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工业自动化案例范文1
关键词：自动化仪表；专业安装工程；施工技术管理；措施
中图分类号：TU75 文献标识码：A
随着新时期各项工作对于自动化仪表应用的不断增加，自动化仪表的安装也逐渐成为了相关人员的关注焦点，而相关人员对于此工作的关注呈现出对技术管理方面的明显侧重，完善其安装施工的技术管理工作，成为安装人员必须主动考虑并努力推动实现的一项工作。
一、深入把握自动化仪表安装各项图纸资料
安装人员对自动化仪表进行安装施工的第一步就是对图纸进行阅读及审核，查看安装图纸是否存在不合理、不完善的地方，及时地对各项问题予以解决，并努力地进行对于各部分规定的理解与掌握。
1审核设备方面的问题
安装单位必须对安装设备的汇总表以及规格书进行仔细阅读，并切实地为各设备绘制出完善的一览表，并以此为参照对设计图纸进行比对，审查其数量是否正确，以及各部分仪表是否存在选用的失误。然后，再对施工的工艺流程图以及仪表的平面位置图进行审读，对于仪表的位置图的审核，尤其应当重视对每一台仪表所具有作用的审查，以及其具体的安装位置。
2检验材料与电缆方面
安装单位在做好上一步工作之后，就要对安装图纸中的材料表、电缆汇总表以及平面的位置图等进行审验，利用比例尺对平面位置图进行详细的丈量，确定材料的实际需求量，然后将测量结果与图纸进行对比，查看其设计的材料表以及电缆表中的具体规定是否精准，进而做出实际的材料应用计划表。
3审查具体的安装图纸
安装单位完成对于设备及材料等方面的审核与把握之后，就要对整体的安装图纸进行审验，即阅读施工的安装图、原理图、系统图、走向图等细节方面，以确定仪表仪器等各方面是否具有正确的连接方法、连接线路、控制方法、安装及控制方法。
二、培训安装人员并进行技术交底和组织设计
安装单位在确定仪表的各项安装图纸资料不存在问题之后，就要对技术人员以及施工人员等进行培训，并切实地做好技术交底工作，待各项工作皆处理妥当之后，就要对具体的施工安装工作进行组织设计，为安装施工工作营造出良好的组织基础。在此环节的技术管理大致如下：
1培训人员
安装单位应当依照具体的施工要求，对此安装工程的各项任务进行精细化的划分，选择合适的技术人员以及施工人员构建团队，将具体的工作分配到各安装团队，并做好对于团队人员的搭配，使工作的团队实现在年龄、知识结构、专业擅长方面的协调搭配。然后，针对工作任务的分配对各施工队伍进行技能与技巧的培训。
2技术交底
安装单位要针对不同的任务对各工作团队进行技术较低，将安装的位置、方法、技术要求、所需时间、注意事项、安全要求等传达给每一个施工人员，并且组织技术人员对各施工环节的人员进行技术指导，帮助他们熟悉相关仪表仪器的具体性能、工作原理、零配件的组合方式、工艺流程等，以确保所有的施工人员都掌握相关的施工要求。
3组织设计
3.1 把握安装人员状况。施工单位要以具体的施工任务分配要求，以及国家对于各环节施工的具体技术要求及安全保护措施，对相关施工人员加以教育，以避免施工中安全事故的出现，并根据对于各施工环节的具体任务，做好各项数据的计算，对员工技能掌握的全面性及熟练程度的分析，以及对于施工方案的编订。
3.2 做好与相关工程的协调。安装队伍应根据仪表安装工作具体施工内容，分析其与其他各项工程存在的联系，并通过与其他工程进行沟通协调，以保证各施工作业能够顺利地交叉进行，避免各工程之间相互牵制。安装队伍尤其是要与土建工程施工做好配合，通过土建施工所需的设备数量、种类、水电、人员生活条件等进行研究，以达到对于土建工程施工建设的有效支撑。
三、做好施工和竣工验收环节的技术管理工作
自动化仪表的安装施工环节以及其竣工验收环节，是其施工质量的直接决定环节，施工队伍可以参照以下措施进行管理：
1施工环节技术管理
1.1 做好设备材料验收。施工人员在施工之前针对施工图纸，做好对于设备及材料的使用计划书，并以此作为参考对所领取的所有仪表设备和设备的附件与配件等进行审验，检查各部分的型号、规格等是否符合实际的设计方案要求，然后对检验的结果做好详细的记录，并保存好设备的合格证与使用说明书等资料。接下来要对设备进行初步的抽样调试检验，查看设备与附件、配件等是否在运输途中受到了破坏，对于存在问题的设备材料及时地开展维修工作，或者对于某些破坏严重的材料进行重新的采购订货。
1.2 合理分配施工工作。施工单位要结合其在组织设计单位与其他单位之间构筑的具体协调配合计划，将验收的一些设备材料交给相应的单位进行施工，如应用在设备法兰底座的保护套管或者是相关的控制阀与调节阀等转递给其他的专业施工队伍，与其他专业单位进行配合施工。
1.3 规范人员分配工作。施工单位要以组织设计环节制定的各部分人员分配的计划，对所有施工人员进行实际的调配，并再次向这些施工人员强调关键技术、安全措施、施工配合等，以提高他们的规范施工意识，保证工程的安装工作达到快速、高效、安全、可靠的顺利开展以及及时完成。
2竣工验收环节管理
施工单位在完成各细节工程的施工之后，要严格地对其实施复检验收，使用不送电的方式对安装工作进行试动检验或者是零点检验，确定其施工合格之后，做好验收记录，再允许下一个环节开展具体的施工，对于存在问题的施工环节则及时要求相关人员进行返工，使工程安装的各个环节在严格的施工衔接控制中达到质量保证。
同时，在整体工程施工完成之后，施工单位还要组织验收人员针对各项施工图纸、表格、文件等资料，对工程进行竣工验收，查看其施工各环节是否实现了系统性、完整性以及精准性，及时处理各种以呈现或潜在的问题，然后将合格的工程递交给相关的业主，并且对验收完成的项目做好档案的整理与封存，为以后的安装施工提供经验借鉴。
结语
自动化仪表的安装施工是一项十分复杂的工作，安装单位在进行施工安装时，一定要努力做好对于各个环节的技术管理，确保安装工程高质高效的完成。
参考文献
[1] 肖红. 浅析自动化仪表安装技术及发展趋势[J]. 中国新技术新产品，2011（03）.
