气动程序控制在工业自动化中的应用探究
摘要：气动程序控制在那些有特殊要求的食品加工、化工、化纤以及军工等行业当中具有尤为突出的应用价值，其不仅兼顾了PLC 控制的优势，而且还独具系统控制简捷快速、介质工作清爽干净、系统造价经济、设备便于维护保养等特点；尤其难能可贵的是，气动程序控制对于那些在粉尘污染严重以及易燃、易爆等恶劣生产环境中工作的设备而言，也是特别地适用；另外，气动程序控制还有一个关键的特性，那就是安全、可靠性极高。本文针对气动程序控制在工业自动化中的应用要求以及应用设计进行了浅要的分析和探讨。
关键词：气动程序控制；工业自动化；应用
一、引言
气动程序控制在工业自动化的应用当中，属于自动控制的典型方式之一，其不仅兼顾了PLC 控制的优势，而且还独具系统控制简捷快速、介质工作清爽干净、系统造价经济、设备便于维护保养等特点。尤其难能可贵的是，气动程序控制对于那些在粉尘污染严重以及易燃、易爆等恶劣生产环境中工作的设备而言，也是特别地适用。另外，气动程序控制还有一个关键的特性，那就是安全、可靠性极高。本文针对气动程序控制在工业自动化中的应用要求以及应用设计进行了浅要的分析和探讨。
二、气动程序控制在工业自动化中的应用要求
气动程序控制在工业自动化的应用中，被控设备是用于给弹体自动填装高能炸药的。设备具有储料装置、定量送料装置、定位装置、夹紧装置和振动装置等部分组成，上述装置均由双作用气缸驱动，设备位于自动输送线上。当输送线运送的弹体到达装药位置时，其操作程序分为以下几步：第一，夹紧装置手爪动作，夹紧弹体；第二定位装置下降，送药漏斗对准弹口；第三定量送料装置投料；第四振动装置振动，敲击送药漏斗侧壁，以使药粉不粘积在漏斗内壁。投料完毕，振动停止，定位装置上升，夹紧装置手爪松开，弹体随输送线运走，一个工作程序完毕。具体动作流程是：弹到装药位→夹爪夹紧→定位缸降→投料(振动) →停料(停振)→定位缸升→夹爪松开→弹走。因为设备是用于填装高能炸药，对系统的安全性要求特别高。以往相关设备的控制系统采用电控方式，虽然所有的电器元件都采用防爆式的，达到防爆等级，但由于工作环境的恶劣，炸药粉尘中的
金属粉末散落在电用接近开关表面，经一定时间的积聚，开关表面被覆盖，如没有及时清理，接近开关就会在没有感应到被测物体时发出被测信号，从而造成系统误动作，存在不安全隐患。生产车间为了安全，已经把定时檫试接近开关感应面作为生产操作的必备步骤。为了解决这个问题，经调研认定可行后，在该设备的设计过程中，其控制系统采用了全气动控制方式。检测信号的采集是由气动行程开关完成，它的特点是只有通过外力压下它的滚轮才发出信号；换向阀均采用气控式的；系统的控制方式采用气动程序控制。因为气动元件的工作介质是压力气体，气动元件本身具有抗污染性，适于各种工作环境，因此系统具有高度的安全性。
三、气动程序控制在工业自动化中的应用设计
气动程序控制在工业自动化的应用极为广泛，下面简单地介绍一种气动程序控制系统的应用设计方案。按照设备的操作程序，其整个气动程序控制系统其实就是通过四个气缸的顺序操作来实现的。此时我们设计采用四支双气控换向阀来作为上述气缸的主控阀，与此同时，为了控制好四个气缸的每步操作的速度，又在每条气路都设计配备了单向可调节流阀来对其进行有效的调速。因为在这种气动程序控制系统当中需要其四个双作用气缸来进行次序操作，换而言之就是需要对八个工位进行严密的控制，因而在进行自动控制的过程中需要通过依次进行八个控制信号的输出工作来实现对该四个双气控阀的控制，又因为其设备振动要和投料进行同步，且设备停振也要和停料进行同步，所以最终决定选用六个步进模块来组合成为一个特别的程序控制器，以此来实现整个系统全部操作的顺利完成。其中，该步进模块是通过一个单输出性质的记忆元件以及一个与门和一个或门来共同组成。即将该单输出性质的记忆元件当中的一个接口和前一级与门当中的输出端相连接，另一个接口和一个或门输出端相连接，还要一个接口来和一个与门输入端相连接，从而实现该步进模块的整体构成。而将若干个这种类型的步进模块进行串联，而就实现了气动程序控制器的构成。这里我们将气动程序控制器设计为由六个气动步进模块来共同组成，并将其自动控制过程中阀控制端所发出的控制信号的一个运算因子来作为输出信号，而将其被控操作在达到了检测位并接近了开关时所发出的反馈信号来作为输入信号，这样就可以保证前面的操作没有到位的话，后面的操作就无法执行，从而确保其不会发生误操作。而这也正
