工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。本文通过对步进式加热炉系统的设计，从而反映出当今自动化技术的发展方向。同时，介绍了软件设计思想和脉冲式燃烧控制技术原理特点及在本系统的应用。
1 引言
加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。
我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、
产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。
全连续、全自动化步进式加热炉。这种生产线都具有以下特点:
①生产能耗大幅度降低。
②产量大幅度提高。
③生产自动化水平非常高，原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻
辑控制系统，传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置，现在的加热炉的控制
系统都是PLC或DCS系统，而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系
统。传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。
本工程是某钢铁集团新建的φ180小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步
进式加热炉设备。
2 工艺描述
本系统的工艺流程图见图1
图1 步进式加热炉工艺流程图
淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。装出料方式：侧进，侧出;炉子布料：单排。活动梁和固定梁均为耐热铸钢，顶面带齿形面，直径小于141.3mm钢管，每个齿槽内放一根钢管。直径大于153.7mm的钢管每隔一齿放一根钢管。活动梁升程180mm，上、下各90mm，
齿距为190mm，步距为145mm。因此每次步进时，钢管都能转动一角度，使钢管加热均匀，并防止在炉内弯曲变形。步进梁能进行正循环，送循环、单动、点动各种动作，升降时对钢管轻托轻放，前进时缓起缓停，无振动冲击和失控现象。同时，具有踏步功能，踏步时向后步距为45mm，使钢管在原齿槽内不断转动。
固定梁用带保温支柱支撑其顶面高出炉底520mm。使炉气能围绕钢管形成良好的循环，保证均匀加热。
淬火炉沿炉长方向分为装料段、加热段和保温段。装料段炉顶压低，不装排烟予热钢管（三个测量温度点），以免钢管突然受到强大热流冲击产生弯曲变形。
加热段沿炉宽方向分为四个区段进行比例燃烧和温度控制。保温段沿炉宽方向分4区段进行脉冲燃烧和温度控制（用二套控制器），以确保保温区炉温±5℃和保温后钢管全长温度均匀性在10℃以内的要求。同时更方便用户控制钢管端温度，满足淬火需要。
淬火炉最高控制炉温960℃，允许max1050℃。
回火炉沿炉长方向分为装料段，加热段，均温段和保温段。同样装料段不设烧嘴。加热段沿炉宽方向分二个温区，中间8个烧嘴为一个温区，两边各4个烧嘴合起来为一温区，用一个脉冲控制器控制。均温段、保温段沿炉宽方向各分为四区（每二个温区一个控制器），均采用脉冲燃烧温度控制。
确保炉温控制±5℃，保温后钢管全长温度均匀性10℃的要求。
回火炉最高控制炉温750℃，允许max800℃（为生产高压锅炉管作储备）。
淬火炉、回火炉炉内烟气均经装料段下方的八个分烟管引出，进入集烟管，由集烟管中部引至总烟管，通过空气予热器回收烟气余热，再经烟道由烟囱排入大气。这种方式可有效防止炉内烟气的偏流。
淬、回火炉进出料均采用侧进，侧出方式。淬火炉装出料悬臂辊采用斜80角安装，使钢管在入炉和出炉时产生自转并靠向装出料端墙一侧靠齐，其目的是防止钢管入炉时弯曲并有利装出料定位。
3步进式加热炉生产中的关键控制技术
3.1 生产节奏的控制
步进式加热炉生产中的生产节奏的控制是非常重要的，在管材线全自动、全连续工作时，加热炉区的机械设备如进料辊道、步进梁、出料辊道、液压站及其它公辅设施，设备运行节奏必须高度统一，才能实现管材物流全过程准确定位，以实现全自动、全连续工作。
依据生产调度计划而需要装炉时，通过上料台架输送至装料辊道，经光电开关及金属探测器而自动输送到炉外辊道上。待炉内装料端空出位置时，自动开启炉门，由其及炉内辊道托入炉内放置到固定梁上，并由此开始进行炉内的管材物流跟踪。管材通过炉子步进梁自装料端一步步地移送到炉子的出料端。由装在出料端的光电开关检测到管材边缘并在步进梁完成此时的步距运行后，暂停步进梁的移送动作，PLC同时测算等待出炉管材的位置。在加热炉接到出钢信号后，再自动开启出料炉门，由出料辊道运至炉外出料辊道上。当金属检测器探测到管材时，在由出料辊道输送至其他设备，进行下一道工艺。
管材输送、测量、装出料、物流跟踪以及管材的数据信息交换通过PLC和二
级计算机系统进行顺序、定时、联锁与逻辑控制，实现操作自动化和计算机管理。
3.2 加热炉燃烧控制
工业炉的燃烧控制水平直接影响到生产的各项指标，例如：产品质量、能源消耗等。目前国内的工业炉一般都采用连续燃烧控制的形式，即通过控制燃料、助燃空气流量的大小来使炉内的温度、燃烧气氛达到工艺要求。由于这种连续燃烧控制的方式往往受到燃料流量的调节和测量等环节的制约，所以目前大多数工业炉的控制效果不佳。随着工业炉工业的迅猛发展，脉冲式燃烧控制技术也应运而生，并在国内外得到一定程度的应用，取得了良好的使
用效果。
目前高档工业产品对炉内温度场的均匀性要求较高，对燃烧气氛的稳定可控性要求较高，使用传统的连续燃烧控制无法实现。随着宽断面、大容量的工业炉的出现，必须采用脉冲燃烧控制技术才能控制炉内温度场的均匀性。
本系统主要采用脉冲燃烧系统。它是一种间断燃烧的方式，使用脉宽调制技术，通过调节燃烧时间的占空比（通断比）实现窑炉的温度控制。燃烧状态下的燃料流量可通过主燃料控制阀门在线调节，燃烧器一旦燃烧，就处于其设计的最佳燃烧状态，保证燃烧器燃烧时的燃气出口速度不变。控制系统使炉内燃烧器交替燃烧，通过燃气在炉内的不断搅拌，使炉内温度场均匀分布。当需要升温时，燃烧器燃烧时间加长，间断时间减小;需要降温时，燃烧