[2] 董锐，李涛，郜小晶. 浅谈自动化仪表工程安装材料的选择[J]. 河南建材，2010（01）.
[3] 崔书源. 自动化仪表专业安装工程施工技术管理[J]. 甘肃科技， 2008（21）.
工业自动化案例范文2
关键词：工业自动化；以太网；网络信息化技术；工厂设备自动化；自动化控制水平 文献标识码：A
中图分类号：TP393 文章编号：1009-2374（2016）26-0041-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.26.020
1 案例介绍
某工厂二号高炉电气改造时，使用了Modbus-TCP工业以太网和昆腾984可编程控制器代替同类别的低级产品。高速线材和棒材都用了当前比较常用的PROFINET和S7-400PLC工业以太网，实现了各制造产品之间的自动化通信，通过优化分布式自动化系统，极大地降低了调试费用和配置费用，提高设备操作、维护的便利性。工业以太网是在IEEE802.3基础规范上发展而来的，工业以太网技术包括了数据链路层和物理层，并且包含了TCP/IP协议组，有时可以将应用层建安邮件传送协议SMTP、传输协议FTP、域名服务DNS文件、超文本链接HTTP动态网页等协议都捆绑在一起。
2 将以太网应用在工业自动化中
2.1 实现协议浏览
在工业自动化领域中使用以太网的主要目的为将协议变得更加开放，使不一样厂家的以太网产品可以实现有效连接，与现场总线标准制定程序中发生的状况是相同的，与不同群体和不同厂家制定出的以太网使用标准是不同的。所有的标准都具有相同的底层，受应用层不同的影响而存在着一定的差异。以太网协议主要包括以下四个方面的内容：
2.1.1 1999年Scheider Automation公司了MODBUS/TCP协议。该协议的主要内容是在TCP协议上捆绑MODBUS总线协议。在工业领域中，MODBUS和TCP得到大面积的普及，可以实现有效的连接，但也存在一定的缺点，一般性的网络新技术在MODBUS无法获得有效支持，导致用户不得不手动对一些参数进行重新设置。
2.1.2 TCP和MODBUS协议中的不足被分布式自动化接口所识得，也就是IDA，Scheider Automation公司的ISAEXPO/2000可以对分布式自动化接口进行有效的支持，同时Sick、Phoenix Contect、Lenze、Kuka Roboter以及Jetter都可以对分布式自动化接口进行有效的支持。定购方模型和方模型是IDA的核心内容，在对数据进行发送的时候，可以不对接收方的详细地址进行设置，方只是对单一的事件或者是主题进行发送，对主题的接收方进行预订接收信息，对于额外的信息不需要进行考虑，使网络资源消耗较少，使时间得到有效同步。
2.1.3 1998年后HSE现场总线基金会的H2网使用以太网做基本协议，使构成的以太网协议具有比较高速的特点。以太网协议具有较强的先进性，可以对对象模型、定购方模型和方模型进行完整的提供，是可以在现场设备级协议中进行使用的模型，在过程控制领域中得到了广泛的使用。
2.1.4 Control Net International所的IP或者是ETHERNET不属于Internet协议的范围，它主要是指工业协议。此协议将DeviceNet和ControlNet中信息协议和控制的应用层全部都转移到TCP中。在对工业控制设备进行设计的时候，主要是使用对象策略并对其提供有效的消费者模型和制造者模型。协议主要提供明示和暗示两种信息，一次性数据传递的场合比较适合使用明示信息；在比较规则、多次重复传递数据的场合中比较适合使用暗示信息。
2.2 产品的现实情况
2.2.1 使用的IP协议或者是Ethernet协议产品主要是指由Rockwell/Automation公司生产的FlexI、Processlogix或者是Controlllogix产品，这样就可以使控制和实时性的要求得到满足，速度可以达到100Mbps以上。
2.2.2 能够较好实现冗余以太环网技术的公司为德国Hirschmann公司生产的RT1-TP/FL集线器，该技术主要支持的终端设备包括机器人、I/O模块、计算机、DCS以及PLC等。冗余以太环网也可以使用RT2-TX/FX交换机来进行实现，主干网的速度非常快，可以达到100Mbps以上。
2.2.3 SST公司出产的NetGateWay网关，拥有4个串口、2个以太网口和Stron-gARM处理器，处理器可以实现内置200MHz的，同时可以将2块PC/104接口卡插接进去并保持2个独立的系统。用户从办公室可以直接接入到工业自动化系统中，主要是通过NetGateWay实现的。
2.2.4 公司可以把配备以太网卡的PC与DL405或者是DL205多插槽I/O集中器进行有效连接，从而形成了PC基控制系统，这主要是使用了H4-EBC或者是H2-EBC以太网基控制器。在DL405和DL205进行混合使用的时候，通过En-tivity公司出产的Think&Do组态软件来进行混合应用和支持的。
以往以太网的不确定性可以通过使用公司提供的Master/Slave传送协议进行较好的处理，同时可以将多个I/O集中器与以太网HUB进行有效连接。详见图1所示：
2.2.5 西门子公司出品的具有较强控制中心作用的工业以太网为SIMATICNE，具有比较完善的LAN/FIELDBUS结构，也是全集成自动化系统的核心内容，给工业通信提供了完善的部件和网络技术支持。SIMATICNET的网络通信包括过程或现场通信、数据通信以及IT通信三个层次的内容。过程或现场通信将传感器和执行器接入到自动化系统中，SIMATICNET主要使用了AS-I接口和PROFIBUS-DP现场总线；数据通信将智能设备和自动化设备之间的数据进行了良好的转换；IT通信借助以太网将SIMATIC集成到办公自动化的体系中。
2.3 在工业自动化领域中的使用情况
