浅谈工业自动化控制

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。

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