工业自动化控制系统中计算机技术的使用

何伟

摘 要 随着我国经济社会的不断发展，科学技术的日新月异，企业对工业自动化的程度也提出更高的要求。自动化控制系统的优化，需要计算机技术的支持，从而推动我国工业智能化、网络化、标准化和开放性的方向发展。本篇主要探究计算机技术在工业自动化控制系统中的应用。

【关键词】工业自动化 控制系统 计算机技术

工业自动化就是以工业生产各种参数为控制目的，实现生产过程中的各个环节的自动化控制，自动化控制系统是工业发展历程中的里程碑的意义。工业自动化控制系统是当今科学发展阶段的产物，该系统的优化与完善直接依赖于计算机技术的创新和改革。工业企业应充分利用计算机技术不断优化工业自动化控制系统，从而整体上提升企业的竞争实力。

1 工业自动化控制系统的概述

1.1 工业自动化技术

工业自动化技术是一门综合性技术，其包含综合运用控制技术、电子技术、仪器仪表以及相关控制工业的工艺技术等多方面的综合体，该技术是支持对工业的生产过程进行检测、控制、管理、调度和决策的主要技术之一。该技术的应用主要是实现工业生产中增加产值、降低成本、减少污染、节约能源等目标。工业自动化技术的运用可以有效优化企业的生产结构、提升企业的综合实力和治理工业高污染、高耗能的有效策略。

1.2 自动化控制系统的概述

自动化控制系统是工业自动化和智能化的实现过程起到关键性的作用。控制系统在工业生产过程中起到监控生产和生产环境的作用。自动化控制系统接收从生产线上通过传感器将生产过程中的各个数据信息，然后按照工人在设备运转前设置的相关数据进行识别和控制，并反馈不同的生产状态。例如生产线上出现产品生产故障或不合格产品，自动化控制系统就会控制生产线降速或停止、发出警报等信息传递到主机。

2 计算机技术的应用

21世纪是信息飞速发展的时代，计算机技术的发展也日新月异，计算机技术的进步推动工业自动化的进一步完善，如何充分利用计算机技术已成为工业自动化进步的关键。

2.1 PLC控制技术在工业自动化中的应用

PLC在工业自动化控制系统中不仅仅具有逻辑控制的功能，还具有数据处理、通信和网络功能。PLC具有体积小、组装和维修便捷、编程简易、可靠性高、抗干扰能力强等优势，使其能够在工业自动化系统中高效应用。在工业自动化系统中的应用主要体现在以下几个方面：

2.1.1 用于开关逻辑的控制

这一功能完全代替继电器的作用，实现工业生产的逻辑控制或顺序控制，并且可以实现多机群的控制和自动流水线的控制；

2.1.2 工业生产过程的控制功能

PLC控制技术对工业生产过程中的环境进行精确控制，即对温度、湿度、压力等环境物理量进行控制，实现工业生产按照工作人员设置的数据进行运转，保障生产的安全性和流畅性。例如冶金、化工以及热处理等工业的生产过程已经成功引入PLC控制技术进行自动化控制；

2.1.3 运动控制的功能

PLC控制技术很早以前就被应用在运动控制领域，现今已经精准控制直线运动或圆周运动等。我国通常使用运动控制模块，将其应用在机床、机器人、电梯等工业生产；

2.1.4 数据处理功能

PLC控制技术本身具有数据传输、转换、排序和数学运算等功能，很好的实现工业生产中数据信息的采集、分析和处理。例如常被应用于造纸、冶金和视频等工业；

2.1.5 通信和联网功能

这一功能不仅仅是PLC设备与PLC设备之间的通信，还能够实现PLC设备与其它智能设备之间的通信，更适应于工业自动化控制系统内部的通信。

2.2 DCS计算机控制技术的应用

DCS计算机控制技术即4C技术又称之为集散控制系统，它是在传统的计算机控制系统的基础上改进发展而来，其主要是由计算机、通讯、显示和控制组成，是在微型计算机的局域网的环境下运转，是一个高效、安全、精准的控制系统，包括过程控制和过程监控两部分。70年代中后期，我国主要的电力、石化、建材和冶金等领域全部引进的国外先进的技术，经过几十年的研究创新，我国已经成功实现DCS控制系统的普及。

我们以火电厂中DCS控制系统的应用举例说明我国DCS控制系统的发展现状。当下我国DCS控制系统分为层次分布型系统和水平分布型系统，该系统在工业自动化控制系统中局部子系统出现故障，其余的子系统仍可以继续工作，彼此是一个相互独立的个体，即彼此之间存在通信障碍。一方面火电厂运用DCS控制系统实现AGC系统的投入，增加自动投入率，应用先进的控制策略，为预测检修提供运行数据和状态，为MIS系统提供实时数据等目的；另一方面是PLC引入将DCS控制系统。通过串形通讯技术实现PLC控制系统与DCS控制系统的结合，利用PLC接口实现两者的链接。两者的结合实现火电厂自动化控制系统的更为高效、精准、安全的控制。

2.3 FCS系统技术的应用

随着3C技术的发展，过程控制系统逐渐由DCS控制系统向FCS现场总线控制系统发展。FCS现场总线控制系统PID控制分散到现场设备中，从而实现全分散、全数字化、全开放和相互操作的新型工业自动化控制系统。FCS系统技术的开发促进工业自动化控制系统的改革。

从某种程度而言，FCS系统是远程I/O发展而来，该系统的应用依赖智能化仪表和智能化设备的发展，从而建立开放性和标准化的FCS系统。现场总线的应用实现工厂现场设备互联、现场通信网络和互操作功能，建立开放式互联网络，即不同工厂的设备可以相互传递数据信息，实现多厂家的控制功能，并将功能块分散到现场各个仪表总执行。目前我国该系统并没有真正的实施，现今该系统仅仅应用于DCS系统控制站与远程I/O站之间的通信和DCS系统现场控制站的I/O网络等。

3 结束语

综上所诉，当今我国科学技术飞速发展为工业自动化控制系统的发展创建良好的发展环境。我国工业自动化控制系统中计算机技术应用的发展是从集中式数字到集散控制系统（DCS），再到如今逐渐向现场总线控制系统（FCS）方向发展。未来，计算机技术进步支持工业自动化控制系统的也逐渐向智能化、标准化、网络化和开放性的方向发展，从而提高工业生产效率和安全性能和降低生产成本和耗能，提升我国工业生产的综合实力。

参考文献

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作者单位

江阴市兴澄特种钢铁有限公司 江苏省江阴市 214400