是气动程序控制器的一项重要的优点。另外应当注意的是，在设备的调试过程中，有时需要进行手动操作，所以在设计时应考虑设备包含有自动与手动两套操作执行方案。而让设备执行操作的综合阀控信号，则应当经由在自动操作时的阀控信号和手动操作时的阀控信号进行一系列的逻辑运算后才能最终得出。
四、结语
实践证明，气动程序控制在工业自动化系统中的运行使用，完全能够保证其性能的安全、可靠性，同时其还具有操作简捷快速、便于维修保养等优点。因此，这种控制方式在那些有特殊要求的食品加工、化工、化纤以及军工等行业当中具有尤为突出的应用价值，相信其会有光辉的前景，非常值得推广。
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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
探讨工业自动化控制系统的研究 摘要：工业自动化系统经过长年才创新的发展，主要在计算机技术应用方面取得很大的成功，在工业自动化过程中发挥主要作用，成为生产过程安全、稳定、智能化运作必不可少的工具。当前从工业生产自动化现状趋势、生产过程自动化系统和生产管理系统、软PLC和软DCS、生产过程控制和管理软件的融合等方面展开论述.工业生产与自动化控制融合环节提出工业自动化控制系统设计的独特见解。 关键词：工业自动化；智能化；系统设计 l引言 以微处理器为核心的自动化系统，从简单PLC(可编程序逻辑控制器)发展到今天的PLC系统，从仅代替模拟调节系统的DCS，发展到今天融合PLC和DCS及计算机功能为一体的所谓三电一体化的DCS系统。作为今后工业自动化的发展趋势，有以下几个方面： (1)工业过程自动化新一代主控系统及其综合自动化的开发和产业化，主要包括集散控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)和以工业计算机为基础的开放式控制系统等。重点支持若干具有工业过程综合自动化系统产业化能力和开发能力的企业，发展具有市场竞争力的产品，同时适当支持建设工业自动化的：工程化验证环境与开发能力。 (2)先进控制与优化软件开发与产业化，主要包括先进控制技术、过程优化技术、实时监控软件平台、信息集成软件平台、系统集成技术等、专项将重点支持上述具有特色和市场价值的系列软件的产业化。
(3)智能仪表、执行器与变送器、成套专用控制装置和成套专用优化系统的开发与产业化。 2控制管理系统 在ISO的六层功能模型中，把从检测、执行、驱动到一级的控制和管理共分成六层功能。构成这种多层功能结构的出发点，是按经营、生产管理、控制功能的划分，而不是按控制和管理计算机系统硬件结构来划分的。只不过过去由于当初计算机技术和网络技术的限制，以及计算机系统设计人员理解的不充分，长期以来，把计算机系统按六层功能模型相对应地分成六级计算机系统的多层次结构。 随着计算机技术和网络技术的发展，越来越暴露这种多层次计算机系统在数据采集、管理、数据和知识的共享、硬软件资源共享、数据通信、软件开发等等中的各种弊端，特别是在设备控制、过程控制、生产控制之间。以至很早就有人提出管控一体化，或者控制系统就是管理系统的观点。美国西屋过程控制的WDPFOvation系统就是基于这种观点开发的，可以预计今后更多的工业过程自动化系统将会朝着这个方面发展。 3PLC和DCS开发工具软件 由于计算机技术，特别是芯片技术的快速发展，按照摩尔定律微处理芯的速度性能每l8个月将提高一倍。因此，当lntelPentium处理器问世后不久，Pentium2．3以及主频为1．4GHz的pentium4处理器就相继提供给市场．当广大用户还未来得及使用Pentium4处理器时，lntel和HP两家公司就联合推出了64位的hanium微处理器，自动化系统设备
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PLC在工业自动化控制应用的探讨 发表时间：2016-10-21T16:54:42.363Z 来源：《基层建设》2015年34期作者：李宏伟[导读] 摘要：自动化技术是新发展起来的学科，它与工业方面的生产以及人们的生活都有密切的关系。在未来经济的不断发展过程中，PLC技术也将有着更加广泛的应用空间和发展空间。可以这样说，先进的自动化技术正是推动各行各业节能减排的有效武器，未来全球发展的趋势是谁率先掌握节能的高新技术产业的主导权，谁将主导未来的全球经济。鉴于此，本文对工业自动化控制中PLC的应用进行了分析探讨。 