黑燈科技現(xiàn)代化工廠自動化應(yīng)用分析研究

黑燈科技現(xiàn)代化工廠自動化應(yīng)用分析研究

0引言

文中通過對工廠自動化的介紹，分析了工廠自動化與過程控制的發(fā)展過程，重點(diǎn)研究了工廠自動化必不可少的一些技術(shù)，對于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工廠自動化具有現(xiàn)實(shí)意義。致力于實(shí)現(xiàn)廠區(qū)的完全自動化，涉及產(chǎn)品的設(shè)計、材料的加工、企業(yè)管理等各個方面。

1工廠自動化的概念

工廠自動化體系構(gòu)成如圖1所示。

信息技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展在很大程度上改變了人們的生產(chǎn)和生活方式，這些技術(shù)又一次解放了人們的雙手。這種解放不僅是勞動工具的改變，更重要的是生產(chǎn)方式與管理模式的改變。工廠自動化（Factory Automation），也稱車間自動化，是指自動完成全部或部分產(chǎn)品制造加工過程。致力于實(shí)現(xiàn)廠區(qū)的完全自動化，涉及產(chǎn)品的設(shè)計、材料的加工、企業(yè)管理等各個方面。工廠自動化技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣泛，相關(guān)方面的研究近幾年正在加大，逐漸成為熱門的研究領(lǐng)域。其實(shí)現(xiàn)依賴于計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與控制工程技術(shù)等，其工作機(jī)制是將各種生產(chǎn)設(shè)備智能的連接起來，使其按照一定的生產(chǎn)線進(jìn)行流水作業(yè)，最后在總體控制系統(tǒng)的作用下形成一定程度的自動化與智能化。

2工廠自動化的發(fā)展

我國工業(yè)開始蓬勃發(fā)展的早期使用分散式測量儀表和控制裝置，進(jìn)行單獨(dú)的參數(shù)自動調(diào)節(jié)。在一定程度上取代了傳統(tǒng)的手工操作，開啟了人們向自動化方向發(fā)展的第一頁。后來為了減少類似于產(chǎn)品的檢測等重復(fù)性工作，人們開始把檢測與控制儀表集中在中央控制室，對車間進(jìn)行統(tǒng)一控制管理，部分工廠初步實(shí)現(xiàn)了檢測儀表化和局部自動化。近代新型科學(xué)技術(shù)成果不斷投放于生產(chǎn)制造行業(yè)，使得工廠在一定程度上有了自動化趨勢。在儀表研究方面，為了得到高質(zhì)量及監(jiān)測精度更高的儀表，組裝儀表逐漸進(jìn)入人們的視野，而且其功能不斷的被完善，工作性能更加穩(wěn)定，應(yīng)用范圍更加廣泛。在計算機(jī)控制方面，計算的高效性與準(zhǔn)確性成為人關(guān)注的重點(diǎn)，計算的處理性能要求不斷提高，計算機(jī)的體積逐漸縮小，網(wǎng)絡(luò)制式不斷的更新。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工廠自動化的局部自動化不斷完善，多個局部自動化不斷的整合成總體自動化，以便進(jìn)一步提高工作效率，保證質(zhì)量與安全，節(jié)約能源和原材料。

廣州黑燈科技有限公司是專業(yè)從事各類行業(yè)各種類型的自動化控制系統(tǒng)開發(fā)和自動化工程項(xiàng)目承接，機(jī)械自動化設(shè)備生產(chǎn)，化工設(shè)備研制生產(chǎn)（擁有D1,D2壓力容器生產(chǎn)許可），智能機(jī)械人研究制造，自動化生產(chǎn)流水線，可應(yīng)用在各類工業(yè)生產(chǎn)上使用，技術(shù)團(tuán)隊已在自動化控制方面積累了豐富的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，是一家專注于自動化控制系統(tǒng)開發(fā)、自動化工程項(xiàng)目承接和技術(shù)服務(wù)的技術(shù)型企業(yè)。自動化配置緊自動急切斷聯(lián)鎖裝置，并且應(yīng)配備光聲報警系統(tǒng)。能有限降低人員的傷亡的情況，減少財產(chǎn)損失。緊急切斷聯(lián)鎖裝置防止事故的發(fā)生。歡迎來電討論咨詢，關(guān)生18565060664   http://www.xm-fcx.com/

3過程控制的發(fā)展與應(yīng)用

起初階段的過程控制系統(tǒng)大部分是以單一的輸入與輸出為主，這種單一的控制方式在很大程度上做到控制準(zhǔn)確的效果，能使參數(shù)比較穩(wěn)定，避免了不需要的變動干擾，但在利用率上需要多個系統(tǒng)進(jìn)行工作，成本較高。過程控制系統(tǒng)采用的方法是經(jīng)典控制理論中的頻率法和軌跡法，主要解決了單一輸入與輸出對參數(shù)的控制問題，使系統(tǒng)能夠比較穩(wěn)定的工作。后來隨著控制技術(shù)研究的不斷深入與現(xiàn)代制造要求的不斷提高，單一變量由單一系統(tǒng)進(jìn)行控制已經(jīng)難以在低成本中實(shí)現(xiàn)，多變量的單一系統(tǒng)控制和多變量的復(fù)雜系統(tǒng)控制逐漸取代了經(jīng)典控制理論，發(fā)展成為現(xiàn)代控制理論（2]。尤其是計算機(jī)的微型化、計算速度的高速化和編輯程序的簡單化，使得利用空間充足，控制方式多樣，自動化技術(shù)呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的新景象。

