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关键词:自动化技术;冶金;发展;现状
我国是世界屈指可数的钢铁大国,连续多年世界钢铁产量第一,同时刚才的品种和结构变化也快速发展更新,所以,冶金行业自动化技术对冶金越来越重要。随着我国经济和科技的发展,冶金自动化技术发展取得了一定的成就,但是不能沾沾自喜,同发达工业大国相比,我国冶金自动化技术还存在很大差距和问题。我们应该看清自己的问题,制定适合我国冶金自动化技术的发展战略。
1 冶金自动化技术现状
按照我国目前冶金市场的自动化技术结构来说,按照功能区分可以将冶金自动化分为三个发展层次,它们分别是冶金过程控制系统、生产管理控制系统、企业信息化系统。
1.1 过程控制系统
冶金自动化分为三个层次,其中之一就是过程控制系统。过程控制系统需要由电脑系统进行配置,其功能在电脑控制下能够得到进一步发挥。根据有效的调查数据显示,目前我国冶金的工序可以分别被计算,高炉、转炉、电炉、连铸、轧机等都能够分别显示数据。实际上,冶金的生产过程可以清楚地观察到,电脑在冶金生产的过程中只是起到了一个数据记录汇总、数据报表制作和生产过程监控作用。冶金过程本身就非常复杂,目前,冶金行业数据库在实际的生产过程中的适应性差,根本无法达到预计的目的,即使有些企业引进外国先进的自动化设备也很难再冶金过程控制系统中发挥作用。
1.2冶金生产管理控制系统
根据有效数据显示,按照冶金的工程顺序,目前我国大部分冶金工程都将冶金生产管理控制系统的电脑配置进行设置。从目前市场上的冶金管理系统功能来说,有两个管理项目是冶金生产过程中使用最频繁的,信息收集和日常的生产管理。在真正的冶金生产过程中必须开展相关的管理并且需要发挥实质作用。随着我国企业管理的理念不断发展,冶金行业也和组件认识到管理系统的重要性,并且在冶金的生产顺序,生产质量和生产流程方面都采用了管理系统,而且取得了明显的效果。但是由于技术方面运用不成熟,在实际操作过程中下生产管理系统的技术很难实现最大限度发挥,而且管理系统的应用需要结合企业的发展需要,必须和实际工作相结合。
1.3 信息管理系统
随着科技信息技术的发展,冶金行业的生产过程也已经迈进了信息化时代,运用信息化管理系统,管理水平得到了显著提高。目前我国很多企业已经能够达到信息化带动企业发展的目的,冶金技术的信息化发展前景广阔,在整个行业中收到了很大的重视。每个企业结合自身的发展现状建立相应的信息网络,为我国这个冶金行业的信息化都奠定了基础。企业建立信息化系统项目已经成为企业研究的一个重点课题。目前,很多冶金行业都已经制定了适合本企业发展的信息网络,找到属于本企业的发展起点。冶金工程信息自动化是当前冶金行业发展的一次重大改革,在改革过程中企业对信息化管理进行了比较充分的理解,同时对企业管理的观念进行了更新。
2 冶金自动化发展趋势
2.1 过程控制系统的完善
虽然很多企业已经进行了过程系统控制,但是和世界先进技术水平相比,我国的冶金控制系统应用并不全面。冶金工程的工作流程已经可以采用比较新型的传感技术、光机电一体化技术、数据融合以及数据处理技术,除此之外,还有一些关键工艺技术,例如参数闭环控制、产品物流跟踪、能源的平衡控制以及环境控制和产品质量控制。实现冶金流程在线检测和监控系统,包括铁水、钢水及熔渣成分和温度检测和预报,钢水纯净度检测和预报,钢坯和钢材温度、尺寸、组织、缺陷等参数检测和判断,全线废气和烟尘的监测等。
2.2 全面实现信息化
冶金流程的全息集成。实现铁―钢―轧横向数据集成和相互传递,实现管理―计划―生产―控制纵向信息集成,同时,整合生产实时数据和关系数据库为数据仓库,采用数据挖掘技术提供生产管理控制的决策支持。计算机全流程模拟,实现以科学为基础的设计和制造。采用计算机仿真技术、多媒体技术和计算力学技术,基于各种冶金模型,进行流程离线仿真和在线集成模拟,生成一个分布式、网络化、集成的“虚拟工厂”软件系统环境,通过人机交互和协同计算,模拟钢铁工业产品生产全过程。支持生产组织优化、生产流程优化、新生产流程设计和新产品开发优化。企业信息集成到行业信息集成。信息化的目的之一是实现信息共享,在有效竞争前提下趋利避害,在企业信息化编码体系标准化、企业异构数据/信息集成基础上,进一步实现协作制造企业信息集成,全行业信息网络建设及宏观调控信息系统,直至全球行业信息网络建设及宏观调控信息系统。知识管理和商业智能。利用企业信息化积累的海量数据和信息,按照各种不同类型的决策主题分别构造数据仓库,通过在线分析和数据挖掘,实现有关市场、成本、质量等方面数据、信息、知识的阶梯化演化,并将企业常年管理经验和集体智慧形式化、知识化,为企业持续发展和生产、技术、经营管理各方面创新奠定坚实的核心知识和规律性的认识基础。
3 结语
随着我国经济发展,冶金自动化技术不断提高,但是和发达工业国家相比,在技术方面还存在很大差距,我国企业需要不断改进生产技术,提高生产效率,积极促进冶金自动化技术的发展。钢铁工业是我国的基础工业,关系到各行各业的生产,尤其是工业和建筑产业,没有钢铁就无法进行下一步具体工作。我国正处于社会主义建设高峰阶段,很多工业发展处于品质提升及转型阶段,今后对高品质钢铁的需求量会不断增加。然而目前市场高品质钢铁供应不足,高端品质种类较少,不能完全满足市场需求。所以,冶金自动化技术是推动钢铁产量和质量提高的主要渠道。我国冶金行业在今后的发展当中要不断吸收借鉴国外冶金自动化技术的发展,制定适合我国冶金自动化发展的目标,不断拓展我国工业的发展。
参考文献
[1] 曾波. 自动化技术在冶金行业中的现状和发展趋势[J].山西冶金,2014(05).
