工业自动化相关论文

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浅论运动控制新技术在机械工业自动化中的应用 摘要：目前,运动控制新技术已经逐渐发展成熟。运动控制新技术在机械工业自动化领域中得到推广和应用,必将促进机械工业自 动化的发展。本文从四个方面探讨了运动控制新技术在机械工业自动化中的应用。 关键词：运动控制新技术机械工业 随着现代科学技术的快速发展,高新 技术不断引导传统产业实施变革。机械工 业作为传统产业之一,在这种潮流的影响 下也在逐渐开展一场大规模的机电一体化 技术革命。随着电子计算机技术、电子电 力技术和传感器技术的发展,各个国家的 机电一体化产品层出不穷。在机电一体化 技术迅速发展的同时,运动控制技术作为 其关键的组成部分,也得到了前所未有的 发展和进步。本文主要介绍全闭环交流伺 服驱动技术、可编程计算机控制器、直线 电机驱动技术和运动控制卡等几项具有代 表性的新技术。 1全闭环交流伺服驱动技术 交流伺服系统在一些定位精度或动态 相应要求比较高的机电一体化产品中的应 用越来越广,其中数字式交流伺服系统更 符合目前数字化控制模式这一潮流,并且 这一系统使用简单,便于调试。数字是交 流伺服系统运用先进的数字信号处理器作 为驱动器的主要组成部分,可以对电机轴 后端的光电编码器进行位置采样,从而在 驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环 控制系统,并且充分发挥数字信号处理器 的高速运算能力,进而自动完成整个伺服 系统的增益调节,甚至还可以跟踪负载的 变化,实时调节系统增益。 这种数字式交流伺服系统在一般工作 在半闭环的控制方式中,也就是伺服电机上 的编码器既要作为速度环,同时也要作位置 环。但是这种控制方式存在一个弊端,也就 是不能克服和补偿传动链上的间隙和误差。 为了能够实现更高的控制精度,一般应该在 最终的运动部分安装上高精度的检测元件, 从而实现全闭环控制。相对比较传统的全 闭环控制方法是伺服系统只是接受速度指 令,完成对速度环的控制,而位置环的控制 是由上位控制器来完成的。这样,就增加了 上位控制器的难度,也在一定程度上阻碍了 伺服系统的推广和应用。 目前,国外的数字式伺服系统发展比 较好,出现了能够很好地实现高精度自动 化设备的运行,这就是全闭环数字式伺服 系统。这一系统能够有效克服上述半闭环 控制系统存在的问题,伺服驱动器可以直 接采用装在最后一级机械运动部件上的位 置反馈元件作为位置环,电机上的编码器 只是作为速度环。这样一来,伺服系统就 可以消除机械传统上存在的间隙,也可以 补偿机械传动件的制造误差,从而实现真 正的全闭环位置控制功能,得到较高的定 位精度。 2计算机控制器技术 目前,可编程计算机控制器已经成为 新一代可编程控制器。与传统的可编程控 制器相比,可编程计算机控制器最大的特 点在于它类似于大型计算机得分是多任务 操作系统和多样化的应用软件的设计。传 统的可编程控制器大多采用单任务的时钟 扫面或监控程序来处理程序本身的逻辑运 算指令和外部的I/O通道的状态才与与刷 新。结果是这样的处理方式直接导致了可 编程控制器的控制速度主要有应用程序的 大小来决定,这与I/O通道中高实时性的 控制要求并不相符。但是,可编程计算机 控制器却能完全解决这个问题,主要表现 在可编程计算机控制器采用了分时多任务 机制打造应用程序的运行平台,这样应用 程序的运行周期与程序的大小没有必然的 联系,而是由操作系统的循环周期来决定 时间的长短。因此,可编程计算机控制器 能将应用程序的扫描周期同外部的控制周 期分开来,从而满足了实时控制的要求。 随着电子计算机中央处理器技术的发展, 电子计算机处理数据的能力极大地提高, 这就为可变成计算机控制器提供了相应的 硬件技术支持。 可编程计算机控制器在工业控制中已 经显现出了强大的优势功能,体现了可编 程控制器与工业控制计算机及分布式工业 控制系统技术的相互融合。虽然说这一技 术的发展历程并不长,还仍是一项正被探 索的技术,但是其被越来越多地应用到各 个领域中,显示出了强大的生机与潜力。 3直线电机驱动技术 机床进给伺服系统中应用直线电机技 术,近些年来得到了世界范围内机床行业的 重视,特别是在西欧的发达工业地区,已经 出现了“直线电机热”这一高潮。在机床 的进给系统中,运用直线电机直接驱动比原 旋转电机传动的最大优势是取消了从电机 到工作台之间的机械传动环节,进而将机床 进给传动链的长度缩短为零,因此这种传动 方式有被称为“零传动”。正是因为这种“零 传动”的方式,给机床带来了原旋转电机驱 动方式无法达到的性能和优势。 这些性能和优势主要体现在：快速响 应。由于伺服系统中直接取消了一些响应 时间较长的机械传动建,使得整个闭环控 制系统的反应速度大大提高,变得快速直 接；高精度。直线驱动系统取消了由丝杠 等机械结构所产生的传动间隙和误差,减 少了插补运动时因传动系统之后所可能带 来的跟踪误差,运用直线定位检测反馈控 制,大大提高了机床的定位精度；高传动 刚度。由于直接驱动避免了气动、变速和 换向时因为中间传动环节的弹性变形、摩 擦磨损和反向间隙所造成的运动滞后现 象,提高了传动刚度；行程长度不受限制。 在导轨上通过串联直线电机,可以无限制 地延长其行程长度,具有过去间接驱动系 统所无法比拟的优势；噪音低。由于现代 工业生产所要求的排放的噪音具有一定的 指标,而直接驱动系统由于取消了传动丝 杠等部件的机械摩擦,同时其导轨又可以 采用滚动式或者磁悬浮式,因而大大降低 了运动时所产生的噪音；高效率。无中间 传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗, 大大提高了传动效率。 4运动控制卡 运动控制卡是一种上位控制单元,主 要运用于工业电子计算机和各种运动控制 场合上。之所以运动控制卡能够出现,主 要体现在以下几个方面：首先,为了满足 新型数控系统的标准化、柔性和开放性的 需求。运动控制卡可以自行调节,来达到 上述要求；其次,对运动控制模块硬件平 台的需求。当前,各种工业设备、国防装备 制造与操作、医疗智能设备在进行自动控 制系统研制和改造过程中急需运动控制模 块硬件平台,而运动控制卡则能满足上述 要求；第三,发挥电子计算机功能的需求。 电子计算机在各种工业现场的应用,要求 配备相应的控制卡来提高电子计算机的性 能和功能。 目前,由于运动控制模式在国外自动 化设备的控制系统中相当流行,因而运动 控制卡耶行程了一个独立专门行业,不少 国外的公司专业从事运动控制卡的研发, 在国内,也有同类产品的出现,并已经被成 功地应用到数控打孔机、汽车零部件性能 检验等自动化设备上。 参考文献 [1]江平宇.网络化计算机辅助设计与制造 技术(第1版)[M].北京：机械工业出版 社,2004. [2]王德祥.柔性控制技术在包装机械自动 化中的应用[J].石油化工应用,2007(4). [3]冯衡滨.试论我国机械自动化技术的发 展[J].民营科技,2008(2).