器燃烧时间减小，间断时间加长。并根据炉内的设定温度来控制燃烧时的燃料流量，当设定温度较低时，将主燃料控制阀门关小，当设定温度较高时，将主燃料控制阀门开大，避免炉内处于低温状态时，燃气与炉内的温度差过大，对炉内制品造成的直接热冲击。
脉冲燃烧系统的主要优点为：
1）系统简单可靠，造价低。
2）可提高炉内温度场的均匀性。
3）传热效率高，大大降低能耗。
4）燃烧器的负荷调节比大。
5）无需在线调整，即可实现空燃比的精确控制。
与传统的比例燃烧控制相比，脉冲燃烧控制系统中参与控制的仪表大大减少，仅有温度传感器、控制器和执行器，省略了大量价格昂贵的流量、压力检测控制机构。并且，由于只需两位式开关控制，执行器也由原来的气动（电动）控制阀门变为电磁阀门，增加了系统的可靠性，大大降低了系统造价。
普通烧嘴的空燃比一般为1：4左右，当烧嘴在满负荷工作时，燃气流速、火焰形状、热效率均可达到最佳状态，但当烧嘴流量接近其最小流量时，热负荷最小，燃气流速大大降低，火焰形状达不到要求，热效率急剧下降，高速烧嘴工作在满负荷流量50%以下时，上
述各项指标距设计要求就有了较大的差距。脉冲燃烧则不然，无论在何种情况下，烧嘴只有两种工作状态，一种是满负荷工作，另一种是不工作，只是通过调整两种状态的时间比进行温度调节，所以采用脉冲燃烧可弥补烧嘴调节比低的缺陷，需要低温控制时仍能保证烧嘴工作在最佳燃烧状态。在使用高速烧嘴时，燃气喷出速度快，使周围形成负压，将大量炉内烟气吸人主燃气内，进行充分搅拌混合，延长了烟气在炉内的滞留时间，增加了烟气与制品的接触时间，从而提高了对流传热效率。
4 系统简介
4.1系统构成
系统拓扑图见图2
图2 系统拓扑图
本加热炉自动化控制系统由基础自动化系统（L1）和过程计算机控制系统（L2）共同构成。
本系统一级基础自动化控制系统由淬火炉电气传动部分、回火炉电气传动部分和淬火炉仪控部分、回火炉仪控部分四个控制站。
淬火炉电气传动部分PLC为S7 315-2DP带4个ET200M从站和3个PROFIBUS-DP卡的西门子变频器MM440系列,实现辊道的顺控，钢管在入炉辊道上的定位控制，步进梁控制的功能。
淬火炉传动系统采用变频控制，变频器是由西门子公司提供的MM440系列。3个带PROFIBUS-DP卡的MM440系列变频器控制3组辊道。
回火炉电气传动部分PLC为S7 315-2DP带3个ET200M从站和2个带PROFIBUS-DP 卡的西门子变频器MM440系列,实现辊道的顺控，钢管在入炉辊道上的定位控制，步进梁控制的功能。
回火炉传动系统采用变频控制，变频器是由西门子公司提供的MM440系列。2个带PROFIBUS-DP卡的MM440系列变频器控制2组辊道。
淬火炉仪控部分PLC主要由S7 315-2DP及功能模板FM355C闭环控制模块构成，每
套PLC及其相应的PID模块负责控制淬火炉的全部仪表，用来完成加热炉工艺参数的数据采集与过程控制。采用西门子FM355C闭环控制模块控制加热炉的工艺参数以达到加热炉最佳燃烧的控制效果。
回火炉仪控部分PLC与淬火炉仪控部分PLC的构成与功能基本上是一样的。
在过程计算机控制系统中，淬火炉和回火炉各设置一台计算机，对各自的加热炉系统进行硬件的组态与参数设置、通讯的定义、编写、调试用户程序及画面的监控与数据的纪录，最终实现集中监控和操作。
两台计算机为SIEMENS 工控机，配置为P4 2.0G，256M，并且带有工业以太网处理器CP1613。计算机借助于CP1613，通过工业以太网光纤交换机OSM，与PLC进行通讯。工业以太网光纤交换机OSM，带有两个光纤接口和6个电气接口。连接电缆采用多模纤维光缆，可用于强电磁干扰环境。冗余10M/100M 工业以太网大大提高了网络性能，网络配置和扩展也十分简单。用两根光缆即可，而且是冗余配置，控制柜接线也很简单。
自动化产业必备的十大工控产品 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 1.控制器，自动化工厂的大脑 控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。 自动化工厂中常用的控制器有plc，工控机等。 可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC），它采用一类可编程的存储器， 用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 工控机（IndustrialPersonalComputer，IPC）即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。 2.机器人，自动化工厂的坚定执行者 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
自动化设备中常用的传感器 秦雨生 2018-08-15 磁性开关：它是气缸用传感器的一个专用称呼，主要应用于检测气缸活塞位置。通常，都由气缸供应商根据客户使用情况配套提供。顾名思义，磁性开关是通过电磁感应来检测目标物，所以，其检测精度相当低。 1. 2 微动开关：微动开关是一种接触式传感器，目前主要应用于设备之间的连接或者设备的安全防护门状态的检测。
2. 3 编码器：旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号），按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。编码器通常与步进电机或者伺服电机配使用构成闭环或者半闭环的控制系统。 3. 4 接近开关：接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给计算机（plc）装置提供控制指令。接近开关也是依据电磁感应的原理设计制造的，所以它只能检测金属目标物属，并且不同的金属感应距离略有差距。目前常用的接近开关检测距离大约有如下几种：1mm、2mm、4mm、8mm、12mm等。接近开关通常有两种：埋入型和非埋入型。所谓埋入型就是指接近开关的感应头不检测其圆周方向的金属
