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自动化控制研究范文1
前言
信息化时代的到来，传统生产模式已经不能满足现代社会的需求，也无法适应我国各项建设的快速发展。科技的更新推动了自动化技术的不断进步，并被普遍应用到各个领域之中。自动化控制具有良好的性能，可以提高我国的各项生产效率，保证工作质量，彻底摒弃传统的劳动模式，解放出更多的劳动力，有效的确保我国经济的稳定发展。尤其在化工领域，自动化技术有着更加广泛的应用，不仅提高生产效率，而且保障了过程安全，从而使整个化工行业的收益得到大幅增加。其中仪表的自动化控制非常重要，提升了总体的化工生产水平，为我国的现代化建设提供有效的保障。
1.化工自动化的概念及意义
所谓化工自动化，就是用自动化装置（自动化仪表、自动装置、计算机等）来代替人，对化工生产过程进行控制和管理的措施，将整个化工生产的过程实现自动化。目前我国现阶段的经济发展形势，化工生产在全国范围内，处于十分重要的地位。传统的生产设备，需要大量人力操作，由于化工生产的特殊性，人员在操作过程中会存在不安全因素，操作中稍有不慎，很有可能会造成事故，对人员安全及公司财产造成重大损害，所以采用现代化工仪表及化工自动化有效减少了人工的辅助，替换掉了繁琐的工作程序，严格控制和监督整个生产过程，提高各项生产指标，让生产过程更加高效、安全。
2.现代化工仪表自动化控制功能
我国是一个发展中国家，科技在不断更新，化工仪表在这个新时代的背景下，其发展前景非常可观。根据现阶段的生产需求，化工仪表的自动化控制主要包括以下几个方面：(1)仪表记忆功能在化工仪表中，硬件设施是非常重要的部分。使用记录功能的过程中，传统仪表所记录的内容较少，只能涉及到某一个阶段，或者是某一项数据的具体情况，一旦遇到相对复杂而繁琐的工作状态，记录就会受到限制，很多内容都会丢失，甚至出现删除信息的情况，原来的一些重要记录将会被强制删除，新的记录也无法顺利保存下来。随着新时代的到来，化工自动化仪表中微型计算机逐渐被应用，计算机具有有较强储存功能，持续记录整个运行的工作状态和情况，为今后化工生产过程中的数据收集、整理及分析，提供有力保障。(2)仪表计算功能化工仪表中，微型计算机强大的计算功能得到了很好的应用。对于一些比较复杂和多变的数据，计算机都能够快速而且非常准确的计算。在化工装置的运行过程中，需要得到一些精确的参数，例如最大值和最小值，或者是一些乘除运算，化工仪表的计算功能在这个时候就起到重要的作用，可以充分发挥其计算的强大优势，快速准确的提供各种数值，简化工作流程，提高生产效率，减少相关生产人员的工作量，优化工作内容。(3)仪表可编程功能在现代化工仪表的制作过程中，有一些关于计算机软件元素，也可以应用搭配在仪表之中，替换掉原有的硬件逻辑电路，让整个化工仪表逐步实现完善，同时也是达到硬件软化的主要目的。在控制电路中，应用一些功能比较全面的控制软件，其软件内部，可以实现控制和优化。在改造化工仪表的过程中，结合计算机软件的应用，摒弃传统的逻辑电路，替换新型的电路，提高化工仪表的工作效率，增加优质的运行性能。(4)仪表复杂控制功能针对现阶段而言，传统的仪表存在很多不足，多数无法进行自身控制，即便有此功能，其控制的内容也十分有限，无法发挥出仪表的真正作用。对于这些问题，自动化化工仪表都可以解决，通过自动化的控制，增强了仪表自身的各种功能，在普通仪表中遇到的一些问题，都可以给予有效的处理。在化工生产过程中，很多问题和风险无法预估，自动仪表可以针对这些问题实施有效的控制，降低各种风险和隐患，减少在生产过程中故障的发生机率，进一步实现仪表复杂控制的优质功能。(5)仪表自动化故障监测功能机械的运作需要庞大的信息和数据，同样在化工生产过程中，所需要的信息数据也非常多，无论是任何一个生产的环节，都包含着十分重要的工艺参数，现代化工仪表的优势便是对所涉及到的重要数据进行快速准确的记录和显示。