浅析工业当中自动化过程控制系统
11自动化一班邹航 201110320135
摘要:本文简单的阐述了我国现代制造工业当中过程控制系统的整
体水平及主要内容,在总结实际生产运用情况的同时也分析了这一领
域所面临的严重考验,并提出了自己的观点和看法。自动控制技术在
工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用,自动控
制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。随着国民经济和国防建设的发展,自动控制技术的应用日益广泛,其
重要作用也越来越显着。生产过程自动控制(简称过程控制)是自动
控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过
程的具体应用,是自动化技术的重要组成部分。
1、过程控制系统的特点
(1)生产过程的连续性:在过程控制系统中,大多数被控过程都是以
长期的或间歇形式运行,在密闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。
(2)被控过程的复杂性:过程控制涉及范围广,被控对象较复杂。
(3)控制方案的多样性:过程控制系统的控制方案非常丰
富。
2、工业中过程控制系统的主要应用
2.1 自动检测系统
利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记
录。
2.2 自动信号和联锁保护系统
自动信号系统:当工艺参数超出要求范围,自动发出声光信号。联锁保护系统:达到危险状态,打开安全阀或切断某些通路,必要时紧急停车。(如图1所示)
2.3 自动操纵及自动开停车系统
自动操纵系统:根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统:按预先规定好的步骤将生产过程自动的投入运行或自动停车。
2.4 自动控制系统
利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制,使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时,能自动的回到规定范围。
3、过程控制系统的组成
3.1 检测元件
该单元的主要作用是检测被控元件的物理量。
3.2 控制器
将设定值与测量信号进行比较,求出它们之间的偏差,然后按照预先选定的控制规律进行计算并将计算结果作为控制信号送给执行装置。
3.3 执行器
该部分元件作用是接受控制器的控制信号,直接推动被控对象,使被控变量发生变化。
4、过程控制系统中的闭环控制系统
按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈,当然这个反馈不是人为直观观察的。目前工业自动化控制中采用最为广泛的就是闭环控制系统。
4.1 闭环控制系统的优缺点
闭环控制系统主要是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统。其主要优点为,不管任何扰动引起被控变量偏离设定值,都会产生控制作用去克服被控变量与设定值的偏差。其主要缺点为,由于闭环控制系统的控制作用只有在偏差出现后才产生,当系统的惯性滞后和纯滞后较大时,控制作用对扰动的克服不及时,从而使其控制质量大大降低。
4.2 闭环控制系统的主要类型
根据设定值分为定值控制系统,随动控制系统和程序控制系统。
(1)定值控制系统,其特点是设定值是固定不变的闭环控制系统称为定值控制系统.作用为克服扰动的影响,使被控变量保持在工艺要求的数值上。
(2)随动控制系统 ,其特点为设定值是一个未知的变化量的闭环控制系统称为随动控制系统。作用为以一定的精度跟随设定值的变化而变化。
(3)程序控制系统可以看成是随动控制系统的特殊情况,其分析研究方法与随动控制系统相同。其特点为设定值是变化的,且按一定时间程序变化的时间函数。作用为以一定的精度跟随设定值的变化而变化。
5、过程控制系统的性能指标及要求
过程控制系统的常见信号有:阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号等。我们在生产中使用最频繁的就是阶跃信号,其数学表达式为:当A=1时称为单位阶跃信号。其特点是易产生,对系统输出影响大,便于分析和计算。在阶跃信号作用下,被控变量随时间的变化表现的形式有:发散振荡过程,非振荡衰减过程,等幅振荡过程,衰减振荡过程,非振荡发散过程。
结论:
通过以上的陈述不难看,过程制造系统在我国各行各业已经有了十分广泛的应用,并且技术也在日趋成熟。随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈,产品的质量和功能也向更高的档次发展,制造产品的工艺过程变得越来越复杂,为满足这些更高的要求,做为工业自动化的重要分支的过程控制的任务也愈来愈繁重。
