自動化監(jiān)測技術(shù)論文范文

前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)自動化監(jiān)測技術(shù)論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

自動化作為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，智能技術(shù)和增效節(jié)能解決方案將極大地助力中國各行業(yè)、各領(lǐng)域發(fā)展。如何應(yīng)用自動化技術(shù)和解決方案提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，節(jié)能減排。

高效利用能源，已經(jīng)成為中國經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展迫在眉睫的任務(wù)。在這新的發(fā)展時期，中國正亟需一大批優(yōu)秀的自動化管理人才和工程技術(shù)人才進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新并提高生產(chǎn)效率和資源利用效率，以獲得更多的可持續(xù)性全球競爭的優(yōu)勢。

ABB杯全國自動化系統(tǒng)工程師論文大賽為中國自動化領(lǐng)域提供了重要的技術(shù)交流和經(jīng)驗(yàn)分享平臺，推動了自動化產(chǎn)業(yè)與學(xué)術(shù)研究的緊密結(jié)合，有力地促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展。中國自動化學(xué)會作為這一領(lǐng)域的全國學(xué)術(shù)性社會團(tuán)體，從2005年發(fā)起，每年度舉辦一屆“全國自動化系統(tǒng)工程師論文大賽”，目前已成功舉辦四屆。前四屆大賽均由ABB(中國)有限公司獨(dú)家贊助，至今，四屆大賽共收到有效論文1485篇，投稿作者超過3000人，共評出獲獎?wù)撐?40篇，公開出版發(fā)行4本論文集，收進(jìn)高質(zhì)量優(yōu)秀論文近300篇。大賽累計(jì)超過1000位來自全國各地的自動化領(lǐng)域工程技術(shù)人員出席，吸引了全國自動化工程技術(shù)人員和開發(fā)人員，以及科研院校師生的廣泛參與。

本屆大賽創(chuàng)新性地引入社會計(jì)算理論及相關(guān)技術(shù)，改變傳統(tǒng)的單一線下宣傳推廣模式，建設(shè)智能社會化媒體運(yùn)營平臺，以線上線下互動運(yùn)營的方式，支撐整個大賽的全流程運(yùn)營工作。平臺將實(shí)現(xiàn)對自動化領(lǐng)域行業(yè)發(fā)展動態(tài)、領(lǐng)域?qū)＜摇⒆髡呷后w等開源信息實(shí)時監(jiān)控并深度挖掘，最大密度的對大賽進(jìn)行推廣，引起相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜摇C(jī)構(gòu)的普遍關(guān)注，使之積極地參與到大賽的投稿、評論、民意評選等大賽相關(guān)活動上來，引起線上和線下的互動，促進(jìn)這個專業(yè)群體之間的交流與溝通，使大賽真正成為自動化領(lǐng)域的技術(shù)交流和經(jīng)驗(yàn)分享平臺。

按照運(yùn)營的整體部署，大賽已經(jīng)完成了前期宣傳推廣的計(jì)劃和部署，建設(shè)內(nèi)容包括征文網(wǎng)站、領(lǐng)域作者資料采集系統(tǒng)、領(lǐng)域行業(yè)展會采集系統(tǒng)、雜志期刊采集系統(tǒng)、征文輿情監(jiān)測系統(tǒng)等。參賽作者可以通過訪問中國自動化學(xué)會網(wǎng)站，點(diǎn)擊首頁左側(cè)導(dǎo)航欄進(jìn)入本屆ABB杯系統(tǒng)工程師論文大賽的宣傳門戶（省略.cn:8080/abb），了解大賽詳情并在線投稿。

目前大賽已經(jīng)進(jìn)入后期集中宣傳推廣的工作階段，已征集到中、英文論文約300篇，論文主要由自動化領(lǐng)域的技術(shù)研究、工程應(yīng)用構(gòu)成。本屆大賽投稿截止日期為2011年9月30日，所有符合稿件基本要求的投稿者均可獲得大賽紀(jì)念獎和論文集一份，歡迎廣大讀者踴躍投稿。

“2011北京國際設(shè)計(jì)周暨三年展”將在北京舉行

本刊訊 2011設(shè)計(jì)周暨三年展擬于9月26日至10月3日在北京舉辦。活動由開幕式、北京設(shè)計(jì)論壇、主題展覽、主賓城市、設(shè)計(jì)之旅、年度設(shè)計(jì)獎六項(xiàng)主體內(nèi)容組成。