就目前情况来说，在工业自动化中使用以太网主要体现为两种结构类型，分别是设备中心网络结构和控制中心网络结构，如图2所示。在控制结构中，以太网主要在企业网上层应用，将操作员站、控制器、管理计算机连接到一起，在企业网的底部还使用现场总线的连接形式，建立了简洁的LAN/Fieldbus网络结构。I/O设备与以太网和以太网兼容的I/O数据集中器进行了较好的连接。在这样的结构类型中，现场总线被以太网所取代，从而形成的以太网结构包括了企业网的底层和上层。
3 我国工业自动化领域中使用以太网的情况
我国的网络市场和PLC行业在发展的过程中具有较强的落后性，如今，我国对PLC行业的发展非常关注，并将仪表行业的发展规划成国家发展的核心内容。有的企业在自动化系统和PLC行业中将现场总线技术进行了充分的利用，现场总线技术的标准和技术水平都比较成熟，国际上的团体和公司已经将现场总线的专利技术进行了垄断。随着以太网在工业领域的不断兴起和使用，我国控制系统和PLC技术都获得了良好的发展机会，不断对工业以太网技术进行积极研究，可以在工业系统产品和仪表行业中获得一定的独立知识产权。有部分企业已经对工业以太网技术产品进行了不断研发，其中具有典型代表的企业如下：
3.1 北京和利时工控公司
该公司拥有属于自己的MACS-SCADA大型综合监控系统知识产权，使子系统和骨干网实现了高速交换，对本地监控网络和以太网进行了结构分层，借助利时公司的MACS软件体系中多子系统和多专业系统对大范围的地方实现了全面的监控。在与第三方进行连接的时候，可以使用交换器和网关进行有效的连接。
3.2 上海新华控制工程公司
该公司经过不懈的努力研发出了属于自己的分布式控制系统，即XDP-400系统。整个系统的结构都具有较强的开放性，比如人机接口、通信网络以及控制单元等。在对控制单元进行连接的时候，主要使用冗余的实时数据高速公路，模件是控制单元的核心内容，同时还配备以太网卡，网络速度比较快可以达到10Mbps以上。
4 结语
综上所述，我国工业自动化中对以太网的应用还处于发展初期，还有很多的工作需要完善。随着以太网在工业领域中的应用不断成熟，其应用前景也会越来越广泛。针对以太网在工业领域应用过程中存在的问题，只需要根据以太网的基本原理，结合工业现场控制的基本情况就可以很好地解决。
参考文献
[1] 魏亚军.工业以太网在冶金自动化控制系统中的应用[J].机械管理开发，2009，（1）.
工业自动化案例范文3
转型之一：工业产品智能化
在电影《巧克力工厂》中，当小查尔斯走进那间从未有人进出的神民工厂时不禁目瞪口呆：一个个小机器人正在生产线前忙碌，各种像丝绸一样泛着闪光的美味巧克力从它们的手中悄然蹦出，整个车间没有一个人！
20年前，这是幻象；20年后，这是现实。
Gartner分析师Diane Morello说，“2030年无人企业遍地都是：没有一个人，全是软件、通讯彼此协同作业，只有智慧机器穿梭其间。”这些智慧机器取代的不只是低阶工作，还可以诊断癌症、开立癌症处方，或在病房中治疗病人。不同的生产场景中，例如运输系统、建筑工作、采矿、医疗等等，到处都是智慧机器的忙碌身影。到那时，智慧机器将是生产力的重要部分。
那是一个全智慧工业时代。而现在，IT和互联网技术改变传统产业的时代正悄然拉开大幕，如智能汽车可能会颠覆传统汽车行业、智能电表会改变电力行业的一线作业模式等。一个激动人心的新时代——产业IT化带来的智慧工业时代正在到来！按下启动按钮的，正是IT和互联网技术在传统产业从产品设计到营销模式层面的整体渗透。
例如，在能够完全独立工作的智慧机器背后，是强大的芯片技术、无线网络技术、统一协作技术，以及大数据挖掘和分析技术。非常有意思的案例是，电商企业亚马逊去年花了7.75亿美元收购仓库管理机器人供应商Kiva Systems，互联网企业和机器制造企业的结合，是这个智慧工业时代拉开了帷幕的一个鲜活例证。
许多行业都在IT和互联网技术的渗透下加速向产业IT化的转型，例如汽车行业。
Google的无人驾驶车辆，也是一种智慧机器，只不过这种机器是一辆车而已。它亦是芯片技术、协同软件技术、多种网络通信技术、视频技术、商业智能分析系统、地图技术、3G及Internet等多种IT和互联网技术融合渗透到传统汽车中的产物。
无人驾驶汽车不再是一个试验产品，也许很快就会量产。如果说，Google无人驾驶汽车是互联网对传统产业的一种触摸式试验，那么奔驰主动伸出橄榄枝则是传统企业产业迈向智慧汽车工业时代的标识。今年9月9日，诺基亚宣布已与汽车制造商梅赛德斯-奔驰达成合作协议，双方将共同开发自动驾驶汽车。诺基亚旗下HERE地图部门将与奔驰共同为联网汽车开发智能地图，最终被用于自动驾驶汽车。基于自动驾驶汽车的特定需求，这套地图将包括远比传统地图更加精确的路程数据，如街道的号码和方向、路上的交通灯，甚至是交通指示灯的精确坐标。除了奔驰，另一个汽车制造巨头戴姆勒也计划在2020年开始销售无人驾驶汽车。
被称为互联网汽车的Tesla就不用说了。在加州圣何塞的思科总部，我在停车区看到一排又一排Tesla汽车里，其中有几辆在安静地充电。“我们的高管几乎人手一辆，非常喜欢，因为它几乎可以称为一个移动办公室。”陪同我的Bessie Wang说。
汽车产业被IT技术和互联网技术改变，已经是不可逆转的潮流了。实际上有越来越多的行业正在被改变。例如在传感器技术和WiFi技术的作用下，水表正在变得智能，可以帮助人们科学节约用水。我们栏目曾经介绍过一款名为Driblet的智能水表，通过WiFi跟设备进行数据交换，用户可以通过手机应用或者Web客户端来访问存储在Driblet里面的数据，了解到自己在洗澡或者洗碗的过程中耗费多少水。传统的水表生产商如果对这种趋势无动于衷，很快就会被时代抛弃。
