浅谈工业自动化控制

　　摘要：随着科学技术的发展，工业控制的技术发展越来越快，工业控制技术使得工厂的生产效率大幅提高，而工业控制器PLC、工业PC等的应用也大幅度提高了系统的自动化程度，本文主要对工业控制进行一下初步的了解。

　　引言：

　　工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制，或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。

　　工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，比较广泛使用的工业控制产品有“PLC，变频器，触摸屏，伺服电机，工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。

　　1 工业自动化仪器仪表

　　1.1 PLC(可编程序控制器)

　　PLC—可编程序控制器的英文为Programmable Logic Controller，1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求

　　①编程简单，可在现场修改和调试程序;

　　②维护方便，采用插入式模块结构;

　　③可靠性高于继电器控制系统;

　　④体积小于继电器控制装置;

　　⑤数据可直接送入管理计算机;

　　⑥成本可与继电器控制系统竞争;

　　⑦可直接用115V交流电压输入;

　　⑧输出量为115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等;

　　⑨通用性强，易于扩展;

　　⑩用户程序存储器容量至少4kB。

　　为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的PLC(可编程序控制器)于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了PLC 的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产PLC 的厂家分别是：德国西门子、AEG，日本的三菱、美国AB，GE法国的TE公司等。

　　我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显着的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。

　　目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司，北京和利时和杭州和利时，浙大中控等。

　　1.2 工控PC

　　由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样，并且操作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC 的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。

　　由于PLC受PC控制的威胁最大，所以PLC供应商对PC的应用感到很不安。

　　事实上，他们现在也加入到了PC控制“浪潮”中。

　　近年来，工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类 型：IPC工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和 冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自 动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权的PC-based 控制系统，在3-5年内，占领30%(50%的'国内市场，并实现产业化。

　　几年前，当“软PLC”出现时，业界曾认为工业PC将会取代PLC。然而，时至今日工业PC并 没有代替PLC，主要有两个原因：一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统WindowsNT的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点： 一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度 高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争，这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间，这些融 合的迹象已经出现。

2 工控行业仪器仪表发展

　　工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表;全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成 自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内数字仪表比例达到60%以上;推进具有自主版权自动化软件的商品化。

　　2.1 电工仪器仪表

　　电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。2005年，中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%;到2023年，高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。

　　2.2 科学测试仪器

　　科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主，到2005年在总产值中占50%～60%。

　　2.3 环保仪器仪表

　　环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品，2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平，国内市场占有率达到50%～60%，到2023年国内市场占有率达到70%以上。

　　2.4 仪器仪表

　　仪器仪表元器件“十五”及2023年前，尽快开发出一批适销对路、市场效果好的产品，品种占有率达到70%～80%，高档产品市场占有率达60%以上;通过科技攻关、新品开发，使产品质量水平达到国际20世纪90年代末水平，部分产品接近国外同类产品先进水平。