随着科技的飞速进步,工业自动化已经成为现代制造业的核心驱动力。
为了持续提升生产效率、降低成本并增强竞争力,企业纷纷寻求创新应用来推动工业自动化的深入发展。
本文将探讨创新应用如何助力工业自动化发展,并阐述其在提升生产效率、优化生产流程、促进智能化转型等方面的积极作用。
1. 提升生产效率:创新应用可以大幅提高工业生产的效率,降低生产过程中的能源消耗,提高产品质量和生产过程的稳定性。例如,通过引入智能传感器、云计算和大数据分析等技术,企业可以实时监控生产线的运行状态,及时发现并解决潜在问题,从而提高生产效率。
2. 优化生产流程:创新应用有助于企业优化生产流程,实现生产过程的自动化、智能化和柔性化。通过引入自动化设备和智能软件,企业可以实现对生产过程的精确控制,减少人工干预,降低人为错误,提高生产流程的效率和稳定性。
3. 促进智能化转型:随着工业4.0的到来,企业面临着从传统制造向智能制造转型的挑战。创新应用是推动企业实现智能化转型的关键力量。通过引入物联网、人工智能、机器学习等技术,企业可以实现生产过程的数字化、网络化和智能化,从而提高企业的竞争力。
1. 智能制造:智能制造是工业自动化发展的重要方向。通过引入智能装备、智能生产线和智能工厂等创新应用,企业可以实现生产过程的自动化、智能化和柔性化。例如,智能生产线可以通过自动识别、检测和调试等功能,实现生产过程的自动化控制,提高生产效率和产品质量。
2. 工业物联网(IIoT):工业物联网是工业自动化中的关键创新应用之一。通过连接设备、传感器和信息系统,企业可以实现对生产过程的实时监控和数据分析。工业物联网技术可以帮助企业提高设备的运行效率,降低维护成本,提高生产过程的可控性和灵活性。
3. 人工智能与机器学习:人工智能和机器学习技术在工业自动化中的应用日益广泛。通过引入智能算法和模型,企业可以对生产过程进行预测和优化,提高生产效率和产品质量。人工智能和机器学习还可以应用于设备故障诊断、产品质量检测等领域,进一步提高生产的稳定性和可靠性。
4. 云计算与大数据:云计算和大数据技术是工业自动化中的另一重要创新应用。通过云计算技术,企业可以实现数据的存储、处理和分析,从而优化生产流程和提高生产效率。大数据技术可以帮助企业挖掘生产数据中的有价值信息,为决策提供支持。
1. 人才培养与团队建设:创新应用的发展需要大量的高素质人才。企业需要加强人才培养和团队建设,提高员工的技能水平和综合素质,以适应创新应用的发展需求。
2. 技术更新与投入:创新应用需要企业不断投入资金进行技术更新和升级。企业需要制定合理的预算和计划,确保技术更新的持续性和稳定性。
3. 数据安全与隐私保护:在引入创新应用的过程中,企业需要注意数据安全和隐私保护问题。企业需要加强数据管理和安全防护措施,确保生产数据的安全性和隐私性。
创新应用是助力工业自动化发展的关键因素。
通过引入智能制造、工业物联网、人工智能与机器学习、云计算与大数据等创新应用,企业可以提高生产效率、优化生产流程、促进智能化转型。
企业在引入创新应用的过程中也面临着人才培养、技术更新、数据安全等挑战。
因此,企业需要加强人才培养和团队建设,制定合理的预算和计划,加强数据管理和安全防护措施,以应对创新应用带来的挑战。
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DDC是由PLC发展而来的,PLC是专门应用在工业自动化方面的,在国内几乎全部的工业生产流水线控制系统,火力发电厂控制系统,钢铁厂控制系统都是应用了PLC系统,目前也有相当一部分楼控系统也应用了PLC。 楼宇自控DDC是生产厂家根据楼宇自控特点从PLC发展而来的,与PLC的区别其实只是在其内部固化了一部分程序,但同时也缺少的PLC的灵活性和应对复杂电磁干扰环境的能力。
集散控制(DCS,即Distributed control system,直译为分散控制系统)技术的含义是分散控制集中管理,DCS是计算机技术、数字通讯技术和现代控制技术结合的产物,是信息时代的控制技术。 通常DCS系统的体系结构分为三层:现场控制级、集中操作监视级、综合信息管理级。 DCS是面向整体,面向系统的控制技术,目标是整个系统的最优化控制,包括现场实时控制的最优化和综合信息管理的最优化。 EP谐波吸收装置在该系统中的作用引起关注。 控制系统其实从20世纪四十年代就开始使用了,早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了控制系统的前身。 现在所说的控制系统,多指采用电脑或微处理器进行智能控制的系统,在控制系统的发展史上,称为第三代控制系统,以PLC和DCS 为代表,从七十年代开始应用以来,在冶金、电力、石油、化工、轻工等工业过程控制中获得迅猛的发展。 从九十年代开始,陆续出现了现场总线控制系统、基于PC 的控制系统等。 和最开始的工业控制系统比较起来,DCS系统将不同的控制任务按照一定的设计方案分别由不同的控制站控制,同时控制站之间通过通信网络连接,上层控制人员则又通过通信网络连接下层控制站,实现对现场情况的监视和控制。 其优点在于,当一台控制站出故障之后,不会影响到其他控制站的运行,同时,控制站又是处于集中管理的状态,方便维护。 国内引进国外技术开发的新华DCS系统使用非常方便,配置简单,硬件可靠。
可编程控制器简称PC(Programmable Controller),它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)和可编程序控制器PC几个不同时期。 为与个人计算机(PC)相区别,现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。 1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。 PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。 ”PLC的特点2.1可靠性高,抗干扰能力强传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。 由于触点接触不良,容易出现故障。 PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件,接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。 例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。 一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。 从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。 此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。 在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 2.2硬件配套齐全,功能完善,适用性强PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品,并且已经标准化、系列化、模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能、不同规模的系统。 PLC的安装接线也很方便,一般用接线端子连接外部接线。 PLC有较强的带负载能力,可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器,可以用于各种规模的工业控制场合。 除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。 近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。 加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 2.3易学易用,深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。 它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 2.4系统的设计、安装、调试工作量小,维护方便,容易改造PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。 这种编程方法很有规律,很容易掌握。 对于复杂的控制系统,梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。 这很适合多品种、小批量的生产场合。 2.5体积小,重量轻,能耗低以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,仅相当于几个继电器的大小,因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。 它的重量小于150g,功耗仅数瓦。 由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。 PLC的应用领域目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。 3.1开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。 如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 3.2模拟量控制在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。 为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。 PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。 3.3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。 从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 3.4过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。 PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。 大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。 PID处理一般是运行专用的PID子程序。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 3.5数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。 数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 3.6通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。 随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。 新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
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