[关键词]系统自动化；电子技术；经济发展；
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0090-01
1 控制系统自动化概述
控制系统自动化说的是在工作中通过电子技术对各工作系统进去自动化。将减少人力资源的支出。控制系统自动化目前应用于各个行业的各个领域，如电力系统自动化。电力系统发电机、变压器、开关、及输电线路等设备称作电力系统的一次设备，为了保证电力一次设备安全、稳定、可靠运行和电力生产以比较经济的方式运行，就需要对一次设备进行在线测控、保护、调度控制等，电力系统中将这些测控装置，保护装置，有关通信设备，各级电网调度控制中心的计算机系统，发电厂（站）、变电站等计算机监控系统等统称为电力系统的二次设备，其涵盖了电力系统自动化的主要技术内容。根据电力系统的组成和运行特点，电力系统自动化大致可以分成以下几种不同内容的系统。
2 控制系统自动化的发展
随着计算机技术、控制技术以及通信技术和电力电子技术的不断发展，控制系统自动化无论从其内涵还是外延都发生了巨大的变化。如今控制系统已经从成为一个计算机、控制、通信和电子产生，输送的统一体。为了满足这种调节和控制要求，系统自动装置可以分为正常运行自动装置。异常状态下的安全稳定控制装置以及保护装置等。控制系统自动化不断的由低到高由局部到整体的发展。；在控制策略上日益向最优化、智能化、区域化发展；在设计分析上日益要求面对多级系统模型来处理问题；在理论工具上越来越借助现代控制理论；在控制手段上日益增加了电力电子期间以及远程通信的应用。现今，控制系统自动化已广泛的应用到各个行业和各个领域中。
3 控制系统自动化在各行业的应用
3.1 控制系统自动化在电力中的应用
1、在变电站中的应用。变电站是电力系统中配电、送电的主要环节，目的是调节和分配电能，对电能的传输过程进行有效监控并调节相关参数，在传输电能方面发挥着重要作用。变电站自动化是电力系统重点关注的环节，提高变电站自动化程度对我国电力系统的发展至关重要。近年来，随着科技的不断进步，我国变电站自动化技术得到了快速发展，除了对现有设备进行技术改造外，还有效应用了网络技术、通信技术和微电子技术等现代化技术，使变电站设备的性能得到了改善、电力运行的安全性和稳定性得到了提高，实现了对电力系统的实时监控，降低了电力运行成本，提高了电力系统经济效益。
2、在电网调度中的应用。电网调度自动化是利用计算机网络操作系统，把一定区域内的变电和发电设备连接起来，对电能配置和传输过程中的各项参数进行有效监控，并采集相关电力数据，从而实现对调度设备的自动调整和控制，以便对整个电力系统的供电、配电情况进行综合！动态的评估，使电力系统的运行更加安全可靠。
3、在远动控制中的应用。随着科技的迅猛发展，对电网运行进行数据采集和时监控至关重要，实现电力调度自动化已成为电力系统的发展趋势。远动控制是电力调度自动化的一种重要形式，主要通过信道编码！数据采集和通信传输技术实现电力系统远动控制自动化，这样能够有效提高电力设备的利用率，降低故障发生率，能有效促进电力系统自动化进程。
4、在发电系统中的应用。集散控制系统是发电系统中的关键部位，是把监测设备及保护设备安装在同一个开关柜中，利用总线把二者连接起来，并把后台设备和通信管理设备进行连接。发电系统的控制电路由多台计算机进行分散处理，这样便于各个控制站间及时传送相关数据和信号。发电系统自动化增强了系统集中操作能力和分散控制水平，便于对发电系统实行分级管理，使系统配置的灵活性得到了提高。
5、在数据存储中的应用。由于电力系统是一个复杂的系统，因此在实际工作中需要存储和处理的数据量很大，如果仅靠工作人员手工记录和处理，不仅耗时费力，而且在记录和处理过程中容易发生错误。而通过自动化技术能够直接存储来自不同记录仪的数据，并通过线路上的检测点把相关数据传输到指定位置，这样便节省了大量人力和时间，同时也增加了数据记录和处理的精确度。
3.2 控制自动化在钢铁业的应用