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办法设备保全处湖云设〔2016〕1号 湖南云峰工业自动化控制系统管理规定1 目的 为规范和加强弋阳海螺工业自动化控制系统的日常管理，保障公司生产的顺利进行，使自动化控制系统管理科学化、制度化，建立相适应的管理体系；根据公司《计算机管理办法》、《报警值修改管理规定》，特制定本规定。 2 适用范围 本规定适用于公司工业自动化控制系统设备从调研、选型验收、安装、使用直至更新全过程的管理。本规定中控制系统主要是指公司内工业自动化控制计算机系统、可编程序逻辑控制器系统。 3 系统管理 3.1 设备保全处是工业自动化控制系统的职能管理部门，主要负责控制系统的软、硬件的维护与运行工作、技术资料管理及各种备件管理,并根据运行状况制订系统检修计划及方案； 3.2 各使用部门严格按操作规程及维护规程使用与维护；确保系统使用运行环境，监控运转状况，发现问题及时与设备保全处联系；并积极配合专业维修人员分析处理系统故障； 3.3 设备保全处应在操作站设立严格的口令管理制度，严格区分维护、操作使用权限。系统管理员应设两人，拥有除用户权限设臵外的所有权限，用户权限设臵口令由保全处分管领导掌握：
3.4 一般情况下系统管理员需了解、熟悉系统设臵及程序时不得在系统操作站和工程师站上进行，以防止不慎错误的修改、下载程序。 3.5 严禁擅自在计算机根目录下删除或存放私有文件，严禁擅自移动系统程序、应用程序的文件和文件夹； 3.6 用户禁止将本岗位口令泄漏给他人，不得擅自修改系统程序、应用程序、控制系统的硬设定及软设定； 3.7 操作或使用人员负责日常清灰、保持清洁；未经许可，不得擅自搬动机房内的设备或变更电源系统，不得将设备随意借出；不得擅自打开微机设备修理，设备运行过程中若发生硬件或系统软件故障,应及时报告,不得擅自处理; 3.8 严格禁止在操作站上使用非系统所带可移动存储媒体（软盘、U盘、光盘等），确保系统的软件安全，杜绝病毒的入侵； 3.9 操作人员严禁在操作站上使用非工艺过程管理软件，严禁在操作站上读写、删 除文件、自行复位、关闭操作站； 3.10 控制系统中生产线控制系统、工控微机及单机设备可编程序控制器由设备保全处负责巡检维护，并负责生产期间内系统正常运行，排除运行过程中发现的设备故障； 3.11 控制系统在线控制时，一般不允许修改软件及报警值等相关数据；特殊情况下，须遵照《报警值修改管理规定》，经由使用单位提出书面申请并办理相关会签手续后，自动化系统管理人员方可修改，修改时应保证各计算机控制系统的一致性； 3.12 对控制程序属于技改性质较大的修改，报专业部
《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？ 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。
浅谈工业自动化控制技术研究 工业自动化控制技术可以提高工业生产产量与生产质量，并且确保生产安全，可以说是一种综合性能较高的技术。现代工业的自动化控制流程，需要通过机械、计算机技术等技术来组合实现。当前我国工业自动化控制技术的逐渐成熟，能够标志着工业技术的进步，有利于推进社会机电一体化进程。伴随着社会的不断发展，我国的工业自动化控制技术一贯受到国家政策的支持，逐渐缩小了与国际先进水平的巨大差距，并且与此同时暴露出的问题也越来越多。文章对我国工业自动化控制技术发展研究，并对未来发展战略提出思考。 标签：自动化控制技术；自动化程度；工业技术 1 工业自动化控制技术内涵 随着科学技术的不断进步，工业控制技术也越来越朝着先进趋势迈进，进而使各大工厂中的生产效率明显提高。工业自动化控制从通俗意义上来说，就是在工业生产过程中尽可能的减少消耗人力资源的次数，而充分利用机器等除动物以外的能源或者动力来进行生产，也可以说是一种能够让工业流程不消耗人力，自动生产的一种过程。 作为现代制造业最重要的一种技术，自动化在现代制造业，特别是需要大批生产的制造业中发挥着重要作用。随着第三次科技革命的到来，计算机、微电子、纳米等技术不断更新，自动化技术也在不断发展，各国开始认识到研究工业自动化控制技术的必要性，在这样的背景下使工业自动化控制技术得到了空前绝后的发展。当前工业自动化技术在社会各个领域应用十分广泛，我们经常可以在机械制造、建筑、计算机等行业领域中发现自动化技术的影子。在中国社会随着改革开放的脚步加快，自动化控制技术也渐渐传入大陆被人们所接受，为现代机械生产作出了很大贡献，提高了工业生产产量与生产质量，并且从一定程度上降低了能耗，保证日常的生产安全。 2 我国的自动化控制技术发展现状分析 中国工业自动化控制技术是借着改革开放的风气被带进来的，甚至可以追溯到上个世纪，也正是因为改革开放这一优势，工业控制技术才得到了巨大的发展空间。到目前为止，中国的工业自动化进程发展依旧迅速，“PLC，变频器，触摸屏”等产品都被广泛应用到了工业控制的各国领域，为中国的现代化工业生产做出了巨大贡献。 2.1 PLC PLC是一种电子系统，通俗来说，是一种可以编辑程序的逻辑控制器，通过运用数字计算的操作过程，可以控制设备的生产。这种技术依赖于计算机技术，而随着计算机技术不断发展与革新，会出现容量更大、速度更快的产品不断出现。
神华宁煤集团煤炭化学工业分公司 自动化控制系统管理规定 第一章总则 第一条为了规范神华宁煤集团煤炭化学工业分公司（以下简称“公司”）自动化控制系统的管理，确保自动化控制系统安全经济运行，依据国家相关法律、法规和《神华集团公司煤制油化工仪表及自动化控制设备管理办法》，制定本规定。 第二条本规定明确了自动化控制系统的管理、维护、运行和安全注意事项、自动化控制系统备品备件及UPS的管理、自动化控制系统点检的内容以及外委检修、点检的批准。 第三条各单位应加强自动化控制系统的管理，保证自动化控制系统在安全平稳状态下运行。 第四条各单位应积极采用国内外先进的自动化控制系统管理方法和检维修技术，不断提高工业自动化控制系统管理水平。 第五条本规定适用于公司及所属各单位集散控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS、ESD）、可编程控制器（PLC）以及在先进过程控制（APC）和优化过程控制（OPC）系统中使用的上位计算机等的管理。 第二章管理职责 第六条公司机械动力部职责：