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司辽宁省阜新市 123000 摘要：自动化技术是新发展起来的学科，它与工业方面的生产以及人们的生活都有密切的关系。在未来经济的不断发展过程中，PLC 技术也将有着更加广泛的应用空间和发展空间。可以这样说，先进的自动化技术正是推动各行各业节能减排的有效武器，未来全球发展的趋势是谁率先掌握节能的高新技术产业的主导权，谁将主导未来的全球经济。鉴于此，本文对工业自动化控制中PLC的应用进行了分析探讨。 关键词：PLC控制技术；工业自动化；应用 一、PLC的构造及运行原理 基本构成为：①电源。通常情况下交流电压波动在大百分之十到大百分之十五的范围内，可以在不采取其它措施的基础上将PLC直接连接到交流电网上去。②中央处理单元（CPU）。中央处理单元（CPU）作为可编程逻辑控制器的控制中枢，在PLC的控制操作中起着很关键的作用。③存储器。即用来存放存放系统软件的存储器。其中用户程序存储器是指用来存放应用软件存储器。④输入输出接口电路。 ⑤功能模块。如定位、计数等功能模块。⑥通信模块。 工作原理：当可编程逻辑控制器开始运行后，完成三个工作过程阶段就达到了一个扫描周期，三个阶段为输入采样、用户程序执行和输出刷新。在整个运行过程中，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 PLC的优势：①使用起来很方便，编程简单易操作。②功能强大，性价比高，节能实用。③用户使用方便，硬件配套齐全，适应性强。能快速地适应复杂的工艺条件的变化。④具有很强的可靠性和权威性，抗干扰能力强。⑤系统的设计、安装、调试工作量小，效率高。⑥维修难度低，工作量小，节时方便。PLC的功能：控制功能、编程功能、处理速度、运算功能、通讯功能、诊断功能。 二、PLC在工业自动化控制应用 随着科技水平的不断发展，我国的PLC控制技术的发展速度也将随之加快。在实现工业自动化的领域中，采用PLC控制技术是适应社会的必然需求，同时也是保障自动化水平的基本前提。面对现如今的发展形势，相关的研究人员还应不断加大其研究力度，不断完善PLC 控制技术水平，从而使得其更好地应用于工业自动化的领域中。 1、系统集中控制 在工业自动化控制中应用PLC，可以实现其自动化控制，也可以实现对工业生产系统本身的集中控制，尤其是系统故障检测、故障显示等，PLC系统集中控制功能主要是根据故障检测和逻辑检测的结果对系统进行实施的监控。在工业生产中，机床设备的运转和停止都需要一定的时间，在这个循环过程中需要一定的时间才能完成，通过PLC可以对启动定时器进行实时的控制，并且将定时器的信号输出作为设备的停止和启动信号，以此来实现对系统的集中控制。 2、开关量方面 PLC本身是作为一种继电器控制的相关替代品，其自身的自动开关量在控制的过程中提高了控制的可靠性能。全自动的PLC开关量控制在工业自动化控制应用中对控制性能的可靠性方面进行了改进，采用逻辑函数以及内部线圈代替了传统的继电器，极大的减少了控制回路故障点，降低了控制回路的设计难度，提高了控制的准确性，安全性和可靠性。 3、模拟量控制 PLC具有通讯模块、位置模块、主机模块、高速技术模块、和模拟量控制模块等系统处理器。其中模拟量控制模块的功能是让PLC根据控制器的特征，通过模块组装功能而进行灵活全面的系统控制。模拟量控制的优势是：①给工业自动化热处理过程的控制和维护带来了极大的便利。②保证工业热处理过程达到控制标准③能够实现工业生产过程的全程控制④大幅度的提高工业过程控制数据的精准度。 4、顺序控制。 现阶段，随着科学技术的快速发展，PLC技术也在不断发展与完善，顺序控制也在不断更新与发展，顺序控制是指：是PLC技术的状态信息，在执行的过程中，可以通过输入简单的指令，就能全面的进行顺序控制。现阶段，顺序控制能够更好的体现PLC具有的基本功能，在顺序控制发展的过程中，PLC技术已经逐渐占据优势地位，在工业化发展的过程中，具有无可替代的作用。 三、PLC应用中需要注意的问题 通常情况下，PLC在工业自动化控制中的应用都处在工业生产环境中，环境因素对于PLC的应用有着较大的影响，为了保证PLC应用的有效性，需要对以下几个问题进行综合考虑。 1、温度因素 PLC控制器的安装过程中，要考虑到设备的散热问题，如果其运行的环境温度较高，则必须要在周边配置相应的制冷装置或者通风装置，保证PLC在合理的温度环境下运行，才能达到理想的控制效果。 2、湿度因素 通常电器元件的运行与空气的湿度都有着密切的关系，所以对于PLC运行环境的湿度条件也要科学地控制，将空气湿度控制在合理的范围内，避免空气中水含量过高而引起事故。 3、震动因素 PLC的运行过程中对于系统的防震系数有着较高的要求，所以在安装时需要远离高强震动的装置，在运行过程中也需要通过适当的保护措施减轻震动对PLC造成的影响。 4、空气因素