风生水起的可穿戴设备，是另一个正在迅速被IT和互联网技术改变的世界。除了智能眼镜和智能手表，你想象过拥有一件既能给手机充电又有4G连接的智能风衣吗？这些看似小玩意儿的东西，正在改变世界。越来越多的服装品牌正在将芯片技术、WiFi技术甚至地图技术融入到产品中，例如耐克的鞋子植入智能芯片后可以代替跑步计量设备，自动记载、收集并上传跑步数据到云端，通过运动数据分析软件帮你确定下一步跑步计划，这些也许对明天的服装行业来说也是必须标配。
传统产业加速IT化转型，使得产生的产品本身具有越来越高的智能。无视IT和互联网技术对传统行业侵蚀的渗透者，注定会在全行业智慧大转型中落伍。
转型之二：IT和工业界限模糊化
振动会对风力发电机转子和机舱造成什么影响？这些影响会在多长时间后造成这些组件的磨损？一辆新款紧凑型汽车在铺满鹅卵石的道路上行驶时，其内部的噪声有多大？
这些问题，通过对植入其中的传感器数据进行分析，便可以知道答案。西门子在去年就开始提供类似的产品了。将传感设备与软件双剑合璧，允许对声学、震动、运行稳定性和动力学等进行更加精确的分析，从而帮助生产出越来越节能、坚固、人性化甚至会“思考”的工业产品，这个就是工业4.0时代的雏形。它的最大特征，是通过将微处理器、存储装置、传感器嵌入所有机器、半成品和材料，与用于组织数据流的智能数据挖掘工具和云端分析软件紧密结合，使产品和机器能够相互通信并交换命令，具有智慧的交流和思考能力，使生产工厂的智能化程度越来越高。
通过将传统的工业自动化技术与云计算、实时分析、机器间通信等技术融合，西门子正在提供贯穿产品开发和制造的整个价值创造过程的工业软件，对于传统IT厂商来说，这是一类新型的竞争对手，它们正在涌现，且都是大块头，例如除了西门子，还有GE。
工业自动化案例范文4
Abstract： Energy power generation is a major form of modern electric power production， and the running system of thermal power plant and complex， the systems not only coordinate the operation but also have a strong ability to adapt to the change of load between the system. Therefore， the effective control of the thermal power plant operation is very necessary. At present， DCS[3] is widely used in fire motor used in thermal power plant， because DCS system can bring great effect to the safety production and economic benefit of power plant， the development trend of thermal automation system is high speed， intelligent， integration and transparency. This thesis makes a discussion about these.
关键词： 电力；DCS；热工；自动化；智能化；应用；发展
Key words： electric power；DCS；thermal；automation；intelligent；application；development
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）19-0045-02
1 概述
在现在国家能源急迫需求下，电力生产得到了空前提高，因此，电力生产的效率和成本也需要得到提高以适应国家能源战略的调整。现有的电力生产运行系统显得跟不上步伐，因此需要改造锅炉的运行优化系统以提高效率和质量。DCS是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。因此，在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。其中，在工业企业中，应用效益最直接、最明显的系统应当是工业控制系统，特别是对DCS的控制。尽管若干年以前，就有人们研究DCS，也判定DCS 将被FCS即现场总线控制系统所取代。但在，直到今日，DCS让然具有相当的生命力。
2 DCS的应用与发展
从80年代末期开始，DCS逐渐在中国石油和中国石化得到大面积的推广使用。在随后的几年里，DCS产品逐渐在冶金、建材、电力以及轻工业等行业的新建项目中也逐渐得到肯定。我国从第一次引进DCS到现在，已经有近30年的历史，在这30年的发展，DCS已经成为国内流程工业控制系统的主流控制平台。
当然，目前国内DCS系统市场基本被国外企业如ABB、霍尼韦尔、艾默生、横河、西门子等占据，而中控、和利时、新华等几个DCS厂商，是少数几个挑战成功的中国企业。
火力发电中的电气自动化系统，是发电厂电气自动化领域近几年来新型的热点与焦点，主要的侧重点就是对火力发电厂电气系统的自动化监控，也是实现对发电厂内部用电中低压电气系统的保护和控制，能够更好地进行分析。目前，电气自动化技术已经在火力发电系统中得到了广泛的应用，在很大程度上也提高了发电厂的自动化运行水平，增强了电气控制的安全性和可靠性。
3 对火力发电创新自动化系统的可靠性和抗干扰性的技术研究
从目前的情况来看，火力发电厂的电气自动化系统已经不能满足集散控制系统通过电气自动化系统实现电气全通信控制的方式，其通信速度和系统可靠性还存在着一定的距离。因此，在电气自动化系统和集散控制系统之间存留有一部分的硬接线。要想实现电气全通信控制模式，就需要处理好热工工艺连锁的问题，以此提高电气后台系统的实际应用水平，丰富当初阶段的基本运行监视功能。实质性地提高电气自动化系统的控制逻辑、控制水平以及自动化水平和运行管理水平。