1.開幕式 開幕式擬于9月26日晚8點(diǎn)在中華世紀(jì)壇南廣場舉辦，并將借助數(shù)字多媒體設(shè)計(jì)，展現(xiàn) “設(shè)計(jì)北京”的主題。

2.北京設(shè)計(jì)論壇 北京設(shè)計(jì)論壇擬于9月28日在人民大會堂金色大廳舉辦，分為主論壇和分論壇。主論壇以“設(shè)計(jì)與城市發(fā)展”為主題，是國際設(shè)計(jì)界首次召開的國際設(shè)計(jì)周（節(jié)）主席論壇。分論壇以“設(shè)計(jì)與城市生活”為主題。

3.主題展覽 首屆北京國際設(shè)計(jì)三年展擬于9月28日至10月17日在中國國家博物館舉辦，主題為“仁：設(shè)計(jì)的善意”。參展的國際頂級設(shè)計(jì)師包括扎哈•哈迪德、深澤直人、布魯萊克兄弟（羅南和爾旺）、菲利普•斯塔克20余位，國際一線設(shè)計(jì)師超過300位；參展作品1000余件，其中的70%來自國外設(shè)計(jì)師。

4.主賓城市 主賓城市擬于9月26日至10月3日舉辦，主題為：倫敦-北京 設(shè)計(jì)快線。

北京國際設(shè)計(jì)周計(jì)劃每年邀請一個國際知名設(shè)計(jì)城市為該年度的主賓城市，通過設(shè)計(jì)展覽、設(shè)計(jì)交流、設(shè)計(jì)贈禮三個核心內(nèi)容，逐步形成北京國際設(shè)計(jì)周“主賓城市”專題性活動。2011年主賓城市是倫敦市。

5.設(shè)計(jì)之旅 設(shè)計(jì)之旅擬于9月25日至10月3日舉辦，覆蓋創(chuàng)意園區(qū)、展館、商場、社區(qū)、公園、特色街區(qū)、品牌企業(yè)院所等90 個區(qū)域。其主題為：國慶•北京 看設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)之旅活動形成創(chuàng)意設(shè)計(jì)旅游線路，引導(dǎo)公眾走近設(shè)計(jì)、了解設(shè)計(jì)、消費(fèi)設(shè)計(jì)，打造“國慶-北京看設(shè)計(jì)”新的旅游產(chǎn)品。

6.年度設(shè)計(jì)獎 年度設(shè)計(jì)獎，是北京設(shè)計(jì)周推出的具有國際視野、行業(yè)高度和社會公信力的常設(shè)獎項(xiàng)。頒獎活動與2011設(shè)計(jì)周暨三年展閉幕式共同舉辦。

第五屆“設(shè)計(jì)之星”全國大學(xué)生視覺設(shè)計(jì)大賽開賽

第2篇

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新發(fā)展，信息化建設(shè)，數(shù)字化礦井

 

科學(xué)發(fā)展觀所強(qiáng)調(diào)的全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展，基本要求是走高質(zhì)量、高效益發(fā)展之路，是使煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)又快又好發(fā)展的基本指導(dǎo)方針，它反映了信息化建設(shè)的本質(zhì)規(guī)律。

以深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀為契機(jī)，加快推進(jìn)煤礦企業(yè)的信息化建設(shè)步伐，完全符合塔山煤礦的創(chuàng)新品牌、塑造典范的發(fā)展目標(biāo)，也符合集團(tuán)公司高起點(diǎn)上再跨越、創(chuàng)造同煤新歷史的要求。

一、塔山煤礦信息化建設(shè)現(xiàn)狀

信息化是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)、管理現(xiàn)代化的手段，是現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的必然趨勢。企業(yè)信息化就是運(yùn)用先進(jìn)的現(xiàn)代企業(yè)管理理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，改造和提升企業(yè)生產(chǎn)力和管理水平的過程。加快煤礦企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、體制創(chuàng)新，提高生產(chǎn)力水平和經(jīng)濟(jì)效益，確保安全生產(chǎn)，提高企業(yè)市場競爭力。