目标，只检测其前方的金属目标，即传感器感应头可以不露出金属安装支架；所谓非埋入型就是指接近开关感应头既检测其前方的金属目标也同时会检测其圆周方向的金属目标，即传感器感应头必须露出金属安装支架一段距离且圆周方向一定范围内不得有金属目标物以免引起错误判断。接近开关的检测精度较磁性开关高。接近开关通常用于判断产品有无、工装夹具是否到位等对位置精度要求相对较低的场合。 4. 5 光电开关：光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。我们通常所说的光电开关大致有三种：一种是反射式光电传感器、一种是对射式光电传感器、一种是使用反射板反射光朿的光电传感器。其中后两种都是通过目标物遮光实现检测的，前一种是通过目标物反射光线来实现检测功能。所以，通常后两种检测距离更远、精度更高。由于光电传感器具有相当高的检测精度，所以，通常用于检测产品或者机械手等工件的精确位置以及步进、伺服系统的反馈装置中。
工业控制自动化行业调查 信息与控制工程学院自动化07-1 苏颖0706380128
行业简介 工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。 行业现状 我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。 行业发展趋势 一、以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流 众所周知，从20世纪60年代开始，西方国家就依靠技术进步（即新设备、新工艺以及计算机应用）开始对传统工业进行改造，使工业得到飞速发展。20世纪末世界上最大的变化就是全球市场的形成。全球市场导致竞争空前激烈，促使企业必须加快新产品投放市场时间（TimetoMarket）、改善质量（Quality）、降低成本（Cost）以及完善服务体系（Service），这就是企业的T.Q.C.S.。虽然计算机集成制造系统（CIMS）结合信息集成和系统集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企业实现“在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传给正确的人，以便作出正确的决策”，即“五个正确”。然而这种自动化需要投入大量的资金，是一种高投资、高效益同时是高风险的发展模式，很难为大多数中小企业所采用。在我国，中小型企业以及准大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路。工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。 20世纪90年代以来，由于PC-based的工业计算机（简称工业PC）的发展，以工业PC、I/O装臵、监控装臵、控制网络组成的PC-based 的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径。我国重庆钢铁公司这样的大企业的几乎全部大型加热炉，也拆除了原来DCS或单回路数字式调节器，而改用工业PC来组成控制系统，并采用模糊控制算法，获得了良好效果。由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样可靠，并且被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
2014 ~ 2015 学年第2 学期 《工业控制网络》 课程报告 题目：工业控制网络的发展综述 电气工程学院 2015年5月25 日 工业控制网络的发展综述 1.引言 工业控制网络在提高生产速度、管理生产过程、合理高效加工以及保证安全
生产等工业控制及先进制造领域起到越来越关键的作用。图1总结了工业控制网络的4大主要类型：传统控制网络、现场总线、工业以太网以及无线网络。传统控制网络现在已经很少使用，目前广泛应用的是现场总线与工业以太网，而工业以太网关键技术的研究是目前工业控制网络研究的热点。 图1 工业控制网络的主要分类 2.现场总线 现场总线控制系统FCS是在基地式气动控制信号控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、直接数字控制系统DDC、集散控制系统DCS之后发展起来的新一代控制系统，它将DCS 中集中与分散相结合的模式变成了新型的全分布式控制模式，控制功能彻底下放到现场，现场控制设备通过总线与管理信息层交换信息，代表了工业控制网络技术的发展方向。 2.1现场总线主要技术特点 现场总线打破了传统控制系统的结构形式，图2为现场总线控制系统与传统控制系统的结构对比。在传统模拟控制系统中采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间，控制器与位于现场的执行器、开关、马达之间均为一对一的物理连接；而在FCS中，所有的设备作为网络节点连接到总线上，不仅节省了电缆，而且还方便了布线。
图2 现场总线控制系统与传统控制系统的结构对比 2.3 主流现场总线的比较 目前现场应用比较广泛的现场总线主要有FF、Profibus-DP、CAN 总线等，这些现场总线在技术上各有特色，目前它们还不能相互代替而应用到所有的领域，几种总线的特性和应用对比见表1。 表1 几种现场总线的比较
