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自动化控制研究8篇

时间:2023-03-13 11:09:27

自动化控制研究

自动化控制研究篇1

关键词:工业;自动化电气;措施

中图分类号:F407.61 文献标识码:A

一、工业自动化仪表与控制系统

1、自动化仪表与企业的信息化

自动化仪表技术包括信息采集、处理和应用。“企业信息化”实际上是企业信息的集成和整合。

2、自动化仪表工程项目全局信息和全生命周期信息的整合

这是实现自动化仪表系统的前面可互操作可互操作是分层次的,实现需要一个漫长的过程。

3、功能安全

近年来功能安全的重要发展是,大量经过功能安全认证的仪表推向市场。为了争取竞争中有利的地位,几乎所有仪表制造商都会开展功能安全的研究

4、系统维护与仪表诊断

系统维护与仪表诊断越来越受到用户、制造商和研究者各方的专注。

它分为四个层次,生产流程的诊断、生产装备的诊断、自动化控制系统的诊断和现场仪表的诊断。

生产流程的诊断原则上不属于自动化仪表的范畴,但是这段信息的交换涉及自动化仪表系统。针对生产装备的监控,诊断仪表系统已经推出了新产品,自动控制系统的诊断通常是控制系统中设备管理软件的一个模块或一种功能,负责控制系统自身以及现场仪表的实时诊断和预测性维护。现场仪表的诊断难度较大,维护周期由智能仪表的耗损情况或固定时间确定。

5、无线通信

工业无线通信技术的快速发展是自动化仪表领域显著的亮点,它的特征是:技术方案多样化,参与者迅速增加,成立了专业组织。推出多钟无线演示系统、测量仪表样机,将成为全球主要自动化仪表展览的热点。

6、控制网络

未来几年网络控测和网络仪表是自动化仪表发展的特点,发展方向是大幅度提高发展速度、简化安装和调试的复杂性、扩展无线功能以及发展网络技术。

二、工业自动化技术控制中存在的问题

开发与应用自动化控制技术是我国工业制造业快速发展的根本需要。现如今,由于工业制造行业发展非常迅速,使得现有的技术与设备并不能适应现代生产的发展,所以,当前社会的发展需要,推动了自动化仪表技术与控制技术的快速结合与发展。

近几年,我国自动化仪表技术发展非常迅速,特别是在总线技术方面取得了很大的进步。现场总线不仅是信号制式的改变,而且也是信息化控制技术发展的前提条件。经过几年的发展,现场总线的内在潜力逐渐被人们挖掘出来,如预测、诊断、稳定操作等技术,具有广阔的发展前景。然而,当前自动化仪表发展仍然存在一些问题,表现在资金与市场缺陷两方面。主要由两方面的原因造成,一方面,有些用户对自动化仪表的价格过于敏感;另一方面,在出现较便宜的替代品时,用户通常会选择使用替代品。上述现状的出现,将难以推动新型仪表的开发。所以,当前我国大多数自动化仪器仍然处于初级发展阶段。

在现实生活中,每一个新产品的推广与应用都是需要经过一段较长的时间。因此,自动化控制技术的发展也是如此,遵循事物发展的规律。但是,在自动化应用的过程中,存在很多问题,特别是以下问题应该引起高度的重视,第一,自动化系统信息的安全性能。第二,程序与软件的可靠性问题,第三,仪表的可互操作问题,第四,系统故障诊断信息的可靠性问题等。通过对工业自动化控制系统的认真分析得出,大多数问题都是因数字化与网络化引起的,依靠当前的发展技术完全可以有效的解决当前存在的问题,只是缺少一个切实、可行的方案,对于解决问题的方案措施正处在研究中。

3工业自动化技术控制及其发展趋势分析

3.1自动化仪表和信息技术发展紧密结合

事实上,快速发展的信息化技术和自动化仪表的发展联系非常紧密,而且,二者是相互影响的。其中,自动化受信息化技术的影响主要表现在以下两方面:一方面,二者的发展都需要高素质的新型科技人才,另一方面,自动化仪表的发展必须要依靠信息技术的发展,这样一来,信息技术发展的步伐也就加快了。然而,自动化仪表技术的发展涉及到多方面的内容,主要包含信息采集、处理和应用等内容。也可以看成是信息技术的分支。可以说信息技术的发展需要借助自动化仪表技术的发展。企业在实际的生产过程中,要注重自动化仪表和信息技术发展的结合,成为推动工业自动化控制发展的有效方法。

3.2重视自动化功能特性

安全问题是社会各界关注的焦点问题,特别是在自动化仪表技术方面,自动化控制功能问题成为最主要的问题。近几年,在市场上出现了很多已经得到安全认证的自动化仪表。所以,功能安全仪表,并不仅仅应用到安全系统中,而且还要应用到仪表的功能检测系统中。由于市场竞争较激烈,因此,企业为了在市场中立足,提高企业自身的竞争力,大多数自动化仪表制造厂商都会对仪表的功能安全进行深入的研究。近几年,随着对自动化仪表的深入研究,使得自动化仪表质量得到了快速的提高。

3.3做好自动化控制技术发展的基础工作

要想将自动化技术发展应用好,就要做好自动化技术应用的基础工作。对自动化控制的发展同其他技术的发展一样都是一个从低级到高级、由不完善到完善的过程,只有生产方式由机械化转变到自动控制化,生产过程整体自动化,自动化控制技术才能有效的很好的得到发展。当前,我国的工业自动化水平与国际先进水平还相差很远,我们不能求一时的高度自动化,而应该做好相应的基础技术、发展经验和发展资金的准备。

3.4大力发展成本小、前景好的自动化控制技术

对于低成本的自动化控制技术,不仅投资少,而且前景好,见效速度也快,对于我国现阶段的经济发展也有很大的促进效果。针对现在节能减排的目标,企业在实现自动化的同时应尽量减少资金和资源的利用和投入,来争取更大的产出。我国的机械制造企业都拥有大量的通用设备,企业在发展自动化技术时,应在原有的设备基础上进行合理的改造,充分发挥我们的主观能动性,争取建立成一个以信息自动化为先导的自主的单元化生产系统。

3.5实现无线通信

无线通信技术的发展已成为工业自动化控制技术研究的重点问题。主要表现在三方面,第一,技术方案的多样化发展。不同的技术方案针对的对象与应用技术是不同的,只有在一些局部发挥出了其优势。第二,参与者的人数越来越多。目前,我国对自动化仪表的研究人越来越多,如学校,自动化仪表企业、高技术企业等。第三,出现了很多无线演示系统、无线模块等,为实现无线通信做出了巨大的贡献。

4结束语

工业自动化的迅速发展与应用极大提高了企业的产率和经济效益,也使得人们摆脱了繁重的体力劳动,减少了在恶劣工作环境下的工作量,这对于我国的国民经济的发展也起到了极大的促进作用。在未来的时间里我们将对工业自动化控制系统进行更加深入的研究,争取尽快赶上发达国家的工业自动化水平,实现经济的跨越式发展。

参考文献:

[1]贡霰.工业自动化控制的探讨[J].中国科技信息2011(18).

