计算机工业控制技术范例6篇

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计算机工业控制技术

计算机工业控制技术范文1

关键词:工业自动化系统;计算机技术;应用

工业自动化控制系统在现代工业生产中属于应用十分广泛的一种现代化控制系统,可使工业生产效率及生产质量得以有效提升。在自动化控制系统实际运行过程中,越来越多的现代化技术得到广泛应用,使自动化控制系统具有更多功能,而计算机技术就是其中一种。因此,在工业自动化控制系统中应当对计算机技术进行合理应用,从而使自动化控制系统运行效率得以提升,促进工业生产进一步发展。

1工业自动化控制系统中应用计算机技术的优势

首先,计算机技术的应用可使自动化控制系统具有交互性及可操作性特点。在工业自动化控制系统中,通过对计算机技术进行运用,可使系统中各个设备之间实现相互连接,从而可使数据传递系统得以构成。所以,在整个系统中不同设备之间可实现相互代替以及替换。其次,计算机技术的应用可使自动化控制系统具备开放性特点。在工业自动化系统中,通过对计算机技术进行运用,可使其具备开放性及公开性特点,其中对于开放性特点而言,其表现主要为能够使全部设备与系统连接,从而使各个相关设备均能够保证运转正常。在实际操作过程中,相关工作人员可依据实际工作需求,对接入设备及系统进行合理选择,具有较强灵活性及便捷性。第三,应用计算机技术可使自动化控制系统具有智能化特点。在工业自动化控制系统中,通过对计算机技术进行应用,可使系统总线具备智能化特点,在实际工作过程中,在利用传感设备的基础上,对于现场各个相关设备,现场总线可进行分析及监控,同时在此基础上可实现自动化控制设备,从而可对设备运行状态实行实时监测,对于系统运行过程中所出现故障可及时进行处理。第四,应用计算机技术可使自动化控制系统具有较高精确性。相比于普通调节器而言,在工业自动化控制系统中,通过对计算机技术进行运用,由于计算机具有较强数值运算能力,可对偏差最大程度地进行缩小及控制,从而保证在元件老化及噪音等因素不会对控制精度产生影响,可使系统精确性得到较好保证[1]。

2在工业自动化控制系统中计算机技术的应用

2.1可编程逻辑控制器应用

对于可编程逻辑控制器而言,其属于通过数字运算进行操作的一种电子系统,其基础为可编程存储器,其主要在系统内部存储程序中进行运用,从而可实现控制及运算,同时还能够以数字以及模拟模式对不同机械以及各种生产过程中实行控制。在工业自动化控制系统中,可编程逻辑控制器能够得到广泛应用与其特点以及功能之间具有十分密切的关系,其所具备优势主要就是具备较高可靠性,并且具有较强的抗干扰能力,同时相关配套设施也比较齐全,具有比较完善的功能,具有较强适用性,另外系统设计及构建相对均比较方便,工作量相对较小,在后期维护方面相对也比较方便,比较容易对其进行改造。除此之外,可编程逻辑控制器重量比较轻,体积比较小,在实际运行过程中所产生能耗比较低,比较容易使用,因而在自动化系统中具有十分广泛的应用。

2.2数字控制技术的应用

数字控制技术属于比较常见的一种自动化技术,其所指的就是通过对数字及符号进行利用,从而在工业生产中对实际生产过程过程实行编程控制。工业自动化控制系统中,为能够使数字控制技术得以较好应用,需要对专门计算机设备进行利用,以数字状态向相关设备发送操作命令,从而使设备能够依据预先设计程度执行工作。在数字控制技术实际应用过程中,软件技术属于核心内容,同时也是关键部分,会在很大程度上影响自动化控制,在自动化控制系统中通过对数字控制技术进行合理应用,可使系统运行能力得以有效提升。另外,在对设备故障进行诊断以及对设备进行维修过程中,利用数字控制技术可将AI故障诊断出来,通过对计算机网络技术进行运用,可使远程诊断以及远程监控得以实现。另外,利用所建立数据库,还能够检修以及维护系统,对相关故障进行修复,并且能够在漏洞进一步扩大之前将零件更换,使系统可靠性、安全性及稳定性得以最大程度保证。

2.3分散控制系统的应用

分散控制系统属于多级的一个计算机系统,其在自动化控制系统中的应用途径就是通过通信网络。分散控制系统的组成主要包括两个部分内容,即过程监控级与过程控制级,对控制、通讯以及计算机与显示等四种技术进行综合应用。在分散控制系统中,通信网络属于核心内容,系统中网络节点为工程师站,其功能主要为对分散控制系统实行组态,从而保证分散控制系统始终均能以最佳状态进行工作。另外,对于分散控制系统而言,其具备比较全面的控制功能,可依据实际需求利用网络与性能较高计算机实现连接,在此基础上使高级控制能够得以较好实现,保证自动化控制系统能够对较好运行[2-3]。

3结语

随着现代社会不断发展,计算机技术也得到越来越快发展,在社会上很多领域内均得到十分广泛的应用。在工业自动化控制系统中,为能够保证系统得以更好运行,使系统功能得以更好实现,应当对计算机技术进行合理应用,从而保证自动化控制系统能够在实际生产中发挥更大作用,促进其得以更好发展。

参考文献:

[1]卢庆芳.论计算机控制在工业自动化控制中的应用[J].现代工业经济和信息化,2016(05).

