对工业自动化控制系统技术思考与实践

摘 要：工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性高技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。
在过去几十年里，技术创新对制造业产生了巨大的影响。对许多制造商而言，工业自动化能够使其优化生产流程。然而有一些制造商或是费尽千辛万苦才能将新技术运用到生产中，或是根本无法充分利用控制系统所提供的便利。但是鉴于原材料、劳工及能源价格的不断上涨以及新监管政策的出台，实现效率最大化仍然是制造业的主要任务。在文章中探讨了制造工厂流程效率低的主要原因，并为克服这些困难提出了行之有效的方法。 
锁定低效问题： 
在加工业中，低效问题相当普遍，并且可能出现于生产周期的每一阶段。其中包括食品安全、材料损耗、能源浪费，甚至可能是由生产线严重失调所造成的。通常情况下，这些低效问题都未被发现或被忽略，而企业则要为此付出代价，其盈利能力及竞争能力都会受到明显影响。尽管技术可能无法解决生产流程中的所有低效问题，但它对发现这些问题却起到了至关重要的作用。控制系统，像可编程逻辑控制器 (PLC) 和监控与数据采集 (SCADA) 系统等，能够很容易地与现有生产线相集成，使生产线中效率最为低下的环节暴露无遗。它们还可用于定位技术来改善工作流程。一旦这些系统完成分析后，所得数据便可帮助工厂操作员确定最易发生低效问题的具体领域。 
减少浪费： 
材料浪费不仅仅涉及原材料浪费。随着生产线自动化程度的提高，产品的加工速度也空前提升，但这也同时增加了损坏或损耗的机会。材料浪费通常由设备控制错误或流程严重失调引起，这对于所有工厂经理而言都是个大问题，因为它会影响到整个生产周期。如果未能及时发觉，仅仅一处错误就能对大量产品造成损害，造成不必要的停工和过度浪费。 
通过详细的用户需求标准 (URS)，控制系统供应商可帮助特定生产流程确定其所需的关键绩效指标 (KPI)。经分析之后，URS 将被转换为功能设计规范 (FDS)，用于加强流程管理。这样，生产流程就会变得更加顺畅、更加可靠，以便最大程度地减少浪费并避免生产停机。
打造出高效的团队： 
尽管目前的技术进步已经使大多数制造流程实现了自动化，但是劳动力成本依然是所有工厂预算的最大部分，因此，工厂经理迫切希望充分利用其员工队伍，这一点是可以理解的。但是，如果普遍使用落后的程序，那么，同时执行多项任务就不那么容易了。很多工厂都将正常的生产时间浪费在维护及修理工作上，而在另外一些工厂中，员工可能忙于重复性的操作，但这些工作本可以由机器完成地更加精确。这不但可以减少人为错误，还可为员工腾出时间，使他们专注于更具挑战性的工作。详细审查流程中的每一部分可确定哪些工作最好由机器执行或者由机器执行更为精确，为员工腾出时间执行重复率较低的工作。还可以通过将现有PLC系统与简洁清晰的人机界面 (HMI) 结合运用来提高效率。这比肉眼能更快地检测出故障，允许操作员对故障采取立即措施，最大程度地减少停机和浪费现象的发生。
在制造业中存在各种各样的低效问题，每种问题都涉及到生产流程的不同方面。一些问题只是成本高昂，但有一些问题却可对企业构成真正的威胁。从尽可能多的生产流程环节中收集详细可靠的数据，这对控制产品流程及实现安全高效生产至关重要。工业自动化控制系统对于任何工厂而言都是一笔真正的资产，因为它们能够检测出需要注意的领域，帮助规范工作流程，使所有产品均能符合规格。为了实现最佳的流程效率，系统应该设计良好、准确并能定期进行维护，这一点非常关键。在任何情况下，凭借控制系统专家的帮助，从一开始就可提升流程的运作效率。它们不仅能帮助工厂经理根据需求选择合适的系统，还可确保其自身安装正确并得到定期维护，为保持生产效率提供保证。 ”MY-DQ19电力系统自动化实训平台”是根据《电力系统自动化装置原理》、《电网监控及调度自动化》、《电力系统自动化》、《电力系统继电保护》、《电力系统分析》、《电气设备》等课程实训教学要求结合工业现场的实际应用和发展而设计的综合型实训平台。装置采用控制柜加实训台的结构，将控制与输电线路分开，对发电厂中常用的自动化装置、发电厂监控、电力系统运行、继电保护等教学内容进行操作实训。本实训平台适用于电力、电气、自动化类各专业相关课程的教学实训，也可作为学生课程设计、毕业设计、工程训练和教师科研项目的硬件开发平台，还可作为电力系统技术人员及职教的培训装置。
电力系统自动化实训平台技术指标：
1、输入电压：三相五线 380V±5% 50Hz
2、工作环境：温度：-10~+40℃ 相对湿度＜85%
3、装置容量：<15KVA

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