(一)对各单位自动化控制系统硬件、软件管理、自动化控制系统运行管理及点检工作的情况进行监督检查； (二)自动化控制系统外委检修、点检的审批，承包方选择 及点检、检修的组织工作。 第七条各单位职责： (一)自动化控制系统硬件管理及日常检查、维护、保养工作； (二)自动化控制系统软件程序、网络文件管理，软件及相关数据修定管理； (三)UPS电源及网络机房管理； (四)自动化控制系统运行管理； (五)自动化控制系统备品备件的管理； (六)自动化控制系统档案的管理； (七)自动化控制系统的点检管理。 第三章自动化控制系统的硬件管理 第八条各单位仪表维护单位应按装置建立自动化控制系统软、硬件设备档案及台帐，档案、台帐应实行微机管理。台帐应说明名称、型号、规格、数量、用途、制造厂、出厂日期等。档案对单台设备而言，其内容包括应用装置和投用时间、通讯速度、安装地点、运行情况、发生的故障、原因、处理和检修经过及结果等。 第九条各单位维护单位根据不同的自动化控制系统各自特点，做好自动化控制系统定期检查、维护、保养及紧急故障处理等
工业自动化控制技术简析 1，前言 工业电气自动化这个专业从50年代开始在我国出现并发展。虽然国家对该专业做了几次大规模的调整，但由于其专业面宽，适用性广，一直到现在仍然焕发着勃勃生机。工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。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。 2.工业电气自动化的发展现状 2.1lE C61 13l标准使得编程接口标准化。目前，世界上有200多家PLC厂商，近400种PL C产品，不同产品的编程语言和表达方式各不相同，IEC*****使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。*****l同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。 2.2Windows正成为事实上的工控标准平台微软的技术如Windows NT、WindOWSCE和IntemetExplore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在工业自动化领域，基于PC的人机界面已经成为主流，基于PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。 3、工业自动化控制系统的特点 用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心，所要执行的信息处理任务庞大，而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，一些系统设备在维持正常运行时，可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次；电气设备所需要的保护装置要求高，动作速度快，一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点，而控制方式
华中科技大学人工智能与自动化学院 2019～2020学年第二学期 “过程控制系统”考试(A 卷) 考试方式： 开卷 考试日期: 2020年6月11日 考试时长: 150 分钟 专业班级： 2017自动化 学号：____________ 姓名：_____________ 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分值 10 5 5 12 20 48 100 分数 一、单选题（每题1分，共10分） 1、若调节阀的引压管线很长，膜头空间又大，则时间常数及滞后时间都会很大，影响调节质量，其改进方法主要考虑（ ）。 A 、增大调节阀膜片 B 、投入或加强微分作用 C 、增大调节阀口径 D 、增设阀门定位器 2、控制参数选择原则下面哪种说法不合理？（ ） A 、控制通道的放大系数要大一些，时间常数要小一些，纯滞后时间要尽量小。 B 、控制参数的选择还应该考虑工艺的合理性和生产的经济性。 C 、干扰通道滞后时间要大些，时间常数要小些。 D 、控制参数应是工艺上允许加以控制的可控变量。 分 数 评卷人
3、定值控制是一种反馈控制，其目的是为了减少或者消除（）。 A、干扰量的变化 B、被控变量的变化 C、测量与给定之间的偏差 D、设定值的变化 4、均匀控制系统参数整定有何特点?下面哪个特点是不正确的？（） A、参数变化应限制在允许范围内； B、与常规系统相比系统结构无特殊性，达到均匀控制目标； C、控制作用较强； D、参数均应缓慢地变化。 5、执行机构为（）作用，阀芯为（）装，则该调节阀为气关阀。 A、反、正 B、正、正 C、正、反 D、正或反、正 6、在设备安全运行的工况下，能够满足气开式控制阀的是（）。 A、锅炉的燃烧油（气）调节系统 B、锅炉汽包的给水调节系统 C、锅炉汽包的蒸汽压力调节系统 D、锅炉炉膛负压调节系统 7、气动调节阀的（）称为阀体（调节机构）。 A、阀杆、阀芯和阀座 B、阀杆和阀芯 C、阀杆和阀座 D、阀芯和阀座