[2]李岷,孙凤来.工业自动化控制系统中计算机技术的使用分析[J].计算机光盘软件与应用,2014(11).

计算机工业控制技术范文2

关键词:计算机控制技术;工业自动化生产;研究

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.146

一个国家的发展,工业占有相当大的比重,任何国家都重视工业的发展,工业发展是保障国民经济发展的主要支柱。计算机控制技术在工业自动化生产的应用,提高了工作效率,为企业发展提供技术支持,为企业可持续发展进行保驾护航。

1 工业自动化生产中计算机应用的重要性

互联网技术不断发展与完善,互联网技术在工业生产中的应用,改变了企业的生产模式,对于提高企业科学管理、技术革新、生产效率提高、产品质量提升都有一定的作用,尤其借助于计算机控制技术,提高了企业的技术水平,科技水平能力是企业发展的核心能力,也是企业竞争的核心能力,企业在发展过程中,都注重企业核心能力的提升,在计算机控制技术在工业自动化生产中的应用,对改变生产技术提供了技术保障,提高了工作效率,节省人力、物力、财力投入,符合现代工业发展需要。

2 计算机控制技术在工业自动化生产中的应用

(1)数字控制。工业自动化生产过程中,借助于计算机控制技术与相应软件进行有效控制,提高自动化控制能力,通过遥感器对数据进行科学处理,通过对数据的科学分析,及时掌握机械的运行情况,及时对设备进行有效控制。科技水平不断发展,遥感器越来越智能化,遥感器可以容量很大数据,这有助于计算机系统更好发挥数字控制能力,保障工业自动化生产正常完成。

(2)集散式控制系统。计算机控制技术的现有水平还不能更好的利用集散式控制系统对工业生产自动化控制,虽然集散式控制系统经历了大约50年的发展,是以计算机软件技术为核心,现在集散式控制系统技术越来越完善,集散式控制系统现在还是工业自动化生产智能化的发展方向,需要计算机控制技术进一步改进,才能在工业自动化生产中有效的进行自动控制。

(3)可编程控制器。计算机控制技术应用到可编程控制器,可编程控制器利用软件技术进行编写,通过输入命令进行工业自动化生产中进行控制,这样数据的信息控制比较准确,能更加科学的进行自动化工业生产控制,有利于提高工业自动化发展,提高其工作效率。

3 计算机控制技术的发展趋势

(1)工业自动化计算机技术越来越广泛。计算机技术在不同领域的渗透,在计算机技术不断更新,提升自己的应用能力,已经符合现代工业发展需要。传统工业自动化生产应用计算机技术主要是监控管理,但现在应用领域不断扩大,提高工业自动化生产效率,大数据时代,计算机技术在工业领域应用范围越来越大,符合现代工业自动化计算机技术发展需求。

(2)自动化计算机技术会成为工业生产的主导力量。企业的规模在不断扩大,传统的生产模式已经不适合现代工业发展需要,工业自动化生产应用成为工业生产的主流,自动化计算机控制技术将来会成为工业生产中的技术核心力量。计算机技术在应用过程中,根据行业的需要不断完善,技术不断革新,自动化计算机技术在工业自动化生产领域的应用,取得一定效果,我国的工业在快速发展的轨道上,自动化计算机技术会成为工业生产的主导力量,计算机技术不仅能提高工业自动化生产技术更新,还可以在企业管理上利用计算机技术,提高企业管理方法,能更加科学、合理的进行企业管理,提高企业的工作效率。

(3)工业自动化计算机技术仍然不能满足市场的需求。我国现在工业发展很快,对技术及人才需求量不断增大,尤其需要应用型高级人才。工业的发展需要人才的支持,现有的计算机技术与计算机产品,已经从不同领域进行渗透,促进工业自动化生产的实现。计算机控制技术是未来在工业、农业等领域中有广泛的应用前景,其技术的更新,对工业自动化生产起到促进作用。工业自动化计算机技术应用领域不断扩大,现有的工业自动化技术水平不能满足市场发展需要,现在企业在市场经济的调控下,企业生产必须依靠市场规律进行,提高企业的生产能力,满足市场的需要,必须加强工业自动化计算机技术的应用。

(4)工业自动化计算机应用会不断的创新。工业自动化急死俺家技术在应用过程中促进企业的发展,同时根据企业的发展需要,工业自动化计算机技术需要不断创新,更新自己的技术,以适应社会发展需要,满足企业的需求。创新能力的发展是企业的核心因素,必须提高工业自动化技术的核心能力,以提升企业的竞争力,是企业可持续发展的关键因素。

总之,计算机技术在工业自动化生产中的应用,是工业自动化发展需要,也是社会发展的需求,计算机控制技术需要在实际应用过程中,不断进行发展与创新,提升自己的核心能力,满足工业发展需要,提高企业工作效率。

参考文献:

[1]许娜,周炜明.工业自动化生产中计算机控制技术的应用分析[J].河北农机,2017(02).