在钢铁加工中，控制自动化经常被应用到控制加热炉的工作中。炉子8个控制区的每区装有两支分度号为S 型热电偶，用于炉温测量。电偶经补偿导线将测量的毫伏信号传输至控制系统，控制系统的温度控制器将处理后的模拟输出信号作为温度控制的设定值，驱动助燃空气和煤气的流量控制阀，控制炉子的供热量。炉子的8个区由孔板来测量助燃空气和煤气的流量，经流量变送器转换电流信号后送至控制系统。预热后的助燃空气的温度也由热电阻测量，并送至控制器，以温度和压力作为修正流量的条件。助燃空气流量控制功能之一是在控制器内部经PID 综合运算出煤气的流量值（取决于空燃比设定值） 计算结果将用于煤气流量控制阀的控制。靠近出料端安装一取压点来测量炉压，经由变送器转换成电流信号送至控制系统。控制器计算出输出值作为炉压控制的设定值，驱动烟道闸阀。流经换热器入口和出口的废气温度选用分度号为K 型热电偶测量，测量号送至控制器。热交换器下游的助燃空气压力被测量并以模拟量信号送给控制系统，经PID 计算送出输出信号作为设定值给助燃风机的入口调节阀门，调节助燃空气压力。
3.3 控制自动化系统在污泥处理中的应用
计算机控制系统通过超声波液位计检测污泥浓缩池的液位，当污泥浓缩池液位达到设定上限值时，系统自动开启污泥浓缩池搅拌机、污泥输送泵、污泥脱水机等污泥处理设备。当污泥浓缩池中的液位降到设定下限值时，自动关闭各污泥处理设备，同时自动打开冲洗水阀门，清洗污泥脱水机。
4 结语
随着经济的发展，科学水平 不断提高，单纯的依靠人力进行生产已无法满足现代社会的要求，所以控制系统自动化逐渐被人们应用于各个领域，各个行业，促进国家经济发展，提高人们的生活水平。如今控制系统自动化已应用于多个领域，本文通过控制系统自动化特点和在各个领域应用的情况进行了描述，有利于人们对控制系统自动化的了解，使控制系统自动化慢慢趋向于最优化、智能化、人性化和远程化的方向发展，且自动化技术在不断改进和优化，为我国经济发展做出贡献。
参考文献
[1] 王攀.电力系统自动化发展趋势及新技术的应用 [J]煤炭技术.2012（09）.
[2] 郝洁.简述电力系统及其自动化发展趋势研究[J]电子 制作2013（04）.
关键词:高炉自动化控制系统
高炉自动化控制系统具有组成设备多、位置分散、设备间联锁关系强、设备运行环境恶劣、安全性可靠性要求高等方面特点,基于PLC的高炉控制系统,在考虑高炉炼铁系统特点和要求的基础上,充分利用了PLC可靠性高、性能优异、功能丰富、扩展性好、易于使用等方面的优势,给出了针对性强和个性化的解决方案。
1、系统设计
高炉控制是集机械、电气控制和计算机应用为一体的技术,采用以PLC为核心的,集中与分散相结合的自动化控制系统,系统由1个中央控制室和上料系统、高炉本体、热风炉、除尘等四个控制站组成,通过高速100Mbps光纤工业以太网进行数据通信,自动化过程监控系统的布局及网络结构如图1。料批控制程序及选仓配料控制、料流调节阀开度控制及溜槽倾动和转动控制为重点;料车卷扬、探尺卷扬、布料器倾动上料系统、热风、布袋除尘,既要满足基本工艺要求,还要满足设计提出的工艺要求。
为了适应工艺操作,在各控制站设槽下及上料操作站、高炉本体操作站、热风炉操作站和布袋除尘操作站。所有的数字量输出点都采用继电器与外部设备进行电气隔离,模拟量输入输出信号都采用带光电隔离的模块。
1.1 通信网络
对于高炉自动化控制系统而言,自动化系统主要由二级控制系统和二层通讯网络构成。这样的系统布置也是为了在生产的过程中保证系统的完整性和合理性,确保系统自动运行。整个通信系统使用的是工业以太网,各个操作室都可以独立完成各自的任务,根据生产上的临时需要,各自独立的控制,每个操作台与中央控制室采用高速工业以太网连接进行信息传递,这样就可以真正的做到资源共享,互调数据等,同时构成了完整的过程监控系统。
整个高炉的生产操作由各个操作台还有中央操作室相互配合完成。对于地面上的么个操作台实现集中手动、自动控制两种方式,其实最要的是进行工艺和电气参数的设定,运行方式的选择和开炉前后的一般操作等等,包括自动控制,软手动实现现场各电控设备的控制。每个操作台主要用于手动操作,并且在自动方式下实施人工干预。
2、系统功能
本文所介绍的高炉自动化控制系统是一个集顺序控制,过程控制,数据采集以及工况监视连带数据管理为一体的自动化控制系统。对生产上所用到的电动机和阀门等连带相关成套机电设备的开关量控制,包括各个部分的联锁起动,联锁关机,自动联锁控制,单步联锁控制,系统单步调试于一体。并在过程控制中数据的采集和处理(包括开关量和模拟量),带有完善的报警功能。开关量和模拟量报警的显示并有相关的记录和打印功能,针对生产上的历史曲线图、实时曲线图、电气仪表图和棒形图显示和打印。按照功能和结构划分,高炉系统分为四个分系统:槽下及上料控制系统、高炉本体系统、热风炉系统和除尘控制系统。