现代工业控制总线的发展趋势 前言 随着计算机、通信、自动控制、微电子等技术的发展，大量智能控制芯片和智能传感器的不断出现，以及在传感器、通信和计算机领域所取得的巨大成就使人们对系统综合性能尤其是安全性能提出了越来越高的要求：希望能对系统设备的工作状况进行实时监测和控制，并在此基础上实现设备的智能维护。对企业自动化设备而言，对其工作状况进行远程监测和控制，不仅可方便设备管理者随时了解设备工作状态，设备出现异常时主动报警，便于及时维修，还可拓宽设备服务范围，提高工作性能，延长使用寿命。这一目标的实现对控制网络在开放性、互连性、分散性等方面提出了更高要求。 一分散控制系统(DCS) 当前工业控制计算机的应用范围仍以大系统、分散对象、连续生产过程(如冶金、石化、电力)为主，采用分布式系统结构的分散控制系统仍在发展。由于开放结构和集成技术的发展，进一步扩展了大型分散控制系统的应用。 1. 应用现状 DCS自1975年问世以来，大约有3次比较大的变革，70年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发并没有动态流程图，通信网络基本上是轮询方式；80年代通信网络较多使用令牌方式；90年代操作站出现了通用系统，90年代末通信网络有的部分遵循TCP/IP协议，有的开始采用以太网。20多年来，DCS已广泛应用于各工业领域并趋于成熟，成为工业控制系统的主流。 虽以现场总线为基础的FCS发展很快，最终将取代传统DCS，但其发展仍面临一些问题，如统一标准、仪表智能化等。而传统控制系统的维护和改造还需DCS，因此FCS完全取代传统DCS尚有较长过程。现DCS的新产品的特点为：系统开放、管控一体化及带有先进控制软件，DCS生产厂家也从事FCS的研发、生产和推广应用。
自动化技术发展的新趋势 转贴自：转贴自：工控自动化网 1. 引言 005年以来，4月12~14日的FIA第四届中国国际现场总线与工业自动化仪表展览会(FIA)及6月14日~17日的第九届国际现代工厂/过程自动化技术与装备展览会(FA/PA)成功地在北京举行，以及众多厂商举办了大型技术交流活动，使工业自动化市场倍受人们瞩目，特别是“MM现代制造”出了新自动化专刊，提出了新自动化的概念，证明工业自动化行业的动向很值得我们重视。 2. 基金会现场总线的规模应用即将逐步展开 总线技术的规划、研究、试制、试用、工程实践及推广应用。这是一项空前的系统工程，它集中了众多人的智慧，获得了众多人的称许，特别是得到了“大客户”的首肯。目前，FF成员338家，已注册产品为227种，通过HIST互操作测试认证的主控系统有11个。应用方面，有50万台现场仪表、8000套系统已投入应用，其中中国占7%，约80套系统，主要分布在石化和化工、石油和天然气、发电几个行业。上海赛科、中海油/壳牌南海项目两大工程均属世界上可数的大型工程，今年即将投产。这些将为我国大规模应用起到示范作用。在技术上国内也有很大进展，华控、沈阳自动化所(中科博微)等单位均研制出并取得FF注册资格的产品，已有10多种专业书籍出版。特别是如下几项技术得到了初步普及:H1的通信原理;H1的功能块组态和“现场控制”策略;现场设备辅助设备及主控系统的选择;H1网段设计及施工安装;设备描述语言(DDL)与互操作性等。而且对于增强型EDDL及FISCO防爆等新技术表现了很大的热情，这些都为今后在国内大规模应用打下了良好的基础。 目前中国仪器仪表行业协会现场总线专业委员会(CFFC)于6个外商驻华机构组成的基金会现场总线中国市场委员会(FFCMC)正在联合开展活动。现在FF正处在类似于70年代末DCS所处的时期，作为一项新技术走向市场之路虽然艰辛的,但经过阵痛，新生的事物将像婴儿出世一样，一定会茁壮地成长起来。 3. 检测技术、识别技术及信息融合技术受到重视 传感器技术这些年来正处于传统型向新型传感器转型的阶段，这将有另文专述。仅由于现场总线技术的助推，监测仪表的数字化、智能化、网络化已前进了一大步。特别是多变量变送器地成功上市，使一个变压变送器(如艾默生德的3015S和横河的EJX)可以完成流量测量及温压补偿、流量积累、显示球罐内液体体积和进行导管堵塞、蒸汽拌热诊断等一些列功能，而且还准备增加孔板磨损监测等功能，设备管理能得到更多有用信息。数字化和网络化为现场设备丰富的信息提供了畅通的渠道，为单信号向多信息采集转变创造了条件，加之检测技术进步，诸如温度场测量等传感器地出现，逐步使这种转变成为可能。
浅谈工业控制自动化的现状及趋势 发表时间：2018-10-18T14:43:04.583Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：曹媛媛 [导读] 摘要：工业自动化是一个既复杂又系统的工业控制过程，其中包括自动控制系统、计算机系统，再加上应用相应的仪表理论，使各个系统之间协调合作，从而实现对工业生产过程控制和检测，更好地进行工业生产。 （天津中晟达科技有限公司天津 300393） 摘要：工业自动化是一个既复杂又系统的工业控制过程，其中包括自动控制系统、计算机系统，再加上应用相应的仪表理论，使各个系统之间协调合作，从而实现对工业生产过程控制和检测，更好地进行工业生产。通过实现工业自动化控制，不仅大幅提高了工业生产的效率和质量，还大大提高了工业生产的安全性。在当今的社会发展过程中，工业自动化控制被各行各业所应用，推动了我国社会的可持续发展。 关键词：工业自动化；控制；现状；发展趋势 前言： 随着社会的发展和经济的进步，我国各行各业都得到了较好的发展，我国工业更是如此。当今时代是信息化时代，高科技技术的飞速发展促进了我国工业实现自动化控制，提高了我国工业的生产效率，推动了我国国民经济的增长。为此，在今后的工业发展过程中，加强工业自动化控制是尤为重要的。 1工业自动化的概念及意义 工业自动化，是指工业生产的一个自动化过程，在这个过程中利用各种先进的科技设备，使生产不需要人员的直接参与。 工业实现这种自动化的生产，目的是节省人力资源，提高工作效率。工业自动化控制，主要是通过对生产过程中参数的控制，从而控制整个过程。控制参数，实现自动化，而不是人为的直接参与，这就节约了人力资源，优化了生产和管理结构；工业自动化控制，是通过一些能源和资讯进行生产工作，应用了先进的科学和技术，将生产模式优化，使之提高生产效率。自动化技术是涉及机械、微电子、计算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化技术的起源。工业革命与科学技术是相互作用的，科学技术有效地促进了工业的发展。如今，自动化技术已经运用到社会各个领域，比如，机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，并且自动化技术已经成为提高劳动生产率的主要手段。 