塔山煤礦公司自建礦以來，在科學(xué)發(fā)展觀的指引下，始終堅(jiān)持以科技帶動生產(chǎn)，不斷提升企業(yè)的軟實(shí)力，努力推進(jìn)企業(yè)的數(shù)字化、信息化建設(shè)。目前，企業(yè)擁有MIS信息管理系統(tǒng)、內(nèi)部網(wǎng)站、郵箱系統(tǒng)、FTP服務(wù)、井上下工業(yè)電視系統(tǒng)、井下人員區(qū)域定位系統(tǒng)、高性能的冗余容錯以太網(wǎng)、綜合自動化設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)等一大批具有國際領(lǐng)先水平的信息化系統(tǒng)。

1、高性能的冗余容錯以太網(wǎng)（FTE）：作為信息化建設(shè)的重要基礎(chǔ)部分，以太網(wǎng)擔(dān)負(fù)著整個礦井的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。FTE極大地減少了我們的運(yùn)行和維護(hù)成本，為提高系統(tǒng)的使用率和可靠性提供了理想的效果。它不僅提供容錯能力，還提供了工業(yè)控制應(yīng)用所需的快速響應(yīng)、決策和安全性。

下圖為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D：

（圖一）

2、企業(yè)信息門戶：面向互聯(lián)網(wǎng)的新聞、信息網(wǎng)站，是企業(yè)展現(xiàn)宣傳的窗口。主頁上新聞、專題、欄目可以定制，所有的內(nèi)容都通過后臺(管理信息系統(tǒng))和管理。通過IP綁定和HTTP BASIC認(rèn)證機(jī)制與管理信息系統(tǒng)進(jìn)行通訊。

網(wǎng)站中包含有企業(yè)內(nèi)部郵箱用于傳遞各種文檔；FTP服務(wù)器中存儲了各種辦公、殺毒等應(yīng)用軟件；內(nèi)嵌一個產(chǎn)量窗口，用于礦井日產(chǎn)、月產(chǎn)情況。

3、企業(yè)信息管理系統(tǒng)：信息管理系統(tǒng)包括11個對口業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、1個協(xié)同辦公子系統(tǒng)（OA）并集成了地測、井下環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控、視頻監(jiān)控4個子系統(tǒng)。

各對口的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)均具有獨(dú)立的錄入、輸出（打印、導(dǎo)出excle表格）、查詢報(bào)表功能；各子系統(tǒng)除具有報(bào)表類功能外，還具有上傳、下載各類文件的功能。

各子系統(tǒng)主要包括：

1. 生產(chǎn)子系統(tǒng)。

2．調(diào)度子系統(tǒng)。

3．選煤子系統(tǒng)。

4．運(yùn)銷子系統(tǒng)。

5．財(cái)務(wù)子系統(tǒng)。

6．機(jī)電（設(shè)備和配件）子系統(tǒng)。

7．人力資源子系統(tǒng)。

8．材料子系統(tǒng)。

9．考核子系統(tǒng)。

10．統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)。

11．協(xié)同辦公（OA) 子系統(tǒng)。

12．考試子系統(tǒng)

13．地測系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)集成。

管理信息系統(tǒng)從根本上改變了固有的工作模式，使工作方式發(fā)生了極大的改變，信息系統(tǒng)及時提供的信息內(nèi)容，對管理工作的及時性、高效性、可靠性提供了保證，對提高公司的生產(chǎn)、經(jīng)營管理水平和效率起到的作用是有目共睹的，使企業(yè)管理上升到了一個新的臺階。

該管理信息系統(tǒng)平臺的搭建和應(yīng)用，無論從軟、硬件環(huán)境，均為塔山煤礦公司信息化建設(shè)的發(fā)展，奠定了一個良好的基礎(chǔ)。隨著數(shù)據(jù)信息量的不斷豐富，員工工作方式的逐步改變，對信息化認(rèn)識程度的提高，將為今后擴(kuò)展開發(fā)、應(yīng)用高層次的管理軟件，進(jìn)一步提高企業(yè)的管理水平和競爭力，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4、工業(yè)電視系統(tǒng)：工業(yè)電視系統(tǒng)充分利用光纖通訊技術(shù)，將井下各運(yùn)輸皮帶、洗煤廠及地面的畫面清晰的傳輸至調(diào)度指揮中心視頻服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)調(diào)度指揮的可視化。另外，所有畫面還將通過視頻分配器傳輸至高性能的冗余容錯以太網(wǎng)上，使公司各級領(lǐng)導(dǎo)及生產(chǎn)安全相關(guān)部門可以通過局域網(wǎng)進(jìn)行井上下的視頻監(jiān)視。

