当代工业自动化控制中微机控制技术的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 当代工业自动化控制中微机控制技 术的应用 摘要：工业自动化离不开计算机 技术的支持，工业自动化控制也不例外， 微机控制技术主要以微机和网络为框架， 配合终端采集和执行设备，以此实现对 工业化流程的合理控制和优化。 中国论文网 /2/view-12911471.htm 关键词：工业自动化控制自动化 微机控制技术 锅炉微机控制 一、工业自动化中微机控制技术 分析 1、微机可控制理论 微机控制理论中，如果忽略数字 信号量化的效应，可将微机控制看做是 一种采样控制系统，在采样控制系统中 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 连续的环境如果可以离散化，则整个系 统便成为了纯粹的离散系统，因此就形 成了微机控制的理论基础，其主要的发 展分支如下：采样理论支持，此理论是 建立在香农采样定理、采样频谱、采样 相互、采样混叠、信号恢复、图像分析 等。差分方程的应用，许多特征都可以 通过分析一个线性是不变的差分方程进 行解释，即差分方程代替微分计算。变 换理论的形成，霍尔维茨在 90 年代中 期对序列采样离散系统的性能和稳定性 进行了研究，并获得了成功。空间状态 理论，基于状态空间模型按极点配置的 设计和最有设计对离散系统进行了分析 与设计。识别自适应控制思路，其主要 是利用连续模型和性能指标的离散化， 性能指标函数的分析和计算，采样控制 系统的仿真和采样周期选择等控制来实 现对系统的控制。 2、新型控制研究 因为工业自动控制系统所面对的 是结构复杂且时变的非线性系统，因此 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 微机控制系统的形式应具有针对性和效 率，新型微机形式有：鲁棒型控制思路， 基本思想是在设计中设法使系统对模型 变化不敏感，是控制系在模型因为误差 干扰的时候保持稳定，同时质量也在工 程所需要的范围内。鲁棒控制主要有代 数方法和频域方法；模糊型控制，凡是 无法建立其数学模型或者难以建立数学 模型的场合可以采用此种方式进行控制； 专家系统，工业控制系统中广泛应用， 此种系主要是针对诊断、工业工艺控制、 工业设计等领域；预测型控制，此种控 制形式是在上个世纪的中期产生的，是 对工业控制领域内适用的控制模式，如： 动态矩阵法、模型计算法，此类计算方 式对象的阶跃影响或者脉冲影响为模型， 已经成为了工业过程控制的重要发展方 向。 二、微机控制的发展方向 微机控制是一种需要对生产过程 进行全面认识和测量的技术，即通过数 据采集和分析完成控制的方式，其发展 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 的方向也呈现出多元化。具体的发展方 向有：开放式的控制系统被逐渐应用， 各种系统的体现结构并不一致，相互之 间缺乏兼容性和互换性，各个厂家的系 统不具备相应的兼容性，因此在搭建过 程中需要系统具备开放性；智能控制的 发展，常用的智能策略包括了模糊控制、 专家控制、学习控制系统、神经系统等， 智能化控制系统的实现是微机控制技术 水平的重要标志；采用分层分布式的控 制，大型的控制系统需要安装不同的功 能进行控制划分，以现场总线技术为代 表的网络技术为基础，DCS、FCS 的控 制结构被广泛应用，并利用先进的控制 策略向 LCA 系统发展实现一种更加灵 活的控制系统；先进控制技术，利用普 及 PLC 和智能仪表、处理器等实现智 能化控制；系统综合性自动化，综合自 动化主要是利用计算机基础制作系统和 计算机过程控制系统相结合，是过程工 业中的重要控制模式；网络化与虚拟化， 在数字化的基础上，虚拟化技术的研究 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 正快速发展，虚拟现实、虚拟产品开发、 虚拟制造等为工业自动化控制提供了仿 真化的控制与分析；安全与绿色的理念 融入到控制系统中，如：绿色自动化减 少信息污染、信息安全、电磁波抑制、 洁净生产等。 三、用于工业自动化的微机控制 技术应用 在工业自动化控制中为了适应生 产需求，微机控制技术已经逐步得到了 应用，下面以起重机的自动化控制为例， 对其应用进行分析。 1、微机控制的系列化 为了适应微机控制，针对不同的 类型的起重机进行工业自动化控制，适 应化的改进是其应用的重点。研究和生 产控制设备搭建控制系统时最为重要的 就是系统的可靠性，所以在研究和使用 过程中必须慎重开展，考虑周密，利用 容错技术和抗干扰技术、保安措施等， 以此首先保证系统和设备的安全消除客 户应用的顾虑。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 2、硬件组成 1）控制器选择 自动化设备控制的系统形式有三 种，一种是采用 PLC 控制；一种是嵌 入式控制；一种是工控机控制系统。在 实践中对于起重机而言 PLC 的控制方 式较为适应其重复动作的运行规律，其 优点是数据处理简单，控制编程灵活， 通信系统简单，经济性突出等特征, 且 可以与微机实现数据交互使其成为现场 控制的核心, 因此在起重机领域中采用 PLC 与微机结合的控制模式较为合理。 在选择 PLC 后就应当按照其控制的任 务深入选型, 依据是功能、程序量、输 入输出信号情况等。 但是不论何种信号的控制器都应 当满足其对系统控制的能力与拓展能力， 即保证系统具备冗余性能，因为微机控 制技术是通过对现场采集数据并对其进 行分析后有上位机对 PLC 发出指令完 成某个作业流程的方式。因此在 PLC 和通讯方式的选择上应满足此要求, 这 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 样才能满足起重机运行机构定位元件的 需求，可以较好的完成对形成开关、接 近开关、磁性传感器、旋转编码器、信 号测定、图像处理等，并可以与控制系 统实现结合，完成对系统的智能化控制。 2）控制定位器件 起重机的控制器件应考虑到其作 业环境的特殊性，即保证其适应长距离 运行、潮湿环境、冲击振动等恶劣化剂 的干扰。另外，在微机控制系统中应当 选择定位精确并可以与 PLC 实现联动 的器件，因此采用编码等作为起重机的 定位元件，与光感器配合使用就可为微 机控制下的起重机进行精确的定位，从 而体现系统的精度与高效特征。 3、软件支持 软件方面，微机控制技术应具备 数据采集和处理能力，PID 控制和显示 功能、诊断和分析功能、并可以与模糊 控制和专家系统相结合，提高微机控制 的效果。微机控制中应采用模糊控制对 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 运行数据进行采集和分析，确定较为合 理的运行流程，并结合现场技术人员的 经验对整个工艺参数进行设定，这样就 可以在控制中获得较好的成果。 4、微机控制的实现 微机控制下的起重机工作程序往 往被设计成为一个阶段性断续运行的过 程。起重机在完成一个阶段性的动作后 就会反馈基本信息，利用传感器确定其 各个机构的位置甚至是负载情况，以此 判断其下一步动作。如刚刚启动的提升 机构运动到设定的当前工作位置，则暂 停；判断当前条件后再选择下一阶段的 动作或选择运行其它功能机构。在此间 计算机将对整个系统的状况进行分析与 评价，并针对性的发出指令控制整个起 重机工作, 完成一系列多个阶段性过程 的连续动作。 四、结束语 在微机控制中需要微机实现的功 能如下：1）检测运行参数：为了全面 掌控整个系统的运行情况，监控系统搜 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 集相关的工艺参数，电气参数、运行状 态等。系统可以利用对数据的处理获得 丰富的图形，通过组态将其与机械设备 的图形相关联，显示运行情况。 2）综合分析和指令功能，监控 系统根据监测到的