3、系统特点
高炉自动化控制系统,采用冗余的以太网络、PROFIBUS-DP总线网络将中心控制室计算机和PLC系统主站、PLC系统主站与远程I/O分站联系起来,构成一个分布式的控制系统,具体特点如下:
3.1 高炉自动化控制系统完善、强大的功能
支持冗余CPU配置,功能更强、速度更快。同时,配有品种齐全的功能模块,充分满足用户各种类型的现场需求。即使在恶劣、不稳定的工业环境下,依然可正常工作;无风扇设计提高了系统的可靠性;在运行过程中,模块可进行带电热插拔。
3.2 高炉自动化控制系统冗余解决方案
本文所介绍的高炉程控系统设计为冗余配置,其中包括电源冗余,CPU冗余,以太网络冗余,PROFIBUS-DP总线网络冗余等等。无论生产过程中哪个环节出现问题都可以不影响生产,也因此可以认为这个系统最大限度地保证了系统的可靠性以及安全性。
3.3 高炉自动化控制系统集中管理、分散控制
高炉控制系统设计为主站和远程两种模式,I/O从站的网络结构,并最终由系统主站统一管理系统内的设备,对于远程I/O分站而言,其功能只负责数据采集与设备驱动。这样的系统结构设计是十分合理的,既满足了系统设备间联锁关系强的要求,又满足了系统设备位置分散的要求。
3.4 高炉自动化控制系统开放性
高炉程控系统其实是一个开放性的系统。工业以太网、PROFIBUS-DP总线网络是目前应用最广泛和开放性最好的工业通讯网络,在各个行业都有广泛的应用,系统软件支持DDE、OPC、ODBC、SQL,同时提供了丰富的API编程接口,可以方便地进行系统扩展或与全厂辅控网、MIS和其他子系统进行无缝连接。
[关键词]自动化控制系统；设计；应用
中图分类号：TM763 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0362-01
1.工业自动控制系统的定义
自动控制，指的是在没有人直接参与的情况下，利用控制器自动调节和控制机器设备或生产过程的工作状态，使之保持不变或按预定的规律变化这样一种现象。自动控制系统是由一些机电元件或装置以实现自动控制为目标而按照一定的为一式和内容连续组合而成的一个整体。
而工业自动控制系统控制对象是工业机械，现代工业机械系统与自动控制系统常常融合在起，构成“机电一体化系统”。按控制系统有无反馈划分，如果检测系统检测输出量，并将检测结果反馈到前面，参加控制运算，这样的系统称为闭环控制系统。按控制系统中的信号类型划分，如果控制系统各部分的信号均为时间的连续函数，称为连续控制系统。如果控制系统中有离散信号，称为离散控制系统。按控制变量额多少划分，如果系统的输入、输出变量都是单个的，称为单变量控制系统。
2.工业自动化控制系统的特征
工业自动化控制系统自身有着较为鲜明的特征，主要体现在安全可靠性，首先是自动化设备或者是在控制系统当中，都有着专门自动报警以及自动停止诊断功能，这样就有效降低工业自动化当中的事故发生可能性，加强了生产的安全性。而且由于自动化控制系统中采用的电子器件自身不会发生磨损，故此在稳定性方面就得到了有效保证。另外工业自动化控制系统的应用上有着广泛性特征，不单能够在机械制造业得到应用，同时也能够在农业以及建筑领域得到实际的应用。
工业自动化控制系统的特征还体现在工作质量高以及生产能力高方面，工业自动化控制系统在控制程序基础上使用高精度及高灵敏度的工业自动化设备，有效避免人为失误造成的事故。从而将生产管理人员的工作效率得到有效提升，并减轻了自身的负担，通过自动化的控制系统能够对工作状况进行实时的监控，从而保障了工作质量。除此之外还对能源消耗得到了有效节约，对行业的劳动形式得到了改变，形成了更高层次的技术性工作方式，在工业自动化控制系统作业下的有关产品也在向着技术集约型的方向进行发展迈进。
3.工业自动化控制系统的构建
工业自动化系统的构建主要是建立在数字模型的基础上，对其理论进行分析和研究，因此通过数字表达式对工业自动化控制系统输入输出变量以及对变量间的关系进行详细的分析和描述，能够设计出合理科学的系统。工业自动化控制系统通过微积分的方程式进行构建。机械自动化控制系统变量间的关系以及输入输出变量通过数字表达式能够进行详细描述，且能够实现系统的科学设计。另外，利用微积分方程式能够对自动化控制系统进行构建，如下式：