通用网络结构的构建对于电气自动化系统的成功运营有着非常重要的作用。而火力发电厂应该创新电气自动化技术的应用，选择能够实现从办公自动化环境到控制机以及元件级的整个电气自动化系统范围内的网络通讯产品，确保电厂控制设备、管理系统和计算机监督系统间的数据信息传输畅通无阻，保证全集成自动化。
火电厂的热工自动化系统工作环境存在大量复杂的干扰，就需要提高DCS系统的可靠性。但是随着近几年因接地原因导致热工系统运行异常的案例增多，引起了人们对接地问题的重视。
为了减少因接地异常对机组安全运行造成的影响，有专家就对热工自动化系统的接地问题进行专题探讨分析，就如何提高热工接地系统可靠性和搞干扰能力技术措施的初步意见，然后组织召开了电厂热工系统接地与干扰问题专题研讨会，通过事件案例和处理方法的交流、疑难问题的分析，深入探讨了一些提出的反措建议，并准备带着一些尚未解决的问题，继续收集资料、寻求专家咨询和指教，完成提高热工系统接地可靠性与抗干扰能力的若干技术措施的研究。
4 DCS发展趋势
DCS仍是当前工业自动化系统应用及选型的主流，发展至今已相当成熟和实用，不会随着现场总线技术的出现而立即退出控制的舞台。而现场仪表标准之战结束后，就会进入工程实践阶段，形成多种总线并存的局面。FF基金会现场总线技术主动融入DCS系统中，已经得到工程实践的考验，并形成共识。目前国内外已有在电厂采用现场总线的工程业绩。①与信息技术（IT）融合。按照COTS（商业现货技术Commercialoff-the-shelfTechnology）的原则，为了提高太网技术，就需要采用快速的厂级系统网络进行架构。②系统功能安全技术已经成为实际流程工业的自控工业中必不可少的一部分，安全仪表系统和流程工业安全完整性等级认证体系也在逐渐形成。③EDDL设备所描述语言和系统集成技术在此基础上都会形成基础自动化的不可分割的一部分，而且逐渐以扩大资产管理的范围进行着。目前资产管理系统在世界上已应用了1000多套，全生命周期的企业资产管理和工程管理的理念也在形成。④管控一体化和仪控、电控一体化正在统一构架下逐步实施，并逐步实现基础自动化与企业信息管理的无缝集成。
5 结束语
提高热工自动化系统的可靠性，从客观上涉及到热工测量、信号取样等，在主体上涉及到热工系统的设计、安装调试等。因此，笔者希望得到每一位专家及同仁的帮助与教导，和行业的热工同仁们一起，提高热工自动化系统的可靠性，为电力行业的发展作出努力。
参考文献：
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[4]胡光平.火力发电厂烟气脱硫DEO控制系统研究[D].重庆大学，2005.
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工业自动化案例范文5
关键词：PLC；教学问题；对策研究
随着工业自动化的不断发展，以微机处理器为基础的应用于工业控制领域的专用计算机技术──可编程控制器（以下简称PLC）技术应运而生，《PLC原理及应用》也因此成为了职业学校工科类专业一门重要的综合性很强的专业课程，其教学目标是：使职业学校的广大学生掌握PLC基本原理及其在自动控制系统中的应用，培养学生运用PLC改造传统继电器控制系统，维护和管理自动化生产线的基本技能，并为广大学生今后从事现代软生产线控制技术的应用与开发打下良好的基础。
然而，据笔者调查研究发现，目前职业学校《PLC原理及应用》课程教学普遍存在着以下四个方面的突出问题，为此，笔者根据几年来对本课程教学的实践与探索，在逐一分析这些教学问题的基础上，相应地提出了解决问题的对策和建议，以供广大教学同仁的参考。
问题一 教学基础比较薄弱
《PLC原理及应用》课程先修课程有：《数字电路》、《微机原理》、《自动控制原理》，所涉及的主要教学内容有：微机原理、计算机应用基础、数字逻辑、电子电路、低压电器、电气控制、闭环控制等。但由于各方面的原因，如因专业不同所致的课程开设时间先后不同和教学内容详略取舍不同，学生个体学习基础上的差异等，致使本课程学生学习基础不一，尤其是对于《数字电路》和《自动控制原理》这两门课程，很大一部分学生学习基础都较差，从而导致本课程教学基础薄弱，教学难度很大。
对策：淡化本课程中与先修课程联系紧密的以下纯理论性的教学内容，如：PLC系统物理模型；开关量、模拟量的采集和控制方法；PLC系统软件的编程；PLC通信原理和方法等。这样就既能回避教学基础薄弱这一客观教学现实，又能集中课时于PLC实践性教学内容，突出本课程“实践性”和“应用性”的教学特点，有利于实现本课程在职业学校的教学目标。但与此相反，凡涉及到与PLC实践性教学密切相关的先修课程中教学内容，如低压电器、继电器控制系统等，教师应该引起高度重视，新授前先给广大学生上好复习课，否则，学生就很难掌握将电气控制原理图转化为PLC梯形图的程序设计方法，很难掌握有关PLC外围电路设计知识以及安装接线等方面的操作技能，更谈不上形成能够根据工业现场的控制要求，利用PLC技术改造和革新传统继电器控制系统线路的能力。
问题二 教学重点把握不准
PLC产品种类繁多，发展很快，但目前还没有一本能与职业学校《PLC原理及应用》课程教学目标完全相对应的教材，有的教材内容与企业对PLC技术人才的需求严重脱节，有的教材所介绍的产品型号与学校教学设备很不配套，甚至还有一部分教材几乎编写成了某一种或某几种PLC产品说明书，章节不少，但涉及PLC编程方法和实际应用的内容却不多。我们教师往往还是根据教材逐章逐节地编写授课计划、教案和实训指导书，未能在PLC技术应用上突出教学重点，重视和加强诸如PLC指令及应用、PLC编程方法和综合实用案例实训等方面的教学，而将这门实践性很强的综合性课程──《PLC原理及应用》，在教学内容和教学模式上都过于“理论化”，因此难以实现本课程在职业学校教学目标。