自动化控制研究篇2

关键词:自来水厂;自动化控制;控制系统;系统实现

引言

若人不能摄取足够地水分就会口干舌燥身体不适,各项机能出现异常,严重缺水甚至会出现生命危险,因脱水而死。人对水的摄取量将直接影响身体的新陈代谢、呼吸系统、分泌系统、消化系统、血液循环等多个方面身体机能。水是人类身体中化验反应的媒介,是体内各种营养素和物质运输的平台,是保障身体正常运作的基础。自来水厂为人们用水提供着服务,满足着人们用水需求。但随着城市化进程的加快,传统供水控制系统已无法满足现代化快节奏的生活与企业运作用水需求,引进自动化控制系统,提高供水质量势在必行。

1现代自来水厂自动化控制系统特点与功能

现代自来水厂指具有一定水生产设备,能按照相关工艺标准完成自来水生产过程,并且其水质符合一般生产用水和生活用水要求的企业,主要从事水生产、水销售,为人们提供供水服务,满足人们用水需求[1]。毫无疑问自来水厂担负着重要社会职能,影响着城市供水,影响着供水质量,若自来水厂控制系统出现问题,不仅会影响供水质量,甚至会影响水质,给居民生活造成不便。当前传统自来水厂控制系统已无法满足供水需求与行业发展需求,很多自来水厂开始引进自动化控制系统,以此提高生产效率,降低生产成本,全面提升水质[2]。自来水厂自动化控制系统融入了智能控制技术、传感技术、自动化控制技术、计算机技术,PLC技术、网络技术,整个控制系统由:中央控制站、现场控制总线、电气设备、PLC可编程逻辑控制器组成,通过该系统能实现信息化智能生产控制。而且该系统具有故障检测功能与系统状态检测功能,能实时对设备和系统状态进行检测,及时反馈故障问题,降低故障率,提高生产水平,节约运维成本,避免故障点扩大[3]。而且自动化控制系统,控制精度高,逻辑判断能力强能根据实时生产情况,自动做出控制决策。因此,现代自来水厂生产经营中应积极运用自动化控制系统,进行生产技术改革创新。

2现代自来水厂自动化控制系统设计与实现

通过前文分析可知道,自动化控制系统在自来水厂生产控制中应用的重要意义。从现代自来水厂自动化控制系统设计与实现思路来看,系统控制基本单元应能实时对运行工况进行控制,对设备进行保护,对设备故障进行检测,并自动生成监控数据信息,且所生成信息具有直观性、可视性,能进行显示输出,能为生产操作控制提供依据。系统结构设计方面,要保证结构灵活性与兼容性,应采取模块化设计思路,从而降低设计难度和系统实现成本,主要模块应包括:中央控制模块、数据库模块、控制命令执行模块、工作站模块、数据采集模块、数据处理模块、通信模块、故障诊断与报警模块等等,涉及到的子系统包括:仪表系统、加药控制系统、配电系统、总线系统、PLC系统、流量调节系统等等。各模块与各子系统间应有良好兼容性,以保证系统良好运行,通过各子系统的协调来实现现场数据的采集、处理、传输,发送控制指令,对生产工艺和流程进行自动化控制。从流量调节子系统设计来看,该系统应能根据控制指令及PLC控制编程条件,设置流量定值目标,自动对流量进行调节控制,同时要满足准确性要求,能准确控制流量。而加药控制子系统,应能根据系统指令,自动对药液浓度、配药参数进行自动控制和调节,保证加药符合预期目标,使水质符合标准,避免资源浪费。配电子系统应能够根据生产需要,自动选择适合功率,主动进行无功补偿,调节电压、电流,保证各类仪表与设备保持良好的运行状态,降低故障率。具体系统设计与实现中,不仅要考虑到系统的经济性与功能性,还要保证系统先进性、可靠性、可拓性。保证系统先进性,能提高生产水平,保证系统控制性能,避免自动化系统过早更新换代,导致资源和投资浪费,增加运维成本。而可靠性是自动化控制系统应用的前提,若系统无法保证可靠性,时常发生系统崩溃或误动现象,必然对自来水厂正常生产造成影响,影响正常供水。可拓性是指系统应预留升级空间,能进行系统结构升级。在原有基础上进行系统升级,能降低升级成本。因此,自来水厂在进行自动化系统设计中,应合理选择设计方案,做好系统结构设计,保证可行性和合理性。

3结束语

人类离不开水,水是人类生存的重要物质资源,加强自来水厂建设,保障供水质量和水平具有重要意义。传统自来水厂控制技术已难以适应用户需求和市场要求。因此,自来水厂应积极进行技术改革创新,在控制系统中融入自动化控制技术,进行自动化生产控制,以提高水厂效率和水平,降低自来水厂运维成本,提高供水质量。

参考文献

[1]丁小丽.基于模糊控制的自来水厂控制系统的研究与实现[D].昆明理工大学,2014,11:30-33.

[2]黄忠朝.现场总线技术研究及其在现代化水厂生产网络系统设计中的应用[D].昆明理工大学,2013,16:66-70.