浅谈工业电气自动化的应用及发展论文

浅谈工业电气自动化的应用及发展论文

电气自动化的发展对工业发展带来了很大的改变，使得工业生产过程中实现了能源的节约，同时也在生产成本方面实现了降低，下面是我收集整理的浅谈工业电气自动化的应用及发展论文，希望对你有所帮助！

摘要 ：电气自动化技术的不断发展，使得这种技术已经成为了高新技术产业中重要的组成部分，对改善工业生产非常有帮助，要了解其重要特征，研究其应用及发展策略与趋势。

关键词： 工业电气自动化；特征；应用；发展

前言

现在，我国的工业发展速度是非常快的，在工业发展过程中应用了越来越多的先进技术，这样也使得工业在发展过程中逐渐实现了自动化，电气自动化的发展速度是非常快速的。自动化在发展过程中获得了很好的效果，同时自动化机械设备在操作上也是非常简单的，可以在无人的情况下自行及性能操作，同时在操作方面也是非常准确的。在工业领域应用自动化技术能够更好的降低人们的劳动强度，同时也能使人们从恶劣的工作环境中解放出来。

一、重要特征

通常情况下，在实际应用中，工业电气化系统用电设备会根据需求不同而被安装在配电室与控制中心，如果要处理的信息任务多，工业电气化系统的系统配件自然也多，那么相关维护工作相对也较复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，某些电气设备在正常工作时，电气设备操作的时间较长，有时候是几个月或者更长时间才操作一次。电气设备的安全性方面，它对保护安置的要求很高，在速度方面要求很高，一般要求在40ms以内就要完成保护动作。电气设备的具有连锁逻辑简单、操作机构复杂的构造特点。其控制方式用电系统，把主要设备监控接入DCS系统，主要就要需求两台机组，便于一台系统检修而另外一台系统的正常各种的干扰，主要保障了电气控制模式的稳定功能。所以在构建DCS时，保证系统高度可靠性的关键在于系统架构的联网方式。