对策：授课教师首先应该深入企业实际，了解企业PLC技术的发展及其对PLC技术人才的需求，再根据企业需求，参考多本教材，并结合学校设备的实际情况和广大学生学习特点，编写出能够体现职业学校《PLC原理及应用》课程教学目标的授课计划、教案和实训指导书，在授课计划上优先保证以下教学内容的课时（以占总课时的70%为宜）：PLC原理和软元件；基本逻辑指令及应用；典型单元程序及应用；编程软件的使用和编程方法；步进顺控指令及应用；常用功能指令及应用；综合应用案例实训。
问题三 教学方法呆板单一
《PLC原理及应用》课程具有多变性、综合性、典型性、实践性和实用性五大教学特点，在教学过程中，既有一般又有特殊，既有新授又有复习，既有理论又有实训，既有工作原理又有编程方法，既有典型单元程序又有复杂实用案例，同时职业学校的学生又是一个学习基础、习惯和动机差异很大的群体。这就决定了我们职业学校的教师一定要根据本课程不同教学内容及其特点，采取不同的教学方法，同时，无论是理论教学还是实践教学，我们教师还要努力做到因材施教，在如何充分调动广大学生学习积极性和发挥广大学生主观能动性上多下功夫。但调查研究发现，目前担任《PLC原理及应用》的很多教师采取的是“一言堂”和“填鸭式”的教学，势必也就造成了“言者津津，听者昏昏”的教学局面。
转贴于 对策：在《PLC原理及应用》课程教学上，尤其是PLC指令及应用、编程方法和实际应用等教学内容上，最适宜于采取双边互动式教学方法。为了搞好双边互动式教学，就要求我们教师在备课时把教材上静态的知识转化为课堂上动态的教学信息，并且在教学过程中要想方设法地创造出一个可以实现双边互动式教学的环境和气氛，通过创设情境、巧设疑问、共同讨论、动手实践等多种教学方式，有效地开展双边互动式教学。
同时还要围绕《PLC原理及应用》课程“多变性”的教学特点，注重基础，强化共性，即以一种型号PLC为主线，重点学习有关PLC共性的内容，如工作原理、波形图、指令含义、编程原理等。围绕《PLC原理及应用》课程“典型性”的教学特点，在PLC技术应用教学中，通过典型案例，如交通信号灯、小车往返送料等，实施案例教学法，提高学生运用基本知识分析和解决实际问题的能力。针对《PLC原理及应用》课程“应用性”的教学特点，引入项目教学法，要求学生运用PLC技术对工业自动化控制领域的实用控制系统，如机械手、电梯等，进行编程、接线和仿真调试，从而培养学生创新思维和综合职业能力。
问题四 实验实训教学急待改革
目前在《PLC原理及应用》课程实践教学上，由于我们教师所编写的实训指导书详尽有余，明明白白，加之所做的实验实训都是“简单验证式”或“机械重复式”方面的项目，在一定程度上为学生“依葫芦画瓣”提供了方便，学生在实验实训时只需要进行程序输入、线路连接等简单操作即可顺利完成。这种实验实训教学方法，目前已被我们教师广泛认可和采用，但至少我认为：没有问题的、不需学生动脑的实验实训是毫无意义的。对于与PLC技术应用密切配合的实验实训教学，教师只有指导学生运用PLC编程方法亲自编程操作，在实验实训中既动手又动脑，既能发现问题又能在教师启发指导下分析问题和解决问题，才能从本质上学好这门课程，从而最终实现本课程在职业学校的教学目标。
对策：首先在编写实验实训指导书时，我们教师应该根据企业对PLC技术人才的需求，结合学校实际设备情况，针对职业学校本课程教学特点和教学目标，在如何引导广大学生在实验实训中既动手又动脑上多下功夫。职业学校是一个学生学习基础、动机和习惯差异很大的群体，因此实验实训教学同样要做到因材施教，采取因人而异的分层教学，即按学生学习能力分组，确定每组不同的实验实训目标，从而使成绩好的和成绩差的学生在实验实训中，都能够得到相应的锻炼和培养。除要求学生在规定时间做完基本的实验实训项目外，还要安排一定量的选修实验项目和研究性课题，让广大学生自主选择，教师现场指导，或者督而不导，从而促使学生自主地分析在实验实训中所遇到的问题，写出实验报告交教师评判，师生共同找出问题的解决办法。对于大型的实训项目，如电梯、机械手等，还可以采取分工合作的教学形式，将全班同学分成不同的小组，由教师明确各小组在实训中的任务和目标，从而培养广大学生团结协作的职业素质和能力。
《PLC原理及应用》课程最重要的特点是“综合应用性”，因为一个实用的工业自动化控制系统往往是很复杂的，其中可能包括机、电、液、气等内容，而且还会因行业不同控制要求也有所不同。故在本课程的实践教学中，应把机械、电工、电子、液压、气动和计算机等知识与PLC技术进行有机地联系，扩大实验实训课时的比重，逐步加大学校相关设备的投入，如气动装置控制、模拟自动生产线控制、电子自动门控制、冲切设备自动控制、自动电梯控制等，并用PLC技术实现相关的控制系统，建立较为完备的PLC技术仿真实训室，从而为“PLC仿真项目开发”的实训教学创造良好条件。教学实践证明，只有通过PLC仿真项目方面的实训，让学生亲自编程、实际接线和仿真调试，并对运行过程中所遇到的问题进行分析和改进，才能真正培养学生创新思维和综合职业能力，真正实现学生毕业后在PLC技术应用领域“零距离上岗”的最终教学目标。
参考文献：
[1] 闫丽华．《PLC》教学存在的问题和解决对策[J]．职教论坛，2004（6）：62
[2] 邓朝阳．互动式教学在可编程控制器教学中的应用[J]．职业教育研究2006，（1）：114
工业自动化案例范文6
据西门子自动化与驱动集团自动化系统部网络应用工程师杨建东介绍，自动化技术向以太网发展的趋势十分明显，相伴随的信息安全问题也日益突出，目前，西门子已将安全集成到自动化物流系统中，形成了单一总线的安全解决方案，在同一网络中实现安全控制和标准控制，使物流中心的人员、货物、环境和信息时刻处于保护之中，同时也保护了用户的投资。
记者：在西门子自动化与驱动集团，物流中心的安全意味着哪些内涵?