5、綜合自動化設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)：以前，公司內(nèi)各套系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行互不兼容,在井上下形成了一個個“信息孤島”，信息資源不能得到充分利用，不利于煤礦企業(yè)進(jìn)行綜合管理和決策。

作為信息化建設(shè)的重要組成部分，設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)利用現(xiàn)代信息通訊技術(shù)，集成包含綜采采煤機(jī)組、泵站等監(jiān)測；井下電力監(jiān)測；順槽及主井皮帶CST、貝克皮帶保護(hù)監(jiān)測；主扇風(fēng)機(jī)監(jiān)測；排瓦斯泵站監(jiān)測；制氮機(jī)監(jiān)測；水泵房監(jiān)測；束管防火監(jiān)測；人員定位監(jiān)測；洗煤廠監(jiān)測；皮帶電子秤監(jiān)測；礦壓監(jiān)測等十二個子系統(tǒng)，涵蓋與礦井生產(chǎn)及安全相關(guān)的所有系統(tǒng)，將這些系統(tǒng)集成于一個平臺之上，在調(diào)度指揮中心或者局域網(wǎng)所覆蓋的每個角落都可以實(shí)時了解各套系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

礦井綜合自動化系統(tǒng)依據(jù)“以信息化帶動自動化、自動化促進(jìn)信息化建設(shè)”的建設(shè)原則，通過搭建綜合自動化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺、企業(yè)信息化管理網(wǎng)絡(luò)平臺，為數(shù)據(jù)傳輸、信息共享提供可靠的物理通道；通過建設(shè)管控一體化平臺，將底層自動化子系統(tǒng)相關(guān)安全、生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)與管理信息有機(jī)結(jié)合。科技論文，創(chuàng)新發(fā)展。在實(shí)現(xiàn)所有子系統(tǒng)在礦調(diào)度指揮中心的集中監(jiān)測與控制的同時實(shí)現(xiàn)塔山煤礦生產(chǎn)自動化、生產(chǎn)管理自動化與管理決策自動化的無縫融合。

6、井下無線通訊系統(tǒng)：

安全生產(chǎn)， 以人為本；生產(chǎn)調(diào)度，效率為本；

實(shí)施救援， 快捷為本；實(shí)時監(jiān)控，通訊為本；

由此可見，現(xiàn)代通訊技術(shù)已經(jīng)成為礦井信息化建設(shè)的重中之重。科技論文，創(chuàng)新發(fā)展。科技論文，創(chuàng)新發(fā)展。基于Wifi技術(shù)的MDS信息通訊系統(tǒng)已經(jīng)通過公司有關(guān)部門的方案審核，并將在下半年進(jìn)行安裝，系統(tǒng)設(shè)計(jì)覆蓋井下所有區(qū)域及部分地面辦公區(qū)域。科技論文，創(chuàng)新發(fā)展。

與國內(nèi)傳統(tǒng)的礦井無線小靈通系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、所有線路采用光纜傳輸，信號抗干擾能力強(qiáng)。科技論文，創(chuàng)新發(fā)展。

2、采用802.11b/g網(wǎng)絡(luò)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，增加了信息通訊物理帶寬，使數(shù)字、視頻等信息的傳輸成為可能。

3、Wifi手機(jī)的無線通信質(zhì)量非常好，就是在嘈雜的環(huán)境下，也有很好的過濾功能。

4、增加了網(wǎng)絡(luò)攝像頭、防爆攝像機(jī)、移動基站、防爆PDA、智能車輛監(jiān)測等輔助設(shè)備，充分利用通信帶寬滿足不同的數(shù)字業(yè)務(wù)需求。

作為未來替代礦井有線電話的通訊技術(shù)，Wifi無線通訊系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了井上下實(shí)時的語音調(diào)度指揮和信息反饋，也為特殊情況下的應(yīng)急救援、安全監(jiān)控等提供了可靠保障。