PLC控制系统 PLC监控系统包括装有WINCC的上位机及CPU、I/O模块和通讯电缆组成，用于对分散在现场的模拟量信号进行精度测量，系统中现场采集的各路测量信号进PLC系统，PLC系统考虑防爆问题安装在中控制室并通过一根总线电缆和上位机相连。上位机系统可对采集的数据进行各种显示、记录、并同时具有系统诊断等各种功能。上位机与PLC系统之间实行严格的电气隔离，具有较高的传输电平和噪声容限，抗干扰能力强。 作为操作站，其主要功能包括： 画面显示功能 操作站均设有以下几类画面： 1）菜单画面 画面菜单按工艺分区组织，鼠标点击相应的菜单切换到相应的画面或画面组。 2）流程图画面 以类似用户的流程图的形式，显示过程信息，并设有操作窗口，可以对任意控制回路进行操作。系统配有标准符号库，可以根据需要指定符号的颜色、闪烁及显示方式等。支持动态符号，可自定义符号库。组态软件提供编辑工具，通过画面编辑器可编辑用户需要的工艺流程画面。 流程图上显示的过程信息可达20000多条，信息的最低刷新速度<1秒 3）控制分组画面 以类似常规调节表或指示表的形式显示回路和测量指示点的信息，如变量值、设定值、输出值、控制方式（手动/自动）和高低报警限值等。变量可每秒更新一次。分组可任意进行，切可以重叠。每一变量带有16个字符的位号名和80个字符的说明。操作员可从分组画面调出任意变量（数字或模拟）的信息。对模拟回路，可以对设定值、输出值、控制方式等进行操作和切换。对数字回路，可对两状态设备发出开启/关闭命令，或启动/停止顺序，画面应显示出命 令状态和实际状态。 4）回路参数画面
显示出任一指定控制点的全部信息，如变量值、设定值、输出值、操作方式和历史趋势，以及整定参数、报警值、算法类型等由工程师修改的参数。从参数画面也应可以对模拟回路和数字回路进行操作。 5）趋势图曲线显示画面 操作站可用不同的颜色和时间间隔在一画面上显示至少四个变量，变量可以任意选择组合，并放有放大和卷动功能。趋势画面包括有一个移动光标和数据区，显示各趋势曲线与光标线相交处的数字值。趋势画面的X、Y坐标可选择自适应和设定两种，相邻分辨点的时间可设定为1秒，最大趋势记录时间可在一年。趋势图有平均值显示、最大值显示、最小值显示等多种数据形式。 可显示单个或同时显示多个测点的实时趋势和历史趋势。 可显示8小时、24小时、1周、1月、半年等历史趋势。 趋势图上设置拖动功能，可详细显示某时刻具体值。 同一趋势图上不同的测点可以不同的颜色区别。 6）报警汇总画面 包括全部的报警点，并按时间顺序列出最近的所有报警，每条报警信息包括报警信息、位号、确认状态、报警日期、时间、恢复正常的如期时间等。未经确 认的报警点显示鲜艳的红色并闪烁。 操作站具备窗口功能，可同时显示多种窗口，以上几类画面可任意组合。 操作站所有操作画面和显示画面均为全中文显示。 报警功能 系统可以产生以下几类报警： ● 工艺过程报警：包括绝对值报警、偏差报警、变化速度报警等 ● 故障报警：包括诊断报警和后备硬件故障报警等 ● 连锁动作报警 ● 紧急停车报警：当发生紧急情况按紧急停车按钮时报警
浅谈工业自动化控制技术 摘要：随着如今社会经济的不断发展，科技水平的不断提高，各行各业都实行 了工业化自动化的建设，如今人们的生活水平日益增长，所需的各种必用品得供 应量也逐渐增加，这就使得一些企业需要发展创新自己的产品，提高商品产出的 效率。工业自动化控制技术就是一个新兴的可以提高效率的技术，因此，它作为 一个重要的工业发展必备的技术。其重要地位在工业发展中占了很大的比重。而 且工业自动化控制技术作为一个智能机器操作，其效率是人工的好几倍。更为重 要的是工业自动化控制技术不仅能够提高工作效率，还能够保证生产出来的产品 的效率，并且有效的处理一些出现在生产效率和生产质量之间存在的不可避免的 矛盾。以下就是我对工业自动化控制技术的认识和对其以后在发展中的提议。 关键词：工业自动化;控制技术 前言： 虽说目前国家的经济水平日益提高，生产水平也在不断的发展，但是对于一 些国家来说，我国在一些领域上仍处于落后的地步。因此，我国需要不断的创新 学习其他新的技术和应用。目前在工业发展方面，已经有了新兴事物的出现，那 就是工业自动化控制技术的出现，工业自动化控制技术作为一个智能完全自动化 的技术，已经渐渐出现在了工业发展中，并且由于本身的优势和操作已经成为了 工业发展中十分重要的地位了。因为这一好用效率又高的技术的出现，使得工业 发展越来越快，不过这技术虽好，但不好好利用也会造成麻烦。所以，对于如今 这个新兴的技术来说，后面还有很大的考验在等着它，研究并改善工业自动化控 制技术是未来工业技术发展中的重点，只有不断改进工业自动化控制技术，才能 使工业生产自动化、智能化、效率化和精确化水平得以进一步的提高，因此，工 业自动化控制技术日后的发展成为了很重要的一件事。 1.工业自动化控制技术概述 工业自动化控制技术就是指利用微电子技术、电气技术、机械技术以及计算 机软件技术来对工业生产过程进行控制，而无需使用人工操作机械来控制生产进度。也就是说，在工业自动化控制下的工业生产机械设备是利用各种仪器、仪表 和控制器，按照预先设定的流程进行机械自动调节来进行生产运行的。因此在自 动化控制系统中，必须要对所有涉及到生产调节的仪器都进行精准的参数设置， 以确保其在生产中能够充分发挥职能作用，确保生产顺利进行的目的。一般来讲，工业自动化控制系统主要是由计算机、通信网络和各种传动设备组成。 2.工业自动化控制的发展现状 目前我国的工业自动化控制技术已经得到了很大的发展，自动化控制系统也 逐渐趋于完善。但尽管如此，工业自动化控制技术仍然具有很大的发展应用空间。就目前来看，较为常用的自动化控制产品主要有PLC与工控PC两种，这两种自 动化控制产品的应用代表了我国的工业自动化控制水平已经有了很大的发展。 2.1 PLC的发展与应用 PLC是可编程序控制器的英文缩写，是由美国通用汽车公司在1968年首先提 出的可编程控制器的相关设想，并于次年研发出了世界上第一台PLC。随后世界 各国都开始积极研发PLC，极大的促进了PLC的快速发展。直到今天，PLC已经成为一种应用广泛的工业自动化生产控制设备，在工业自动化发展中起到很大的推 动作用。在我国，现也已经有很多科研单位或者工厂都在不断研发和改进PLC的 性能，但很多技术都还要依赖国外进口，因此如何提高我国自主的工业自动化控