杨建东：我们将安全划分为Safety和Security两个方面。Safety主要指对于人员、设备、环境的安全，我们称其为故障安全，例如，输送机运载的托盘货物在运行过程中，如果检测到在其行走路线上有人员在活动，或者有其他托盘货物在行走路线上没有离开时，输送机要自动停止运行，以确保人员及货物的安全。对环境而言，则指在社会意识日益提高的今天，不仅保护人身安全、防止人员伤亡非常重要，而且为工作人员提供一个安全、健康的工作环境也占有重要地位。在这方面，一般使用光栅技术进行检测，当光栅被遮挡时，即会触发信号，PLC立即控制设备停止运行。
Security是指信息的安全，即保证物流中心数据信息的安全，使数据不丢失，网络不受到外来的攻击。尤其是企业物流运作全球化的趋势越来越突出，物流中心与总部之间异地通讯的安全就越发显得重要了。
一直以来，工业自动化领域使用Profibus现场总线标准，来完成控制系统对于设备的指令。随着以太网技术日趋成熟，网络的开放性、带宽高、支持标准的IT服务如浏览器访问、文件传输等优势日益突出，因此自动化技术向网络发展的趋势十分明显，也就是说现场总线基于以太网实现控制功能，目前Profinet已经开始应用。但是，以太网技术在二三十年前就已经诞生了，而控制系统才开始建立在以太网基础之上，其主要原因是，普通以太网是非实时的，存在诸多不确定性因素，而对于自动化设备的控制系统来说，每一个控制指令都要得到自动化设备的实时回应，即发出运行指令，设备在确定的时间内就要按照指令运行。因此，要将网络运用于自动化领域，就要在其间添加专有的实时性协议。在这方面，西门子做了大量工作，致力于在普通的以太网基础上，通过添加协议，将看似相同的网络运用于控制系统中，以提高其运行速度及确定性。
记者：在自动化物流系统中，Profinet的优势是如何体现的?
杨建东：Profinet是一个工业自动化领域的创新，是一种开放式以太网标准(JEC61158)，它满足了企业管理层对于物流现场运作细节的可视性需求，使用Profinet，设备可从现场级连接到管理级，使管理层与物流现场实现信息的交互。
通过Profinet，分布式现场设备(如现场的I／O设备)可以直接连接到工业以太网，与PLC等设备进行通讯，并且可以达到与现场总线相同或者更加优越的响应时间，其典型响应时间在10毫秒的数量级(运动控制可小于1毫秒)，完全能够满足现场级的使用要求。
在使用STEP7进行组态的过程中，这些现场设备指定由一个中央控制器(即I／O控制器)进行控制。借助于具有Profibus接口的服务器，现有模板或设备仍可继续使用，从而保护Profibus用户的投资。
I／O Supervisor(I／O监视设备)用于HMI(人机界面)和诊断功能，并和Profibus一样，采用层级诊断屏幕。
记者：西门子是如何将安全集成到用户的自动化物流系统中的?
杨建东：传统意义的设备安全系统是指保护在机器中或附近工作的人员免受伤亡的附加部件。新的安全解决方案已经远远超越了这一概念。许多最终用户已经意识到，智能化、集成的安全解决方案对于其经营效率可以产生直接的影响。
现在的安全解决方案直接集成进标准的控制结构，把安全与工业网络结合在一起。提供基于Profibus DP、PA、Profinet及无线等现有网络介质的“网络化安全”解决方案。它就是PROFIsafe。
由于Profinet支持对等通信、分布式I／O、机器安全、运动控制和数据采集等不同的控制方式，用户可以在一个以太网上实施集成的自动化解决方案。因此，操作人员可以更加智能化地检测设备故障，更快地启动生产，有助于减少停机时间。
PROFIsafe实现了单一总线的解决方案。PROFIsafe安全协议是Profibus和Profinet通信协议的一部分，它使用户可以不必采用独立的安全网络，并把其网络减少至一个单一的总线。PROFIsafe还扩充了Profibus通信协议，提供为了符合严格的安全标准所必需的与安全相关的所有信息。例如，PROFIsafe增加了信息编号和数据一致性检查，以此排除典型的网络信息故障，使联网的安全设备的可靠性能够达到国际安全标准规定的集成安全级别(高达SIL3)。
随着物流中心越来越多地采用自动化系统来搬运物料，市场趋向提供安全解决方案，使操作人员能够在安全的环境中工作以提高效率。目前的安全标准允许在运动控制系统和标准驱动器中直接集成可配置的安全系统。
在安全区域内结合低速模式和高速响应可以有效地免除在运行的设备和工作单元中使用多个隔离及标示。安全系统的关键在于从按钮或传感器到执行器之间的响应时间。可以选择在运动控制器或安全PLC中实现安全运动功能，但这种解决方案的不足之处在于，安全PLC或运动控制器和反馈装置之间的时间延迟。另一方面，基于驱动的解决方案除了更快的控制器周期优势，还能访问所有的信号。
记者：网络的一个重要特征是开放性，在开放状态下，西门子如何保证控制网络中信息的安全?