二、礦井信息化發(fā)展思路

針對目前公司內(nèi)部信息化建設(shè)的現(xiàn)狀，我們認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，努力做到與時俱進(jìn)和科學(xué)發(fā)展，使企業(yè)能夠在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

1、健全完善信息化管理基礎(chǔ)工作

1）一套科學(xué)的信息化管理流程猶如一條信息高速公路，信息流程就是要保證企業(yè)內(nèi)外部信息的暢通無阻。建立一套規(guī)范的信息資料收集、整理、共享、傳遞和報(bào)送等管理流程，會在企業(yè)信息化建設(shè)和完善進(jìn)程中起到舉足輕重的作用。

2）加強(qiáng)信息化管理隊(duì)伍建設(shè)，提高公司信息化相關(guān)從業(yè)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，營造認(rèn)真學(xué)習(xí)、刻苦鉆研的工作氛圍，提高人員主動學(xué)習(xí)的自覺性。

3）建立健全企業(yè)信息化建設(shè)管理制度，使得各項(xiàng)信息化管理工作有章可循。

2、注重科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新同企業(yè)信息化建設(shè)同步發(fā)展

以科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新為依托，不斷推進(jìn)企業(yè)信息化建設(shè)，是現(xiàn)代化煤礦安全高效高產(chǎn)的發(fā)展方向。以人、機(jī)、環(huán)境和諧統(tǒng)一、科學(xué)發(fā)展為目標(biāo)，把創(chuàng)新理論應(yīng)用到煤炭企業(yè)信息化建設(shè)的實(shí)踐當(dāng)中，使理論在實(shí)踐中得到應(yīng)用和升華，使實(shí)踐得到理論的支撐和指引，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的良性循環(huán)發(fā)展。

3、加大信息化建設(shè)的投入

1）一方面我們要加大革新力度，改造現(xiàn)有設(shè)備使其滿足現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的需求，另一方面不斷引進(jìn)國際先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，努力使我們的硬件設(shè)施處于國際領(lǐng)先水平。

2）重視培養(yǎng)和引進(jìn)符合煤礦信息化建設(shè)的復(fù)合型人才。信息化建設(shè)，人是根本。企業(yè)必須從長遠(yuǎn)出發(fā)，制定實(shí)施人才強(qiáng)企戰(zhàn)略。與國內(nèi)知名院校合作，一方面為院校提供實(shí)踐基地合作研究課題，另一方面利用院校優(yōu)秀師資力量為我們培養(yǎng)復(fù)合型人才，實(shí)現(xiàn)互利雙贏。

信息化建設(shè)要統(tǒng)籌規(guī)劃，循序漸進(jìn)。在推進(jìn)信息化的過程中，要有相應(yīng)的部門來研究和制定信息化的長期、中期和短期發(fā)展戰(zhàn)略和目標(biāo)，提出相應(yīng)的實(shí)施計(jì)劃和項(xiàng)目建議；要根據(jù)信息化的發(fā)展，提出并推動信息化的標(biāo)準(zhǔn)化工作，制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)；此外，還要監(jiān)督、評估和管理重大信息化工程項(xiàng)目的實(shí)施。

三、總結(jié)

煤炭工業(yè)是我國的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，要走新型工業(yè)化道路．就必須努力發(fā)展煤炭工業(yè)信息化。科技論文，創(chuàng)新發(fā)展。煤炭企業(yè)要從企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的高度來認(rèn)識信息化建設(shè)的重要性，把信息化建設(shè)納入企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，分階段實(shí)施，通過推進(jìn)信息化建設(shè)，改進(jìn)企業(yè)管理，提升企業(yè)競爭力，使企業(yè)在市場競爭中立于不敗之地。

信息化管理是長期的、艱巨的、規(guī)范的系統(tǒng)工程，只有堅(jiān)持不懈地發(fā)展下去，才能為企業(yè)降本提效、提升管理水平，更好地為安全高效礦井服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬延文.兗州煤業(yè)信息化管理實(shí)證研究[J].煤礦現(xiàn)代化2010(1):84-85

[2]王鵬.淺議煤礦信息化建設(shè)[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)2009(16):127-128

第3篇

關(guān)鍵詞：工業(yè)以太網(wǎng)；工廠流水線；自動化控制；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號：TH166 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）03-0027-02