2 当今我国工业自动化控制的现状 2.1工业自动化控制的PLC控制系统 近些年来，随着工业自动化控制的广泛应用，PLC控制系统作为重要的自动化控制系统也得到了人们的重视。PLC控制系统可以为多个不同的自动化设备提供安全可靠的自动化控制方案，促进着工业自动化控制的发展。当今的大多数PLC控制系统由国外生产制造，其中生产型号就多达三百多种。近些年来，虽然我国PLC控制系统在生产制造和研发方面在一定程度上取得了阶段性成果，但是还没有形成较大的规模，生产能力也十分有限，也就是说，当今我国使用的PLC控制系统还是以国外产品为主。当今的PLC控制系统在各行各业得到了广泛应用，切实地促进了相关领域的发展，PLC控制系统在社会发展中的作用是不可忽视的，今后还应对PLC控制系统不断研究和探索，提高PLC控制系统的发展水平。 2.2工业自动化控制的DCS控制系统 DCS控制系统就是集散控制系统，在二十世纪七十年代被研发出来并在各行各业得到了广泛应用。随后，在二十世纪八十年代，我国自主研发的DCS控制系统也横空出世，并且推动了我国工业化进程。随着我国科学技术的发展水平不断提高，加快了我国DCS控制系统的研发步伐，使我国的工业生产在应用DCS控制系统时，提高了工业生产的产品质量和生产效率。就目前来看，我国的DCS控制系统技术已经较为成熟，国内出现了很多DCS控制系统生产企业，并且获得了健康发展。 2.3工业自动化控制的工业PC控制系统 就当今的发展情况来看，工业PC控制系统已经逐渐了取代了PLC控制系统和DCS控制系统，被社会各行各业所应用，在工业自动化控制领域发挥着重要的作用。基于工业PC控制系统具有分布控制系统的特点，可以使具有基础性能的工业实现自动化控制。同时，工业PC控制系统还具有客户模式多样性和服务器模式多样性的特点，从而使工业PC控制系统可以扮演服务器或者客户机的角色，形成具有区域性的工业PC机群，实现管理和控制的统一结合，使企业内部之间的信息交流变得十分便捷，建立了完善的信息综合系统。 3 工业自动化控制的发展趋势 3.1将自动化仪表与企业的信息化有效结合，增强工业自动化控制，更好地为企业服务。信息技术的发展与自动化仪表两者也是相互联系，相互影响的。信息化对自动化的影响主要体现在两个方面：其一，信息技术与自动化仪表同样都需要科技人才；另一方面自动化仪表借用了信息技术，加快了信息的步伐。自动化对信息化的影响呢？自动化仪表技术包括内容广泛，其在信息采集、信息处理、信息应用这方面，其实是信息化技术的一个分支。也就是说信息技术的发展是依赖于自动化仪表的。在工业生产过程中，重视信息技术与自动化控制技术的结合，是工业自动化控制得以发展的重要方法之一。 3.2自动化仪表重视工业内部信息的分层次、有序性、开放性。自动化仪表系统在工业内部要具有全面可互操作性。可操作性是分层次的，最基本的是控制系统与现场仪表表层的联系，上一层是控制系统维护与生产设备诊断信息，再高一层是企业管理信息的客户操作。整体信息化至少要实现可互操作。不同层级实现可互操作的技术和方法是不完全一样的。在控制系统中就要实现相应的程序设置，让全局信息整合至少要使企业各层之间的信息交换无障碍。仪表的用户企业由于贴近生产过程和应用，一些用户组织对自动化仪表的应用提出许多要求，制订了一些团体标准。当然这是一个漫长的过程，需要不断地完善。 3.3注意自动化控制功能安全问题。安全是一个非常广泛的主题，在自动化仪表领域，主要的安全问题是关注功能方面的安全问题。近年来，大量经过功能安全认证的仪表已经推向市场。因此，功能安全仪表，不只是用在有安全要求的系统中，功能安全认证还起到对仪表质量的检测中。为了争取竞争中的有利地位，仪表制造商都会致力于开展功能安全研究。自20世纪，由于研究的重视，仪表制造的质量大幅提高。但是由于可行性数据都是由制造企业自己取得的，对用户的公信力较低，因此只有很少企业将可行性的定量数据公布出来。所以可行性对用户来说是经验性的、模糊的，人们更愿意相信品牌。 3.4控制网络。由于近年我国上的大型工程项目多，我国无论在采用现场总线仪表的项目规模还是在采用的数量方面都处于国际领先位
工业控制系统的网络化发展及现状研究 发布: 2009-10-26 | 作者: | 来源: 0引言 随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。控制系统的结构从最初的CCS（计算机集中控制系统），到第二代的DCS（分散控制系统），发展到现在流行的FCS（现场总线控制系统）[1]。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，又催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域的发展空间，带来新的发展机遇。 1计算机控制系统的发展 计算机及网络技术与控制系统的发展有着紧密的联系。最早在50年代中后期，计算机就已经被应用到控制系统中。60年代初，出现了由计算机完全替代模拟控制的控制系统，被称为直接数字控制（DirectDigitalControl,DDC）。70年代中期，随着微处理器的出现，计算机控制系统进入一个新的快速发展的时期，1975年世界上第一套以微处理为基础的分散式计算机控制系统问世，它以多台微处理器共同分散控制，并通过数据通信网络实现集中管理，被称为集散控制系统（DistributedControlSystem,DCS）。 进入80年代以后，人们利用微处理器和一些外围电路构成了数字式仪表以取代模拟仪表，这种DDC的控制方式提高了系统的控制精度和控制的灵活性，而且在多回路的巡回采样及控制中具有传统模拟仪表无法比拟的性能价格比。 80年代中后期，随着工业系统的日益复杂，控制回路的进一步增多，单一的DDC 控制系统已经不能满足现场的生产控制要求和生产工作的管理要求，同时中小型计算机和微机的性能价格比有了很大提高。于是，由中小型计算机和微机共同作用的分层控制系统得到大量应用。 进入90年代以后，由于计算机网络技术的迅猛发展，使得DCS系统得到进一步发展，提高了系统的可靠性和可维护性，在今天的工业控制领域DCS仍然占据着主导地位，但是DCS不具备开放性，布线复杂，费用较高，不同厂家产品的集成存在很大困难。