[2]张倬,董化平,李健,张建民.核电厂反应堆功率调节系统计算机控制研究[J].自动化与仪器仪表,2017(02).

[3]杨燕,李振璧,马莹.《计算机控制技术》课程教学改革与研究[J]. 高教学刊,2017(06).

[4]李竺璇.浅析计算机控制技术的新发展及应用[J].电脑迷, 2016(12).

[5]王鼎尧.计算机控制技术发展现状与应用分析[J].山东工业技术, 2015(18).

[6]甄立常,俞海江,高欣.计算机控制的现状与发展研究[J].煤炭技术,2013(03).

计算机工业控制技术范文3

关键词:嵌入式软PLC系统 传统PLC 编程 IEC61131-3

一、引言

嵌入式系统是一个嵌入到对象体系中的专用的计算机系统,主要应用与各种类型的信号处理与控制。当前在国防、国民经济以及社会生活的各领域都得到了广泛的应用,工业控制、机器人等等领域,对各行各业的技术改进、产品更新换代、提高生产率各方面也都起到了积极的推动作用。

传统的PLC可靠性较高,而且体积小,但是资源很少扩展能力弱,但是基于PC机的软PLC技术却很好的弥补了传统PLC的缺点,但是却又缺少了可靠性这一优点。新一代的PLC将PLC的可靠性、PC机的开放架构以及多资源这些优点集中于一体,涵盖了PLC用户的多种需要。

嵌入式软PLC技术是指由软PLC技术与嵌入式系统相结合而由此而产生的高新技术。继承了嵌入式系统体积小以及反应快的优点,同时也克服了传统PLC的不能通用的特性等弊端。嵌入式软PLC将自动化专业知识,用高附加值的方式在嵌入式行业规模经济基础上加以发展提高,比传统的PLC结构更加开放,也更加利于自动化的横向通信与纵向通信。

二、嵌入式软PLC系统的结构

嵌入式软PLC系统一般由开发系统与运行系统两个部分组成。

1.开发系统需完成的主要任务就是应用程序的编程与编译调试。

1.1嵌入式软PLC系统是以IEC31131标准的基础之上发展起来的,所以开发系统一般都这可以支持IEC61131-3中的一种或者多种语言。

1.2编译器是开发系统中的一个比较重要的部分。编译程序的主要作用是将用高级语言编写的源程序编译成和它等价的低级语言目标程序。编译过程主要包括此法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码有限以及目标代码生成这6个阶段。

1.3嵌入式软PLC系统支持通过图形化语言进行开发。IEC61131-3标准里定义了三类图形化语言:FDB、LD、SFC。LD语言是一类类汇编的文本语言,很容易将它编译成机器语言。

1.4开发系统的调试技术:调试功能是嵌入式软PLC开发系统的一个很重要的部分。调试功能要求可以支持在程序的源文件的任何程序语句上设置断点,并在该段点上打印设置程序中所需的变量。这种功能要以交互方式完成,并以调试时显示合适的源代码的行号的形式来实现。

2.运行系统是软PLC控制系统的核心组成,用于完成系统的配置、输入信号的处理、程序的执行以及控制信号的输出等操作。

运行系统可以通过RS232、RS485、TCP/IP或者是Modbus等通信协议以实现与HMI软件的通信,最终构成监控与数据采集系统。嵌入式软PLC控制功能的实现需和相应的I/O模块或者现场总线相配合。

嵌入式软PLC的运行系统首先是从开发系统上吧应用程序目标diamante下载到本地目录,随后IO模块与现场总线将现场所采集到的信号输入到系统中。运行系统则通过对输入的信号进行预处理,然后执行应用程序,最后再通过I/O模块与现场总线输出对应的控制信号,从而最终完成既定的控制功能。

另外,需要补充的一点是嵌入式软PLC系统较为理想的硬件设备应该具备运算能力强以及程序容量大和接口丰富的特点,因此,通常PLC系统选择的硬件平台是工业PC或者嵌入式PC。

嵌入式软PLC技术拥有巨大的发展前景。从最根本的角度而言,它简化了工程的自动化体系结构,将控制和通信以及各种的特定应用合为一体,运用到了同一个的硬件平台。相对于较传统的PLC,他则以开放性以及灵活性和低廉的价格占有了很大的优势。嵌入式软PLC的产品可以被广泛应用到数据采集、木材加工、医药以及检测设备、包装工业等场合。