关键词:电力企业;配电自动化;电力配电
中图分类号:F470 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)31-0002-02
配电自动化是电力系统现代化发展的必然趋势,是智能化在电力企业的表现。配电自动化能够实现在满足用户电能质量需求的同时,也能为国家和电力企业带来可观的社会和经济效益。
1 电力配电自动化现状
电力配电自动化是一项庞大而复杂的工程,包括配调中心层的自动化,控制操作自动化,变电站、馈线管理系统自动化,电能质量监测自动化和安全防护体系自动化等多项内容。
1.1 自动化技术
配电系统的自动化,是以现代化技术为基础,综合了信息、功能、通道、效益,联合了供电方与用户的,使配电系统逐渐智能化的一种技术,主要包括以下内容:DA(配电自动化),具体包括配电自动化、SCADA和馈线自动化,以控制功能自动化为主要研究对象;DMA(配电管理自动化),主要是对信息进行自动处理和对GIS(地理住处)、AM(设备运行)等系统运行进行自动化和信息化管理以及高级分析决策功能等;用户自动化,即对用户系统进行自动化管理,主要包括远方自动读表、负荷管理、实时电价信息、用户电力技术等。随着社会的发展,用户服务的优化越来越成为电力企业关注的重点。
配电自动化技术开发于工业发达的国家,且发展迅速、日趋成熟,目前已基本形成集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远程抄表等系统于一体的配电网管理系统(DMS),且仍在不断完善。我国的配电自动化技术引进较晚,且由于各种因素局限,发展较为缓慢,目前主要是配合城乡配网改造工作同步实施,还有待进一步研究和普及。
1.2 自动化技术在电力配电中的应用
配电自动化技术在电力系统中的应用,可以为电力企业带来巨大的社会效益和经济效益,具体包含直接和间接两大类效益。直接效益包括:在电力系统采用配电自动化技术,可以提高配电管理水平,扩大系统监控范围,快速、有效地监测出线路故障发生的具置,并及时进行处理,从而减少事故和操作引起的停电时间,提高供电可靠性和电力企业信誉;也使工作人员的劳动强度大大降低,提高了生产率;同时通过环网“手拉式”进行用户供电,可以使线路应故障和检修造成的全线停电的现象得到一定程度的改善甚至解决,以提高用户服务水平;还能通过合理推进电网建设,使有限资金得到有效利用,改善电能质量。间接效益,即隐性收益,就是通过采用配电自动化系统提高工作效率,电力运行部门不必花费大量人力物力在故障查找和维护方面,从而使运营成本大大降低。
配电自动化的最终目的是扩大供电能力,增强供电可靠性,优化电力服务。目前,我国对配电自动化的应用较少,还有部分内容尚未开发,或仍处于研制或使用阶段。要想实现最终目的,就必须坚持统筹安排、循序渐进的原则,考虑长期和短期、全局和局部,分清主次,对配电自动化加大研究力度,尽早开发出先进、通用、标准的配电网自动化系统,促进电力市场的发展。
2 电力配电自动化的发展趋势
2.1 综合型配电自动化终端
综合型配电自动化终端,是在传统功能的基础上,增加了电能质量量测、实时电价信息、故障灵波及部分仪表功能的终端系统,它以高速数据采集及信号处理技术为基础,能够减少现场终端数量,使配电系统的复杂性降低,同时实现综合信息的采集及控制,实现与主站和指定终端的通信,满足电力市场对电能质量的监测及实时电价信息的要求,是配电自动化进一步完善的发展趋势
之一。
2.2 配电线路载波通信技术
目前,电力通信系统的主流是光纤。光纤具有容量大、可靠性高、传输速率高等优点,因而得到电力企业的亲睐。同时,经济的发展和现代化技术的应用,大大降低了光纤的成本,使光纤作为配电系统自动化的主干通信网而得到普及成为可能,相关研究人员也正致力于此。但是,随着终端设备数量的增加(对低压配电网而言),通信系统建设的复杂性也大大增强,仍采用光纤通信会使企业成本增加,且可行性较差,存在很多问题。所以,研究具有较高可靠性和通信速率的配电线路载波通信技术成为主要趋势。配电线路载波通信技术具有光纤通信的功能和优点,此外,还能为客户提供电力线上网等其他的综合通信服务,配电系统综合自动化的实时电价信息,实现远程读表功能,具有更高的开发和应用价值。
2.3 用户电力技术
电力市场竞争的加剧,要求配电自动化系统的进一步完善,尤其是用户的监控和服务功能的加强,要做到准确、可靠、灵敏,以尽可能减少给配电公司带来的直接和间接损失。用户电力技术(Customer Power),是在中、低压配及用电系统中应用高新技术(如电力电子技术、微处理机技术、控制技术等),是FACTS技术地配系统应用延伸出的一种新型综合技术(DFACTS)。现阶段,DFACTS装置主要有:APF(有源滤波器)、DVR(动态电压恢复器)、D-STATXOM(配电系统用静止无功补偿器)、SSTS(固态断路器)等。该技术独立工作时可满足特殊负荷对供电量的严格要求;结合配网自动化技术,则能使谐波畸变减少,电压波动和闪变、各相电压的不对称和供电的短时中断现象消除,实现柔性化配电(无瞬时停电和实时控制),从而提高了供电的可靠性,电能质量也得到很大提高,满足用户对电能质量更高层次的要求。
2.4 智能分布式FA
“输配电分开,在售电环节引入竞争机制”是我国电力工业体制改革方案中提出的一项重要内容,该方案开放了配电环节,使分散发电装置得以广泛使用,为解决能源提供、降低线路损耗、提高能量转换效率提供了可行性方案。但是分散发电装置的布置及投运具有不确定性,从而影响了配电网络的运行方式,经常变动,导致FA方案(传统保护整定值与集中处理)难以适应,分布智能FA体系成为其发展方向。该体系是以多智能系统(MAS-multi-agent system)为基础,研究建立智能体(agent)与区域协调器的协调机制,研究在配单自动化主站建立协调服务器,通过定义智能体之间的通信与规范,实现完整的智能分布
式FA。
2.5 集成化和综合化
为降低成本、提高经济效益,就必须实现配网自动化系统的信息集成及其功能综合,打破以往各单项自动化工程相互独立、功能重叠的弊端。具体包括:SCADA系统与CIS系统的一体化设计,综合两者的数据、功能、界面,实现一体化。一方面,SCADA所需要的网络结构和属性数据可从GIS中自动提取;另一方面,GIS所需的配电实时运行数据也可从SCADA提取,从而大大优化配电自动化技术;配电管理系统的一体化,即融合GIS、线损管理、可靠性管理、生产MIS等系统,加强整体管理,实现高效运作。
3 结语
在新形势下,配电自动化要想在竞争激烈的电力市场中取得优势,实现电企效益的最大化,就必须对配电网终重构、自动无细电压控制等高级应用功能深入研究,此外,如何结合电力市场实时电价、差异性客户服务等特点来研究新问题,也是今后配网自动化研究的重要内容。
参考文献
[1] 林永育.电力配电自动化技术与发展趋势[J].科技资讯,2007,(33).
