工作中不断变化的工作运行数据和控制设备所展现出来的信息经过合理的整理,通过相应的控制器把这些信息传递到过程控制计算机中心,再由计算机对这些数据进行科学的分析,并把处理方法通过工业以太网构成的控制与管理路线发送到每一个控制设备中,以实现整个系统在工作过程中的动态控制功能。计算机过程控制系统在不同的生产流程中有不同的应用细节,但其系统流程设计思路和基本的系统框架与本例有着不同的相近程度。
2、在冶金企业管理信息系统方面
业的管理对与企业来说是十分重要的,一个好的管理模式可以让企业在发展中有很大的竞争力,得以持续发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中把冶金流程的全部信息集成起来,进行管理、技术、生产和控制的信息集成,就可以将生产时产生的数据进行及时采集,对管理者的决策提供数据。在有色冶金质量管理和在线监测以及故障诊断方面提升智能管理,达到动态管理,降低生产成本;通过信息化管理可以实现能源的管理和实时性管理以及商业智能管理,对企业的可持续发展和生产以及技术等方面的创新提供了基础。
3、在冶金自动化控制软件开发方面
冶金自动化控制不仅需要专业的硬件作为后盾,也需要相应的软件作为支持。冶金自动化控制所需要的硬件根据不同的冶金过程有着小范围的变化,而且随着科技的发展,硬件会得到改进或者出现了一些新的硬件等,这就需要相软件做出相应的调整才能适应硬件的变迁。在这种形势下,许多的软件开发商利用手头各种硬件的信息,制造出了适合各种硬件组合的相应软件。而这些软件在个人计算机上都有着良好的通用性,且相对的性价比也较高,这也与计算机技术的成熟和软件自身的机构有关。研制出来的软件与计算机在冶金自动化控制方面息息相关,成为了一个不可分割的整体,特别是能够和管理信息系统相结合,提高了自动化的效率。由于计算机在冶金自动化控制方面的飞速发展,软件开发商大多都利用个人计算机为运行平台,为冶金工业制作出了更加丰富的软件系统,这也为计算机在冶金行业的普及做出了贡献。尤其是近年来国外的软件制造商对其软件产品明显提升了开放性,是我国的软件制作有了更多更新颖的元素,为优质软件的研制做出了极大的贡献。
4、在人工智能方面
人工智能系统是一种把神经元网络、专家系统、模糊控制有机结合的控制系统,通过采用模糊逻辑方式对传感器所采集到的测量数据进行判断和评价,进而发出控制指令的系统。在冶金自动化控制中,利用网络信息化的优势,对冶金企业各个方面的专业知识和核心处理方案进行总结,利用计算机对于所有的设备进行智能的控制。简单来说,就是把实际生产所需要的工艺计算和实际控制输入到计算机系统中去,而计算机利用模糊的逻辑方式对于发生的情况进行高度的分析,做出有较高精准性的操作。
5、在局域网络方面
随着计算机网络的发展,对于局域网络的研究也有了一定的深度。在冶金企业的自动化控制中,因为硬件的数量和精度要求不断在提升,给计算机对于每一个设备的控制带来了一定的困难。其主要体现在每一个部分的自动化设备接收计算机给予的指令和自己进行操作中间产生的时间差方面以及各个设备之间的信息交流方面。而计算机局域网络技术也可以在一定程度上缓解此种情况。计算机局域网络技术可以把系统分割成一个个可以由局域网络技术进行连接的部分,为它们之间的沟通起到了相应的桥梁功能,大大提升了各个部分的信息交流程度。
结束语
利用自动化来改变现代工业的发展,节约有效的资源,降低成本费用,以获得更好的社会、经济效益。大力发展自动化技术,可以将我国冶金技术提高到一个新的水平,缩短与世界大国的发展距离,实现自主研发,对国民经济的发展起着十分重要的作用。
参考文献
[1]郭雨春,陈志,王昊宇.冶金自动化发展的策略与思考[J].自动化博览,2009(S1):7-10.
[2]薛兴昌.工业自动化的技术发展[J].冶金自动化,2003(S1):1-4.
[3]孙彦广.冶金自动化技术现状和发展趋势[J].冶金自动化,2004(1):1-5.
[4]孙彦广.冶金自动化技术现状和发展趋势[J].冶金自动化,2011,28