杨建东：以前的网络对于外部环境来说是封闭的，物流系统不会受到外来的威胁。而在Profinet环境中，企业网与物流系统的控制网联在了一起，网络处于开放的状态，一方面方便了企业管理层对于分布于不同地点的物流中心库存信息的了解：另一方面，企业的员工也可能会访问网络，还可能会受到病毒和黑客的攻击，因此我们在网络中添加了保障安全的模块SCALANCES，起到硬件防火墙的作用，阻隔未经授权的访问，确保访问的安全性，并进行信息的过滤。
企业在使用端到端的以太网结构时，可使用SCALANCE S硬
件与软件构成完整的安全系统，以消除由于将控制系统建立在网络的基础之上而伴随的风险。
其主要特点包括：
安全与性能的双重保证。SCALANCE S能够防止对自动化单元未授权的访问以及不必要的通讯负荷，即使外部网络出现故障，自动化单元中的数据仍可正常传输。
与应用协议无关。安全模块可以轻松地将基于lP的协议和自动化技术中广泛使用的第二层协议置于其保护之下，而不会限制生产数据流，确保数据传输的高效。
具有学习功能。在学习模式的支持下，安全模块可自动识别内部网络中的每一个客户机，因此可以直接使用而不需组态。而且，安全模块可自动识别网络中的其他安全模块。其突出优点在于，在扩展系统时，无需重新配置现有安全模块。
备份功能使停工时间最小化。SCALANCE S自动将配置数据保持在组态插件(C-PLUG)中，在更换故障设备时，只需将C-PLUG调换到新设备中，新设备即可以相同的配置运行。
拥有灵活的保护机制。SCALANCE S可根据需要而选择使用防火墙或文件包过滤器对通讯进行专门的保护。IP地址、MAC地址、端口号或协议都可作为相应的过滤判据。在虚拟专用网(VPN)中，安全模块作为加密通讯通道的端点，保证数据通过该通道进行通讯。在此，安全模块需要互相认证，所以通道中的数据既不能被窃取，也不会被修改。
记者：以太网是自动化系统中极其重要的部分，一旦网络中的设备如交换机出现故障，是否会使物流系统受到影响?
杨建东：工业以太网广泛应用于工厂的控制级通讯，以实现PLC与PLC之间、PLC与上位机之间的通讯。在技术上它与IEEE802．3及IEEE802．3u兼容，但产品的设计制造充分考虑并满足工业网络的应用需要。
众所周知，网络中设备间的连接是通过交换机完成的，一旦交换机出现故障必将影响到整个网络的运行。2003年，我们开发了SCALANCE×系列交换机。此系列交换机在网络中形成环形结构，可组成光纤环网、或电气环网、或光与电气混合的环网，网络中的一台交换机起到环网管理的作用，称为冗余管理器，当冗余管理器检测出网络中某一处出现故障时，能够自动闭合，在小于300毫秒的时间内形成一个新的完整的网络，保证物流系统的运行不中断。
SCALANCE X可以实现网络管理和诊断。SCALANCE×通过信号触点、Profinet诊断功能和网络管理功能实现对网络组件的持续监测，快速实现故障检测并排除网络故障。同时，还可以在线接收重要信息并对网络进行预防性维护。
对于工业以太网来说，兼容性是非常关键的因素，SCALANCE将其作为设计的理念，实现了端到端的兼容性，在引入新技术的同时还能保护现有投资，保证了网络的投资安全。
记者：西门子集成了安全策略的自动化物流系统能够为用户带来哪些利益，能否以具体案例进行说明?杨建东：以瑞典的Rejlers公司为例，他们利用通过Profinet和PROFIsafe与安全设备和标准I／O连接的西门子的故障安全PLC设计了一种新型的生产线结构，用于搬运活塞和连杆。
这种生产线由多种机器组成，对生产出来的多达60种不同的活塞可完成标识、分类、排序、缓冲及堆垛。通过机器人，系统能识别零件并把他们存放到临时的缓冲区中，零件搬运已实现完全自动化。这种新型的自动化解决方案采用P rofi net作为骨干网连接安全PLC、工业PC和标准I／O模块，以及电子急停(E-stop)、光栅和安全联锁等。采用Profinet，可以轻而易举地随时集成额外的安全器件，因而省去了30％-35％的集成时间和精力。
在许多行业中，龙门机器人广泛应用于各种材料的搬运。龙门架的复杂程度通常很高，结合了视觉、传感器和高度动态的运动控制。
在CAMotion Inc．为某企业开发的视觉引导的高架龙门机器人中，配备了许多传感器来识别需要搬运的零件的外形、尺寸和类型，并识别起点和终点位置。
龙门架同样也配备了从光栅到激光扫描器等安全设备，以保护在机器上或机器附近的人员安全。此外，CAMotion想利用无线解决方案来削减电缆成本，并免除常用的复杂的结线方案。尽管“常规的”自动化器件可以解决这个问题，他们却已找到了一种利用最新的网络和安全技术的具有前瞻性的解决方案。
CAMotion采用一套西门子的故障安全PLC，通过使用PROFlsafe协议的Profinet与安全设备进行联网，组成了无线连接和分布式安全的解决方案。其中的西门子S7―315F控制器，把常规和安全功能合并到一个CPU中，免除了独立的安全PLC或安全监视器。这一项功能不仅减少了前期设备的硬件成本，而且通过简化长期的维护工作和缩短停机时间，可能为最终用户降低整个使用周期内的成本。