Mx（t）+Bx（t）+kx（t）=f（t）
对上述公式的理解可以通过图1来实现，图1为铅垂方向机械平移系统示意图，该系统示意图主要由质块以及阻尼器和物种弹簧所构成。
4.工业自动化控制系统的应用
工业自动化控制系统在生活中得到了广泛的应用，并且有了诸多领域的应用，其中在汽车制造领域中的应用上，汽车的制造过程中有焊装以及冲压和总装等几个重要的工艺。尤其是冲压车间是危险性最高的一个环节，故此，通过工业自踊控制系统在其中的应用能够有效加强其工作的效率提升。具体的应用上主要是在压机间采取机械自动化装置的连接，然后进行加工件的传递，这样在首台压机完成了冲压成形后通过机械手再传递给下一台。这一系统的应用过程中有着紧急停止装置，为能对直接出现的危险进行有效消除，压机的生产线当中的操作台和现场电箱都要进行装设紧急停止的功能。这是为在机器设备控制中能对无意间的重新启动进行避免的重要装置。另外在安全门的防护设备上，是对人员在压机内遇到危险进行防止的有效措施，也是工业自动化控制系统的重要部分。压机部分比较多的是采取安全电磁开关锁，这一安全电磁开关锁有着安全锁定及延时解锁的释放功能，在安全性能上较高。另外在钢铁制造产业当中也有着重要的应用，不管是冷轧生产线还是整卷钢板开卷再卷都有可能对人员造成伤害，所以将工业自动化控制系统在这一生产中进行应用就能够保证人员的安全。钢铁工业的发展工作中，管理人员需要常常进入机械工作区域进行维修的调试工作的实施，由于机器的控制功能比较复杂，为能保证人员的安全就要将自动化控制系统进行应用，在独立安全控制系统的应用下能够起到保护作用。
5.结束语
工业自动化是我国目前工业发展的大方向和主流趋势，可以大大的推进我国经济社会的发展，但是我们不可以盲目的进行工业自动化生产，要充分结合我国具体的经济和技术等方面的国情，对工业自动化控制系统进行探究，使我国工业自动化朝着稳定安全的方向发展。
参考文献
[1] 乔固.机械自动化控制系统浅谈[J].科技风，2010，07：264.
关键词:高炉自动化控制系统
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0013-02
高炉自动化控制系统具有组成设备多、位置分散、设备间联锁关系强、设备运行环境恶劣、安全性可靠性要求高等方面特点,基于PLC的高炉控制系统,在考虑高炉炼铁系统特点和要求的基础上,充分利用了PLC可靠性高、性能优异、功能丰富、扩展性好、易于使用等方面的优势,给出了针对性强和个性化的解决方案。
1、系统设计
高炉控制是集机械、电气控制和计算机应用为一体的技术,采用以PLC为核心的,集中与分散相结合的自动化控制系统,系统由1个中央控制室和上料系统、高炉本体、热风炉、除尘等四个控制站组成,通过高速100Mbps光纤工业以太网进行数据通信,自动化过程监控系统的布局及网络结构如图1。料批控制程序及选仓配料控制、料流调节阀开度控制及溜槽倾动和转动控制为重点;料车卷扬、探尺卷扬、布料器倾动上料系统、热风、布袋除尘,既要满足基本工艺要求,还要满足设计提出的工艺要求。
为了适应工艺操作,在各控制站设槽下及上料操作站、高炉本体操作站、热风炉操作站和布袋除尘操作站。所有的数字量输出点都采用继电器与外部设备进行电气隔离,模拟量输入输出信号都采用带光电隔离的模块。
1.1 通信网络
对于高炉自动化控制系统而言,自动化系统主要由二级控制系统和二层通讯网络构成。这样的系统布置也是为了在生产的过程中保证系统的完整性和合理性,确保系统自动运行。整个通信系统使用的是工业以太网,各个操作室都可以独立完成各自的任务,根据生产上的临时需要,各自独立的控制,每个操作台与中央控制室采用高速工业以太网连接进行信息传递,这样就可以真正的做到资源共享,互调数据等,同时构成了完整的过程监控系统。
1.2 操作方式
整个高炉的生产操作由各个操作台还有中央操作室相互配合完成。对于地面上的么个操作台实现集中手动、自动控制两种方式,其实最要的是进行工艺和电气参数的设定,运行方式的选择和开炉前后的一般操作等等,包括自动控制,软手动实现现场各电控设备的控制。每个操作台主要用于手动操作,并且在自动方式下实施人工干预。
2、系统功能