三、嵌入式软PLC系统的通信

1.嵌入式软PLC系统的通信接口

嵌入式软PLC系统中,开发系统与运行系统是运行在不同的硬件平台之上,因此两个系统之间需要通信才能保持好协调工作。此外,嵌入式软PLC系统通常应用于控制工业现场的设备,因此在运行系统与现场I/O设备之间也要进行通信。开发系统有一个通信接口使用在与运行系统的通信,而运行系统则需要有两个通信接口,一个是和开发系统的听信,另一个则是用于与现场I/O设备的通信。

2.Modbus通信协议

嵌入式软PLC系统常用的通信协议包括Modbus、TCP/IP、RS232以及RS485。TCP/IP是互联网的标准协议,使用也最为广泛。RS232与RS485是两个常见的通信接口协议,常常用在I/O设备的通信之中。Modbus是MODICON公司为其自己的PLC设计的一个通信协议。通过24中总线命令实现PLC外界的信息交换。数据传输是主/从式,报文形式为请求/响应帧方式。

四、嵌入式软PLC技术的优点

嵌入式软PLC技术是嵌入式系统与软PLC技术的完美结合。嵌入式软PLC技术既拥有软PLC技术的优点,又继承了嵌入式系统的长处。它具有以下优点:

1.嵌入式软PLC系统具有较开放的硬件体系结构,用户可以根据子的需要自由选择合适的硬件平台来构建满足用户需求的控制系统。

2.嵌入式软PLC系统的指令集相比于传统PLC的指令集更加的丰富,大大方便了用户去编写工业控制程序。

3.由于嵌入式芯片技术的款速发展,嵌入式软PLC产品的性价比得到了飞速的发展。

4.嵌入式软PLC系统具有较为开放的架构与标准,产品可同时加入到PLC网络和标准的计算机网络中。这是现有计算机网络的很多研究的成果可以很容易的应用于PLC控制技术中。

5.嵌入式软PLC技术是基于IEC61131-3语言标准,所以程序开发较为方便,利于复用,能够缩短产品研发周期,调试与维护也比较方便。

五、结束语

通过上文中对嵌入式软PLC系统的结构以及通信接口协议的分析,以及与传统PLC分析,可知嵌入式软PLC技术是一个前景广阔的研究领域,同样也是一个研究热点。但是目前我国的软PLC技术还不够成熟,软PLC技术在裁剪配置嵌入式操作系统以及如何提高运行系统的可移植性等方面都有待于研究和提高。

参考文献

[1]吴玉香,周军霞,嵌入式软PLC系统的研究和实现. 计算机工程. 2009.10.

[2]姜娟,风平,康继昌. 嵌入式软PLC开发系统研究. 科学技术与工程. 2011.

[3]黄延延,林跃,于海斌. 软PLC技术研究与实现. 计算机工程. 2004.30.

[4]高金刚,陈建春,刘雄伟. 数控系统的软PLC系统开发. 计算机测量与控制. 2004.03.

计算机工业控制技术范文4

关键词:计算机技术;工业自动化;技术应用

中图分类号:TP273.5

随着时代的进步社会的发展,计算机技术的水平在不断的提高和发展,逐渐的进入到企业进行生产的各个领域当中去,尤其是在工业自动化生产中也得到广泛和普遍的应用,计算机技术也成为了工业自动化生产中的一个基础核心,对于企业的生产和发展具有显著的提高作用。

1 计算机技术应用于工业自动化生产中总述

1.1 计算机的控制技术概述

计算机控制技术的基础实际上就是计算机技术与自动化控制,随着计算机技术的不断发展提高和创新为控制技术的发展进步和提高提供了很多的便利。计算机控制技术在工业自动化生产中得到广泛的应用,计算机控制技术在应用的时候需要得到传感设备、自动控制、总线传输、网络通信、系统软件等的支持。其主要的核心就是控制技术,利用计算机对设备进行全程的操控,以计算机技术为基础,在此基础之上,用计算机的数据系统取替传统式的操作系统,对生产设备进行全程的运行操控,大大的提高了工作效率、节省了人力物力,进一步提高产品的质量水平,是企业进行生产中的一个改变和革新。

1.2 工业自动化生产的概述

工业自动化生产其实就是在没有人工进行干预的前提之下,生产设备根据相关的一定程序和指令进行自动的控制操作的生产过程。工业自动化生产的过程,就是在生产的整个过程中的流程线,包括进行原材料的输入、加工的选取、原料的输送、原件的装置、成品的检验等等进行一系列的生产加工。由于工业自动化生产其本身具有公开性的特点,因此在生产过程中每一项工作都必须进行紧密的联系,不管是任何一个环节都不能出现任何的一点差错。随着工业自动化生产的发展和广泛的应用,在一定程度上大大的降低了劳力劳动,对于劳动生产率和工作效率都得到了很大的提高,使企业的生产成本得到了很大程度的降低,从而促进了企业生产市场核心竞争力的提高。