自动化控制研究篇3

[关键词]现代化工 仪表 自动化 控制

中图分类号:TQ056 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0312-01

1 前言

最近几年来,随着科学技术有效应用,我国电气工程领域取得的巨大成绩,其中自动化技术已经全面覆盖现在工业的不同角落。现代化工仪表及化工自动化的过程控制,能够将生产效率大大提高,也正是因为化工仪表自动化技术的普及,我国化工行业的发展呈现出爆发式增长的态势,因此认真研究化工仪表自动化过程控制,并分享研究成果是一项非常有意义的工作。

2 化工业常用的仪表汇总

根据实际统计,目前我国工业化生产中常用的化工仪表自动化种类大致有如下几类。

2.1 压力仪表

鉴于化工行业的特殊性,压力仪表在化工生产中起着至关重要的作用,因为通过压力检测,操作人员在操作设备时就具有了安全性,进而可以有效完成生产过程。相对于高压聚乙烯反应容器而言,常用的压力范围是负压到300Mpa,测量压力的原理有多种,根据不同的测压原理,一般选用不同种类的压力仪表,最为常用的压力仪表有三类,分别是弹性式、活塞式(压力校验仪)和液柱式。压力仪表的应用范围也十分广泛,高温介质、腐蚀介质、易结晶介质等诸多介质都可以做压力测量,而且测量的精度相当高,可以达到0.1级,这是我国工业水平不断提高的结果。

2.2 流量仪表

流量仪表的应用在工业生产的过程中最为广泛,流量仪表所测获的参数内容非常丰富,因此在化工行业中对流量仪表的有效使用一直都是主要研究课题之一。流量仪表和人们日常所指的流速存在一定差异,流量测算强调单位时间内在有效截面内径流的流体的体积和质量。测量流量原理采用的是根据流体介质的不同而划分的,测量流量可以分为测量体积流量和测量质量流量。一般而言,常用容积法和速度法来测量流量的体积,常用推导法和直接法来测量流量的质量。

2.3 温度仪表

温度仪表在化工生产中对温度的测量与监控作用是无法替代的。通常状态下,温度仪表的指示范围是-200与+1800℃之间。在工业生产中,的温度仪表大体分为两种类型,一是热电阻型;二是热电偶型,测量方式均采用接触式。自动化控温是目前主流的趋势,这与现场总线技术的应用有直接联系。

2.4 在线过程分析仪

为了实现化工生产中的自动化控制和分析,在线过程分析仪的采用是必要的。与传统化工生产相比较,注重工艺参数的自动化测量与控制是现代化工生产进步的亮点之一,其测量与控制过程均来自于在线过程分析仪的有效应用。在线过程分析仪间接保证了产品质量的有效性,在线过程分析仪往往需要多套仪器协同使用,一般而言是核磁、原子吸收、液相色谱等十几种仪器多为我国化工生产中所采用。

2.5 物料仪表

物料仪表主要是用于对液位的测量,测量的对象是原料、半成品或者成品。由于测量方式的不同,物料仪表种类众多,随着化工产业的不断发展,石化行业对物料仪表的精度上提出更高要求,精度较高的磁致伸缩式(0.05%)、雷达式(0.3%)和矩阵涡流式(±1mm)液位计应用广泛。

3 化工仪表自动化控制的重要意义

化工生产自动化过程简称为化工自动化,是指化工生产过程中通过在设备上安装一些自动化装置来取代人为手工操作,进而实现生产自动化的过程。作为我国的支柱产业之一,化学工业在国民经济快速发展过程中所取得的成绩有目共睹,化工产业的自动化程度也越来越高,一般情况下,化学生产过程通常在都会封闭空间内进行,由于化学药剂等物品的特性以及操作空间的封闭性导致生产环节事故频有发生,严重影响员工身体健康甚至威胁到生命安全,人员作业难度极大。因此,为了实现化工生产的环保性和安全性,对工艺的指标进行严格的监督与控制是非常重要的,在这其中最为显著的办法就是实现化工仪表的自动化。

4 如何实现化工仪表自动化过程的控制

4.1 发挥仪表的编程功能

在仪表的制造过程中加入计算机软件元素,将传统的大量硬件逻辑电路进行替换,实现硬件软化,特别是是在控制电路中应用一些复杂功能的控制软件,大大简化了仪表内部控制的结构,采用高端的计算机软件对仪器仪表进行改造,代替常规的逻辑电路,大大提升了仪表的性能和仪表的运行速率。

4.2 发挥仪表的计算功能

在仪表的设计中加入微型计算机,实现仪表计算的自动化,因此仪表就具备了对许多复杂数据的计算能力,并且在一定程度上的准确性也大大提升。在实际的化工仪表运作过程中,需要对乘除一个常数或者确定最大以及最小值,这就凸显出了自动化化工仪表计算功能的优越性,简化了工作程序,也减少劳动力。

4.3 发挥仪表的可记忆功能

传统的仪表采用的是硬件设施,只能够对一时或者一阶段的状态进行记录,并且对于太过复杂的实际工作状态并不能及时的保存,在新状态的来临后,老的状态记录就会被删除。当微型计算机引入到自动化仪表后,由于计算机本身强大的储存功能,能够将状态一直记录下来,方便查看。

4.4 发挥仪表的复杂控制功能

当化工仪表实现自动化后,一般常规仪表不能实现的相关功能,在自动化的化工仪表内能够得到完整的处理。这就对化工生产中遇到的复杂性问题得到了相应的控制,大大减少了化工生产过程出现故障的概率。

4.5 发挥仪表故障监督功能

仪表显示以及记录的是整个化工过程中的相关数据,传统的仪表采用的是硬件的设施,没有办法灵活的具体显示出故障的大置,但是基于现代化工自动化下的仪表,由于拥有了微机处理系统,能够较为精细的找到故障数据,为相关故障排除与检修人员带来便利,既节省了维修检查时间,又在一定程度上提高了化工生产的效率。继而保证仪表监控人员能够通观全局,及时把握现代化工过程中可能出现的问题,有效地对其进行避免,利于保障现代化工的稳定性、安全性以及经济性。

5 现代化工自动化仪表的发展前景

实现现代化工生产运行的平稳、安全以及可靠是现代化工自动化仪表的基本目的,所以对化工数据进行显示、记录以及调控等措施是必不可少的,但是由于社会经济的不断发展,科学技术的不断进步,化工新型设备逐渐增多,并且化工设备之间的联通方式也越来越复杂,为了确保化工设备的安全运行,相关部门投入了大量的人力物力和资金,将现代化工自动化仪表的设计理念引入到了化工生产过程控制之中。

6 结束语

现代化工仪表及化工自动化的过程控制的研究可以根据现代化工的特点使用现实与理论相结合的方法进行系统的研究,包括控制主站系统和自动化装置,是对于整个现代化工机械运行状态进行研究的。在可能出现安全故障的时候,为安全处理中心提供事故的事故处理的相应应对措施,应用全微机化内部设施代替了原有的化工仪表的硬件设施,提高故障的检修以及排除速率,进而将事故发生时所带来的不必要的经济损失降到最低。

参考文献

[1] 丁秋琴,姜盈盈.探讨现代化工仪表及化工自动化的过程控制[J].化工管理,2014(23):178-180.