本文所介绍的高炉自动化控制系统是一个集顺序控制,过程控制,数据采集以及工况监视连带数据管理为一体的自动化控制系统。对生产上所用到的电动机和阀门等连带相关成套机电设备的开关量控制,包括各个部分的联锁起动,联锁关机,自动联锁控制,单步联锁控制,系统单步调试于一体。并在过程控制中数据的采集和处理(包括开关量和模拟量),带有完善的报警功能。开关量和模拟量报警的显示并有相关的记录和打印功能,针对生产上的历史曲线图、实时曲线图、电气仪表图和棒形图显示和打印。按照功能和结构划分,高炉系统分为四个分系统:槽下及上料控制系统、高炉本体系统、热风炉系统和除尘控制系统。
3、系统特点
高炉自动化控制系统,采用冗余的以太网络、PROFIBUS-DP总线网络将中心控制室计算机和PLC系统主站、PLC系统主站与远程I/O分站联系起来,构成一个分布式的控制系统,具体特点如下:
3.1 高炉自动化控制系统完善、强大的功能
支持冗余CPU配置,功能更强、速度更快。同时,配有品种齐全的功能模块,充分满足用户各种类型的现场需求。即使在恶劣、不稳定的工业环境下,依然可正常工作;无风扇设计提高了系统的可靠性;在运行过程中,模块可进行带电热插拔。
3.2 高炉自动化控制系统冗余解决方案
本文所介绍的高炉程控系统设计为冗余配置,其中包括电源冗余,CPU冗余,以太网络冗余,PROFIBUS-DP总线网络冗余等等。无论生产过程中哪个环节出现问题都可以不影响生产,也因此可以认为这个系统最大限度地保证了系统的可靠性以及安全性。
3.3 高炉自动化控制系统集中管理、分散控制
高炉控制系统设计为主站和远程两种模式,I/O从站的网络结构,并最终由系统主站统一管理系统内的设备,对于远程I/O分站而言,其功能只负责数据采集与设备驱动。这样的系统结构设计是十分合理的,既满足了系统设备间联锁关系强的要求,又满足了系统设备位置分散的要求。
3.4 高炉自动化控制系统开放性
高炉程控系统其实是一个开放性的系统。工业以太网、PROFIBUS-DP总线网络是目前应用最广泛和开放性最好的工业通讯网络,在各个行业都有广泛的应用,系统软件支持DDE、OPC、ODBC、SQL,同时提供了丰富的API编程接口,可以方便地进行系统扩展或与全厂辅控网、MIS和其他子系统进行无缝连接。
参考文献
[1] 吴勤勤等编着.PLC控制装置.冶金工业出版社,2002.
关键词:高炉自动化控制系统
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0013-02
高炉自动化控制系统具有组成设备多、位置分散、设备间联锁关系强、设备运行环境恶劣、安全性可靠性要求高等方面特点,基于PLC的高炉控制系统,在考虑高炉炼铁系统特点和要求的基础上,充分利用了PLC可靠性高、性能优异、功能丰富、扩展性好、易于使用等方面的优势,给出了针对性强和个性化的解决方案。
1、系统设计
高炉控制是集机械、电气控制和计算机应用为一体的技术,采用以PLC为核心的,集中与分散相结合的自动化控制系统,系统由1个中央控制室和上料系统、高炉本体、热风炉、除尘等四个控制站组成,通过高速100Mbps光纤工业以太网进行数据通信,自动化过程监控系统的布局及网络结构如图1。料批控制程序及选仓配料控制、料流调节阀开度控制及溜槽倾动和转动控制为重点;料车卷扬、探尺卷扬、布料器倾动上料系统、热风、布袋除尘,既要满足基本工艺要求,还要满足设计提出的工艺要求。
为了适应工艺操作,在各控制站设槽下及上料操作站、高炉本体操作站、热风炉操作站和布袋除尘操作站。所有的数字量输出点都采用继电器与外部设备进行电气隔离,模拟量输入输出信号都采用带光电隔离的模块。
1.1 通信网络
对于高炉自动化控制系统而言,自动化系统主要由二级控制系统和二层通讯网络构成。这样的系统布置也是为了在生产的过程中保证系统的完整性和合理性,确保系统自动运行。整个通信系统使用的是工业以太网,各个操作室都可以独立完成各自的任务,根据生产上的临时需要,各自独立的控制,每个操作台与中央控制室采用高速工业以太网连接进行信息传递,这样就可以真正的做到资源共享,互调数据等,同时构成了完整的过程监控系统。
1.2 操作方式
整个高炉的生产操作由各个操作台还有中央操作室相互配合完成。对于地面上的么个操作台实现集中手动、自动控制两种方式,其实最要的是进行工艺和电气参数的设定,运行方式的选择和开炉前后的一般操作等等,包括自动控制,软手动实现现场各电控设备的控制。每个操作台主要用于手动操作,并且在自动方式下实施人工干预。
2、系统功能