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
机电控制课程 课程设计说明书 课程名称：机电控制PLC设计 设计题目：气动机械手控制系统设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：2010 12 10
内容摘要 机械手是工业自动控制领域中经常用到的一种能够自动抓取、操作的装置，多用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。由于气动技术是以压缩空气为介质，以气源为动力的能源传递技术，其工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染，所以在机械手的驱动系统中常采用气动技术。气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。因此，对气动机械手的研究具有重要的实际价值。 关键词：机械手 PLC 自动控制气动技术
目录 第一章引言 (3) 第二章 PLC的发展 2.1 PLC的由来和发展 (3) 2.2 可编程控制器的概念 (4) 2.3 PLC基本结构和工作原理 (5) 第三章气动机械手控制系统设计 3.1 I/o地址分配表 (7) 3.2 PLC系统选择 (7) 3.3 PLC的输入输出设备接线图 (7) 3.4系统控制方案流程图 (9) 3.5程序设计和梯形图 (10) 第四章总结 总结 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)
第一章引言 引言 PLC技术代表了当今电气程序控制的世界先进水平。它与数控技术，工业机器人技术已成为机械工业自动化和CIM的三大支柱。据预测，在90年代，美、日、德等发达国家的控制屏将完全由PLC所占据。由于PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，发展十分迅速，使它已远远超出单纯取代继电器的应用领域，远远超出逻辑控制的范畴，在从单机自动化到整条生产线自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从FMS、工业机器人到大型分散型控制系统中都担当着重要角色。 第二章 PLC的发展 2.1 PLC的由来和发展 1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求，即： 1）编程简单方便，可在现场修改程序； 2）硬件维护方便，最好是插件式结构； 3）可靠性要高于继电器控制装置； 4）体积小于继电器控制装置； 5）可将数据直接送入管理计算机； 6）成本上可与继电器柜竞争； 7）输入可以是交流115V； 8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀； 9）扩展时，原有系统只需做很小的改动； 10）用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。 根据招标要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC （PDP—14型），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。 PLC问世以来，其发展极为迅速。由最初的1位机发展为8位机，现在的大型PLC已采用了32位微处理器，可同时进行多任务操作，其技术已经相当成熟。
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