[2] 邓D,张德良.现代化工仪表以及化工自动化的过程控制[J].中国化工科技论坛,2013(03):31-35.

自动化控制研究篇4

关键词:电力自动化 现代控制理论 自动控制技术 电力系统

中图分类号:F407文献标识码: A 文章编号:

0 、引言

伴随着数学学科(特别是矩阵学)的发展为现代控制理论的不断提高提供了可能,自动化、数字化技术开始逐步应用在电力系统建设中 ,现代控制理论和传统控制理论相比,算法更为精确,更注重对系统的实时控制、将来控制,控制效果更为明显。在电力系统中有很多自动控制理论应用的领域,本文将就这一议题展开分析。

1、电力系统的自动化

电力系统中的自动化是指利用自动化技术实现对电力系统中各项数据的采集、全面监控电力系统中的各项运行指标,并对电力系统的运行进行控制,从而让电力系统工作在稳定、安全的状态。算法较为精确的控制技术还能够实现电力系统的节能。

2、电力系统自动化分析

自动化是电力行业发展到一定水平的产物,是自动化技术、计算机技术以及电力电子技术发展的结晶,电力自动化系统规模较大,包含很多零部件和设备,一般来说电力系统自动化包括如下几个方面:

2.1 电力调度自动化方面

电力调度自动化是当前电力系统自动化中发展最为迅速的一个方面,电力调度自动化技术要实现对电力运行系统中各项数据的有效采集、实时采集,保证电力调度的安全和稳定,从而提高电力系统的经济效益,并充分保证电力系统市场的稳定和可靠,并在一定程度上对电力市场起到参考作用,也是电力自动化技术的核心所在,对整个系统的稳定十分重要。

2.2 变电站自动化方面

变电站自动化系统十分繁杂,涉及到现代电子、通信、信号处理以及计算机等诸多方面,主要实现对变电站远动装置控制、故障录入控制、信号检测控制、继电保护控制等几个方面,并对变电站进行适当的组合和优化,实时监控变电站内部所有运行指标进行监控。变电站是当前电力运行系统中耗能较大的一个部分,做好变电站自动控制,能够降低运行成本和维护成本,从而提高运行效益,并且也保证了所供电能的质量。

2.3 配电网自动化方面

众所周知,配电网的工作对人工的依赖度很高,在当前,我们已经实现了对配电网的孤岛自动化控制,当前高度发展的通信技术和计算机技术为配电网自动化的网络化提供了可能。如图所示:

配电网自动化设计到馈线自动化方面、自动制图方面、地理信息系统方面、设备管理方面以及配电参数指标分析方面,配电网自动化是配电自动化系统的重要内容。网络化配电话自动化技术要在孤岛化自动化配电网技术的基础上实现智能终端的开发、通信技术的实现和完善以及后台应用软件的完善三方面主要工作。在当前,我国电力建设飞速发展,但是从地域角度来看,发展还较不平衡,要按照国家建设的大方针以及各地区实际情况逐步推广和发展。

3、电力系统中应用到的控制技术

随着当前科学技术的不断发展,很多精确的控制技术被不断应用到电力系统中来,下面笔者就控制理论技术的内容展开讨论。

3.1 神经网络控制

神经网络控制技术是集非线性控制技术、并行控制技术、强鲁棒控制技术特点的现代控制技术,并且具有很强的自学习能力。神经控制技术是将众多神经元按照特定的结构组合起来,并将信息蕴含在链接权值上,而且可以学习算法的需要进行这些值的大小,从而实现复杂线性关系的控制。目前神经网络理论研究主要集中在神经网络模型及结构的研究、神经网络学习算法的研究、神经网络的硬件实现问题等。

3.2 模糊控制技术

模糊控制技术是现代控制理论中较为简单的部分,而且在工程中的应用较多,十分容易实现,在建模过程中,可以实现对各种数据的实时控制,具有很明显的优越性,这种方法的应用领域很多,我们日程生活中用到的很多小家电中都可以使用模糊控制,在电力控制系统中,模糊控制主要应用在智能电网这一块,对控制目标设定好几个阀值,并根据目标处于的状态进行实时控制。

3.3 专家控制技术

这种控制技术在电力系统中应用十分广泛,能够实现对电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急状况下的应变处理、系统数据的回复以及适当的模态分析,此外在切负荷方面、系统规划方面、电压无功控制方面以及故障点的隔离方面均有很大效果。在当前专家控制还存在很大的局限,需要在动态安全分析以及通信接口方面进行进一步的探索。

3.4 最优化线性控制技术

这种控制理论技术是当前现代控制理论中十分重要的技术,也是在线性控制范围内的最好的控制方法,目前最优化线性控制理论在远距离输电线路输电能力的改善方面以及智能电网改善动态品质上取得了重大突破,此外,这种控制方法在风里发电机上电励磁的解决方案上有很大的发挥空间。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题,取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。电力系统线性最优控制器目前已在电力生产中获得了广泛的应用,发挥着重要的作用。但应当指出,由于这种控制器是针对电力系统的局部线性化模型来设计的,在强非线性的电力系统中对大干扰的控制效果不理想