4廠自動化關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備

工廠自動化致力于實(shí)現(xiàn)提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化、提高企業(yè)綜合競爭力。工廠：實(shí)現(xiàn)自動化的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備主要有以下十個部分組成：

4.1控制器

工廠自動化的核心模塊便是控制技術(shù)。控制器指按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機(jī)的啟動、調(diào)速、制動和反向運(yùn)行的主令裝置。目前典型的控制器是可編程邏輯控制器（PLC）和工控機(jī)，前者儲存器具有可編程的特點(diǎn)，可以簡單的實(shí)現(xiàn)順序控制，編程簡單、操作方便。工控機(jī)（IPC）主要是對總線生產(chǎn)過程中的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測與控制[3]。工控機(jī)具有重要的計算機(jī)屬性和特征，如具有計算機(jī)CPU、硬內(nèi)存、外設(shè)及接口，并具有操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計算能力。工控機(jī)一般是為其他行業(yè)提供嵌入式、智能化的行業(yè)計算機(jī)，屬于中間產(chǎn)品。

4.2機(jī)器人

它是工廠自動化的執(zhí)行者，一般是由電源模塊、驅(qū)動裝置、檢測裝置、控制裝置等結(jié)構(gòu)組成。它接收指揮者的指令，完成一定的工作，在一定程度上代替了人力操作。主要用于人類難以完成的任務(wù)或者存在危險的工作，以及簡單的重復(fù)性工作。

4.3伺服電機(jī)

伺服電機(jī)指利用控制系統(tǒng)使機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動設(shè)備，為所有需要機(jī)械運(yùn)動的系統(tǒng)提供驅(qū)動力，分為直流和交流兩大類。作為執(zhí)行元件，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度受到自動控制系統(tǒng)的控制，且具有機(jī)電時間常數(shù)小、低速力矩大、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。

4.4傳感器

是自動化工廠感知信息的重要部分，可以將物理位置、壓力、光、電、溫度、濕度、氣壓等等信息轉(zhuǎn)化成電信號或其他形式的信號傳輸給處理器，來完成信息的傳遞與整理。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是自動化生產(chǎn)過程中，需要用到各式各樣的傳感器來監(jiān)視控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)變化，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。

4.5變頻器

它是利用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率的方式來控制交流電機(jī)的電力控制設(shè)備。在工廠“自動化中主要將電源輸出的總電量進(jìn)行合理的配比與供給。

4.6電磁閥

在工廠自動化中主要用來控制流體的運(yùn)動，可在液壓與氣動環(huán)境中使用，調(diào)整介質(zhì)的方向、流速、和其他參數(shù)。

4.7工業(yè)相機(jī)

是工廠自動化的眼睛，屬于機(jī)器視覺中的關(guān)鍵組件，其工作原理是將光信號轉(zhuǎn)變成有序的電信號，選擇合適的相機(jī)也是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)備的重要環(huán)節(jié)。工業(yè)相機(jī)一般安裝在機(jī)器流水線上代替人眼來做測量和判斷，通過數(shù)字圖像攝取目標(biāo)并轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而通過用判別的結(jié)果和預(yù)設(shè)結(jié)果做出對比來控制現(xiàn)場設(shè)備動作。

4.8儀器儀表

工廠自動化中需要應(yīng)用各種儀器儀表，比如測量壓力液位、流量、溫度等一些控制過程所需要的參數(shù)值，所需要相關(guān)的儀器儀表。

4.9自動化軟件

自動化軟件在工業(yè)系統(tǒng)中起著重要作用，主要是對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)度，由于工業(yè)控制系統(tǒng)的管控一體化趨勢，使得工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)IT管理系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)相連通，內(nèi)部也越來越多地采用了通用軟件、通用硬件和通用協(xié)議。

4.10控制柜

控制柜是按電氣接線要求將開關(guān)設(shè)備、測量儀表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備等組裝在封閉或半封閉金屬柜中或屏幅上，其布置應(yīng)滿足電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的要求，便于檢修，不危及人身及周圍設(shè)備的安全4]。在工廠自動化中應(yīng)用廣泛，主要用于高層建筑無塔供水或者電力系統(tǒng)，消防深井泵，恒壓供水等根據(jù)實(shí)時用水工況需要閉環(huán)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速的場合。

5結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展和生產(chǎn)需求的提高，生產(chǎn)中的機(jī)械設(shè)備逐漸趨向于自動化和智能化，工廠自動化也在逐漸的發(fā)展，并取得了一定的成績。文中通過對工廠自動化的介紹，分析了工廠自動化與過程控制的發(fā)展過程，重點(diǎn)研究了工廠自動化必不可少的一些技術(shù)，對于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工廠自動化具有現(xiàn)實(shí)意義。