1.3 计算机技术在工业自动化生产中的发展趋势

随着科技的不断发展,计算机技术在工业自动化生产中的智能化水平程度也在不断的进行提高,自适应性和自动化已经成为了今后的发展趋势,而计算机技术在工业自动化生产中的发展应用也是朝着复杂化的系统工程能够进行自动、智能化的处理和自动化的控制处理并行方向迈进,以前传统式的对对象进行单一性的处理控制过程对于现今复杂化的工业生产所需要的要求已经无法进行满足,今后在复杂系统中其生产的精细化是工业自动化生产中的发展趋势。

2 计算机工业化的发展特征

2.1 各个控制系统之间的融合

由于计算机技术在工业自动化生产的发展中在很长的一段时间内是具有共同性与渗透性的,一些控制系统之间,例如NC、PLC、IPC、FCS等会进行相互的补充和相互的促进,彼此共同存在,有些系统例如工业上的PC与较为低廉的微型PLC之间进行比较,工业PC的数据更显复杂性而且设备的集成性也比较高。在工业自动化生产中,PC不会取替PLC进行工作,而是在工业PC和PLC之间进行融合。虽然在PLC、NC、DCS、FCS、IPC等进行设计的时候其目的是没有一致性的,都各自有各自适宜的技术和应用的领域,但是在技术的领域上来说,各个控制系统之间能够进行相互的融合是传统技术得到发展的趋势。

2.2 自动化技术的界限比较模糊

由于计算机信息技术的融合性和渗透性具有较强的特性,而工业自动化生产也受到了各种专业技术技能的综合合并,使得工业控制化的计算机系统、数控、机电一体化、制造技术等各技术学科之间所具有的自动化技术界限就显得比较模糊,而这也这正是其发展的形势所趋和需要,是技术发展的必然性。

3 计算机技术应用于工业自动化生产的特点与效果

3.1 计算机技术应用于工业自动化生产的现状

在以往的一些传统式的工业生产以及资源开发的工作中,采用的都是人力劳动为主要劳动力。类似于煤矿、石油的开采等一些较为危险的工作具有很大的安全隐患,过去由于受到计算机信息技术落后的因素影响,对于开采和管理无法进行自动化的管理和控制,经常会发生很多的意外事故。随着计算机技术的发展,在工业自动化生产中广泛和普遍的应用,企业的自动化生产设备也在逐渐的进行更新,对于原始的人力劳动力也在逐渐的减少,而计算机总线技术是在工业自动化生产中最为广泛和普遍采用的技术,其使在工业自动化生产的过程中对于信息的沟通显得更加的方便,能够对自动化的装置设备进行全程性的控制和监督,通过利用计算机总线技术对工业自动化生产的每一个环节进行充分仔细的检测,对于在各个过程中可能会发生的一些异常情况能够进行及时有效地预防和检测。

3.2 计算机技术应用于工业自动化生产的主要特点

计算机技术应用于工业自动化生产的主要特点有三个方面。

3.2.1 工业自动化生产系统的现场总线具有功能自治性和智能型。现场总线可以通过安装传感设备对在现场分散着的设备进行分析监控处理,通过对现场设备的利用使设备其的自动控制得以完成,可以对设备以及系统的运行状态进行实时的诊断。

3.2.2 工业自动化生产系统具有开放性的特点,而现场总线的系统也具有开放性和公开性的特点。利用开放性系统可以对任何系统和设备进行连接,保证设备能够正常稳定的运行,用户也可以根据自身的实际具体需要,对不同的设备和系统进行组装以此来进行下一步的工作。

3.2.3 工业自动化生产系统具有互用性和可操作性。工业自动化生产系统在设备之间能够使设备和系统之间进行相互的连接,以此将数据进行互相的沟通和传送,而对于不同的生产设备之间也可以进行设备之间的替换以及代替。

3.3 计算机技术应用于工业自动化生产应该注意的问题

在计算机技术应用于工业自动化生产的过程中,需要注意以下两个方面的问题。(1)对设备进行诊断之后所得到的信息和质量数据是对自动化系统中的现场总线其的可靠性进行的诊断,因此,在对总线进行设计的过程中,应该对于控制方面所具有的可靠性进行进一步的加强,帮助客户在一定程度上解决更多的困难和问题,对于客户的生产提供更多的方便性,从最大的限度上将企业的生产效益和经济效益进一步的提高。(2)对环境进行分析所得到的数据信息是为了检测自动化系统的性能是否能够得到满足,因此,需要对设备得出的检测结果进行重视,对于电源的电压、传感的设备等的具体工作情况以及在受到电磁干扰之后的生产环节中所产生的性能数据,要加以重视,对于环境所产生的条件限制要进一步的加强和重视。