工业自动化控制技术发展的新趋势探讨 工业自动化的概念可以简单归结为将工业生产中的各种人力、物力用先进的技术、设备、仪器代替，并用计算机技术实现智能化控制，从而有效减少人力、物力、财力的消耗，使生产效率和生产质量都得到提高的综合性工业控制过程。这是人类历史上重大的突破，是一项重要的技术，打破了以往工业生产中效率与质量之间的怪圈，从而实现生产的灵活性和定制性。工业自动化控制技术在经济繁荣的今天已取得了举世瞩目的成就，工业生产领域的绝大多数企业在进行产品生产的过程中都依赖于工业自动化控制技术。在科学技术日新月异的21世纪，该技术也呈现出不断发展成熟的新趋势。本文对工业自动化控制技术的发展现状和发展新趋势做出了简要探讨。 1 工业自动化控制技术的发展现状 1.1 PLC系统 在工业自动化控制领域，占据主导地位很长时间的是PLC。PLC 的应用目的很简单，就是为很多不同的工业自动化控制设备提供安全、可靠的控制方案，对于工业自动化领域的发展起着独一无二的推动作用。但是PLC也同样面临着其他工业自动化控制技术的冲击。目前，国外的厂家似乎更加青睐PLC产品的生产，世界上的PLC产品型号大约有300种。而且我国所使用的PLC主要依赖于国外引入，因为我国的PLC并没有发展到足够的规模，也缺少在PLC生产方面具有强大能力和品牌质量的企业。但是不容忽视的是，我国对PLC的生产也取得了不小的进步。另外，PLC虽然没有达到产业化，但是凭借其在工业自动化控制中的活跃应用，行业领域也没有被局限住，反而应用范围也很广。 1.2 DCS系统 DCS（Distributed Control System）是指集散控制系统。它是在20世纪的70年代被研发出来而且随即得到成功运用的系统。随后的10
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
附件2：外文原文 Programmable Controller Designed for Electro-pneumatic Systems Summary this item is mainly the procedure which studies electricity system and in brief valid control current of air to launch machine to compatibly flow the appearance of system. It of the fulfillment foundation include according to the control procedure of particularly have of the current of air controller, automation design, current of air system and design according to the electronics of the tiny controller. 1. Brief introduction The automation which uses an electricity technique mainly constitutes to. from 3 part: Launch machine or motor, sensor or button, the form is zero partses such as the control of flower petal. Now, greatly part of system logic the controllers of the operation drive all procedure logic controller (PLC) replace. PLC sensor and switch's aring an importation to carry, but launch the direct control valve of machine is an exportation to carry and have an internal procedure to operate among them all circulate essential logic, imitate other devices like calculator, in fixed time machine etc., carry on a control to the whole movement appearance of system. Can according to need numerous time to establish and imitate thus of system, so all from PLC usage, this item contains vivid advantage. Therefore