[2] 吴少锋.浅谈配电自动化新技术的发展趋势[J].广东科技,2008,(14).
【关键词】石油化工 自动化技术 发展趋势
在国民经济迅速发展的背景下,我国的能源消耗量也日益增加,虽然我国是一个能源大国,资源丰富,但是如今的经济发展需要的能源的数量惊人,在激烈的市场竞争中,我国的石油开采量与我国人民的日常生活、工业生产所需渐渐拉开了差距,为了进行生产,我们从国外进口石油的现象越来越严重。但是从长远的发展来看,要想提高综合国力使国家长久稳定的发展,就要减小对国外能源的依赖,寻求新的方法推进我国资源的开采和利用,减少石油进口量。1 石油化工自动化技术应用必要性1.1 石油资源对我国经济发展的重要作用
石油是我国一项极其为重要的基础能源,也是全球需求量最大的能源,经济全球化的迅速发展,信息技术全球化的推广,让石油工业迎来了较大的发展机遇,同时也面临着前所未有的挑战。尽管我国号称能源大国,但是随着世界范围内的经济发展,国内的石油的提供量已经不能满足当今工业生产的需求。在社会不断发展的今天,传统的石油化工企业的生产设计理念不再适应当前的发展,具体的环境逼迫着生产理念的改变。如今的石油化工企业改变了航向开始朝着智能化的方向发展。
1.2 先进的科学技术逐渐渗透到石油化工企业
石油资源能够保障我国国民经济的平稳增长。世界范围内的经济发展趋势逐步把先进的科学技术融入到石油化工行业中。在分析了以往的人工操作的局限性和不准确性,逐步运用先进的科学技术模拟人工化,不仅达到了人工操作的效果,还高额度的,高精准性的完成了数百倍次的工作量。从工厂生产的操作、维护的不同的角度出发,先进技术的控制系统具有相对的开放性、易于管理性。不需要耗费太大的精力,只要熟悉操作程序,并且通过生产操作的自动化、经营管理模式的信息化、就可以简单的实现传统石油化工企业从原油选择、采购、生产加工再进一步得到石油以及石油附属产品的全部过程,不同的是这一过程具有智能性,简化了工人手工操作的人力耗费和时间耗费。这种智能化的石油化工的生产及管理,可以在相同的时间和空间上使企业的利润最大化。
1.3 传统石油化工企业中,人工操作的缺陷性及危险性
(1)在传统的石油化工企业中,生产需要人工操作,大量的作业量需要很大数量的工人协作完成,石油化工生产作业时具有一定的危险性,大量的工人集中作业的工作环境下,一旦发生安全事故,大量工人的人身和财产安全得不到保障,会造成大量的人员伤亡。
(2)人工操作,达不到石油化工产业要求的精准度。石油化工企业的生产工作有严格的精准性要求,但是人工操作生产过程中,精准度不易控制,在人工操作控制的情况下,想要达到精确的工艺参数要求有很大的难度。并且极易因为这种误差而造成投料不当,从而导致生产时超温超压等异常状况,埋下安全隐患,引起事故的发生。
(3)石油化工属于高污染性,高腐蚀性的工作环境,全人工操作的模式下,如果做不好安全防范工作,长期工作的人员的身体健康得不到保障,对身心极可能造成不可逆转的伤害,容易形成职业病。
2 石油化工自动化技术的应用及发展趋势
2.1 自动化技术的应用
石油化工自动化技术投入到石油化工企业的使用中,目前的使用主要有两方面的应用:自适应控制和最优控制。
(1)自适应控制。根据具体的工作环境,智能调节机器的性能生成反馈信息,接受反馈信息后系统自动按照事先设定的程序标准来进行工作。在我国目前的石油行业自动化生产过程中,自适应控制运用到了石油化工的不同部门,与以往的传统自适应控制模式相比较来看,如今的自控制系统更主要的是自整定与模型参考,具有具体的辨识过程的独特性。并且在辨识过程中激励信号平稳运行。
(2)最优控制。在当代的控制理论中,最优控制是一个占据极为重要作用的构成环节。最优控制给人们的生活提供了一个安定和平的大环境,使人民群众的生活的各个方面得到定改善。如今最优控制在石油化工产业上的应用成果较为显著,解决了传统人工操作的各种弊病,提升了石油化工产业在我国的产业地位。
2.2 石油化工企业的自动化控制发展趋势
2.2.1FCS将与DCS共存
DCS 自七十年代问世以来,采用了大量先进的成熟技术,经历了发展、成熟到集中应用几个阶段。DCS 技术成熟,性能可靠,软件丰富,功能完善,得到了用户的信任,而FCS还处于发展阶段,技术还不太成熟,可靠性还有待考证,功能不如DCS 完善。如今广大用户虽然关注FCS 的发展,但是多持观望的态度。DCS 至今已经发展得相当成熟和实用,仍是当前工业自动化系统应用的主导型,不会随着FCS的出现和发展而走向衰退或是退出历史的舞台,DCS将会与FCS在相当长的一段时间内共存下去。
2.2.2现场总线与DCS相结合
现场总线技术集成到现有控制系统中,利用DCS丰富而成熟的控制功能带动现场总线的推广应用。现场总线与传统控制系统之间的集成通过三种途径:一是现场总线在DCS、PLC的I/O 层次上的集成,二是现场总线设备通过网关集成到DCS、PLC上,统一组态、监控与管理;第三是独立FCS 与DCS、PLC 之间的信息集成,两者之间通过网关实现信息交流与映射。通过以上几种方法可以利用DCS、PLC成熟的技术与经验,发挥现场总线的独特优势。在现场总线推广应用的基础上,尽快完善一体化功能。实现对现场设备的一体化管理与控制。
3 结语
在经济全球化的大背景下,石油化工企业决定着一个国家竞争力的命脉,石油化工产业融入的技术含量的多少也是彰显一个国家综合国力的重要指标。石油化工的自动化控制技术一直努力的寻找新的突破,处于不断改革、创新的阶段。石油化工自动化控制技术不断进步对石油化工行业在激烈的行业竞争中的生存与发展起着积极作用。
参考文献
[1] 胡红页.先进控制技术在炼油化工行业的应用[J].自动化与仪表,2012(05)
[2] 刘新辉.先进控制技术在工业控制中的应用[J].牡丹江大学学报,2013(04)
关键词:水工业 自动化控制技术
1.控制系统的智能化、分散化、网络化
工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。
1.1现场总线的崛起
半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。
与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。
FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。
1.2现场总线的现状和标准化问题
目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC 61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P―Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。
以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。
1.3现场总线的新动向―工业以太网
长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。
2.管理控制一体化
工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。
2.1何谓管控一体化
在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。
2.2现场总线为管控一体化铺平了道路
企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。
水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业管理层,过程监控层和现场控制层。
管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。
2.3管控一体化的支持环境与系统集成
基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。
如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。
目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think&DO、Lntellntion公司的iFIX等。
3.对水工业自动化发展的思考
关键词:电力系统;自动化;发展趋势;新技术
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
1 电力系统自动化的发展趋势
1.1 电网调度自动化的发展趋势
(1)研制并开发出新的能适应多种应用的电力调度自动化系统。
(2)进一步推进 CPS1,CPS2 评价标准在我国的实际应用。
(3)进一步完善二次设备系统的安全防护体系。
(4)研究电网调度自动化系统运行维护的新办法。
(5)充分重视整个系统的彼此融合,信息的发掘和共享,进一步促进电力调度系统的信息化、现代化。
(6)建立新的自动调度的管理体制,以适应电力体制改革的新形势。
1.2 火电站自动化的发展趋势
(1)增加新技术和新工艺的应用。如自动监测技术、自动控制技术、顺序控制技术、自动监视与信号技术。
(2)逐步扩大DCS的应用范围并增强DCS的功能。
(3)加快管理自动化的进程,提高电厂综合水平。
1.3 水电站自动化的发展趋势
(1)逐步实现以计算机监控代替人员操作,节省人力资源。
(2)大规模应用现场总线技术。
(3)进一步实现水电监控系统的网络化、自动化。
(4)在水电厂监控系统中逐渐成熟应用人工智能。
(5)在水电厂监控系统中广泛应用多媒体技术。
1.4 变电站综合自动化
努力实现保护和监控的统一。
(2)使设备安装更加简易、方便。
(3)做好人机操作互换的连接,加快发展无人、无线操作技术。
(4)制定统一标准的网络通讯协议。
(5)逐渐达到数据采集的一体化、标准化。总体来说,整个电力系统自动化发展的总趋势为:由开环监测逐步变为闭环控制;由高电压逐步变为低电压;由单个元件逐步变为部分区域甚至整个系统;由单一功能逐步变为多功能并最终一体化,装置性能逐步快速化、灵活化、数字化、追求目标最优化、协调化、智能化。
2 电力系统中的新技术
2.1 地理信息系统(GIS)
在电力系统中应用地理信息系统(GIS)是将电力系统进行数字化、信息化的有效方法。此技术主要应用在电力系统中的 2 个方面:①配电系统。配电系统是用电户和供电部门之间联系的桥梁,因此这个系统的有效管理对电力系统整体上的可靠、经济、高效工作起着相当重要的作用。所以,GIS 在配电系统中的应用非常普遍,并且在技术上和国际一流水平之间的距离也在逐渐缩小。②空间资源规划(SRP)是先前的 GIS 和企业资源规划(ERP)的有机融合和进一步拓展,它将成为未来电力系统方案设计中的重要指导思想和设计原则,因此必将会在电力企业中受到广泛的关注和全面的应用。而 GIS 作为 ERP的基础必将随着 ERP 在电力企业当中的发展而得到进一步的发展。如前所示,实施 GIS 的终极目标是实现电力企业的信息化、数字化,在未来的几十年内 GIS 的发展趋势是突破以往的信息孤立,将多种不同空间信息进行紧密连接整合,从不同角度和侧面全面展示数据之间的内在联系。为了实现 GIS 的先进性,需要采用空间数据库技术、面向对象技术、Web 技术等更多
先进技术。
2.2 计算机视觉技术
应用计算机视觉技术最重要的目的是方便的获得多种图像信息,目前,其在电力系统中的主要应用是修改并增强遥视系统的功能,这主要表现在以下2 个方面:①在线监测。在对电力设备进行在线监测的方法中红外图像监测是最为方便、实用、准确的方法,在红外图像识别方面主要就是利用计算机视觉技术。其工作原理主要就是将电力设备实时的红外图像与其正常工作时的图像进行比较,如有异常情况,则可判断它发生故障;②进行无人操作或环境监视。借助微波双鉴探测器,同时利用差分图像和流光法 2 种方法对移动的物体进行监测,如有异常,则会被自动识别出来并发出警告。但是,由于计算机视觉技术发展的并不完善,同时由于图像识别自身的复杂性,在现阶段还不能实现完全的无人操作,在许多情况下,计算机视觉技术仍然是一种辅助手段。
2.3 GPRS
(1)接受范围比较广。可有效利用全国范围内的电信网络为远程数据用户终端提供方便的服务。
(2)传输速率非常高。其最高传输速率可达 171bps,完全能够满足用户的需求。
(3)接入时间很短。可以在 2s 之内快速的建立连接。
(4)有实时在线功能。用户随时处于连线和在线状态,这一功能可以使用户的访问变的更加方便、快捷。