4 结束语

综上所述,随着计算机科学技术的不断发展和进步,工业自动化生产的程度也在不断的发展和提高,将计算机技术广泛和普遍的应用于工业自动化生产中,这使得工业自动化生产显得更加的智能化。在计算机技术逐步发展到空前繁荣的同时,也使得企业的工业自动化生产显得更加的优化和有优势,使得在实际的应用中更具方便,提高质量,为企业在获得更高的生产效益、经济效益的同时增加企业的市场核心竞争力,实现企业的可持续发展。

参考文献:

[1]周全海.计算机技术在工业自动化生产中的特点与应用[J].科技致富向导,2013(07).

[2]于文新,楚书来.计算机控制技术在自动化生产线上的应用[J].煤炭技术,2013(08).

[3]马元琳.计算机控制技术在自动化生产线上的应用[J].自动化与仪器仪表,2013(09).

[4]胡松楠.工业自动化控制系统中计算机技术的使用[J].中国高新技术企业,2014(01).

计算机工业控制技术范文5

1国内外选矿自动化的发展及现状

国外的选矿自动化技术自20世纪40年代初期诞生以来。20世纪50年代初期,主要是对选矿过程某些变量进行单独检测,没有与其他因素形成关联;20世纪50年代末期开始了选矿过程的模拟仪表控制,使得选矿自动控制水平有了很大的改善。20世纪60年代末,随着计算机在工业控制中的广泛应用,在选矿领域也开始研究计算机进行(DDC)直接数字控制。到20世纪70年代又开始了选矿过程最优化控制的研究和试验,从最初的静态寻优到现今的动态寻优,选矿自动控制技术已得到了长足的进步。国内选矿自动化研究和应用起步较晚,与国外相比,技术水平还比较落后,许多矿山企业还停留在手工操纵阶段。但是随着市场竞争的日益激烈,很多企业都通过一些积极的措施来改善自身的自动控制系统,有的是直接引进国外自动控制系统,有的则是运用国产的自动控制系统,总起来说,选矿自动化在国内也有了长足的发展。

2选矿工艺过程的自动化控制

2.1碎矿过程自动化控制

破碎机为矿山生产主要的设备之一,但同时破碎机又是比较耗能的设备。因此,如何使破碎机高效的运行,就成了众多企业追求的目标。实现碎矿自动化控制便是实现这一目的最有效的方式。生产中采用固定排矿口,定期进行人工重新调整的方法来控制产品粒度。控制系统主要选取主传动电机的功率或电流作为被控参数,控制策略一般采用恒功率或优化功率方式运行,动态调整给矿机给矿量的大小,使主机的负荷稳定运行在设定的要求之内。同时检测温度、压力、流量等,具有完备的保护功能。国内某些选矿厂在车间碎矿工艺流程改造中,在矿业公司、选矿调度室与碎矿车间建立了一个技术先进、安全可靠、扩展性强、维护方便的碎矿全流程计算机控制系统和视频监控系统,利用先进的工业以太光纤网络将粗碎、中碎、细碎、高压辊磨(超细碎)、筛分各控制分站的流程组态画面、工艺参数、设备状态、工作场景实况等向中央监控主站进行传送。同时,中央监控系统主站将生产指令传送到粗碎、中碎、细碎以及高压辊磨各分站。对整个系统实现实时有效地监控。

2.2磨矿过程控制

磨矿作业是整个选矿厂生产工艺流程中最关键的环节,磨矿作业在选矿厂的基建投资和生产费用(主要是电耗、钢耗)中占有很大的比例。同时磨矿作业是整个选矿厂的瓶颈作业。直接关系到选矿生产的处理能力、磨矿产品的质量(粒度特性、单体解离度、磨矿产品的浓度等),对后续作业(特别是浮选作业)的指标乃至整个选矿厂的经济技术指标有很大的影响。然而磨矿过程控制是个非常复杂的过程,它包括参数检测、控制等等。涉及磨选矿工艺、自动控制等多个学科的交叉。在国内磨矿自动控制系统主要使用功率变送器、电耳检测磨机工作过程中的磨机充填率,通过检测分级电流计算分级返砂比,以磨机充填率和分级返砂比为依据调整磨机工作状态。在磨矿过程自动控制中球磨机负荷的检测和控制是球磨机自动控制最重要的内容。能否准确检测出球磨机的负荷(包括球负荷、物料负荷及水量的数值)是整个球磨机优化控制的关键。