在自動化控制領(lǐng)域，占絕對統(tǒng)治地位的是現(xiàn)場總線技術(shù)。盡管現(xiàn)場總線具有眾多優(yōu)勢，但是隨著生產(chǎn)規(guī)模的一再擴(kuò)大，現(xiàn)場機(jī)電裝備越來越多，需要實(shí)時監(jiān)測和自動化控制的設(shè)備也越來越多，在這種背景下，現(xiàn)場總線已經(jīng)無法完全滿足現(xiàn)場眾多機(jī)電裝備的監(jiān)控需求，而且由于現(xiàn)場總線是具有針對性的工業(yè)自動化控制總線，往往使得各個機(jī)電裝備成為了“自動化控制孤島”，彼此無法兼容通訊，給設(shè)備的后期維護(hù)管理帶來不便。

隨著以太網(wǎng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)逐漸以其低廉的組網(wǎng)價格、兼容性較好的通信協(xié)議，以及一體化的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而受到普遍應(yīng)用，成為目前能夠替代現(xiàn)場總線的最好選擇之一。本論文主要結(jié)合汽車整車焊裝PLC自動化控制流水線生產(chǎn)控制系統(tǒng)，對基于工業(yè)以太網(wǎng)的自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，以期能夠從中找到面向工廠流水線生產(chǎn)控制的工業(yè)以太網(wǎng)自動控制應(yīng)用方式，并以此和廣大同行分享。

1 工業(yè)以太網(wǎng)概述

工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域中，主要是作為生產(chǎn)制造自動化控制的基礎(chǔ)平臺，通過底層安裝的傳感設(shè)備，將機(jī)電裝備的工作狀態(tài)參數(shù)、工藝參數(shù)以及現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)檢測出來，并通過工業(yè)以太網(wǎng)所支持的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議上傳到工業(yè)以太網(wǎng)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。隨著工業(yè)自動化技術(shù)的日益發(fā)展與進(jìn)步，很多工業(yè)生產(chǎn)流水線都逐漸提出了更高的自動化控制的要求，例如要求實(shí)現(xiàn)監(jiān)測與控制的一體化，要求實(shí)現(xiàn)無人值守等等，這些高難度控制要求的提出，在一定程度上都促進(jìn)了工業(yè)以太網(wǎng)在工廠自動化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用，尤其是將工業(yè)以太網(wǎng)與PLC控制相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)很多工廠自動化控制系統(tǒng)的功能建設(shè)需求。本課題重點(diǎn)以工業(yè)以太網(wǎng)和PLC相結(jié)合，以工廠流水線自動化控制為具體研究對象，深入探討工業(yè)以太網(wǎng)在工廠流水線自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2 基于工業(yè)以太網(wǎng)的流水線自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 功能模塊設(shè)計(jì)

本論文以汽車整車焊裝作為具體的研究對象來探討工業(yè)以太網(wǎng)在流水線自動控制中的應(yīng)用。汽車整車焊裝具有較多的工藝流程，而且機(jī)電裝備離散度較大，需要實(shí)時監(jiān)測與控制的參數(shù)變量較大，因此采用工業(yè)以太網(wǎng)相較于采用現(xiàn)場總線具有很多優(yōu)勢。縱觀整車焊裝的流水線工藝流程，基于工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的流水線自動控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有以下幾個主要功能：

①產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)分派及調(diào)度。能夠根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度適當(dāng)?shù)恼{(diào)整生產(chǎn)資源分配，根據(jù)任務(wù)變化自動完成對流水線生產(chǎn)工藝的更改，以適應(yīng)不同車型的自動焊裝。

②電氣控制和分析。通過在底層安裝傳感監(jiān)測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對流水線焊裝工藝流程的各個環(huán)節(jié)的監(jiān)測與控制，并通過工藝數(shù)據(jù)庫的分析，實(shí)現(xiàn)相關(guān)生產(chǎn)工藝參數(shù)的自動匹配和優(yōu)化。

③順序和邏輯控制功能。按照流水線自動化焊裝的工藝流程，對整個焊裝工藝流程實(shí)施順序控制，利用PLC作為順序邏輯控制器，實(shí)現(xiàn)眾多機(jī)電設(shè)備在流水線自動焊裝工藝過程中的順序聯(lián)動、啟停控制及互鎖等控制功能和邏輯判斷功能。