工业自动化控制 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。 一、工业自动化仪器仪表 （一）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
工控自动化行业现状及未来发展趋势展望 发表时间：2019-03-04T15:21:18.593Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：吴迪 [导读] 随着我国的改革开放以来，科学技术和计算机应用技术也在不断地发展，因此，在各个行业中实行自动化也是社会发展的必然要求。 大连大重机电安装工程有限公司辽宁大连 116013 摘要：由于在我国的整个工业体系当中，信息化发展往往可以发挥十分关键性的作用，可以使得我国的工业发展水平出现质的提升，而在信息化发展过程当中，相应的控制自动化技术具备十分重要作用，在二十世纪现代制造领域范围内，工业控制自动化技术是其中的一项十分重要的技术，并且应用在特别多的领域，而在受到逐步发展的科技促进，控制自动化技术也得到长足的进步。 关键词：工业控制；自动化；工业体系；信息化 1 引言 随着我国的改革开放以来，科学技术和计算机应用技术也在不断地发展，因此，在各个行业中实行自动化也是社会发展的必然要求。也是值得人们的关注和探索，通过计算机技术的应用。实现自动化管理已经逐渐成为工业化发展和生产的主要方法，在目前的工业领域中，实现自动化管理对于工业领域来说对提高该行业的生产产品的质量和效益的发展是极为重要和关键的，是当今工业控制领域中最为关键和重要的环节。 2 工业控制自动化技术概述 所谓工业控制自动化技术，就是一种综合运用了自动控制理论，计算机控制技术，仪器仪表以及其他信息控制技术实现对工业生产的自动化控制的技术。它可以不断提高工业生产的产量，提高生产效率，降低生产消耗，实现安全化、自动化、规模化生产，从而达到增加企业竞争力，实现利益最大化的目的。它主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分，是现代制造领域中最重要的技术之一。企业要想实现“五个正确”，即在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传给正确的人，以便做出正确的决策，就必须加大对自动化生产方式的改造，大力发展工业控制自动化技术。 3 工业控制自动化发展趋势 3.1 PLC在向高速化、网络化、智能化方向发展 为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更快的响应速度和更大的存储容量，目前有的PLC扫描速度可达0.1ms/s以上，PLC的响应速度已经成为一个很重要的性能指标；在存贮容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节，为了扩大存储容量，有的公司已经利用磁盘处理器或者硬盘；加强PLC网络通讯能力，是PLC技术进步的潮流，为了加强网络通讯能力，PLC生产厂商之家正在协商制定通用的通讯标准，以构成更大的网络系统；80%的PLC控制系统的故障属于外部故障，因此致力于研制、发展用于检测用于外部故障的专用智能模块，已成为提高PLC系统可靠性的有效途径。 3.2 面向测控管一体化设计的DCS系统 开放性是制约DCS发展的一个很大的问题，不同公司的控制设备很难进行无缝的接入DCS控制系统，这个问题就阻碍了DCS的应用领域和竞争力。目前很多公司舍弃了传统的lcn网，采用了服务器结构的形式，使其开放性大大加强。随着技术进步，DCS的开放性需要逐渐加强，而且还应发挥其特色，使分散型计算机控制系统，从传统DCS中解放出来，使DCS与cips系统的调度层、管理层、决策层(辅助决策层)进行无缝连接，将DCS的相关信息上传，使其实时数据库、历史数据库为上述３层所共用，避免重复建库，为先进控制和优化建好平台，与上层的关系数据库共享数据，真正实现管控一体化。 3.3 控制系统正在向现场总线(FCS)方向发展 FCS是控制体系结构的一场革命，它将影响今后几十年内自动控制技术的发展。FCS是由DCS发展而来的，它克服了DCS的很多缺点，而且具有很多DCS无法比拟的优点，FCS具有可靠性高、互换性和互操作性好、功能强、全数字通讯、多分枝结构及实现了完全开放的系统等优点。FCS的出现，对广大中小型企业和研究机构是一次难得的机遇。可以预见，一个全数字化、全分散式、可互操作、开放式互连网络FCS是工业自动控制系统的发展趋势。 3.4 工业控制网络向实时性、安全性多有线及无线相结合的方向发展 支持实时通讯可以通过提高操作系统和交换技术或者改变拓扑结构，还可通过提高在MAC层上的数据传输的调度方法等；提高工业通讯的安全性，以满足SIL高级别的要求，是工业控制网络安全性的发展方向；无线局域网技术能够在工厂环境下，为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构，在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能。 4 自动化技术在工业控制领域中的应用 4.1 在自动化控嗣中使用总线技术 随着计算机和网络技术的发展．也引起了自动化控制系统结构的变革，总线技术在目前的工业生产中越来越受到人们的关注，而总线技术的发展也是整个社会发展领域中最为关键的部分。随着我国计算机技术和信息技术的发展和普及，在目前的工业控制领域中和各个行业中。通过计算机技术为平台的自动化技术和自动化的管理已经成为了现实。从一般的情况来说。在总线的布置的过程中，都是运用计算机为平台，从而进行模拟化的操作，最终实现工业控制系统在运行的状态下都能够在监控的范围之内，通过自动化的应用，能够使工业控制系统得到有效的监督与管理。在如今电气自动化的领域之中，计算机技术和网络技术已经在许多行业中的到了普及。PC的人机界面被人们普遍的采用。通过PC可以更加直观、灵活地体现出自动化的特点。 4.2 PLC在自动化领域中应用 PLC是一种集计算机技术、自动控制技术和通信技术为一体的数字运算操作的电子系统。PLC通信包括PLC间的通信和PLC与其他职能设备间的通信，随着科学技术和微电子技术的发展，使得PLC的功能变得更加的广泛。目前的PLC应用比较广泛，在工业自动化控制的发展中发挥着重要的作用，利用PLC的运用可以实现顺序控制、过程控制、运动控制、信息控制和远程控制，其中的顺序控制不再是以前