二、工业电气自动化的应用

计算机技术在企业管理中得到了广泛的运用，已经成为了工业控制的标准平台。基于PC的控制系统受到了很多行业的好评，它不仅具有灵活性，而且具有易于集成的特点，维护起来相当方便。自从可编程控制器的国际标准IEC61131制定后，使得编程接口更加标准化，各大PLC厂商都依照这一规范.推出的许多产品都能够符合该标准的要求。其中，PC控制软件也有许多是按照该标准开发的。在工业领域，电气自动化受到了高度重视。现场总线指的是连接智能现场设备与自动化系统的通信系统，主要解决系统之间信息传递的有关问题，它的出现给工业领域增添了新的活力，对工业生产有重要意义，它被广泛的运用到了各个领域。与其它控制系统相比，现场总线控制系统具有全数字化、开放性、互用性、智能化等特点，成为工业生产自动化的方向。现场总线控制系统能够有效的节约企业成本，现场总线的设置相对简单，使用的设备较少，节约了设备投资费用。除此之外，它可以减少后期电缆的使用，同时也节约了相关的施工费用，对企业实现经济效益有重要意义。目前来说，现场总线控制系统发展尚未成熟，它与分散控制系统共同存在于工业生产中。先进控制具有很好的控制效果，在工业生产过程中，建立数学模型并非易事，运用预估控制技术后，会使数学模型的要求降低。先进控制技术既可以进行模型预测，又可以进行推断控制，另外，先进控制还可以处理较为复杂的多变量。先进控制是通过计算机技术来实现的，通过计算机来实现数据处理、数据传输、模型辨识等功能，计算机技术就是先进控制的发展平台。智能化是先进控制的发展趋势，生产过程需要智能系统来完成，智能系统可以用来进行故障诊断、监督等工作。

三、工业电气自动化的发展策略

1、程序接口应标准统一

现代工业电气自动化的标志是具有标准化的统一接口。一个标准化的程序接口能很好地解决诸多实际应用问题，诸如数据与信息交流问题、系统兼容问题等。我们应结合现代计算机应用技术与网络发展技术，尽可能使各个环节程序接口标准统一，从而有力提高工作效率。在与企业的MES系统、ERP系统连接时，计算机技术的平台自动化可以帮助问题的解决。使用WindowsNT/2000作为操作系统，还能实现办公环境的标准化，计算机可以在电气化管理与系统平台之间建立接口。标准化的程序接口还保证了不同程序之间的通讯问题，是电气自动化未来发展的主要结构。

2、通用的网络结构

企业在发展过程中要保证企业的网络结构能够保证各个系统在运行的时候做到数据传输的畅通无阻，在企业运行过程中，要对现场设备进行控制，同时企业的管理系统也是要进行数据传输的，因此，企业管理层可以通常网络技术对现场设备的运行情况进行实时的监督。在进行企业网络规划的时候，在对现场设备通讯与办公室系统通讯的时候都要选择以太网来使用，这样能够更好的保证办公自动化环境得到更好的控制，同时也能将系统控制范围在一定程度上进行提升。网络在运行过程中要能够更好的对网络配置以及编程数据进行管理，同时也要实现通讯的集成功能。

3、开发统一应用系统平台

为了使电气自动化控制体系更好的发挥作用，促进工业生产有效进行，建立统一的、标准化的、开放、健康的应用平台是十分必要的。优秀的应用系统平台能够能够为工业电气自动化控制的各项操作提供支持，并为系统实际作用的发挥提供辅助作用。它能够降低系统使用消耗的费用，提高电气设备的综合利用效率，提升整个系统的服务效率。同时，该平台的建立还能够满足用户的个性化需求，有利于独立的系统目标实现。在实际运用中，根据工业生产的实际需要、客户目标进行代码运行，下载相应代码至硬件可编程逻辑控制器中即可。

四、工业自动化的发展趋势

电气自动化的发展对工业发展带来了很大的改变，使得工业生产过程中实现了能源的'节约，同时也在生产成本方面实现了降低，这样能够更好的保证工业生产中获得更多的经济效益与社会效益。发展电气自动化能够更好的发展我国的工业发展，同时也能使我国的工业发展过程中缩小与发达国家之间的差距。工业自动化在发展过程中逐渐出现了不同的发展趋势，主要分为分布式、开放化与信息化。分布式结构能够更好的实现各个职能模块在网络环境中实现独立的工作环境，同时也能更好的将存在的系统风险进行分散。系统结构的开放化能够实现系统在与外界网络进行连接，信息化能够使系统在进行信息处理的时候效果更好，同时也实现了网络自动化与管控一体化。工业电气自动化水平的提高，能够更好的促进我国工业获得更好的发展前景。

信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向,一方面是从管理层纵向的渗透,另一方面，信息技术横向扩展到自动化的设备、机器与系统中。信息技术已渗透到产品所有的层面，不仅包括控制器与仪表，而且包括传感器与执行器。标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，可为企业管理层所利用，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面与准确的生产信息。微电子与微处理器的发展是信息技术革命的原动力。随着微电子与微处理器技术应用的广泛增加，原本定义明确的设备界线，相对应的软件结构、通讯能力及易于使用与统一的组态环境变得重要了。

结束语

电气自动化在发展的过程中经历了漫长的过程，从最初的设想到现在的逐渐走向成熟，它的发展与信息技术是密切相关的，同时与物理科学也有着很大的关系。电气自动化技术在发展的过程中要解决的问题也是非常多的，为了更好发展电气自动化技术，一定要不断的应用高新技术，这样才能更好的保证在工业生产中电气自动化技术得到更好的应用，为工业生产带来更大的便利

参考文献

[1]任铭.电气自动化控制中的人工智能技术研究[J].中国科技投资,2013.

[2]严奕滔.分析电气工程系统的自动化控制[J].建材与装饰,2012.

[3]王培.变电站电气自动化控制系统分析及其应用[J].电子世界,2013.

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