④監(jiān)視報(bào)警功能、顯示功能。通過在監(jiān)控終端開發(fā)專用的監(jiān)控畫面，為用戶提供直觀的監(jiān)控界面，通過人機(jī)交互接口的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)用戶對現(xiàn)場焊裝流水線的遠(yuǎn)程自動化控制。

2.2 基于工業(yè)以太網(wǎng)的流水線自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于整個流水線的設(shè)備量大、信號類型多、控制地點(diǎn)分散，不適合采用傳統(tǒng)的繼電器和控制開關(guān)為主要實(shí)現(xiàn)方式的本地控制模式，而且這種控制模式并不利于設(shè)備的后期維護(hù)管理，同時對于系統(tǒng)的擴(kuò)容升級而言是十分不利的，為此，必須借助于工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分布式控制管理模式（DCS模式），通過三級DCS功能的合理劃分與配置，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)對整車焊裝流水線自動控制的遠(yuǎn)程控制模式。本論文擬采用監(jiān)控終端、本地PLC站和底層傳感設(shè)備三個層次的DCS控制模式實(shí)現(xiàn)基于工業(yè)以太網(wǎng)的整車焊裝流水線自動化控制。

①監(jiān)控終端。監(jiān)控終端設(shè)置在中央控制室內(nèi)，供值班人員對全廠流水線自動化控制的工藝進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。監(jiān)控終端內(nèi)運(yùn)行的是專門開發(fā)的上位機(jī)程序，通過友好的人機(jī)交互接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，并且通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與本地PLC站的數(shù)據(jù)信息的交互。

②本地PLC站。主要通過對開關(guān)量的檢測實(shí)現(xiàn)流水線生產(chǎn)工藝流程中各個環(huán)節(jié)的電氣監(jiān)測，諸如限位開關(guān)、行程開關(guān)、電磁閥等。本地PLC站能夠通過對設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)、工藝參數(shù)和環(huán)節(jié)參數(shù)的檢測和A/D轉(zhuǎn)換，將相關(guān)參數(shù)變量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進(jìn)入工業(yè)以太網(wǎng)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的一體化通信。

③底層傳感設(shè)備。現(xiàn)場傳感器主要是用以檢測現(xiàn)場監(jiān)控點(diǎn)物理參數(shù)信號，變送器將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成

4～20 mA的電流信號，經(jīng)屏蔽電纜送到各子系統(tǒng)的PLC內(nèi)。控制信號由PLC輸出后以4～20 mA電流形式送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有氣動和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。

2.2.2 系統(tǒng)控制模式設(shè)計(jì)

①遠(yuǎn)程遙控方式。在現(xiàn)場設(shè)備控制箱，將控制方式置于“遙控”控制方式，中央控制室的操作人員可以通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遙控啟停。在這種控制方式下，監(jiān)視界面可顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)的工藝參數(shù)，操作員可根據(jù)選擇“手動或者自動”控制方式，通過設(shè)備控制按鈕啟停遠(yuǎn)程設(shè)備，并能判斷設(shè)備運(yùn)行是否正常，監(jiān)測故障并發(fā)出報(bào)警提示，統(tǒng)計(jì)工藝數(shù)據(jù)，顯示模擬量趨勢曲線，打印故障報(bào)警及日志報(bào)表等。全部操作由中央控制室的操作人員通過鍵盤和鼠標(biāo)完成。

②本地控制方式。在現(xiàn)場設(shè)備控制箱，將控制方式置于“本地”控制方式下，通過控制操作箱上的啟動/停止按鈕，對現(xiàn)場設(shè)備手動啟停控制。本地控制方式為系統(tǒng)的基本保留方式，在與中央控制室斷開聯(lián)系等任何情況下都可以完成整車焊接處理工藝要求的控制功能。

2.3 PLC自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)整車焊接處理廠工藝特點(diǎn)和現(xiàn)場的焊接設(shè)備分布及焊接機(jī)器人的作業(yè)范圍，可以將整車焊接車間流水線PLC下位機(jī)系統(tǒng)劃分為兩個PLC站點(diǎn)，各自負(fù)責(zé)不同的工藝流程。為此，需要統(tǒng)計(jì)全廠的I/O點(diǎn)分布情況，詳見表1。