3.5 综合智能控制技术

顾名思义,综合智能控制技术就是讲现代控制技术和智能控制技术结合起来,并在电力运行系统中,如模糊变结构控制,自适应或自组织模糊控制,自适应神经网络控制,神经网络变结构控制等。另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉结合,对电力系统这样一个复杂的大系统来讲,综合智能控制更有巨大的应用潜力。现在,在电力系统中研究得较多的有神经网络与专家系统的结合,专家系统与模糊控制的结合,神经网络与模糊控制的结合,神经网络、模糊控制与自适应控制的结合等方面。神经网络适合于处理非结构化信息,而模糊系统对处理结构化的知识更有效。因此,模糊逻辑和人工神经网络的结合有良好的技术基础。这两种技术从不同角度服务于智能系统,人工神经网络主要应用在低层的计算方法上,模糊逻辑则用以处理非统计性的不确定性问题,是高层次(语义层或语言层)的推理,这两种技术正好起互补作用。神经网络把感知器送来的大量数据进行安排和解释,而模糊逻辑则提供应用和挖掘潜力的框架。因此将二者结合起来的研究成果较多。这种技术往往解决大型电力系统,但是多种控制技术的共同应用对控制模型的建立工作以及控制的实施工作带来了很高的难度。

4 、结语

在当前,很多控制技术被应用到电力系统中来,并取得了很好的成效,但是由于技术水平的局限以及实践经验的匮乏,当前这些先进的控制技术还有待进一步发展和研究。

参考文献

[1]王平洋.电力系统自动化与智能技术

[2]张凤祥.电力系统自动化.中国电力工业与电力系统自动化

自动化控制研究篇5

【关键词】PLC;电气自动化控制;研究

0 引言

在电气自动化控制系统方面,我国的研究水平相对较低,在该系统中普遍运用着电气连接线,这种连接存在诸多的不足,在安全、质量与维护等方面均不能满足系统的要求,极易影响系统的有序运作,为了解决上述问题,本文将研究基于PLC的电气自动化控制,旨在保证系统的正常运行,促进相关企业的稳步发展。

1 PLC的概况

1.1 PLC的涵义

PLC即可编程逻辑控制器,它主要是运用了可编程的存储器,并根据用户程序的命令,通过数字或者模拟式输入、输出等来控制不同类型的机械或者生产过程等。

1.2 PLC的特点

PLC有一系列的特点,主要表现在以下几方面:其一,PLC的系统结构,该系统可以大型化,也可以小型化,在此基础上,系统将根据生产应用的实际需求进行调整。大型的PLC系统具有容量大、运算快速的特征,因此,可以将其用于特定的场合;小型的PLC系统具有体积小、耗能低与安装方便等特征。其二,PLC的应用,由于PLC的接口较为简单、直观,因此,相关的技术人员可以很快掌握系统的应用方法,并且在运用过程中,其操作指令技能也较为基础。PLC的应用简单、适用,因此在不同的电气控制场合与其他领域均可以进行应用与推广。其三,PLC的抗干扰能力,PLC在设计之际便运用了较强的抗干扰技术,同时还装置了配套的预警系统,进而可以实现对PLC设备和电路的保护,PLC的该特点使其更加符合复杂工业制造环境的需求。其四,PLC的维护,PLC的设计方法为存储逻辑,致使设备的外在接线与设计控制系统等方面的时间有较大幅度的缩减,因此,系统的维护也更加方便。

1.3 PLC的应用意义

基于PLC的电气自动化控制系统是由三个服务器构成的,分别为数据库、Web GIS和Web,该电气自动化控制系统的应用有着积极的意义,开创了电气工程的新时代,同时PLC技术的应用,提高了电气工作的质量,保证了电气安全的管理,进而推动了电气事业的进一步发展。

2 电气自动化控制的概况

电气自动化主要是对电气工程相关的试验、自动控制等电子领域进行研究,其发展的方向为融合计算机技术与电器工业自动化。在计算机技术与互联网技术的作用下,促进了电气自动化的发展。

现阶段,电气自动化控制技术在众多领域均有所应用,该项技术的应用,促进了企业的发展,推动了企业的现代化进程,主要是由于自动化控制系统不仅控制了企业的成本,还提高了企业的效率,进而满足了企业发展的需求[1]。

电气自动化控制技术有着诸多的优点,主要表现在显著的准确性与快速性,良好的兼容性与可操作性,较高的工作效率与较短的控制时间,并且能够实现远程控制与数据采集等。

3 基于PLC的电气自动化控制的应用

3.1 应用于中央空调

冷却系统是中央空调最为重要的组成部分,其控制方法主要有三种,分别为继电器、直接数字与可编程控制器。前两种均有一定程度的不足,第一种方法具有复杂的结构与较高的能耗;第二种方法具有较弱的抗干扰能力,并且在实际运用过程中还存在较多的限制。但第三种方法具有良好的可靠性与较强的抗干扰能力,同时还具有诸多的优点,致使其在中央空调中得到了普遍的应用。

3.2 应用于交通系统

在交通系统中的应用主要是由于PLC具有良好的适应性与稳定性等功能,因此,可以用于控制交通信号灯。同时,PLC的智能化特点使其适用于繁忙的交通路段,它的应用有效缓解了交通管理人员不足的问题,同时也保证了交通信号等的准确性。在实际应用过程中,受通讯功能的制约,路网信号在设计之际要将同一线路上的信号灯进行联合,PLC系统才能实现全面的控制,才能保证整个路网的调度。

3.3 应用于数控系统

数控系统在加工之际对位置的要求较高,其中点位加工与孔加工等领域均要保证较高的精准度,PLC的应用主要体现了其控制精准的优点,通过编设的程序,保证了刀具迅速、准确的移动与加工,同时该程序具有简单的指令与操作。

3.4 应用于顺序控制

顺序控制被广泛应用于不同的企业之中,例如:火电厂的除灰系统,输煤系统等。在不同系统中应用顺序控制,有效提高了生产的效率,同时通过电脑实现了对设备的有效监控。基于PLC的顺序控制,促进了生产的稳定性与可靠性,实现了人力资源的合理配置,保证了企业经济效益的增长[2]。

3.5 应用于开关量控制

在开关量控制中应用PLC,不用考虑控制时间的限制,能够有效的、及时的进行断路控制,同时,基于PLC的快速反应优点,将其应用到自动切换系统中,减少了对器材的影响,并且提高了系统的便捷性与可靠性。

4 基于PLC的电气自动化控制的发展前景

随着PLC的广泛应用,其中存在的不足也逐渐显现,PLC的抗干扰能力仍需进一步加强,主要是由于PLC处于较为恶劣的生产环境之际,受电磁干扰,其系统将会出现各种问题,进而影响生产。只有通过不断的研究,提高PLC系统的稳定性与抗干扰能力,才能减少对生产的影响。与此同时,PLC的其他优点也需要不断完善,进而形成新的PLC控制系统,为工业自动化、数字化与先进化等奠定坚持的基础[3]。

5 总结

综上所述,基于PLC的电气自动化控制技术具有一定的先进性,不仅解决了传统电气自动化控制系统中存在的问题,还提高了工作效率,保证了资源的高效利用,进而为企业经济效益增长提供了可靠的保障。相信,通过研究的日益深入,PLC控制系统将得到更加广泛的应用,同时,该系统将更加完善,其发展空间将更加广阔。

【参考文献】

[1]马彪.基于PLC技术的电气自动化分析[J].科技风,2012,20:59.