在传统的仪表中，绝大多数是通过硬件设施进行整个运行工作，如果设备出现了故障的问题，故障位置无法明确显示出来，不能及时进行准确定位开展维修工作，只能人工排除和猜测，耗费大量的人力和物力，影响生产进度。化工仪表自动化的应用，微型计算机的加入，通常在出现故障时，就能够准确及时的找出故障所在，并根据故障所产生的信息和数据进行详细的分析，为设备的检修工作带来巨大的便利，简化了对故障的排查工作，有效节约了更多时间，提升整个化工生产的效率。虽然实现自动化，但还需加强相关工作人员的专业培训，能够在生产过程中对一些异常情况做到实时监控，并能及时做出相应处理，确保整个生产过程的安全性和高效性。
3.现代化工仪表及化工自动化的发展
现代化工仪表以及自动化控制过程中，想要保证长远的发展，需要可靠、安全、平稳的化工生产，更加需要有效的调控、记录、显示化工数据。社会在不断进步中，我国的科技也有了突飞猛进的发展，很多新型的设备也在不断出现，在化工生产领域，也应用到了一些新型的设备，每个不同的化工设备之间，也有更加复杂的联系方式，为了有效保障设备的高效运行，需要投入大量的人力和物力，更加需要财力的支持。仪表实现自动化会对化工装置生产过程中所存在的安全隐患有很大的抑制作用，根据现阶段的基本情况，制定出科学合理的管理手段。对于现代化仪表未来的发展，政府以及相关部门已经在政策层面和经济层面给予了极大的支持，将现代化工仪表及化工自动化的理念进行更为深入的融合，对于化工仪表发展，有着积极的引领和推动作用，其发展情景十分可观。
4.结论
总结全文，在本文之中主要论述的是关于化工自动化控制及化工仪表的研究，当今这个以科技作为主要生产力的社会，自动化控制已经被普遍应用，而如何保证其的效率及质量，成为化工人的重要课题，这同样对今后化工行业的发展有着十分重要意义。我们只有不断逐步实现化工仪表及自动化将传统化工仪表进行一定的完善和替换，才能做到有效的控制，保证对整个生产过程实现监控化，最终为化工安全生产及完成我国的化工生产任务提供强有力的保障。
【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]邓旸,张德良.现代化工仪表以及化工自动化的过程控制[J].民营科技,2015(03):31-35.
[3]孙宏杰.浅议化工仪表及自动化的发展情况[J].黑龙江科技信息,2015(09):43-50.
自动化控制研究范文2
关键词：电气自动化；可靠性；研究
虽然自动化控制设备已经给人们的生产生活带来了巨大的便利和经济效益，但是其存在的安全隐患是绝对不容忽视的，其可靠性在一定程度上直接关系到人们的生命安全，因此加强电气自动化控制设备的可靠性已经成为了产业发展的硬性要求之一，需要在这方面加大投入才能提升自动化控制设备的稳定性和可靠性。
一、提高电气自动化控制设备可靠性的重要意义
一个产品的质量可以在许多方面有多体现，例如：性能，可靠性，经济型和安全性等，在上述提到的几个要点中，可靠性在产品质量中占有主导地位，当一个电气产品具有相当高的可靠性时，其在正式投入生产的过程中产生的故障次数就会明显减少，后续的修缮和保养费用也能得到一定程度上的节省，因此，可以看出，产品的可靠性也是产品质量的核心，也是衡量产品质量的重要参数和指标。另外，提升电气自动化控制设备的可靠性，可以在一定程度上赢取用户的信任与青睐，只有那些具有高可靠性指标的产品才能在日益激烈的市场竞争中脱颖而出，因此，提升设备的可靠性对于设备的市场竞争力是大有裨益的。
二、电气自动化控制设备可靠性的现状
电气自动化控制设备在各行各业中有着相当广泛的应用，因此设备在运行过程中需要面对不同的工作环境，尤其在有些行业中工作环境是相当恶劣的，这就对设备的可靠性产生了极大的负面影响，从而导致了设备结构损害、温度过高，灵活性降低等问题，极大的影响了设备的工作效率，另外，电气设备并非是完全自动化控制的，在工作的某一些环节还是需要技术人员进行操作的，若是此时因为技术人员技术不过硬，对设备的操作原理不熟悉等原因就会导致设备的损坏，同时设备的日常保养和维护若只是做表面功夫，也会使设备发生安全问题。