2.3浮选过程的控制

2.3.1浮选加药系统的控制

加药是浮选生产中不可或缺的一个环节,加药系统的好坏直接影响到选别指标。目前,药剂自动添加控制系统主要分为控制部分和执行机构,其中工业中多采用带传统PID的PLC进行控制;也有一些大型的企业通过对传统PID控制进行了改进,引入了智能控制系统,如模糊控制、神经网络控制等。并在生产实际中有了应用,而且控制效果较传统的PID控制在精度及稳定性上都有了很大的提高。执行机构主要有电磁阀和加药泵两种。由于电磁阀成本较低,维护方便,现场应用最多的是电磁阀式控制。

2.3.2浮选槽液位的控制

在选矿生产过程中,准确控制浮选槽液位,将浮选槽中矿浆液面保持稳定,对于提高浮选指标具有重要的作用,不但能稳定浮选作业,而且有利于提高有用矿物的回收率和品位等浮选指标。在浮选中。对浮选槽液位和气泡厚度检测非常重要。对浮选槽的液位和充气量进行控制也一直是个难题,近年来在浮选槽检测矿浆液位时采用浮子式液位变送器的较多,采用超声波测量浮球位移的浮选槽液位计在国内外很多选厂也有应用。

2.3.3浮选柱泡沫层厚度的控制

在浮选柱精矿区的上部是附着精矿颗粒的泡沫层,浮选柱分选过程中要求泡沫层应保持适当的厚度,泡沫层太厚或太薄都会影响浮选效果。保持泡沫层的厚度实际上就是要稳定浮选柱内部的液位,而影响浮选柱内部液位的因素有三个方面:一是人料量的变化;二是尾矿排放量的变化;三是中矿循环量的波动。一般是通过调节尾矿的排放量来稳定液位。

3选矿自动化的发展趋势

3.1传感器的数字化、智能化和虚拟化

尽管在过去的几十年内,传感器的研究与应用取得了不小进展,但随着对质量的要求的不断提高和经济利益的驱使,对现有传感器的稳定性、快速性、精确性和可重复性提出了更高的要求,以便为过程控制提供更为可靠的过程状态数据。传感器的数字化、智能化实现了同控制装置网络的连接,通过现场总线实现多方向、多变量数据通讯,取代传统的单变量、单方向的直接输入、输出的模拟、离散的控制装置。传感器的虚拟化可以克服矿山恶劣的工作环境,使得传感器能更加准确、长时间的稳定工作。

3.2自动控制理论和方法的改进及优化

由于选矿是一个很复杂的过程,它包含了过程控制中许多难以处理的复杂特性,如大时滞、多变量、耦合、时变、非线性、不确定性和随机扰动。为了消除选矿过程控制设置,就对控制器的鲁棒性、适应能力等提出了更高的要求。因此随着智能控制技术不断的发展进步,将会有更多更先进的智能控制技术运用到选矿生产过程中。

计算机工业控制技术范文6

【关键词】西门子MM440变频器;PLC;变频恒压;供气系统;技术改造

传统变频继电器是对电机启闭直接进行控制的简单的供气系统,电机运行过程中一直处于一种额定的运行情况,供气系统中的气和电经常造成巨大的浪费。压缩机电机不能在用气负荷变换时进行自动调节的控制,经常会出现像电机空载及过载等非正常的运行工况,使得电机的使用寿命以及供气的可靠性严重降低。目前电力电子技术正不断发展成熟,电机转速可以依据用气负荷变化的动态进行调整,从而保证了整个系统输入输出之间的平衡,在降低了系统整体能耗的同时,也起到了节能降耗的作用。

1PLC的技术特点

PLC被称为可编程控制器,它是一种新型的工业控制装置同时以计算机技术为基础。1987年的颁布的PLC标准草案中对PLC的解释为:PLC是专门为能够在工业环境下应用而设计出的数字运算操作的一种电子装置。它所使用的是能够编制程序的存储设备,在存储设备的内部实现储存的功能,同时执行顺序命令运算、逻辑命令运算、计时和算术运算等功能,同时以数字式或模拟式的输入及输出的方式,对各种类型的机械或生产的过程进行控制。PLC及与其相关的设备都应原则设计,即易于和工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能。

可编程控制器是专门为能够在工业环境下应用而设计的工业计算机,它出现后应用比较广泛,发展十分迅速,在工业生产中占的地位比较重要,与现有的控制方式相比较,有明显的优点:

1.1可靠性高,抗干扰的能力较强

较高的可靠性是电气设备的特点之一。因为电气设备采用了目前较为先进的大规模集成电路技术,通过严密的生产工艺制造而成,它的内部部分的电路也采用了现阶段先进的抗干扰工艺,因此PLC具有很强的可靠性。从可编程逻辑控制器的机外电路,使用可编程逻辑控制器构成的控制系统,相比同等规模的集成化电气设备系统,电气线路和开关的触点已降低到数百甚至数千分之一,故障大大的降低了。另外,PLC出现硬件故障能发出故障报警信息,带有及时自我检测功能。在应用系统软件中,应用程序也可以被归于设备的自我检测程序中,从而使系统中除了编程逻辑控制器PLC和设备的故障自诊断保护以外的电路也得到保护。因此,可以看出整个PLC控制系统具有较高的可靠性。