自动化控制研究篇6

关键词 电气自动化;控制系统;发展研究

中图分类号 TM92 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2016)160-0161-01

电气自动化的工程依托于先进的科学技术的发展。对于电气自动化的工程的生产者来说,电气工程自动化能够大面积的减少人工劳动力地投入,提高检测的精准和和实时的信息安全性,增大生产活动的规模。同时,也在一定程度上起到监督安全事故的产生和控制的作用,确保电气设备合理有序的运行。

1 电气自动化工程控制系统应用

随着社会的进步和科学技术技术的飞速发展,高新科技技术和自主创业的节节高升,由高新技术产业推动的工程领域的比重也在扩大,许多行业电子设备的智能化和数据化都依靠电气设备的配合才能合理运行。我国的电器设备自动化经过长时间的发展,已取得了重要的进步。

1.1 电器自动化控制系统的集成化网络

电气化自动系统主要包括以下的几个领域的发展研究:中心管理层的纵深目标的研究深入。企业的内部部门的使用特殊的浏览器可以访问自己企业的财务、内部信息和人事资源等信息数据的内容,与此同时,也进一步加大了对电气自动化系统的监督和控制,随时随地的审查本企业在宣传策划、生产网络和人事招聘等信息的最新内容。还有一个方面是指技术的应用在电气自动化设备,电气自动化内部处理中运行的横面纵向扩大。增加应用中的微电子设备处理程序,使明确的规定变得模糊起来,与此同时,提供相应的软件和通讯设备的技术和谐一体的运行的能力,使得应用程序的计算和环境模拟系统的区域慢慢确立起来。

1.2 标准化的电子自动化控制系统

在电气自动化工程的控制领域,主要的发展动态已经逐步转变为人和机器相配合的状况。由于人工性能的高机动性和高速处理的数据的能力正在一步步被人们所采用。同阶段,点起的自动化控制系统所采用的标准语言系统是Windows GT和IE,使其维护和加工更为便利。

伴随着企业的发展,DSC系统在企业内部实际应用中的缺点也逐渐的显现。DSC系统是混合系统,隶属于模拟数字的体系,它的仪表仍是传统的仪表盘,安全性和应用性都存在很多问题。在修理和维护的阶段工作是十分复杂辛苦的。生产方企业的工厂之间没有统一的生产维修标准,使用的材料和方式也多种多样和不易修理的特性,以便变得不堪重用。科技进步飞速发展的网络时代带动了电气自动化控制体系的建立。

1.3 电气自动化的控制系统的集中控制

集中控制的方式采用的方法是控制所有系统中存在的终端处理器的位置,造成了系统处理数据的缓慢运行,效率降低,对机器设备产生了负担。要将全部的电气设备的控制数据都放到监管系统中去,这样电缆在进行长途数据传输的过程中不会对系统的安全运行造成损毁。因此集中控制的电缆都是闭路的线缆,设备的后续开发和研究工作无法正常运行,设备连接时时容易产生混乱的混淆,繁杂的线路使得查线工程的工作量巨大,增加了后期维护的投资成本和难度的增加,整个电气自动化设备无法完美的运转。

2 电气自动化控制系统的发展

2.1 电气自动化的创新历程

国内根据我国的国情,制定了电气自动化的工程在未来的主要发展方向。为电气自动化工程的未来发展打下了坚实的基础和长期高效的发展计划,在这个鱼龙混杂的大网络环境下,不断的提升电气自动化系统的科研创新力量的投入,增加对先进技术和先进设备的引入。不断追求电气自动化控制系统中的自身技术创新,力求做到重新吸收在创造的自主知识产权的品牌研究,为电气自动化的设备和场地提供更加广袤的场地。实施积极的鼓励政策,同时,国家也要健全相应的法律法规,加快实施国家重大的科技研究项目。我国目前许多企业在电气自动化控制系统中的生产和研发一直处于低端产品的水平,处于绝对的劣势,缺乏打开国际市场的项目。应该积极创新研究相关的产品技术,转变传统思维模式中的经济发展状况,加大以时间为主的创新科技力量的投入,提高自主创新能力。

2.2 电气化自动系统的统一性

完整统一的电气自动化控制设施是高效全面的,产品的周期新创和测试后期维护及运行等方面。能够在最大限度的节约生产过程中的成本、投资和研发时间、将电气自动化的系统进行统一的管理,能够最大码程度的满足用户的需求和体验,把在电气自动化控制系统中的产品安全性能一次综合考验,网络结构的有力的保障措施,是实现网络电气自动化体系的强力支持,不论是进行现场的模拟实验还是进行电子实验的研究,都是控制设备元体到接收地点的自动化的通讯社设备。

2.3 电气自动化控制系统的安全性增加

任何产品和事物,安全是其第一组成部分,现代的电气自动化控制系统都加大了对于产品的安全措施的投入,朝着安全技术的集成系统的方向大力迈步。在保障用户现阶段的安全体系下做到一体化的发展策略。运用最低的设计开发资金实现自己研制的安全控制计划。在未来电气自动化控制系统的主要目标是实电气自动化控制系统产品的自主控制研发。纵观国内国外的市场,我国电气自动化控制系统的产品安全性应该从供货量需求较大的目标着手,在逐步缩小到安全性能需求量小的电气自动化控制网络设施的硬件中,对电气自动化控制系统的性能和设备做一个全方位的检测。