三、提高电气自动化控制设备可靠性的策略分析
（一）在设计方面提升可靠性
要想从根源上杜绝设备在生产过程中发生的故障，并提升其稳定性能，最好的方法就是从设计阶段开始保证设计的可靠性，首先在设计之初，技术人员就要针对电气自动化控制设备的运行特点、运行环境和运行寿命等方面进行多方面的考虑，细致分析产品的参数和指标，深入探讨产品的性能和使用条件，在这样的情况下才能设计出科学合理的产品设计方案，其次，产品在投入生产后的应用空间也值得技术人员进行思考，产品的类型、生产规模和批量在一定程度上和产品的大小有极大的关联，其经济性能也会受到一定的影响，这些在设计阶段需要考虑到的要素需要技术人员一一进行调整和分析，保证设备的参数在设计阶段就能够与产品的各方面要求相契合，从而在整体上提升自动化控制设备的可靠性。另外，在保证设备硬件条件达标的情况下，设备的制造成本也是一个不容忽视的问题，不能因为过于追求质量而在设备的制造中普遍采用高质量零件，技术人員需要在周密的思考下选择合适的零配件进行设计，只有这样才能在降低生产成本的同时，提高产品的使用性能和操作性能，从根源上保证了产品的可靠性。
（二）保证零部件使用的通用性
在电气自动化控制设备中，零部件的种类繁多，相互之间的配合也有极高的精密度，因此，在选择零部件的过程总就需要慎重考虑，设备中的零部件和元器件，的品种规格要尽可能的保持一致，最好能够选择专业厂家生产的通用零部件，使得零部件的精度能够得到应用上的保障，同时，在产品投入使用后的维修保养阶段及故障维修阶段中若是出现了硬件问题，零部件的替换也能因其通用性而得到及时妥善的解决。
四、电气自动化设备可靠性的检测
电气自动化设备的可靠性检测也是极其重要的一环，目前来说国家认可的检测方法有三种：实验室测试法、保证实验法和现场测试法三种。
（一）可靠性的实验室测试
实验室测试法是一种在特定的实验环境下，对设备的工作环境进行一定的设定，从而对设备的工作环境进行逼真和全面的模拟，力求测试所需的外力水平与设备投入生产后现场所受环境应力水平尽量一致，一般来说这种方法适用于大批次生产的产品设备，通过这种方法得到的检测数据相对较为准确，实验环境也易于技术人员进行灵活替换和控制，实验结果也可以再现。
（二）可靠性的保证实验
这种检测方法一般俗称烤机，具体指的是在规定条件下对产品进行无故障的工作试验，从而保证实验方法能够与实验室测试区分开来，电气自动化控制设备本身是由大量的零部件以极其精密的方式进行组合的，因此设备发生故障的随机性和多样性是难以预料的，保证实验就是以此为切入点，对产品的早期失效进行测试考核，通过对产品的失效率数据开展深入分析从而对设备进行针对性的调整，使其在出厂前达到规定指标。保证实验具有时间长、精度高的特点，也能检测出设备故障的随机性和多样性，因此对于小批次的生产系统来说十分适用，但是对于大量生产的产品而言，就只能对设备的样本进行检测。
（三）可靠性的现场测试
现场测试指的是将设备放在真实的现场进行测试，并对其运行过程进行有效的控制，一般分为脱机测试、在线测试和停机测试三个环节，现场测试虽然在三种检测方法中具有最高的精度，能准确反映设备的工艺水平和真实环境下的工作性能，但其缺点也十分明显，它只能对很少的设备进行专项测试，并且很容易受到外界条件的干扰，再现条件也会因为各种各样的受限因素大打折扣，因此现场测试只能在检测原件正规、质量水平较高的设备时才能展现其优势所在。
五、总结
就目前的情况而言，我国的电气自动化控制设备的可靠性现状仍不尽如人意，因此如何提高其可靠性研究成为了当前电气自动化控制产业的首要课题，本文中已经从设计、零件等方面对这一问题进行了详细的分析和探讨，但是仍有很大的空间值得去深究和挖掘，希望能给相关产业人员一些启示。
参考文献：
[1]郑彦荣.电气自动化控制设备可靠性问题探究[J].中国高新技术企业（中旬刊），2015（4）：137-138.