由于本系統(tǒng)中的下位機(jī)PLC選用的西門子公司的S7-300系列的PLC產(chǎn)品，其網(wǎng)絡(luò)通訊功能的最大特色便是集成了MODBUS/TCP以太網(wǎng)通信協(xié)議。為此，本系統(tǒng)中下位機(jī)PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊就基于MODBUS/TCP以太網(wǎng)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而進(jìn)一步降低了本自動控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信集成成本。

2.4 工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.4.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇

本系統(tǒng)選用環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，它會自動旁路，而不影響環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)是環(huán)路上的工作站在發(fā)送信息時，只能按照順序依次傳輸，所以不存在沖突問題。在光纖傳輸介質(zhì)成本降低的今天，工業(yè)以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)選用光纖組成雙環(huán)路雙冗余網(wǎng)絡(luò)是比較合適的方法。

2.4.2 系統(tǒng)組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)

基于工業(yè)以太網(wǎng)的整車焊接流水線綜合自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以劃分為三層：信息管理層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、傳感檢測及執(zhí)行機(jī)構(gòu)層。

①信息管理層。信息管理層主要是實(shí)現(xiàn)對整個工業(yè)以太網(wǎng)自下而上傳輸過來的流水線生產(chǎn)工藝的各個參數(shù)的管理，包括狀態(tài)參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測、越限報(bào)警；生產(chǎn)工藝參數(shù)的自動存儲、報(bào)表分析；設(shè)備控制指令的自動/聯(lián)動派發(fā)等等，這些功能的實(shí)現(xiàn)依賴于在信息管理層所開發(fā)的人機(jī)交互接口良好的專用自動化控制監(jiān)控程序，通常可以采用組態(tài)程序?qū)崿F(xiàn)。

②網(wǎng)絡(luò)傳輸層。網(wǎng)絡(luò)傳輸層就是指基于工業(yè)以太網(wǎng)所搭建起來的工業(yè)以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時通過配置交換機(jī)、操作站等輔助設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)操作人員在網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場對網(wǎng)絡(luò)傳輸層的檢查、維護(hù)和管理。網(wǎng)絡(luò)傳輸層作為整個自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸平臺，對于整個系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)具有至關(guān)重要的作用。

③傳感監(jiān)測及執(zhí)行機(jī)構(gòu)層。傳感監(jiān)測及執(zhí)行機(jī)構(gòu)層主要有兩個作用，第一是通過傳感檢測設(shè)備，將流水線工藝流程中的各個參數(shù)實(shí)時檢測出來并發(fā)送到工業(yè)以太網(wǎng)上進(jìn)行通訊，第二是通過安裝電氣開關(guān)、電磁閥等開關(guān)動作執(zhí)行元件，接受來自頂層的中央信息管理層的遠(yuǎn)程控制指令，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場機(jī)電裝備或者流水線工藝流程的遠(yuǎn)程自動化控制，傳感監(jiān)測及執(zhí)行機(jī)構(gòu)層是面向整車焊接流水線生產(chǎn)和自動化控制的最底層，主要包括車間現(xiàn)場的各種監(jiān)測、控制子系統(tǒng)，如焊接機(jī)器人控制子系統(tǒng)，滾床控制子系統(tǒng)，帶式輸送機(jī)控制子系統(tǒng)等。

3 結(jié) 語

隨著工業(yè)以太網(wǎng)在工廠自動化控制領(lǐng)域中的逐步廣泛應(yīng)用，逐漸取代了過去傳統(tǒng)的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的自動控制模式。本論文對基于工業(yè)以太網(wǎng)的整車焊接流水線綜合自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)展開了設(shè)計(jì)與研究，通過對網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)時性的理論分析，建立了基于工業(yè)以太網(wǎng)的整車焊接流水線綜合自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，分別從下位機(jī)PLC自動化控制系統(tǒng)和上位機(jī)DCS以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩個角度詳細(xì)探討構(gòu)建了整個綜合自動化網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對于工業(yè)以太網(wǎng)在工廠自動化控制方面的應(yīng)用，無論是在理論研究還是在實(shí)踐應(yīng)用方面，都是具有較好的指導(dǎo)借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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