本文所介绍的高炉自动化控制系统是一个集顺序控制,过程控制,数据采集以及工况监视连带数据管理为一体的自动化控制系统。对生产上所用到的电动机和阀门等连带相关成套机电设备的开关量控制,包括各个部分的联锁起动,联锁关机,自动联锁控制,单步联锁控制,系统单步调试于一体。并在过程控制中数据的采集和处理(包括开关量和模拟量),带有完善的报警功能。开关量和模拟量报警的显示并有相关的记录和打印功能,针对生产上的历史曲线图、实时曲线图、电气仪表图和棒形图显示和打印。按照功能和结构划分,高炉系统分为四个分系统:槽下及上料控制系统、高炉本体系统、热风炉系统和除尘控制系统。
3、系统特点
高炉自动化控制系统,采用冗余的以太网络、PROFIBUS-DP总线网络将中心控制室计算机和PLC系统主站、PLC系统主站与远程I/O分站联系起来,构成一个分布式的控制系统,具体特点如下:
3.1 高炉自动化控制系统完善、强大的功能
支持冗余CPU配置,功能更强、速度更快。同时,配有品种齐全的功能模块,充分满足用户各种类型的现场需求。即使在恶劣、不稳定的工业环境下,依然可正常工作;无风扇设计提高了系统的可靠性;在运行过程中,模块可进行带电热插拔。
3.2 高炉自动化控制系统冗余解决方案
本文所介绍的高炉程控系统设计为冗余配置,其中包括电源冗余,CPU冗余,以太网络冗余,PROFIBUS-DP总线网络冗余等等。无论生产过程中哪个环节出现问题都可以不影响生产,也因此可以认为这个系统最大限度地保证了系统的可靠性以及安全性。
3.3 高炉自动化控制系统集中管理、分散控制
高炉控制系统设计为主站和远程两种模式,I/O从站的网络结构,并最终由系统主站统一管理系统内的设备,对于远程I/O分站而言,其功能只负责数据采集与设备驱动。这样的系统结构设计是十分合理的,既满足了系统设备间联锁关系强的要求,又满足了系统设备位置分散的要求。
3.4 高炉自动化控制系统开放性
高炉程控系统其实是一个开放性的系统。工业以太网、PROFIBUS-DP总线网络是目前应用最广泛和开放性最好的工业通讯网络,在各个行业都有广泛的应用,系统软件支持DDE、OPC、ODBC、SQL,同时提供了丰富的API编程接口,可以方便地进行系统扩展或与全厂辅控网、MIS和其他子系统进行无缝连接。
参考文献
[1] 吴勤勤等编着.PLC控制装置.冶金工业出版社,2002.
关键词：PLC 自动化 控制系统
中图分类号：X70 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（a）-0002-02
随着计算机技术和工业自动化技术的不断发展，PLC的产生为工业技术领域带来了一次革新，使工业生产中由原来笨重复杂的继电器-接触器控制系统，变为了轻巧智能的PLC控制系统，提高了控制系统的可靠性、抗干扰性，降低了生产成本，减少了设备故障率，提高了工业生产效率，目前已广泛应用于开关逻辑控制、模拟量控制、运动控制等领域，具有广阔的发展前景。
1 PLC自动化控制系统简介
可编程序控制器，简称PLC，是专为工业环境设计的数字运算操作电子系统。可编程序控制器（PLC）是以微处理器为基础，结合了计算机技术、自动控制技术、网络技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制自动化装置，它具有抗干扰能力强、可靠性高、体积小、编程简单等优点，已发展成为工业控制的基础设备之一。
基于上述PLC的优点，可以看出，PLC自动化控制系统能够大大降低人力和时间的输出，同时改善了工业环境中控制系统线路复杂、修改繁琐等问题。
2 PLC自动化控制系统工作原理
PLC的程序分为系统程序和用户程序，系统程序是不能更改的。PLC对用户程序进行逐行扫描，扫面结束再重新开始，周而复始，即采用的是循环扫描的工作方式。PLC的一个扫描周期可以分为五个阶段，分别是内部处理、通信服务、输入采样、程序执行和输出刷新。内部处理阶段，PLC检查CPU模块中的硬件是否正常，并将监控定时器等元件复位。通信服务阶段，PLC与计算机、触摸屏、变频器等带CPU的智能装置进行通信。输入采样阶段，PLC一次性读取外部信号，并存入到输入映象寄存器中，在某个扫描周期中，即使外部信号改变，输入映象寄存器中的数据在当前周期也不会改变，只有当进入下一周期后才会发生改变。程序执行阶段，PLC按照从上到下、从左到右的顺序依次扫描程序，调取输入映象寄存器和输出映象寄存器中的数据进行计算，并将运算结果存入到输入映象寄存器中。输出刷新阶段，即PLC将元素映像寄存器中的元件状态全部输出到外部电路，来驱动负载，每个扫描周期输出一次元件状态，新的数据会将原有的数据全部覆盖。