[2]张扬，陈飞飞.电气控制设备的可靠性测试[J].山东工业技术，2016（14）：188-188.
自动化控制研究范文3
马钢股份有限公司冷轧板厂1#连续热镀锌线是马钢公司投入使用的第一条镀锌生产线。该镀锌生产线年均生产能力为3.0×105t，产出产品为镀锌薄板（供建筑业、家电制造业和彩涂业使用）。本生产线自动化控制系统由3部分构成：①一级。是指基础自动化系统。②二级。是指模型控制系统。③三级。是指与厂级自动化系统对接的部分。
2网络结构分析
针对镀锌生产线所设置的自动化控制系统由两级网络构成，一级为生产控制工业以太网网络，二级为生产管理以太网网络。两级网络结构建立在TCP/IP协议基础之上，可实现数据通信，并经过一级信号数据库服务器与二级服务器连接。在镀锌生产线自动化控制系统网络结构中，一级自动化系统中的PLC控制器以其所对应的操作终端、二级操作终端作为两级以太网网络的节点，并在不同的位置接入以太网内。现场远程I/O接口在Genius网络支持下与PLC终端连接，带位置控制的设备装有编码器，按区域组成4个Profei-Bus网，分别接至入口、中间、出口PLC控制器Profei-Bus的主板，从而实现对位置的精确控制。镀锌生产线现场传动设备基于IS-BUS与PLC终端连接。对于独立设备，比如镀锌生产线上称重设备、焊机和气刀等，与系统的接口为以太网直接与PLC终端的连接。
3一级自动化控制系统的构成
3.1一级数据库服务器
在一级自动化控制系统中，一级数据库服务器的主要应用功能是对整个镀锌生产线的运行状态进行全面监测和控制，分析网络通讯的运行情况，收集生产控制所需的关键数据信息，根据运行状态生成报警信息，遵循优先权分级标准对报警信息进行管理，并可提供镀锌生产线在各种状态下的生产报告。
3.2操作终端
在一级自动化控制系统中，操作终端的主要价值是辅助对镀锌生产线运行状态的检测和控制，为各种生产控制功能的实现提供必需的画面组态支持，并根据画面对生产控制操作提出建议。在本文所构建的自动化控制系统中，可应用GE-Fanuc所提供的人机界面实现操作终端的功能。该人机交互界面的最大特点是实现客户与服务器HMI系统的融合，实现全网络化的监督控制和数据收集功能。其基本构成包括服务器和终端两部分，前者负责采集、发送生产线的运行数据；后者负责连接服务器，并显示和控制数据。
3.3PCL控制器终端
在一级自动化控制系统中，GE-InnovationPLC控制器是实现大量自动化控制功能的核心模块之一。相比于模拟控制模块而言，为了更好地满足镀锌生产线对自动化控制提出的要求，本文选用了基于可用控制块语言编程的控制器。本类型PLC控制器具备中断驱动操作的控制中心，响应速度快、诊断功能强，支持多类型的I/O接口，在复杂的大型系统中的应用价值较高。
3.4传动设备
本系统中的传动设备为Toshiba公司的IGBTPWM变频器。在一级自动化控制系统中，传动设备的主要功能是实现对交流电动机的调速控制，根据其使用范围可进一步划分为无传感器矢量控制和有传感矢量控制两部分。传动柜直流电源有IGBT整流和二极管整流两种，IGBT整流元件的整流柜用于开卷机、活套、张紧辊、夹送辊和卷取机等；二极管整流元件的整流柜主要用于风机、刷辊等。
4二级自动化控制系统构成
4.1过程自动化功能的实现
在本系统中，过程自动化功能的实现主要包括以下4部分：①接收一级自动化控制系统发送的处理命令，并通过PDI原始数据输入的方式处理每个卷所对应的信息；②在对卷信息进行处理的过程中跟踪卷动态，并生成与之相对应的调整设定点，显示有关线、卷的修改参数信息；③通过操作员显示屏幕对非正常运行状态提出报警指令；④诊断各个卷的产出性能，并形成数据报告。
4.2生产控制模型
在整个镀锌生产线自动化控制系统中，共涉及2个生产控制模型，分别为有关镀层重量的控制模型和有关加热退火炉燃烧状态的控制模型。模型机软件系统采用日本新日铁公司提供的技术。在模型的选用和构建过程中，可在二级自动化控制系统的以太网网络挂设专用计算机，并通过网络实现与二级服务器的信号交换。二级系统接受三级系统下发的钢卷信息，并通过协议地址发送至模型机，模型机将符合该钢种的控制数据在焊点到达退火炉和镀层测厚仪时分别传输给它们，从而达到自动控制炉温和锌层厚度的目的。