(5)按流量计费。它的费用是按照用户接受和发送数据包的数量来计算的,只要传递的没有数据流量,即使用户天天挂在网上也是不收费的。GPRS 通讯方式的这些优点可以有效解决传统数据信息传输方式的弊端,更加适用于专业数据的传输。由于 GPRS 以上的功能优势,其在电力系统中的应用主要有 2 方面:(1)低压配电监控。由于分布在城市、郊区、农村的低压配电数量较大,安置分散,环境情况也很复杂,因此就需要低压配电设备更加的实时、准确、高效,而且设备装置要有高性能价格比,安装方式更加简单、方便。GPRS 的以上 5 大优点,不仅可以实时、精确的传输数据,而且大大降低了系统安装运行的费用,克服了传统的数据传输方式的缺点,很好的满足了低压配电网数据传输的需求。(2)电力远程抄表系统。为了实现对电力监测设备的统一监控和有效管理,地、省级的集中监控中心
需要采集工业和民用电力系统数据,GPRS 网络可为此提供简单高效的信息传输手段。电力远程抄表系统是建立在移动通讯公司的 GPRS 业务平台上的,这样可以利用已有的网络,缩短工程建设的时间,降低投资的成本,实现电表数据的无线传输,而且设备的安装也比较方便,维护也很简单。另外,在对一些偏远地区的变电站的监控中,GPRS 也起到了很重要的作用,它可以自动读取相关数据并进行综合分析,从而达到远程监控的目的,还可以对设备进行维修,这样可以节省人力资源和维修时间。
关键词:电力系统自动化;发展趋势;新技术应用
Abstract: With the development of electronic technology and computer technology, the automation level of electric power system is also in constant increase. This paper first analyzes the development trend of China's future automation of electric power systems and then analysis of the application of some new technologies in automation of electric power system in our country.
Keywords: automation of electric power systems; development trend; the application of new technology
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:
电力系统自动化是在现代科技逐步发展过程中衍生的一个概念,是一个综合的集成概念,系统包括发电厂、变电站、输配网络和用户等。研究电力系统自动化的目的主要就是研究如何更好地掌控和监视电力从出厂到供应的全过程,使输配电的过程更加高效、经济、安全。但是随着新科技的日益发展,电力系统自动化的技术也有了新的发展趋势,更多的先进技术持续的应用到了电力系统自动化的技术中。本文对目前电力系统自动化的发展趋势和先进技术在系统中的应用做一简单探讨。
1、整个电力系统自动化的发展趋势
目前电力系统自动化的发展趋势主要朝着以下几个方面发展:
第一,由开环检测系统逐步的发展到闭环控制系统。例如:电力系统中系统功率总加发展到主动的发电控制系统。
第二,电压级别逐步从高电压等级向低电压等级转变。例如:电力系统中能量管理系统发展到配电管理系统。
第三,元件由单个逐步发展到部分区域和全系统。例如:电力系统中检测控制与数据采集的发展及区域稳定控制的发展。
第四,由单一的功能逐步的发展到多功能和一体化。例如:电力系统中变电站综合自动化技术的发展。
第五,装置的性能向着数字化、快速化、灵活化的方向发展。例如:电力系统中继电保护技术的演变。
第六,最终的追求目标向最优化、协调化、智能化的方向发展。例如:电力系统中的励磁控制和潮流控制。
第七,由以提高运行的安全、经济、效率为完成向着管理、服务的自动化扩展。例如:管理信息系统在电力系统中的应用。
2、电力系统自动化中用到的新技术
2.1、计算机视觉技术
计算机视觉技术之所以可以在电力自动化系统中得到一定程度的广泛应用,主要是因为可以方便的获得多种图像信息。目前,在我国的电力自动化系统中主要功能是修改和增强遥视系统的功能。这种功能在具体的应用中主要表现在以下两个方面:其一,在线监测。为了实时对电力系统进行检测,最方便、实用又准确的方法就是运用在线设备的红外线图像监测,红外图像的识别主要依赖于计算机的视觉技术。工作原理为:比较电力设备在正常工作时的红外图像和实时检测图像,如果二者图像表现不一致,则说明发生了异常情况,可以判断一定出现了故障;其二,在无人操作时可以进行环境监视。监视过程要使用微波双鉴探测器,使用两种方法—差分图像或者流光法,对于移动的物体进行实时的检测,如果发现不正常的情况,则会立刻被机器识别出来并发出警告。
但是,由于发展水平所限,虽然计算机视觉技术得到了一定的应用,但是由于图像识别本身具有极强的复杂性和繁琐性,因此在现阶段的计算机视觉技术还不能达到完全无人操作的情况,因此,大多数的情况下,计算机视觉技术仍被认为是一种辅助的使用手段。
2.2、地理信息系统(GIS)
由于科技的发展,信息化已经延伸到各行各业中,电力系统也进行了信息化建设,应用地理信息系统(GIS)将是电力信息化有效手段,这个系统可以在电力系统的两个方面应用。其一、配电系统数字化。在电力系统中,供电部门专门 负责为用户提供电力供应服务的,配电系统这是供电部门管理电力的重要单元,是用户与供电部门的桥梁。对这个配电 系统进行数字化可以提高电力系统的整体运行状况,为可靠、经济、高效管理电力起着重要作用。因此,在配电系统中 使用地理信息系统是很普遍的,在技术发展上也逐渐接近国际水平。其二、将地理信息系统(GIS)与企业资源规划 (ERP)相结合形成一个新的空间资源规划(SRP),是未来电力系统进行设计与规划的指导思想,这也逐渐变成以后电力 企业关注与发展的一个方向。在这个空间资源规划中,GIS是进行更新改进的基础,在ERP的发展辅助下,将会得到更进 一步的应用。在前面已经说明了,应用GIS目的在于让电力企业实行信息化、数字化,而GIS可以改变以前信息的孤立,使用空间上的信息交换进行整合,从多方面展现数据之间的相互联系。GIS在发展中采用了数据库技术、面向对象技术、web技术等一些先进技术。