1.2配套齐全,适用性强,功能完善

PLC发展到今天,已经形成了大,中,小规模的系列产品。可用于各种类型及规模的工业生产控制场合。PLC可通过强大的逻辑处理能力以及最现代化的PLC数据的计算能力,作用于程序中的各种数字控制字段。近年来,PLC的功能单元大量渗透到位置控制,温度控制,CNC和其它工业控制。

1.3系统设计、建造的工作量相对比较小,不仅维护起来方便,更容易改造

PLC存储逻辑功能代替接线逻辑功能,有效的降低了控制设备外部的接线,控制系统的设计和施工,使得维护更方便,周期大大。更重要的是,使改变后的计划,以改变生产工艺相同的设备成为可能。

1.4体积小,重量轻,能耗低

在可编程逻辑控制器PLC中,目前较小型号的,例如,刚出产的品种底部尺寸甚至小于10cm,重量低于150g,消耗功率不超过数瓦。由于这种PLC体积非常小巧,所以十分容易装入工业设备或机械的内部,更好的实现了机电一体化设计。

1.5节能降耗

通过管道内的所需的气体压力信号与预先设定的压力信号与预先设定的压力值进行比较,以获得直接的压力偏差信号作为电动机控制信号,以确保恒定频率供给系统的整个输入-输出平衡。保证系统的安全可靠运行的基础,以实现节能的目的。

1.6人机化互通界面

故障预测使用模拟软件,可视化的整个气体供应系统的模拟接口,不仅能提高操作人员的整体效率,通过计算机自动进行故障预测判断,提高了故障处理率,确保了系统的整体运行特点。

2西门子MM440变频器的调节原理

恒压供气系统在用气负荷波动时,为了能够通过内部的自动调节而实现供需平衡,保证压缩机电机高效的运行,用远动传感器对所需的气体压力信号进行实时采集,并且通过反馈回路,对比分析传输给西门子MM440变频器的数据,再将通过内部分析将获得的压力偏差信号转换为压缩机电机调节电源频率信号,通过控制电机转速实现恒压供气的目的。在调节过程中,电路元件状态量不可能发生瞬时突变,因此恒压供气调节的过程,实质上是一个反复调节、逐步收敛的过程。

3恒压供气系统构件的组成与设计

3.1主电路部分

包括从主电源到压缩机电机间的所有热继电器、真空开关、接触器、起动器等元件。主电路部分是压缩机电机工作的动力源部分,主要为系统提供电源。

3.2上位机PLC控制系统

PLC可编程控制器,电机启动和停止信号采集系统默认情况下,有压力参数设置,温度信号的采集功能。系统自检功能,定期扫描系统运行的整体状况,以提醒工作人员及时排除系统故障的故障显示报警系统。

3.3变频调速系统

该逆变器包括两个可编程的逻辑数据处理单元和调节器的结构。可以通过可编程逻辑反相器的停止信号,在压力默认情况下,通过内部自检功能在系统发生故障的逆变器系统的实时扫描,并通过RS485通讯故障报警信号传输的信号到西门子MM440变频器,实现动态故障报警检测。远程传输传感器气体压力的气压管道经过的西门子MM440变频器调节器和压力预设值进行比较,通过逆变器内部接触调整相应的频差信号屏蔽通信电缆的实际需求,调整西门子MM440变频器内部的接触点,将电机主要电源的频率调整为输气管口供给气体的频率,以确保电机和燃气设备的输入功率的需要功率平衡,从而通过负载波动的气体压力信号来控制电机的速度,进而实现平衡的系统整体电源。

4结束语

基于PLC变器频率变换常数的高压空气供给系统,基于实际设置自动调节的空气压缩机的速度,实现恒定的压力空气供给,降低能源消耗,通过空压机的循环使用,可以延长其使用寿命。目前,这个系统调试完成后,运行良好,基本达到了预期的设计要求,节能效果比较明显,具有良好的应用前景。利用PLC与西门子MM440变频器相结合,组合成的综合自动化供气系统具有自动检测、判断、快速调节收敛等特性。能够动态实时恒压供气调节,保证了电机输入输出平衡能够高效运行的功能。不仅电机的综合工作特性有所提高,更起到了节能降耗的作用,降低了气能及电能的浪费,提高了企业的市场竞争力。

参考文献:

[1]陈在平.可编程控制器技术与应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,2002.

[2]何凤有,鲍卫宁,刘良等.基于PLC与西门子MM440变频器的空压机恒压供气系统[R].中国矿业大学信电学院.

[3]汤中于,金双林,严俭祝等.基于PLC空压机组节能恒压供气控制系统的设计[R].中国矿业大学.