“化工混料过程”控制系统设计 1 分析研究被控对象与明确控制任务 1.1分析研究被控对象 图1.1.1是一个典型的化工混料过程，两种配料（配料A和配料B）在一个混合罐中由搅拌器混合，混合后的产品通过一个排料阀排出混料罐。 图1.1.1 搅拌系统示意图 系统中各个区域被控对象的工艺要求描述如下： 配料A和配料B区域： z每种配料的管道都配备有一个入口阀、一个进料泵以及一个进料阀； z进料管安装有流量传感器； z当急停按钮被按下时，进料泵运行立即停止； z当罐的液面传感器指示罐满时，进料泵运行立即停止； z当排料阀打开时，进料泵运行立即停止； z在启动进料泵后最开始的1秒中内必须打开入口阀和进料阀。 z在进料泵停止后（来自流量传感器的信号）阀门必须立即被关闭以防止配料从泵中泄露。 z进料泵的启动与时间监控功能相结合，换句话说，在泵启动后的7秒之内，流量传感器会报告溢出。
z当进料泵运行时，如果流量传感器没有流量信号，进料泵必须尽可能快地断开。 z进料泵启动地次数必须进行计数。（维护间隔） 混合罐区域： z当急停按钮被按下时，搅拌电机的启动必须被锁定。 z当罐的液面传感器指示“液面低于最低限”时，搅拌电机的启动必须被锁定。 z当排料阀打开时，搅拌电机的启动必须被锁定。 z搅拌电机在达到额定速度时要发出一个响应信号。如果在电机启动后10秒内还未接收到信号，则电机必须被断开。 z必须对搅拌电机的启动次数进行计数（维护间隔）。 z在混合罐中必须安装三个传感器： ――罐装满：一个常闭触点。当达到罐的最高液面时，该触点断开。 ――罐中液面高于最低限：一个常开触点。如果达到最低限，该触点 关闭。 ――罐非空：一个常开触点，如果罐不空，该触点闭合。 排料区域： z罐内产品的排出由一个螺线管阀门控制。 z这个螺线管阀门由操作员控制，但是最迟在“罐空”信号产生时，该阀门必须被关闭。 z当急停按钮被按下时，打开排料阀必须被锁定。 z当罐的液面传感器指示罐空时，打开排料阀必须被锁定。 z当搅拌电机在工作时，打开排料阀必须被锁定。 1.2明确控制任务 该“工业搅拌过程”是一个典型的顺序控制，本次设计，准备采用“上位机监控” + “下位机控制” + “操作面板”的方式对整个“工业搅拌过程”进行控制。
浅谈工业自动化控制技术 发表时间：2018-08-09T09:45:06.970Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：高波 [导读] 摘要：随着如今社会经济的不断发展，科技水平的不断提高，各行各业都实行了工业化自动化的建设，如今人们的生活水平日益增长，所需的各种必用品得供应量也逐渐增加，这就使得一些企业需要发展创新自己的产品，提高商品产出的效率。 （哈尔滨天达控制股份有限公司黑龙江哈尔滨 150000） 摘要：随着如今社会经济的不断发展，科技水平的不断提高，各行各业都实行了工业化自动化的建设，如今人们的生活水平日益增长，所需的各种必用品得供应量也逐渐增加，这就使得一些企业需要发展创新自己的产品，提高商品产出的效率。工业自动化控制技术就是一个新兴的可以提高效率的技术，因此，它作为一个重要的工业发展必备的技术。其重要地位在工业发展中占了很大的比重。而且工业自动化控制技术作为一个智能机器操作，其效率是人工的好几倍。更为重要的是工业自动化控制技术不仅能够提高工作效率，还能够保证生产出来的产品的效率，并且有效的处理一些出现在生产效率和生产质量之间存在的不可避免的矛盾。以下就是我对工业自动化控制技术的认识和对其以后在发展中的提议。 关键词：工业自动化;控制技术 前言： 虽说目前国家的经济水平日益提高，生产水平也在不断的发展，但是对于一些国家来说，我国在一些领域上仍处于落后的地步。因此，我国需要不断的创新学习其他新的技术和应用。目前在工业发展方面，已经有了新兴事物的出现，那就是工业自动化控制技术的出现，工业自动化控制技术作为一个智能完全自动化的技术，已经渐渐出现在了工业发展中，并且由于本身的优势和操作已经成为了工业发展中十分重要的地位了。因为这一好用效率又高的技术的出现，使得工业发展越来越快，不过这技术虽好，但不好好利用也会造成麻烦。所以，对于如今这个新兴的技术来说，后面还有很大的考验在等着它，研究并改善工业自动化控制技术是未来工业技术发展中的重点，只有不断改进工业自动化控制技术，才能使工业生产自动化、智能化、效率化和精确化水平得以进一步的提高，因此，工业自动化控制技术日后的发展成为了很重要的一件事。 1.工业自动化控制技术概述 工业自动化控制技术就是指利用微电子技术、电气技术、机械技术以及计算机软件技术来对工业生产过程进行控制，而无需使用人工操作机械来控制生产进度。也就是说，在工业自动化控制下的工业生产机械设备是利用各种仪器、仪表和控制器，按照预先设定的流程进行机械自动调节来进行生产运行的。因此在自动化控制系统中，必须要对所有涉及到生产调节的仪器都进行精准的参数设置，以确保其在生产中能够充分发挥职能作用，确保生产顺利进行的目的。一般来讲，工业自动化控制系统主要是由计算机、通信网络和各种传动设备组成。 