2.3、通用分组无线服务技术(GPRS)
此种技术主要具有以下几个特点:
(1)、具有相当广泛的接受范围。可以实现在全国范围内的电信网络为远程数据用户提供方便的服务。
(2)、数据传输速率很高。在数据传输过程中最高的速率可以达到171bps,可以满足用户的要求。
(3)、数据接入的时间非常短。数据建立连接的时间最快只需2秒。
(4)、有较强的实时在线功能。用户的在线和连线状态可以任意进行,这种功能的存在使得用户的访问更方便、快捷。
(5)、计费方式是依据流量计算。费用的计算方式是按照用户接受和发送数据包的流量来进行计算的,如果用户在使用的过程中,没有产生数据流量,这样就算用户天天上网也不会产生任何费用。GPRS的这种有点能解决传统方式存在的弊端,更适合专业数据的传输。GPRS的这些优势,应用于电力系统主要存在以下两个方面:
其一,应用于低压配电的控制系统。在居民电网的应用中,低压的配电数量巨大,并且由于郊区、农村等地域的特殊性,使得低压配电的环境十分复杂,这就需要保证低压配电的设备要实时、准确、高效,而且所用的设备必须性价比较高,安装要必须简单、方便。而GPRS不仅可以实时、精确的传输数据,还很大程度上减低了安装运行的费用,与传统的数据传输方式相比具有巨大的优点,还能很好的满足低压配电网的数据传输需求。
其二,应用于电力远程抄表系统。为了所有的电力监测设备进行统一的监控和高效管理,地、省级的监控中心需要采集各个方面的电力数据,GPRS网络可以实现信息的高效简单的传播。并且电力的远程抄表系统没有使用专门的数据平台,而是和移动通讯公司共用平台,可以尽可以利用已有的网络,也可以节省人力物力,降低成本,实现无线传输数据,并且设备的安装和维护也是非常简单的。另外,对于一些偏远的山区,GPRS也起到了重要的作用,可以自动读取相关数据并进行综合分析,从而达到远程监控的目的。
2.4、软交换技术
软交换技术是集合了多种逻辑功能实体,为综合业务提供呼叫控制和链接,以及部分业务的功能,是目前电路交换网演变到分组网的最重要的设备,也是国内外通讯网络技术的热点之一。软交换技术有以下 4 个功能:①接入媒体网关;②呼叫控制;③业务提供;④互通互联。在电力系统中广泛应用软交换技术,正是基于其以上所述的功能和特点,它可以实现计算机网和电话网等不同网关之间的互通,还可以克服旧的网络设备的弊端,可使多种介质信息在 1 台交换服务器上交换,不仅节约资源,还提高了网络集成度,便于对整个电力网络进行管理和维修。另外,引进软交换技术后,使得新业务的提供也变得非常方便,能够满足电力系统发展过程中的新要求。随着电力系统的进一步发展,软交换技术的应用空间会越来越大,将会对其产生多层面的有益作用。
3、结束语
综上所述,除了上面所列举的情况以外,还有很多其他的先进技术应用到了电力系统自动化中,例如:远程控制技术、现场总线技术、蓝牙技术等智能技术,这些技术都是在电子技术和计算机技术的基础上逐步建立并完善起来的,随着这些技术的不断发展以及电力系统自身的发展要求,会有越来越多的先进技术应用其中,这都有待我们进一步的探索研究。
参考文献:
[1] 贾云得.机器视觉[M].北京:科学出版社,2009.
[2] 石治国.计算机网络安全教程[M].北京:清华大学出版社,2008.
关键词:工业自动化;技术发展;制造应用;计算机技术
Abstract: with the development of science and technology, our country enters the new century, the development of automation technology has obtained the good result, especially automation technology is widely used in manufacturing. Industrial automation refers to using the machine in the industrial production, through the parameters control, fully realize the automation of production process control, try to reduce the labor, the proportion of consumption in the process of production personnel, through the industrial automation control to the processing of production information, and achieve the desired goals. Industry in our country at present computer application industry has made great development of application of industrial control automation, industrial automation industry computer application systems in our country has formed. With the development of the computer industry, industrial automation industry industrial application field of computer application is expanding fast, its developing trend is elusive. In this paper, the industrial automation industry computer application industry development present situation and characteristics of the trend is analyzed and discussed.