2.4 电气自动化控制系统和数字化系统互相结合

电气自动化的技术信息的典型进行全球数字化系统的研究和发展,数字化地球的研究和中包括了大量数据研发的经历,可以把大量高显示率的动态数字进行详细的表达,通过多维空间传输和地球相关的数据信息整体性的推进,最终达成一个地球数字地球全自动化的社会。我国是一个农业产量和人口大国,粮食产量不足一直是我国最为棘手的问题。近年来,我国在农业的生产过程中使用了大量播种机和收割机等设备,这些就是电气自动化设备的控制系统的有效利用。加快了设备机械化的进程。将地球链接为一个统一的整体,人们不管在任何地方,只要根据整理出来的数据信息,就能得知其他地点的电气自动化控制数据。

3 结论

经济全球化进程的不算加快和全球经济的复苏,电气自动化的控制系统已经成为我国经济发展中必不可少的一部分。传统的电气控制化系统已经变得不再受到人们的关注,不论是从使用的便利性还是安全性上来讲,都已不满足于现代社会的需求。电气自动化控制系统的重要性使其未来的发展趋势必然是迈向和谐统一的智能化、创新化的发展方向。由于我国特殊的国情和发展现状,电气自动化的控制系统的研究和普及的发展趋势已经成为经济发展的必然要求。

参考文献

[1]唐静.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展[J].电子世界,2014(3):87-88.

自动化控制研究篇7

【关键词】自动化技术;自动化控制理论;发展;趋势

引言

本文主要介绍了自动化技术的产生、发展及发展趋势,所谓的自动化控制技术是指通过一定的控制功能对工业生产的全过程进行自动控制的系统,实现所要达到的控制目标,保证工业生产的有序化。自动化控制技术通过一定的控制功能对生产中的温度、压力和湿度等进行自动化控制,已成了工业生产中的重要控制手段。传统的人工控制与现代的自动化控制,无论是工作原理或者效果等有很大的区别,现代的工业生产中想要实现自动化控制,操作人员必须具备熟练的自动化技能技巧,还要制定合理的自动化控制方案。

1 自动化技术的产生和发展

在早期的控制理论中,用传递函数来描述系统的输入-输出关系,主要研究单输入-单输出的系统。控制论诞生初期,普通的科技人员没有计算机作为计算工具,控制系统的分析和设计主要依靠手工计算和一些图表的帮助。因而,在早期的控制理论中,人们设计了各种各样的图表和曲线,如伯德(Bode)图、奈奎斯特(Nyquist)图、尼柯尔斯(Nichols)图以及M圆等,用频域法作为控制系统的辅助分析方法。把这一时期的控制论称为经典控制理论。

20世纪60~70年代,由于计算机的飞速发展,推动了空间技术的发展,控制系统变得越来越复杂,单输入-单输出的传递函数已不能描述现在的复杂系统,这时出现了状态空间法。它采用状态空间描述取代了先前的传递函数那种外部输入输出描述,对系统的分析直接在时间域内进行,集中表现为用系统的内部研究代替了外部研究,从而大大地扩充了所能处理问题的范围。在状态空间法的基础上,提出了能控性、能观性的概念,从而形成了现代控制理论。

随着计算机的诞生和发展,涌现出一批新型的控制策略,这些控制策略结构复杂,不借助于计算机根本无法实现。这些控制策略有些已经成为自动控制理论的重要分支。例如,自适应控制、预测控制、智能控制、鲁棒控制、最优控制等。当使用这些控制策略对系统进行控制时,所面临的设计和校正的任务就是根据希望的系统性能指标,研究、设计这些控制策略的结构和参数了。把这一时期的控制理论称为超现代控制理论。

2 自动化控制的基本原理

自动化控制基本原理可通过前馈控制和反馈控制两个词来表现。前馈控制是建立在干扰量得基础之上的,控制量会由于干扰量得变化而发生变动,预先施加一个作用用以对干扰量加以抵消,使被控量保持恒定,不受干扰量的影响。反馈控制是建立在被控量偏差的基础之上的,当被控量发生改变时,控制器机构会接收到的反馈信号进行输出控制反应,对变化进行调整,也就是说只有控制量变化,才会有反馈控制的输出。但是无论是前馈控制还是反馈控制,目的都是一致的,都是为了被控量按照任务要求稳定输出。

3 自动化控制的发展趋势

科学技术的发展日新月异,自动化控制技术在已有的技术成果的基础上,也呈现出以下良好的发展趋势。

1)自动化控制系统的复杂化。随着社会经济的发展和科学技术的不断创新,为了跟随高新技术发展的步伐,满足各行业领域的需要,自动化控制系统必将朝着大规模化、复杂化得方向发展。自动化控制系统规模的不断扩大,其建模和仿真的工作任务也将面临越来越多的困难。系统的建模涉及范围广泛,模型的转换、分辨率、模型之间的融合集成都是亟待解决的问题。

2)控制系统结构和算法的优化。自动化控制系统在应用和发展中,控制系统的结构的优化方向朝着分布式分层递阶控制发展前进,随着系统结构的发展,控制算法也随之发展进化。

3)混杂控制系统的发展应用。最近几年,混杂控制系统迅速发展,很快受到行业的关注和重视,很多专家学者致力于该理论的研究。混杂控制系统的主要特点是通过一个框架结构的建立,将离散系统和连续系统加以综合,在框架内部进行集成分析,形成一个综合优化的系统。混杂控制系统综合数学、人工智能等多种学科技术,是自动化控制学科发展的里程碑。

4)非线性控制系统的发展应用。在控制领域总,非线性控制系统理论一直备受关注,发展迅速。在未来的技术发展中,非线性控制系统以清晰的模型为基础,朝着更简单化、更实用化、高性能化得方向发展。

5)智能化控制系统。现今智能化控制系统已经逐渐兴起,并且表现出其独特的优势。在未来自动化控制的发展中,智能化系统能够对复杂化得大规模的工业过程进行自动化、智能化的全程控制和决策。未来计算机技术、网络技术、智能技术等先进技术的发展,为智能化控制系统提供技术支持和保障。

参考文献:

[1]秦世引.展示面向21世纪自动化新技术的IFAC[J].自动化信息,2012(6):30-40.