3 PLC自动化控制系统应用领域
PLC自动化控制系统广泛应用于工业生产中，目前使用的PLC品种繁多，现场安装有的集中在控制室，也有的被分散在生产车间的设备上。PLC具有较好的抗干扰能力，可以直接安装在恶劣的工业环境中，并能够实现稳定、可靠的运行。其主要应用于以下几种应用领域。
3.1 开关量逻辑控制
PLC是专门应用于工业环境中的计算机。PLC取代了传统的继电器接触器控制系统，实现开关量逻辑控制，顺序控制，这是PLC最基本的控制领域，PLC自动化控制系统能够进行逻辑控制活动，可以控制单台设备，也可以同时控制多台设备，比如注塑机，印刷机，各种机床，自动化生产线等。
3.2 模拟量控制
在工业生产中，需要处理很多连续变化的数据，如温度、压力、速度和流量等。PLC中使用模拟量控制模块，即A/D和D/A转换模块和比例积分微分算法（即PID算法），来处理模拟量，从而实现闭环控制功能。在工业生产过程中，不但实现了全程控制，更有效提高了控制数据的精准度。这种过程控制广泛应用于冶金，石油，化工，锅炉等领域。
3.3 运动控制
圆周运动和直线运动的定位控制都可以用PLC来实现。目前通常使用可驱动步进电机或伺服电机等专用运动控制模块来实现运动控制。根据机械运动特性，PLC还可以通过对脉冲量的控制来实现机械的运动控制，其原理是用PLC向步进电机的绕组发出脉冲。由于脉冲量控制时，其位移量非常小，便有效提高了PLC运动控制的精确度。
3.4 数据处理
PLC可以实现数学运算，数据传送，数据转换，排序，查表、位操作等，也可以对信息进行收集、处理、比较等，还可以把数据传送到其他智能装置，或打印制表。数据多用于柔性制造、造纸、食品加工等大型控制系统中。
3.5 通信及联网
PLC与PLC之间可以通信，也可以和变频器、触摸屏、打印机等智能设备通信。PLC可以通过网口组成工业以太网络，也可以通过串口组成现场总线，这使PLC远程控制的能力增强，体现了PLC在大型控制系统中的重要性。
4 PLC自动化控制系统发展前景
4.1 软硬件标准化
由于PLC种类繁多，各个厂商软硬件并不开放，致使PLC的各种模块不能通用，编程语言差异较大，兼容性差，严重限制了PLC的发展。至此国际电工委员会组成工作组展开了对PLC国际标准的制定工作，为PLC的发展提供了标准化的框架与方向。在此背景下，很多厂商都使用了与IEC61131系列标准相符的指令系统。
4.2 人机界面更优化
PLC的软件性能得到大幅提高，大部分的品牌都有自己的平台和软件，降低开发成本，明显提升了PLC自动化控制系统的能力，目前，应用最广泛的模式就是PLC+网络+IPC+CRT的模式。
4.3 编程工具与编程语言多样化
随着PLC控制技术的不断发展，其编程工具和编程语言也向着多样化发展。除了具有基本的语句表、功能图、梯形图等标称语言，也可以利用组态软件，使编程简单化，大大降低了PLC系统的开发和使用难度。
4.4 网络通信功能增强
PLC的通信能力和网络化是重要的发展方向。PLC可以通过模块与以太网、计算机等组成自动化控制系统。目前应用较为广泛的现场总线有CAN、WorldFI、Profibus 等。通过网络通信技术、图形显示技术和计算机信息处理技术与PLC控制系统的组合应用，很好地满足了现代化工业生产中的复杂控制要求。很多厂商在原有RS232/422/485接口的基础上，新增了其他通讯接口，有利于架构一体化网络系统。
4.5 模块功能性更强
PLC的模块功能向着多样化发展，如远程I/O模块、语言处理模块、模糊控制模块、计算模块、数控模块、高速计数模块、模拟量I/O模块、闭环控制模块、快速响应模块、位置控制模块、通信模块等，使PLC在人机对话、分辨率、实时性精度等方面的功能得到提高。
5 结语
在自动化技术和计算机技术不断改进和革新的大背景下，PLC自动化控制系统具有编程简单、可靠性高、配置灵活、面向用户和生产过程的优势，广泛应用于现代工业中，并成为了现代工业生产控制的重要支柱。
参考文献
[1] 廖常初.PLC编程及应用[M].4版.北京：机械工业出版社，2014.