2.工业自动化控制的发展现状 目前我国的工业自动化控制技术已经得到了很大的发展，自动化控制系统也逐渐趋于完善。但尽管如此，工业自动化控制技术仍然具有很大的发展应用空间。就目前来看，较为常用的自动化控制产品主要有PLC与工控PC两种，这两种自动化控制产品的应用代表了我国的工业自动化控制水平已经有了很大的发展。 2.1 PLC的发展与应用 PLC是可编程序控制器的英文缩写，是由美国通用汽车公司在1968年首先提出的可编程控制器的相关设想，并于次年研发出了世界上第一台PLC。随后世界各国都开始积极研发PLC，极大的促进了PLC的快速发展。直到今天，PLC已经成为一种应用广泛的工业自动化生产控制设备，在工业自动化发展中起到很大的推动作用。在我国，现也已经有很多科研单位或者工厂都在不断研发和改进PLC的性能，但很多技术都还要依赖国外进口，因此如何提高我国自主的工业自动化控制技术水平仍然是需要我们不断努力研究的课题。 事实上，PLC一直都是引领工业自动化发展的先驱，也是工业自动化的发展重点。这是因为PLC在工业生产中的用途极为广泛，不但能够实现单机自控的自动化控制系统，而且还能在流水线上的生产设备上进行使用。不但能够执行逻辑运算，还能够通过程序设置来实现定时、计数以及控制生产顺序。并且由于其是采用插入式模块结构进行控制，因而能够直接将数据信息传回计算机中，方便了管理与维护。另外，PLC的编程较为简单，能够在现场及时进行修改或调试，因为维护极为方便，可靠性较高，体积小，通用性很强，方便扩展和安装。 2.2 工控PC 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。而目前工况PC之所以没有完全替代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Windows NT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。 工业自动化控制PC的主要优点在于它便于安装和使用，具有高级的诊断功能，使用人员可以更加灵活的进行选择而且在使用的花费上也比较合理，在工业发展中极大地降低了生产成木，基于PC的控制器可以像PLC一样，并且操作和维护人员接受，所以目前的制造商大部分都在生产中采用PC控制方案。近些年，工业PC在我国取得了很大的发展，技术与研发上也己经和发达国家水平相近。 3.工业自动化技术系统的发展趋势 工业自动化控制技术作为一个拥有极强的控制能力和自动化的技术，在未来的发展中一定可以为企业和国家带来足够的利益，而且由于它的内在系统十分强大，也可以在以后的发展中起到重要的作用。工业自动化控制技术的内部系统主要分lDE和lAS。lDE是为每个程序提供了历史记录审核跟踪技术，可以很好的为每一份工作在工作过程中的一切记录下来，方便后期的查看和研究，可以通过观察工作过程来找出不合理以及需要改正的地方，使得工业自动化控制技术在工程发展中更上一层楼；lAS对于企业来说是有着极大的好处，可以降低工程投资成本，降低了人工劳动费的支出，而且还能高效精准的完成工作，是每一个企业都需要的技术。而且对于未来的生活发展来说还是一个未知，只有将工业自动化控制技术加大改善力度，不断创新，不断增强设备的属性，相信工业自动化控制技术在未来一定会发展的更
1：串级控制系统参数整定步骤应为（）。 1.先主环，后副环 2.先副环后主环 3.只整定副环 4.没有先后顺序 2：仪表的精度等级指的是仪表的（） 1.误差 2.基本误差 3.允许误差 4.基本误差的最大允许值 3：串级控制系统主、副回路各有一个控制器。副控制器的给定值为（） 1.恒定不变 2.由主控制器输出校正 3.由副参数校正 4.由干扰决定 4：用K分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。但在接线中把补偿导线的极性接反了，则仪表的指示（） 1.偏大 2.偏小
3.可能大,也可能小,要视具体情况而定 5：用4：1衰减曲线法整定控制器参数时得到的TS值是什么数值（） 1.从控制器积分时间旋纽上读出的积分时间 2.从控制器微分时间旋纽上读出的积分时间 3.对象特性的时间常数 4.是4：1衰减曲线上测量得到的振荡周期 6：当高频涡流传感器靠近铁磁物体时（） 1.线圈的震荡频率增加 2.线圈的电阻减小 3.线圈的电感增大 7：某容器控制压力，控制排出料和控制进料，应分别选用的方式为（）。 1.气开式；气开式 2.气关式；气关式 3.气开式；气关式 4.气关式；气开式 8：准确度等级是仪表按（）高低分成的等级。 1.精度 2.准确度
3.限度 9：不属于工程上控制参数的整定方法是（） 1.动态特性法 2.稳定边界法 3.衰减曲线法 4.比较法 10：最常见的控制结构除了反馈控制结构外还有。（） 1.串级控制 2.前馈控制 3.单回路控制 4.多回路控制 11：串级均匀控制系统结构形式与串级控制系统相同，它与串级控制系统有区别也有相同的地方。相同是（） 1.系统构成目的 2.对主、副参数的要求 3.参数整定顺序、投运顺序 4.干扰补偿方式 12：工业现场压力表的示值表示被测参数的（）。 1.动压 2.全压