Keywords: industrial automation; Technology development; Manufacturing applications; Computer technology
中图分类号:TH86文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
工业自动化大体经历了单机生产的自动化、组合生产的自动化到现代技术综合应用的自动化生产阶段。是指利用机器设备或者是在生产过程中不需要人工直接干预的情况下,按照预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。工业自动化技术同时也是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术,对工业生产过程进行检测、控制、优化、调度、管理和决策,达到增加产量、田高质量和降低消耗、保证安全等目的的综合性技术,并且工业自动化技术的发展覆盖了制造业、电力等国民经济主要部门,为国家的建设起着不可替代的作用。
一、工业自动化技术的特点
通常情况下把工业自动化系统分为5个级别:企业管理级、生产管理级、过程控制级、设备控制级和检测驱动级。两级管理机涉及到高技术主要是计算机技术、软件技术、网络技术和信息技术。随着互联网技术和信息技术的飞速发展,必将进一步促进企业管理的改革。过程控制级涉及到的高技术主要有智能控制技术和工程方法。设备控制级和检测驱动级涉及的高技术主要有三电一体化技术、现场总线技术和新器件交流数字调速技术。由此可以看出,工业自动化技术是当今微电子技术和电力电子技术领域中高技术的综合应用技术,这也是现代工业自动化技术的特点之一。
二、工业自动化技术的发展历程
1、模拟仪表控制系统
提到工业自动化发展,最先要提及的就是仪器仪表,这是自动化数据的外在表达,而PLC(可编程序控制器)又是首当其冲,它编程较为简单,维护方便,体积小,数据可直接连通计算机,可用115v的交流电压输入等优势。我国在工业自动化应用方面,PLC应用在传统和最新的设备当中,应用日益广泛,取得了很大的经济效益。
基于PC的控制器被证明易与安装和使用,而且成本较低,工控PC大体可分为IPC工控机以及在此基础上的变形机,其优势在于运行稳定、允许热插拔等,我国在未来的发展当中,重点就是要发展以工控计算机为基础的开放式控制系统,具有自主知识产权。
纵观仪器仪表的发展形式,重点在主控系统装置、智能化发展、专用型的自动化仪表、数字仪表的应用等。像电工仪表、科学测试仪、环保测试仪、信息技术电测仪等,成为我国当前发展的重点方向,而在此发展基础上的工业自动化发展方向也显而易见,呈现多元化的发展趋势,覆盖面扩大,形式多样化。
2、集中式数字控制技术
集中式数字控制技术(DDC)在20世纪七、八十年代占有主导地位。它采用单片机、可编程序逻辑控制器(PLC)或微机作为控制器。在控制器内部传输的是数字信号,克服了处理模拟信号的缺点,提高了控制系统的抗干扰能力。
集中式系统的优点是易于根据全局情况进行控制计算和判断,在控制方式、控制时间的选择上可以统一调度和安排。
不足之处在于对控制器本身要求很高,必须具有足够的处理能力和极高的可靠性,当系统任务增加时,控制器的效率和可靠性将急剧下降。
3、集散控制系统
集散控制系统(DCS)在20世纪八九十年代占有主导地位。其核心思想是集中管理、分散控制,即管理与控制相分离,上位机用于集中监视管理功能,若干下位机分散下放到现场实现分布式控制,上下位机之间用控制网络互连以实现相互之间的信息传递。这种分布式的控制体系结构有力地克服了集中式数字控制系统中对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。
但是,由于不同的DCS 厂家为达到垄断目的而对其控制系统网络采用各自专用的封闭形式,故集散控制系统事实上是一种封闭专用的、不具有可互操作性的分布式控制系统,并且造价昂贵。
4、现场总线控制系统
这种开放的、具有可互操作性的网络将现场个控制器以及仪表设备互连,过程现场总线控制系统,控制功能彻底下放到现场,降低了系统安装成本和维护费用。现场总线控制系统在20世纪八十年代中期开始发展并应用于工业领域。现场总线把通用或专用的微处理器置入传统的测量控制仪表,使之具有数字计算和数字通信能力,采用一定的介质(例如双绞线、同轴电缆、光纤、无线、红外等)作为通信总线,按照公开、规范的通信协议,在位于现场的多个设备间以及现场设备与远程监控计算机之间实现数据传输和信息交换,形成各种适应实际需要的自动化控制系统。
FCS 实质上是一种开放的、具有可互操作性的、彻底分散的分布式控制系统。
三、我国工业自动化技术的发展方向
1、计算机先进技术的引用
随着电子计算机和网络的出现,各种层次的数控系统诞生,当前正向开放和标准化的方向前行。我国首先加紧数控人才的培养,同时致力于研究数控系统向PC和开放体系的发展,建设驱动数字化和通信的研究,做到工业自动化的网络化和控制性能的智能化。
目前我国的机床工业总产值已经进入世界前5名,并且向着“智能、开放、网络和信息化”的趋势前进,高速度、高质量和高精确度,模块化、智能化、集成化和网络化的工艺装备成为今后的发展潮流,并且即将融入最新的纳米技术。
2、基于现场总线的网络逐渐向以太网过渡
近几年,工业实时以太网技术已被工业自动化计算机应用产业广泛接受。现场总线到工业以太网可以进行平滑过渡,保护制造商与用户自动化产品和解决方案问题。以profinet工业以太网协议为例,该协议可以实现制造过程最佳化,直接访问控制和生产级自动化数据,提供生产计划管理系统,满足不同的应用技术需求。通过设备描述和控制器逻辑分配,使用指定的PC工程工具实现集成,支持将自动化功能分散于各个智能子系统,从而进一步提高了系统的可用性,这种能够不受限制的转移现场总线为工业以太网通信,能发挥高动态性能、本地化诊断、无需设置设备系统自动组态等功能。
3、工业有线自动化网络向无线通信技术转变
工业无线技术通过无线数据链路和灵活的网络拓扑结构实现工厂内部设备与外部设备之间的数据通信。无线通信技术具有数据传输速率高性价比优良、区域广泛、抗干扰性强、系统维护成本较低等优点,是有线通信系统发展的重要补充,将成为工业自动化领域的又一热潮技术,据推测,无线技术的广泛应用将使工业生产效率提高10%~20%左右,市场需求和应用前景十分广阔。
结束语
综上所述,工业自动化技术的运用,要在立足现有发展水平的基础上,加强对未来前瞻性的技术发展应用,结合工作实践,不断的寻求更新和更高的技术方法,运用到生产实践当中,建立起一个开放、综合和使用方遍的平台,使企业发展赢得先机,创造出最大利润,以此推动整个国民经济的发展,加开我国信息化向前迈进的步伐。
参考文献
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[2]王治福,刘旭,卜令勇.论工业自动化的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2010(10)
[3]罗智佳 狄琤《数据采集监控系统的应用》2006(01).