4.3二级系统与厂级系统的接口部分
二级系统和三级系统之间的数据传递会经过ODBC数据库。二级系统将建立一个与三级系统数据库的ODBC连接，并直接从三级数据库中读取所需的数据。当卷数据处理完成后，二级系统将通过ODBC连接直接将所有的卷数据写入三级系统数据库。
5结束语
自动化控制研究范文4
关键词：工业自动化；控制技术；发展趋势
中图分类号：F407文献标识码： A 文章编号：
引言
工业自动化控制技术可以提高工业生产产量与生产质量，并且确保生产安全，可以说是一种综合性能较高的技术。伴随着社会的不断发展，我国的工业自动化控制技术一贯受到国家政策的支持，逐渐缩小了与国际先进水平的巨大差距，并且与此同时暴露出的问题也越来越多。
一、工业自动化控制技术内涵
随着科学技术的不断进步，工业控制技术也越来越朝着先进趋势迈进，进而使各大工厂中的生产效率明显提高。工业自动化控制从通俗意义上来说，就是在工业生产过程中尽可能的减少消耗人力资源的次数，而充分利用机器等除动物以外的能源或者动力来进行生产，也可以说是一种能够让工业流程不消耗人力，自动生产的一种过程。
作为现代制造业最重要的一种技术，自动化在现代制造业，特别是需要大批生产的制造业中发挥着重要作用。随着第三次科技革命的到来，计算机、微电子、纳米等技术不断更新，自动化技术也在不断发展，各国开始认识到研究工业自动化控制技术的必要性，在这样的背景下使工业自动化控制技术得到了空前绝后的发展。当前工业自动化技术在社会各个领域应用十分广泛，我们经常可以在机械制造、建筑、计算机等行业领域中发现自动化技术的影子。在中国社会随着改革开放的脚步加快，自动化控制技术也渐渐传入大陆被人们所接受，为现代机械生产作出了很大贡献，提高了工业生产产量与生产质量，并且从一定程度上降低了能耗，保证日常的生产安全。
二、工业自动化控制系统的特点
用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心，所要执行的信息处理任务庞大，而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，一些系统设备在维持正常运行时，可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次；电气设备所需要的保护装置要求高，动作速度快，一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点，而控制方式也主要是厂用电系统，其主要设备监控需要接入DCS系统，如果两台系统一起运行，一台系统的检修不得影响另一台系统的运行，因此，需要考虑两台机组DCs电气控制的模式，保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道，在构建ECs时，其系统结构、与DCs的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行，还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性，同时提出相应的应急措施，确保电气系统可以在最好的状态下运行。
三、我国的自动化控制技术发展现状分析
1、PLC（可编程序控制器）
PLC—可编程序控制器的英文为ProgrammableLogicController，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。
目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司，北京和利时和杭州和利时，浙大中控等。
2、工控PC
由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样，并且作和维护人员接受，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。
四、我国的自动化控制技术未来发展方向与策略