随着我国自动化系统的水平越来越高，其在化工领域的应用也逐渐增多，针对我国化工自动化控制的现状，表明我国的化工自动化程度还比较有限，同时化工自动化系统的应用中还存在很多问题。因此，找出我国化工行业在应用自动化系统中存在的问题，并提出相关有效的改进措施显得很有必要。
关键词：
化工；自动化；控制系统
随着我国化工行业的快速发展，尤其是随着计算机技术在化工控制领域的应用越来越多，实现化工生产过程的自动化已经是大势所趋。结合我国化工企业在应用自动控制系统后，所取得的效果较为显著，它极大地提高了工作程序的精确度，从而在很大程度上提高了工作效率。但是，与西方发达国家相比，我国化工行业还存在一些不足之处，这也是我们认为值得探究的部分。
1化工自动控制系统介绍
随着自动化控制系统在化工领域的广泛应用，我国的化工企业逐步实现了自动化生产和管理的模式。在这种控制系统下，化工生产过程中的温度等参数都得到精确的监控，以化学反应炉内的温度自动控制系统为例，当化学反应炉内的温度到达一定值后，在自动控制系统的控制下，它能够自动关闭，由于反应物随着反应的进行而释放出大量的热量，可以保证反应炉内的温度没有降低。因此，化工自动化控制系统的应用改变了传统人工控制温度的现状，改善了工作人员的环境，也提高了化工生产过程的效率。目前，温度控制系统主要采用的是PID控制算法，实践研究表明，PID控制算法采用了变速积分和抗积分饱和两种方法，旨在平衡化学反应炉内的温度，其精确度控制在±0.5以内。此外，我国化工行业采用的其他大型设备，比如挤出吹塑成型机等，采用的是高精度热电偶模块来保持工艺所需的温度，同时利用编程软件实现对系统的控制，采用模拟量输入输出扩展模块来实现挤出压力的自动化控制。因此，化工自动化控制系统的有效应用不仅提高了生产的效率和质量，还在一定程度上增加化工企业的经济效益。
2化工自动控制系统应用中存在的问题及改善措施
2.1热电偶温度检测系统目前，在化工生产过程中应用最广的温度检测器件是热电偶和热电阻两种。当然，在检测温度的过程中，监测人员需要注意自动控制系统的每一个环节，避免使用的元件出现问题，否则就会影响控制系统的正常运行。我们以热电偶温度检测系统为例，在应用热电偶检测DCS系统中的温度时，如果数据采集器与端子柜之间的信号线是普通的，就一定要保证数据采集器与端子柜两者的温度保持一致，否则就会影响温度检测的精确度。但是，在实际操作和应用的过程中，由于控制柜内的一些器件会散热，而端子柜内却没有散热的器件，这就会导致端子柜与控制柜两者的温度检测不一致，不解决这个问题，其检测的温度数据就有误差。现阶段，解决这一问题采用的方法是在控制柜与端子柜之间设置补偿导线，将两者连接起来，其温度影响导致的误差就会消除。
2.2冲程泵出口的流量测量表在化工生产过程中，冲程泵是使用比较广泛的一种器材，其作用是对原料进行微量测量，这就需要在冲程泵的出口设置一个流量测量仪，旨在检测原料在输送过程中的流量变化，使得原料的输送更加标准。冲程泵的工作原理主要是依靠活塞的往复运动提供动力，将原料通过输送管输送到目的地，同时在出口处检测原料的流量。为了提高原料输送量的精确度，这就要求在出口安装流量测量仪，并且其选型会直接影响检测的准确度。目前，当人们认识到转子流量计使用中存在的不足后，解决问题的方法就是用质量流量计代替转子流量计，质量流量计的使用提高了原料检测的连续性，从而提高了检测数据的精确度。
2.3搅拌设备内温度检测系统在化工行业生产中，搅拌设备是很常见的，其内部一般都需要安装温度检测套管，并且安装的质量会直接影响套管的使用性能，一旦安装不到位，甚至会引发化工安全事故。对搅拌设备的内部温度检测套管装置来说，一般都是采用的热电偶和热电阻元件，当然为了准确地检测套管内部的温度变化，就需要将温度检测仪器深入到设备的内部，但是由于在搅拌仪器在工作的时候，其内部的介质会产生相应的动力，这种动力会干扰温度检测仪器的信号，从而影响温度检测的效果。由于套筒顶端的反作用力会抵消介质在搅拌过程中形成的动力，进而解决了由于介质搅拌动力对温度数据造成的影响。与此同时，由于搅拌设备内的温度是化工生产过程中的一个非常重要的参数，解决这一问题对于提高化工生产的效率具有重大意义。因此，化工企业应该重视搅拌设备内温度的检测，旨在提高化工生产的安全性。
2.4差压计量表的温压补偿系统在化工生产的很多环节中都会使用到计量表，尤其是原料的进口和出口等关键位置，计量仪表的使用是很有必要的。由于化工生产过程的特殊性，使用最多的是压差计量表，但是，这种计量表只能在平稳的环境下才能准确地测量。另外，化工生产过程的体系是不断变化的，需要检测的介质，其温度和压力等参数也是不断变化的过程中，这就会导致压差计量表的检测数据出现很大的误差。为了解决压差计量表检测中遇到的这种问题，对于化工企业来说，他们需要提前设计好温度与压力的测量点，针对需要检测的介质不同，提前做好设计好温度和压力的范围，在检测后，再通过温度和压力补偿运算，就可以有效地消除压差计量表测量中存在的误差。
3结束语
总而言之，随着自动控制系统在化工生产中的使用越来越广泛，实践研究表明，自动控制系统是使用极大地提高了化工生产的效率和质量，从而促进了化工行业的进一步发展。但是，结合自动化控制系统在化工行业使用中存在的问题，对化工企业而言，应该提前做好改进措施，以确保自动控制系统的安全有序运行，从而促进化工企业的长远发展。当然，科学技术的发展日新月异，我们还需要不断创新化工生产中的自动控制系统，加大我国的化工企业的发展空间。
参考文献
[1]庞浩军.化工自动控制系统应用问题研究[J].现代商贸工业，2014（7）：196.
[2]王志昌.化工自动控制系统应用存在的问题及措施[J].实用科技，2015（16）：243-244.