基于工业控制无线联网解决方案 工业控制现场通常环境恶劣，高温、潮湿、振动、电网干扰严重，特别是存在电磁和无线电干扰环境中，要长时间、连续、可靠、完整地传送数据，就需要对线路进行电磁屏蔽和物理保护；在有的工业环境中，如运动或旋转的设备中，走线十分不方便。 现在是智能时代，为了解决这些问题，才茂的CM580-21F3G/4G无线工业路由器利用传输技术取代工业控制现场有线电缆进行测控的解决方案，为恶劣坏境数据传输中存在的困扰提供了解决之道，本方案使用互联网服务器通过无线方式对工业现场进行远程控制，不受距离和组网的限制。 系统组成 本方案中整个系统由用户设备、才茂CM580-21F3G/4G工业路由、服务器三大主要部分组成，如下图所示。服务器通过Internet网络，3G/4G公共移动网络与CM580-21F3G/4G 工业路由建立连接，通过无线路由器的串口(RS-232/485/422)直接与位于各个工业现场的PLC 相接，以实现对PLC远程控制。
硬件产品 CM580-21F工业级无线路由器，是厦门才茂通信科技有限公司基于3G/4G网络需求研发的性能优异的无线通信产品。采用宽电压输入，防浪涌电流等工业标准设计，支持多种网络协议，可实现用户设备到数据中心远程透明数据通信。接受定制化开发需求。 (1)宽电压电流输入：DC6~~~35V/3A；超高压自动断电保护； (2)防浪涌保护，防电源反接保护；ESD防静电保护；
(3)硬件看门狗防死机设计，保证设备稳定可靠运行； (4)联网断线自动检测功能； (5)定时自动重启功能； (6)串口透传功能，通过串口可以进入命令控制模式，控制路由器及附属设备； (7)短信控制功能，可以控制设备的联网、断网、重启等，并能实时获得状态信息。 (8)支持Socket服务器和客户端模式； (9)支持多种DDNS动态域名服务； (10)站点控制、端口映射、DMZ主机等功能 (11)支持VPN,APN,VPDN,PPTP,L2TP (12)设备上电联网成功率100%； (13)稳定性：7x24小时； (14)设备断网后自动联网成功率100%
《工业控制网络》复习题 一、概念题 1、现场总线：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。 2、模拟数据编码：分别用模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的0、1状态的，称为模拟数据编码。 3、数字数据编码：用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态的，称为数字数据编码。 4、单极性码：信号电平是单极性的数字数据编码。 5、双极性编码：信号电平为正、负两种极性的数字数据编码。 6、归零码（RZ）：在每一位二进制信息传输之后均返回零电平的数字数据编码。 7、非归零码（NRZ）：在整个码元时间内维持有效电平的数字数据编码。 8、差分码：用电平的变化与否来代表逻辑“1”和“0”的数字数据编码。 9、基带传输：就是在数字通信的信道上按数据波的原样进行传输，不包含有任何调制。 10、载波传输：采用数字信号对载波进行调制后实行传输。 11、单工通信：指传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相反方向的传送。 12、半双工通信：指信息流可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输。 13、全双工通信：指能同时作双向通信。 14、广播式网络：仅有一条通信信道，由网络上的所有机器共享。短的消息，即按某种语法组织的分组或包，可以被任何机器发送并被其它所有的机器接收。分组的地址字段指明此分组应被哪台机器接收。一旦收到分组，各机器将检查它的地址字段。如果是发送给它的，则处理该分组，否则将它丢弃。 15、点到点网络：由一对机器之间的多条连接构成。为了能从源到达目的地，这种网络上的分组可能必须通过一台或多台中间机器。 16、类：一组表示同种系统组件的对象。一个类是一个对象的一种概括。一个类中所有的对象在形式和行为上是相同的，但是它们可以包含不同的属性值。 17、实例：一个对象的一个明确的真实（物理）事件。 18、属性：一个对象的一个外部可视特性或特点的一种描述。
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。
触摸屏在工控自动化系统中的应用 捻线机是玻璃纤维生产线上的关键设备之一，捻线机的平稳运转以及适应生产工艺的多样化是生产线的必要条件，工控自动化是满足这些条件的必要保障。因此，控制系统是玻璃纤维捻线机关键技术的重要环节之一。传统的生产设备由于老化或者自动化程度较低，不能满足行业发展的需要，必须对其进行技术改造。 用PLC做控制系统核心，成本低、稳定性高，程序编写和调试也比较方便。但PLC在人机对话、故障判断、在线修改等方面有些不便，需要对编程非常熟悉的专业人员进行操作。并且，想要直观地了解生产过程和监控信号的动态变化必须选择一个上位机来配合PLC，才能组成较好的自动控制系统。因此，本系统采用触摸屏与PLC通信，共同组成生产过程的自动控制系统。 1、系统组成 系统主要由触摸屏、可编程控制器PLC、开关电源、步进电机驱动器、步进电机、变频器、三相异步电动机等构成，其配置如图1所示。控制系统主要利用程序控制钢领板运行的速度、方向、位移，达到控制成形。 图1 系统配置框图 触摸屏作为人机界面可以进行工艺参数的设定、运行状态的监控等。可编程控制器是整个控制系统的核心。它将工艺参数存储并通过一定的控制算法控制变频器的运行状态以及步进电机的运行状态。开关电源为触摸屏、PLC、步进电机(包括接近开关、按钮、中间继电器)等提供工作电源。步进电机驱动器将可编程控制器给定的控制信号转换和放大驱动步进电机工作。步进电机作为执行单元通过机械传动主要完成捻线机钢领板的升降动作。变频器通过可编程控制器控制运行状态，通过内部参数的设定，可以调整运行的频率，从而控制三相异步电动机的运行状态和工作频率。 三相异步电动机作为执行单元通过机械传动主要完成锭子以及罗拉的传动。