工业的自动化控制技术是通过丰富的科学理论基础作为支撑力量，其发展离不开计算机、通讯、建筑、微电子等技术，需要多种科学技术的共同开发，进而实现自身的发展。我国引进工业自动化控制技术与西方国家相比来说时间较晚，缺乏稳固基础与科技支撑力量。企业自动化控制技术在快速发展的道路上时常会遇到瓶颈期，然而又好又快地渡过一段段瓶颈期，是我们即将面临的最大问题。
首先，国家政策的支持。我国在向工业国迈进的路上，政策支持是必不可少的。我国是社会主义市场化经济体制，国家的工业发展战略对于每个领域行业的前景发展有着重要作用。我国工业自动化控制行业的战略规划在当前受到了考验，我们必须将一贯推行的劳动密集型产品转化为技术密集型产品，进而实现技术的创新与改革。
其次，借鉴外国先进经验。我国最早的工业自动化控制技术引进是在上个世纪80年代左右，自身起步时间比国外先进技术要晚的多，我们在将来的发展中一定要借鉴外国先进技术和经验以弥补自身的理论缺陷。
第三，重视市场效应。虽然在今后的发展当中，我们必须要借鉴国外先进的技术和丰富的经验，但是仅仅是毫无意识的模仿和跟随，只会在国际市场中让我国诸多企业自身竞争力越来越弱。我们必须要转变思想理念，拓展自身的市场，打出自己的品牌，试图走自己有特色的一条道路，进而才能够与拥有先进科学技术的西方发达国家相抗衡，争夺属于自己的一片天地。
结束语
工业自动化控制技术的不断发展，可以将人们从繁重的体力和脑力中解救出来，也可以使人们远离不良的工作环境。在另一方面，有助于能源消耗，提高工业生产产量与劳动生产率，增加人类寿命，获得更高的经济效益。所以，我国应该重视工业自动化控制技术这一行业的发展，尽快对相关政策进行调整；而各大企业也要抓住第三次科技革命的机遇，及时调整企业结构，跟上社会发展的脚步，这样才能够真正实现可持续发展。
参考文献
[1]陈军进.工业自动化技术在各个工程领域中的应用[J].硅谷，2010，（5）.
自动化控制研究范文5
关键词：综采工作面；自动化控制；方案设计；技术实践
我国的煤炭资源属于相对粗放式开采，造成了煤炭安全事故居高不下和煤炭资源大量浪费。在煤炭生产过程中，工作面开采作业是其关键环节，提高工作面自动化控制水平是其重要途径，当前无人开采技术也成了煤炭开采研究的重点领域。某矿属于建国后政府接收煤矿，开采年限长，地质条件复杂，自2008年开始实施综合机械化开采，为了进一步提高矿井智能化水平，降低职工劳动强度，减少安全事故的发生，决定对现开采的21112工作面进行自动化技术改造。
1概况
21112工作面位于东一采区南部，北邻21110工作面采空区，南部为尚未开采的21114工作面风巷，西部为采区下山，东部为村庄保护煤柱。该工作面所采煤层为山西组二1煤层，所采煤层均厚3.5m，倾角平均为9.4°，属于稳定可采厚煤层。工作面底板为均厚6.5m的泥岩-砂质泥岩，顶板为均厚11.2m的泥岩-砂质泥岩，顶底板岩性相对较差，易出现底鼓和顶板冒漏现象。21112工作面采用“一进一回”式通风方式，可采走向长度为960m，倾斜长度为130m，两巷均采用锚网索支护，其中顶板和两帮锚杆间排距为600mm×600mm，顶锚索间排距为1200mm×1200mm，局部采用U型钢拱形棚支护。工作面配备SGZ764/500型运输机、SZZ764/200型转载机和MG300/700-WD型采煤机各一台，采场支护选用ZY4000-17/37型液压支架87台。
2自动化改造实践
2.1自动化改造方案
鉴于工作面实际，决定对工作面运输机、转载机、供液系统、喷雾系统进行远程监测和控制，同时将电液控技术应用到供液系统中。远程监测和控制系统主要包括中央集控系统和各子控制系统，子控制系统可分为运输机子控制系统、转载机子控制系统、乳化泵站子控制系统和喷雾装置子控制系统等。主控制系统启动后，首先对各子控制系统进行检测，检测正常可启动子控制系统，子控制系统出现故障或异常时会发出警报和显示，控制人员可有选择的停止子控制系统和主控制系统，通过运输机、转载机和乳化泵站等设备的自动化控制，可降低职工数量，提高工作面自动化水平，有利于提高矿井综合效益。自动化改造控制系统如图1所示。
2.2供液系统的优化改造