can save time, the danger of decrease error, in the meantime under the sistuation that use same material, it can be getting more precise. Many company that is on the market used the PLC of normal regulations and it can not only control with the current of air system, but also can use various electricity equipments. PLC wide range of application, can be apply in much industry to produce medium, even used for safety and automation of building in. Because of above various characteristic, the PLC provided a lot of resourceses in somely physically appliedly, even include not a resources of control the system and the electricity system was a kind of application like this.For the engineering of automation, the PLC usage is more expensive, particularly
第1章气动技术概论 1.1 气动技术的应用范围 我们在日常工作和生活中经常见到各种机器，如汽车、电梯、机床等通常都是由原动机、传 动装置和工作机构三部分组成。其中传动装置最常见的类型有机械传动、电力传动和流体传动。 流体传动是以受压的流体为工作介质对能量进行转换、传递、控制和分配。它可以分为气压传动、 液压传动和液力传动。 气压传动技术简称“气动技术”，是一门涉及压缩空气流动规律的科学技术。气动技术不仅被用来完成简单的机械动作，而且在促进自动化的发展中起着极为重要的作用。 从50年代起，气动技术不仅用于做功，而且发展到检测和数据处理。传感器、过程控制器 和执行器的发展导致了气动控制系统的产生。近年来，随着电子技术、计算机与通信技术的 发展及各种气动组件的性价比进一步提高，气动控制系统的先进性与复杂性进一步发展，在 自动化控制领域起着越来越重要的作用。 气动技术可使气动执行组件依工作需要作直线运动、摆动和旋转运动。气动系统的工作介质是压缩空气。压缩空气的用途极其广泛,从用低压空气来测量人体眼球内部的液体压力、 气动机械手焊接到气动压力机和使混凝土粉碎的气钻等,几乎遍及各个领域。在工业中的典 型应用如下： 1)材料输送（夹紧、位移、定位 与定向）、分类、转动、包装与计量、排 列、打印与堆置； 2)机械加工（钻、车削、铣、锯、 成品精加工、成形加工、质量控制） 3)设备的控制、驱动、进给与压 力加工； 4)工件的点焊、铆接、喷漆、剪 切； 5)气动机器人； 6)牙钻。 图1.1所示的两条传送带的气动旋转分配装置，可通过气缸的伸缩使工件传输到相应的地方。 1.2 基本气动系统的组成 基本的气动系统如图1.2所示，它由压缩空气的产生和输送系统及压缩空气消耗系统二个主要部分组成。 一、压缩空气产生系统各组件及其主要功能 （一）压缩机：将大气压力的空气压缩并以较高的压力输给气动系统，把机械能 转变为气压能。 （二）电动机：把电能转变成机械能，给压缩机提供机械动力。 （三）压力开关：将储气罐内的压力转变为电信号，用来控制电动机。它被调节 到一个最高压力，达到这个压力就使电动机停止；也被调节另一个最低压力， 储气罐内压力跌到这个压力就重新激活电动机。 （四）单向阀：让压缩空气从压缩机进入气罐，当压缩机关闭时.阻止压缩空气反 方向流动。 （五）储气罐：贮存压缩空气。它的尺寸大小由压缩机的容量来决定，储气罐的 容积愈大，压缩机运行时间间隔就愈长。 （六）压力表：显示储气罐内的压力。 （七）自动排水器：无需人手操作，排掉凝结在储气罐内所有的水。 （八）安全阀：当储气罐内的压力超过允许限度，可将压缩空气溢出。 （九）冷冻式空气干燥器：将压缩空气冷却到零上若干度，使大部分空气中的湿气 凝结，以减少系统中的水份。