牛人总结的41例超实用接线方法 1．电动机接线 一般常用三相交流电动机接线架上都引出6个接线柱，当电动机铭牌上标为Y形接法时，D6、D4、D5相连接，D1~D3接电源；为△形接法时，D6与D1连接，D4与D2连接，D5与D3连接，然后D1~D3接电源。可参见图1所示连接方法连接。
图1 三相交流电动机Y形和△形接线方法 2．三相吹风机接线 有部分三相吹风机有6个接线端子，接线方法如图2所示。采用△形接法应接入220V三相交流电源，采用Y形接法应接入380V三相交流电源。一般3英寸、
3．5英寸、4英寸、4．5英寸的型号按此法接。其他吹风机应按其铭牌上所标的接法连接。 图2 三相吹风机六个引出端子接线方法 3．单相电容运转电动机接线 单相电动机接线方法很多，如果不按要求接线，就会有烧坏电动机的可能。因此在接线时，一定要看清铭牌上注明的接线方法。
图247为IDD5032型单相电容运转电动机接线方法。其功率为60W，电容选用耐压500V、容量为4μF的产品。图3(a)为正转接线，图3(b)为反转接线。 图3 IDD5032型单相电容运转电动机接线方法 4．单相电容运转电动机接线
图4 JX07A-4型单相电容运转电动机接线方法 图4是JX07A-4型单相电容运转电动机接线方法。电动机功率为60W，用220V/50Hz交流电源、电流为0．5A。它的转速为每分钟1400转。电容选用耐压400~500V、容量8μF的产品。图4(a)为正转接线，图4(b)为反转接线。 5．单相吹风机接线
图5 单相吹风机四个引出端子接线方法 有的单相吹风机引出4个接线端子，接线方法如图5所示。采用并联接法应接入110V交流电源，采用串联接法应接入220V交流电源。 6．Y100LY系列电动机接线 目前，Y系列电动机被广泛应用。Y系列电动机具有体积小、外形美观、节电等优点。它的接线方式有两种：一种为△形，它的接线端子W2与U1相连，U2
浅谈工业自动化控制 发表时间：2012-06-18T14:37:54.343Z 来源：《赤子》2012年第8期供稿作者：韩金潮 [导读] 工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使得当前工业发展中的生产效率不断的提高，为当前社会带来了巨大的利益。 韩金潮（新地能源工程技术有限公司，河北廊坊 065000） 摘要：随着科学技术的发展，工业化发展水平也在不断的增加，工业控制的技术发展越来越快，随着当前各种科学技术手段在工业生产中的不断应用，工业化发展中的各种问题和存在手段的应用模式成为当前经济发展的主要手段和问题所在。工业控制技术使得工厂的生产效率大幅提高，为当前工业发展中的各种问题提出了解决措施和解决方案，更是其在解决过程中自动化控制的推动奠定了基础。本文主要对工业控制进行一下初步的了解。就工业自动化控制中的各种问题进行分析与总结，就起发展的模式进行探讨。 关键词：自动化控制技术；智能化手段；计算机技术；可编程序控制器 工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使得当前工业发展中的生产效率不断的提高，为当前社会带来了巨大的利益。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，使得我国工业得到了飞速的发展，各种制造产品和制造手段也在不断的应用，这些自动化产品有“PLC，变频器，触摸屏，伺服电机，工控机”等。这些技术手段是促进当前社会发展的前提关键，是保证工业良好发展的主要措施。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为我国经济建设奠定了理论依据，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献，是一项不可忽视和忽略的控制模式。 1 工业自动化仪器仪表 1.1 PLC（可编程序控制器） PLC-可编程序控制器是计算机技术在工业应用中逐步出现的控制手段和控制措施，是采用先进的智能化技术进行控制的过程，其在工业控制的过程中主要的优点在于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。 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。 1.2 工控PC 基于PC的控制器被当前工业应用过程中不断的使用，其各种优点成为当前人们研究和探索的前提基础，通过多种试验被证明可以像PLC一样，并且被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。 2 工控行业仪器仪表发展 经过五十年的发展，我国仪器仪表工业已有相当基础，初步形成了门类比较齐全的生产、科研、营销体系。现有各类仪器仪表企业6000余家，年销售额约1000亿元，成为亚洲除日本之外第二大仪器仪表生产国。据海关统计，除去随成套工程项目配套引进的仪器仪表不计，去年进口各类仪器仪表近60亿美元，约占我国仪器仪表工业总产值的50%。但目前我国仪器仪表行业产品大多属于中低档水平，随着国际上数字化、智能化、网络化、微型化的产品逐渐成为主流，差距还将进一步加大。目前，我国高档、大型仪器设备大多依赖进口。 今后仪器仪表技术的主要发展趋势：仪器仪表向智能化方向发展，产生智能仪器仪表；测控设备的PC化，虚拟仪器技术将迅速发展；仪器仪表网络化，产生网络仪器与远程测控系统。 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2010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2010年国内市场占有率达到70%以上。