浅谈工业自动化控制系统中的智能控制 ——郝庆超 在自动化（automation）不断完善和发展的今天，自动化水平已经成为衡量企业现代化水平的一个重要标准，而自动化的一个重要分支——工业自动化，更是生产型企业提高生产效率，稳定产品质量的重要手段。我国的自动化发展历程也经历了以“观测”为主的第一阶段，以“观测”并“人为反应”的第二阶段，已经逐渐进入到“自动测量自动反应”的第三阶段。这些进步，同时需要控制理论和实践的完善，智能控制（intelligent controls）作为现代控制理论基础上发展起来的新型控制理论，已经广泛应用于各个自动化领域，全自动洗衣机就是典型的智能控制自动化的例子。 一个控制系统包括控制器（controller）、传感器（sensor）、变送器（transmitter）、执行机构（final controlling element）、输入输出接口（I/0 interface）五部分组成。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器，这样完成了一次正常的运算控制操作。 按照自动控制有无针对对象来划分，自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈，当然这个反馈不是人为直观观察的。例如向一个容器里加水，有水位测量设备，水位到达设定的高度，水龙头自动关断，这就是“闭环控制”；如需人为的看水是否到了设定的高度，而去人为的关水龙头，这就是“开环控制”。当然，智能控制，目标是不需要人为干预，所以，我们可以简单的认为“开环控制”是人为干预控制，不能完全体现智能控制的特点，所以在这里不去深究它。“闭环控制”按照执行机构的不同，可分为“状态闭环控制”和“调节闭环控制”。区分“状态闭环控制”和“调节闭环控制”的办法是看对执行机构的作用方式，如上例中，如果水龙头是开关两位的，在水位到达设定的高度，自动关断水龙头，则此为“状态闭环控制”；如果水龙头是可调节的，根据水位高度的不同，调节水龙头开度的大小，通过加水量的不同，让水位保持平衡，此为“调节闭环控制”。 目前工业自动化控制中，“状态闭环控制”多用于保护类控制，例如汽机的ETS，锅炉的MFT，化工的ESD，水泵保护等等。其优点是反应比较快，控制器本身不需要复杂的计算，通过逻辑运算基本可以实现；其缺点是一旦收到的反馈信号为假信号，则按照假信号进行动作，工程上多称之为“误动”。由于动作迅速（一般是以“毫秒”为单位进行计算），所以一旦误动产生，无法在执行之前或之中做出人为反应处理，只能事后补救，而一些重要的保护一旦产生误动，其影响和损失都是比较大的。针对这个问题，根据现场“状态闭环控制”的重要性和损失性，需要将反馈信号进行品质判断处理，判断出信号的真实性，如果是假信号，则保持原信号不变，不触发执行机构工作，避免误动。而且几乎所有的“状态闭环控制”都有是否允许执行的开关，即联锁按钮。联锁按钮可根据实际情况，屏蔽控制内容，这样就可以部分的对其进行提前控制，把误动的可能性减到最低。 “调节闭环控制”相对“状态闭环控制”要复杂一些，需要控制器进行复杂的运算，计算出输出的结果给执行机构，执行机构进而调节被调节对象。从时间上来讲，“调节闭环控制”是不间断的时时进行计算和输出，其周期决定于控制器的运算周期。“调节闭环控制”需要人为或通过系统计算给定一个被控制对象的理想的状态数值（给定值set value，简写为S），控制器会比较实际的被控制对象的数值（测量值practical value，简写P）与给定值之间的偏差，并计算出输出到执行机构的值（输出值output value，简写O）给执行机构，执行机构变化，使测量值改变，控制器再次比较测量值与给定值的偏差（以下简称偏差），进行下一循环的计算并输出。“调节闭环控制”一般常用的控制方式是“比例积分微分控制”即“PID控制”或“PID调节”。PID控制器就是根据偏差，利用比例（proportional）、积分（integration）、微分（differentiation）计算出控制量进行控制的。PID控制器问世至今已有近几十年的历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。很多盘装仪表控制器就具备很好的带有记忆功能的PID控制功能。“调节闭环控制”对控制系统中各个
华东交通大学理工学院 Institute of Technology. East China Jiaotong University 课程（论文） 题目工业过程控制系统发展与趋势 分院：电信分院 专业：电力牵引与传动控制 班级：12电牵1班 学号： 学生姓名： 指导教师：李杰 起讫日期：2015.11-2015.12
摘要 工业自动化技术的应用与发展，是工业技术改造﹑技术进步的主要手段和技术发展方向。本文主要介绍了工业自动化技术的特点及其对现阶段我国产业结构优化升级的重大推动作用。 关键词：工业自动化技术；技术进步；产业结构
Abstract The application and development of industrial automation technology is the main method and technology development direction of industrial technological transformation and technological progress. This paper mainly introduces the characteristics of industrial automation technology and its important role in promoting China's industrial structure optimization and upgrading at present. Key words: industrial automation technology; technological progress; industrial structure