自动化控制研究篇8

关键词:生产力;电气自动化控制系统;智能技术

近年来,随着科学技术的飞速发展,电气自动化技术也得到了巨大的提升。同时,伴随着社会经济的不断发展,电气自动化控制系统在社会经济发展中的作用越来越明显,新兴电气自动化技术逐步应用于电气自动化控制系统中,成为了其发展的动力和支撑。以往,对于电气自动化控制中的任务基本都是由人工来完成,然而一些较为复杂的任务并不是纯手工能够完成的,因此,本文着重研究一种智能技术来解决电气自动化控制系统中人工无法解决或者非常难解决的任务。

一、电气自动化控制系统概念

电气自动化控制系统主要目的是保证电气自动化设备正常稳定地运行,其主要功能有:

1、设备自动控制

当系统中某个设备出现故障,开关可以自动断开线路。

2、自动保护措施

当系统中的设备在正在运行时出现故障时,有可能导致电流电压瞬间大过允许的电流电压值,为避免这种现象的发生,需要对故障信号进行识别,并在识别到故障时采取相应的保护措施。

3、监控系统变化

对于系统中变量电的监控,应采用传感器实时感知并回馈结果。

4、实时测量

除了以上数据,还需要其他的一些信号、参数值才有助于对系统的监测及科学方案的提出,而对于这些需求值应该采用专业设备进行实时测量。

二、智能技术在电气自动化控制系统中的应用

1 智能技术

智能技术是一门新兴科学,属于计算机科学的分支,试图产生一种与人类智能响应类似的智能机器,其研究对象包括自然语言处理、机器人等。

2、电气自动化

电气自动化是一门特有学科,主要研究自动控制、电子与计算机应用、信息处理等[1]。

3、智能技术在电气自动化控制系统中的应用

这两者的交汇点在于实现机械自动化,使机械设备能够自动得实现电气自动化控制过程,而省去了人工繁杂的工作。随着科技与社会的前进,智能技术的应用越来越广泛,其中主要涉及的领域有:电气系统故障检测、电气系统控制、电气产品优化等。因此,将其应用于电气自动化控制系统中也成为了必然趋势。

4、智能技术在直流传动中的应用

(1)模糊逻辑控制的应用

目前,最常用的2种模糊逻辑控制器是Mamdani控制器和Sugeno控制器[2],其中前者主要在调速控制系统中应用,它主要由4部分组成:

a在模糊化的环境下实现了输入变量模糊化和量化。

b通过应用专家知识库对目标进行建模、控制,在此过程中应用到了神经网络推理、自适应模糊控制。

c采用推理机对人的行为决策进行学习。

d采用反模糊化技术来进行量化和反模糊化的实现。具体的反模糊化技术有中间平均技术等。

Sugeno控制器与Mamdani的共同点在其模糊规则库,当Sugeno模型为0阶模型时,Sugeno就是Mamdani控制器。

(2)人工神经网络的应用

人工神经网络的非线性函数估计其具有一致性,这样在电气传动中也可以使用它。人工神经网络采用并行结构,支持多传感器同时输入,有效地增强了决策的可靠度,同时其还具有优点:人工神经网络对噪音不敏感,其不需要被控系统的数学模型,在一致性方面变现得良好。目前,电气传动正在向减少传感器数量方向发展,但是在某些情况下,有的传感器的敏感度较低,这会导致信号的精确度降低,这时采用多传感器就会有效地避免这种情况的发生。

多层前馈神经网络采用了学习技术:误差反向传播技术。在某些情况下,多层前馈神经网络技术只能实现需要的映射,而对于最优隐藏层、激励函数的选择,没有相应的解决方案,这往往是在网络隐藏层及节点多时发生的,对于这样的问题可以考虑用尝试法。通过反向传播训练算法——最快下降法,可以对非线性函数近似值进行获取,学习速率作为参数出现在其中,并地网络特性有影响。该算法的主要用来向网络反馈输出节点,在搜索最优、调整权重等中都能用到。

2、智能技术在交流传动中的应用

(1)模糊逻辑控制应用

模糊逻辑控制运用于交流传动时,模糊控制器主要用于替换传统速度调节器,也可以拓展其用途,例如对电机力矩、磁通的感应等。这些用途在试验中已经得到了证实,同时当电气自动化控制系统中同时用到了CRPWM塑变器、模糊控制器、PI控制器[3]时,还可以补偿扰动,这些扰动通常是由负载转矩、惯性产生的。

(2)神经网络的应用

在神经网络应用在交流传动的系统中,主要有两个组成部分,其一是对定子电流的自适应控制,其二是对转自速度的自适应控制。前者可以采用对电气动态参数进行辨别的方法实现,而后者可以采用对机电系统参数进行辨别来实现。该系统同时应用了反向传播学算法,采用多层前馈型结构,通过学习三位图形映射,以初始速度、负载转矩为依据,结合实验结构,就可以明确最大可观测速度增量。该方法具有很多优势:可控制负载转矩的速度、定位时间短、性能佳等。

以上讲述了智能技术在电气自动化控制系统中的应用,其主要包括了感知、思维和行为能力,能够用于自然语言理解、智能化地解决问题,这对于机械人类意识能力的提高非常有促进作用,同时,也有助于电气自动化控制真正达到全自动化。

三、电气自动化控制系统的发展

随着科学技术的飞速发展,电气自动化控制系统也在逐步完善,如今电气自动化控制系统已经与IT技术紧密得结合,成为电气自动化控制系统发展的趋势,其中表现最为突出的即是智能化技术与电气自动化控制系统的结合,使电气自动化控制系统在智能化理论的驱动下,将机械人类意识完美地应用于电气自动化控制中,使电气自动化系统真正地实现智能化运作。在未来的发展中,智能化技术仍然会是电气自动化控制系统研究的重要方向,且其作用会越来越重要。

四、结束语

智能化技术能够使原本人工无法操作完成的工作或者操作起来非常复杂的工作解决起来智能快捷,在电气自动化控制系统中仍是如此,智能化技术的应用能够有效地减轻工作的繁杂度,使电气自动化控制趋向自动智能,同时还能提升电气自动化系统的效率和准确度。■

参考文献

[1]付海龙.浅议电气自动化控制系统的设计思想[J].大观周刊,2012(24):45-47.

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