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:自动化 控制系统 系统功能 理念
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)02-0013-01
现阶段的电气自动化控制技术虽然已达到自动化控制的目的,但是在电气设备的控制措施上仍然是需要改进存在的一些问题,使其能够转变成高效、便利的控制方式。尽管在电气自动化控制技术中将微计算机作为主要核心网络化自动控制体系,但是在一定程度上电气控制技术与计算机技术相同,因此在提高计算机技术水平的条件下,电子自动化的控制技术的前景与发展趋势都势必会一片光明。
1 工业企业中电气自动化控制技术的重要功能
在工业企业中实施电气自动化控制技术,主要是为了能够实现可持续发展与现代化生产,其对于工业企业的持久发展来说具有至关重要的作用和意义。因此,一定要在工业企业中全面发挥电气自动化控制技术的效用,并不断更新与完善其功能,只有这样工业企业才能健康、稳定的发展。下面本文就工厂中电气自动化控制技术的保护功能、测景功能、自动控制功能和监控功能展开讨论。
(1)保护功能。电气线路与设备实行自动化控制时,在不同条件下会产生各种不同的故障,如果电路电流高于设备电路规定的实际使用限度与范围,那么系统就会及时终止运行,而实现这一过程就要合理的制定出一套健全且完善的排除故障与检测体系,依照不同情况自动更换与调整系统设备的相应电流与线路,将保护设备的效用充分发挥出来。
(2)测景功能。在电气设备日常运行活动中为了找出其中存在的问题和不足之处,就一定要做好相应的观察和测定工作,并加以完善和改进,达到提高电气设备使用效率和生产效率的目的。若想要全面了解与掌握工厂中电气设备的实际运行状况,就要合理选用测量线路的相应参数设备和仪表测试器,通过有效性措施做好观察与控制工作,最后利用已掌握和控制好的有关信息来完善与创新电气设备的运行及操作。
(3)自动控制功能。该功能主要为了控制具有庞大体积的大电流开关设备与高压开关设备。为了保证电气自动化控制技术正常运行,首先就是要实现其自动控制的功能,要科学合理的建立一个能够自动管理和控制电气操作设备与供电设备的系统。从而及时有效的控制和管理整个供电设备。另外电气设备在实际运行工作中,通常会采用分散型操作方式来控制与管理整个系统,通过操作系统对分与闸进行全面控制,特别是电气设备出现突发性故障时,操作系统会及时切断电路。这样才能达到电气自动化控制技术正常运行的目的。
(4)监控功能。针对人们无法用肉眼分辨电气自动化控制技术是否存在电流,也无法分辨电气设备是否带电这一情况,应有效的制定出与之相应的信号指示与信号标示,并加以完善。要能及时的掌握和分析电气设备的实际运行状态和具体生产情况,就应该采取信号灯与故障声音等等的提醒措施来严格管理电气自动化控制设备。这不仅大大提升了电气设备的日常维护效率,还有效的缩短了人工处理故障的时间。
2 采用新技术在工业过程自动控制中的应用
当前智能技术在工业生产过程中自动控制中得到了有效应用,具体而言智能技术应用在工业生产的信息获取、系统建模、动态控制等环节。智能技术在这些环节的应用取得了良好的应用效果。对这三个环节进行详细考察有重要意义。
(1)信息获取。在工业生产过程自动控制中信息采集是其中一项重要的工作,信息采集工作的水平直接影响着自动化控制的水平。智能技术在工业生产过程自动控制中的应用可以有效提升信息采集的水平。智能技术能够有效采集工业生产过程中各个环节的信息,对于实现系统的综合智能控制有重要意义。当前我国工业自动控制还缺乏信息化,信息化基础设施还很薄弱,这样一种情况还很难适应工业实际生产的要求,因此在今后的生产过程中只有不断加强智能技术的应用,提高工业信息化水平才能真正适应时展的要求。
(2)系统建模。工业生产中系统建模是实现自动控制的关键,智能技术在工业生产中应用的最为重要的地方就是系统建模。智能技术通过有效的信息采集之后便可以把数据转存到数据寄存器中,而后再把数据从模拟量转换为数字量,经过准换后在转存到数据寄存器中。最后再通过配置在PLC中的小型打印机打印出来。在工业生产中电力部门可以运用PLC作为计算机的数据终端,通过PLC来实现对用户用电情况的实时记录。此外PLC还可以应用于监控中,监控功能是PLC的重要功能。利用PLC的监控功能能够实现对系统异常情况的及时记录并报警。为了达到既定目标,工程人员可以在线调整程序中的定时器,对于PLC的输入输出状态也可以进行强制调整。
(3)动态控制。随着工业生产实际状况的日益复杂,实现对工业生产的动态控制显得尤为重要。智能技术在工业生产过程自动控制中的应用能够用有效实现对各个环节的动态控制。当前在工业生产系统中通过采用机械设备与中控制PLC建立数据通讯实现了对PLC控制设备的实时监控,同时还可以直接发出命令实现远程操作。这在一定程度上有效提升了工业生产水平。在今后的发展过程中必须要加强对PLC的研究力度。
3 结语
总而言之,工业自动化作为现代社会经济发展以及科技水平不断进步的产物,对工业产业发展起到了非常重要的作用,同时也促进了现代企业的快速发展。近年来,随着PLC技术应用领域的不断拓宽,对PLC技术及功能要求不断提高,这使得PLC技术应用中的问题得到了有效的研究与解决。本文通过对工业自动化控制发展现状、PLC发展过程中存在问题的分析,进而对现代工业自动化控制发展趋势进行了研究。
参考文献