供液系统包括乳化泵站和支架供液两个方面。通过乳化泵站子控制程序可以实现乳化泵压力、流量、油箱油位、乳化液浓度等参数的监测和控制，这些参数由监控系统上传至中央控制系统并可在显示屏上显示实时数据。以往每个生产班需要配备1名乳化泵司机，可实现乳化泵站的无人值守，当因工作面支架使用过程中造成压力和流量降低时，还可通过变频控制来实现自动补液和调压。为了实现液压支架的远程自动控制，将电液控技术应用于工作面支架控制，实践所选用PM32型电液控系统由电控系统、电液控换向阀和监控系统等组成，而电控系统又包含若干个控制单元对支架进行控制，进而可实现支架的动作控制，监控系统可对支架的动作状态进行实时监控，并以图表形式显现在监控主机显示屏上。这样，通过液压支架电液控技术的实施，可实现远程操控支架，包括支架的升降、推溜，伸收侧护等，并通过监控系统所掌握的现场实际情况来确定支架动作程度。为了确保乳化泵站和支架控制的有效性，在设计时将故障诊断系统融入其中，可实现程序丢失、通讯错误和参数错误等故障，对于避免机电事故的发生和降低故障处理时间具有积极作用。
2.3运输机和转载机自动控制改造
通过监控系统和传感器的应用可以实时掌握运输机运行情况，并根据实际来实现运输机的开停，同时根据运输机的负荷情况和采煤机牵引速度来确定运输机合理的运行速度，即确定需高速运行还是低速运行。转载机同样利用监控系统来控制启停，即根据运输机开启情况来确定转载机的启停。通过监控系统、传感器的应用，可以实现运输机、转载机的无人值守，只需通过中央控制系统来实现运输机和转载机的启停。另外，通过监控和传感器来确定机头支架的拉移和推溜情况，进而判断是否需要拉移转载机，当需要拉移转载机时可控制系统来控制转载机千斤顶的伸缩，实现转载机的拉移。
2.4喷雾系统改造方案
以往，某矿综采工作面所用喷雾装置均为架间手动控制，为了提高工作面作业环境，降低职工劳动强度，决定引进ZSCY-127型尘源跟踪喷雾降尘装置进行喷雾系统改造，该装置主要包括集控装置、光控发射和接收装置、电磁球阀、管线等，根据工作面实际情况将发射装置固定在采煤机机身上，将接收装置固定在支架上，喷雾系统各组成安装完毕后，当采煤机行走到安有接收装置的支架位置时，接收装置接收到采煤机机身上发射装置传输的信号后，电磁球阀启动自动喷雾降尘，喷雾持续时间可根据现场情况设定。根据21112工作面实际，共布置接收装置19个，即布置19个喷雾点，每个喷雾点可控制4台支架，喷雾射程为3.5～4.5m，喷雾为扇形喷雾，喷雾区域可覆盖整个滚筒及局部机身，必要时可进行调整。尘源跟踪喷雾装置可以实现中央控制系统直接控制，同时可通过监控来判断喷雾装置的应用情况。结果显示，利用尘源跟踪喷雾系统可实现工作面自动喷雾降尘，无须现场专人操作，总粉尘浓度相比于手动架间喷雾降尘降低了38.3，降尘效果显著。
3结语
液压支架在移架和推溜时会受到煤壁片帮和顶板冒漏的影响，因煤壁片帮和漏顶容易造成支架架脚积有煤岩快，若不处理，不仅造成拉架推溜困难，还容易挤伤管线等，故工作面仍需有专人巡视和问题处理。另外21112工作面自动化改造仅涉及到运输机、转载机、喷雾和供液系统，在理论研究中，采煤机自动化控制也受到了较为广泛关注，但鉴于21112工作面顶板条件较差，采煤机控制难度较大，故采煤机自动化控制可选择顶板条件较好的矿井实践。通过21112工作面自动化改造的实施，减少支架工2名，乳化泵司机、转载机和破碎机司机各一名，依照三八制工作，一天可减少出勤人数15人，可节约工资投入13.5万元/月。同时，也大幅度提高了工作面安全条件，有利于实现本质安全智能化矿井的构建。
参考文献：
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[2]包彦明.砚北煤矿1301综采工作面自动化系统设计与应用[J].内蒙古煤炭经济，2017（12）：44-45.
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[4]孙平勇，李洪彪.尘源跟踪自动洒水喷雾降尘系统在梨园矿的应用[J].煤炭技术，2014，33（4）：156-157.
自动化控制研究范文6
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