工业自动化控制系统 工业自动化控制系统一般用于监控生产流程或生产环境。这些自动化系统不断从生产线上的传感器接收连续数据(电荷耦和传感器相机)，然后在通过客户专用的图像识别算法之前过滤这些数据。这些图像识别模块允许自动化系统识别生产过程中的不同状态。例如生产线上没有产品或者是存在缺陷的产品。这些信息被传送到主机。由主机控制加速或者减慢生产线速度，或在生产线上对特定部分生成产生阻碍。 图1显示了一个典型的工业自动化系统。包含有具有自主知识产权(IP)核的Altera器件，可以帮助减少开发所需的成本、增加设计的灵活性并且缩短工业自动化应用的开发周期。设计工程师还可以轻松的放置32位的Nios? 软核处理器于Cyclone?器件中，可以帮助他们灵活的实现应用中所需的外设功能。并达到所需要的内核性能。工程师可以灵活的配置系统的成本和性能，以获得一个低端、低成本的从系统或是一个在速度和外设需求上经过优化的高端的、高性能的系统。 图1.典型的工业自动化系统 注释 1. FIR = 有限脉冲响应 2. UART = 通用异步收发器 Cyclone器件能够在工业自动化系统中实现多种不同的应用。32位Nios嵌入式处理器可以作为控制器组件应用，减轻主机系统的任务。根据系统的要求实现各种接口控制系统，例如以太网媒体存储控制器(MAC)、局域网控制器(CAN)或是Profibus控制器。用Altera提供了IP来实现10/100M以太网媒体存取控制(MAC)和局域网控制器，更进一步的缩短了设计周期。Cyclone器件中的M4K M-RAM块可以实现缓冲器功能应用，并且应用Cyclone器件中的Altera的IP核可以实现FIR过滤器和UART功能，最终得到一个完整的工业自动化解决方案。设计工程师可以应用Altera的IP核结合Nios来加速他们的设计使他们可以花更多精力去关注在系统设计的其他部分。除此之外，将独立器件的功能集成到单一的Cyclone器件中还可以减少电路板上的独立器件的数量，减少开发时间，而且有效的降低了产品的成本。 Cyclone器件凭借其高效的器件结构在对成本敏感的工业应用中达到了性能和成本的统一。Cyclone系列器件和Altera的其一系列功能互补的产品和方案为工业应用的设计师提供了用超低价格来实现超高性能应用的可能性。
工业过程控制系统(DCS) ?西门子PCS7系统介绍 ?PCS7系统高达的应用 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 西门子PCS7系统介绍 西门子为了应对制造业、过程工业和楼宇自动化行业中的挑战，提出了自己的独特解决方案—全集成自动化（TIA）和全集成能源管理（TIP）的驱动与自动化的解决方案，适用于各种行业。 SIMATIC PCS7过程控制系统是全集成自动化（TIA）的核心部分，为生产、过程控制和综合工业中所有领域实现统一且符合客户要求的自动化平台。 通过采用 SIMATIC PCS 7 的全集成自动化解决方案，可实现一致性的数据管理、通讯和组态，性能优异并可前瞻性地确保满足典型的过程控制系统应用需求。 ?简单而可靠的过程控制 ?用户友好的操作和可视化，并可通过因特网实现 ?系统范围内功能强大、快速、一致性的工程与组态 ?系统范围内的在线修改 ?在各个层级的系统开放性 ?灵活性和可扩展性 ?与安全相关的自动化解决方案 ?广泛的现场总线集成 ?仪表与控制设备的资产管理（诊断、预防性维护和维修） 1. PCS7工程组态系统—ES SIMATIC管理器是工程组态控制的控制中心，是工程组态工具套件的综合平台，同时也是SIMATIC PCS7过程控制系统所有工程组态任务的组态基础。SIMATIC PCS7项目各个方面的创建、管理、归档和记录都在这里进行。
多年质保操作简单方便快捷—————————————————————————————————————————————我们人类每天的工作时间都有一定的限制，正常为8小时工作制，在有些工业生产领域，人工工作速度赶不上生产需要，但是机器可以不停歇的工作，能够大大提高生产效率。因而自动化控制系统的逐步完善也是社会发展的产物，接下来由安徽泰珂森智能装备科技有限公司为您简单介绍其应用，希望能给您带来一定程度上的帮助。 1，过程自动化：石油炼制和化工等工业中流体或粉体的化学处理的自动化控制。一般采用由检测仪表、调节器和计算机等组成的过程控制系统，对加热炉、精馏塔等设备或整个工厂进行最优控制。采用的主要控制方式有反馈控制、前馈控制和最优控制等。 2，机械制造自动化：这是机械化、电气化与自动控制相结合的结果，处理的对象是离散工件。早期的机械制造自动化是采用机械或
多年质保操作简单方便快捷————————————————————————————————————————————— 电气部件的单机自动化或是简单的自动生产线。20世纪60年代以后，由于电子计算机的应用，出现了数控机床、加工中心、机器人、计算机辅助设计、计算机辅助制造、自动化仓库等。研制出适应多品种、小批量生产型式的柔性制造系统（FMS）。以柔性制造系统为基础的自动化车间，加上信息管理、生产管理自动化，出现了采用计算机集成制造系统（CIMS）的工厂自动化控制系统。 3，管理自动化：工厂或事业单位的人、财、物、生产、办公等业务管理的自动化控制，是以信息处理为核心的综合性技术，涉及电子计算机、通信系统与控制等学科。一般采用由多台具有高速处理大量信息能力的计算机和各种终端组成的局部网络。 安徽泰珂森智能装备科技有限公司集机械手、工业机器人系统集