自動(dòng)化概述

一、自動(dòng)化控制概述：

1）自動(dòng)化控制是一種現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域中機(jī)械電氣一體化集成的控制技術(shù)。例如：機(jī)器、設(shè)備可以按照生產(chǎn)的要求和目的，進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，人只需要作為操作員，確定控制的要求和程序，不用直接參與生產(chǎn)過(guò)程的控制技術(shù)。

2）自動(dòng)化控制技術(shù)廣泛用于工業(yè)（生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制）、環(huán)境（水處理、煙氣監(jiān)測(cè)、大氣除塵）、農(nóng)業(yè)（水利、灌溉、蔬菜大棚、農(nóng)業(yè)機(jī)械）、軍事（武器制造、航感遙測(cè)）、科學(xué)研究（實(shí)驗(yàn)室設(shè)備）、交通運(yùn)輸（物流自動(dòng)化、信號(hào)燈控制、交通管制）、商業(yè)（超市系統(tǒng)）、醫(yī)療（醫(yī)療設(shè)備）和服務(wù)（智能樓宇、中央空調(diào)、樓宇自控）等方面。采用自動(dòng)化控制不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

二、自動(dòng)化控制的應(yīng)用

1）過(guò)程自動(dòng)化

工業(yè)中流體（例如污水、廢水、藥液）或粉體（例如煙塵、顆粒）的化學(xué)處理的自動(dòng)化控制。一般采用由檢測(cè)儀表、PLC和計(jì)算機(jī)等組成的過(guò)程控制系統(tǒng)；對(duì)加熱爐、精餾塔等設(shè)備或整個(gè)工廠進(jìn)行最優(yōu)控制，采用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和最優(yōu)控制等。
2）機(jī)械制造自動(dòng)化

這是機(jī)械化、電氣化與自動(dòng)控制相結(jié)合的結(jié)果，處理的對(duì)象是離散工件。早期的機(jī)械制造自動(dòng)化是采用機(jī)械或電氣部件的單機(jī)自動(dòng)化或是簡(jiǎn)單的自動(dòng)生產(chǎn)線。20世紀(jì)60年代以后，由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等。研制出適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)型的柔性制造系統(tǒng)（FMS）。以柔性制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化車間，加上信息管理、生產(chǎn)管理自動(dòng)化，出現(xiàn)了采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

3）自動(dòng)化控制是建立于PLC和人機(jī)界面（觸摸屏，操作屏等）基礎(chǔ)之上的

美國(guó)AB（艾倫-布拉德利）公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器(PLC-Programmable Logic Controller)。為了方便，簡(jiǎn)稱可編程序控制器為PLC。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。

4） PLC的發(fā)展是市場(chǎng)情況

在工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，存在著大量需要順序控制的程序，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作號(hào)按照時(shí)序動(dòng)作;另外還有與順序、時(shí)序無(wú)關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制;以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品。

在80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30-40%。由于PLC機(jī)聯(lián)系處理模擬能力和網(wǎng)絡(luò)方面功能的進(jìn)步，擠占了一部分DCS的市場(chǎng)(過(guò)程控制)并逐漸壟斷了污水處理等行業(yè)。但是由于工業(yè)PC(IPC工控機(jī))的出現(xiàn)，特別是近年來(lái)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，IPC和FCS也擠占了一部分PLC市場(chǎng)，所以近年來(lái)PLC增長(zhǎng)速度，總的說(shuō)是漸緩。目前全世界有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車(23%)、環(huán)境工程(16.4%)、化學(xué)/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。（此段數(shù)據(jù)摘自中國(guó)工控網(wǎng)）

2001年我國(guó)機(jī)械工業(yè)成為工業(yè)發(fā)展新亮點(diǎn)，總產(chǎn)值比上年增長(zhǎng)17.15%。汽車產(chǎn)量為世界前10位，機(jī)床產(chǎn)量為世界第5位。機(jī)械工業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)33.35%，占整個(gè)工業(yè)新增利潤(rùn)六成多。出口同樣出現(xiàn)可喜的增長(zhǎng)。在工業(yè)發(fā)達(dá)的日本也有調(diào)查表明，PLC配套的機(jī)電一體化產(chǎn)品的比例占42%，采用繼電器、接觸器控制尚有24%。需要應(yīng)用PLC的場(chǎng)合還很多，在我國(guó)就更是如此了。

從技術(shù)創(chuàng)新的角度看，我國(guó)大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))。在機(jī)械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎(chǔ)，所以PLC市場(chǎng)是廣闊的。PLC具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場(chǎng)的根本原因。

PLC的應(yīng)用領(lǐng)域是寬闊的，還有許多領(lǐng)域急待開拓。如用于海關(guān)過(guò)境車輛認(rèn)證(深圳鹽田)、自動(dòng)售藥(若干中藥店)在我國(guó)已有實(shí)例。另外，在離散事件系統(tǒng)中，如公路網(wǎng)交通流(車輛計(jì)數(shù)、乘客計(jì)數(shù)及停留時(shí)間計(jì)量)、物流系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)(敏捷制造系統(tǒng))及一切非標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)中，均可以采用PLC，進(jìn)一步采取對(duì)策并優(yōu)化。PLC的前途一片美好。

5）PLC的市場(chǎng)情況

國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約30家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來(lái)件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)。因此可以說(shuō)PLC在我國(guó)未形成制造產(chǎn)業(yè)。作為原理、技術(shù)和工藝均無(wú)尖端技術(shù)難度的產(chǎn)品，只要努力，是能形成制造產(chǎn)業(yè)的。

在PLC應(yīng)用方面，我國(guó)是很活躍的，近年來(lái)每年約新投入10萬(wàn)臺(tái)套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億元人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。但是與其它國(guó)家相比，在機(jī)械加工及生產(chǎn)線方面的應(yīng)用，還需要加大投入。我國(guó)市場(chǎng)上流行的有如下幾家PLC產(chǎn)品（主要為國(guó)外產(chǎn)品）:

(1) 施耐德公司，包括早期天津儀表廠引進(jìn)莫迪康公司的產(chǎn)品，目前有Quantum、Premium、Momentum等產(chǎn)品;

(2) 羅克韋爾公司(包括AB公司)PLC產(chǎn)品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等產(chǎn)品;

(3) 西門子公司的產(chǎn)品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列產(chǎn)品;

(4) GE公司的產(chǎn)品90-30系列;

（5）日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。
6）PLC 的特點(diǎn)
1． PLC 的主要特點(diǎn)（1）高可靠性（2）豐富的I/O 接口模塊（3）采用模塊化結(jié)構(gòu)（4）安裝簡(jiǎn)單維修方便2．PLC 的功能（1） 邏輯控制（2） 定時(shí)控制（3） 計(jì)數(shù)控制（4） 步進(jìn)（順序）控制（5） PID 控制（6） 數(shù)據(jù)控制（七） 通信和聯(lián)網(wǎng)7） 其它PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT 模塊 在科技飛速發(fā)展的今天，任何行業(yè)最終的生產(chǎn)模式都將形成自動(dòng)控制高度集成模式。自動(dòng)化控制系統(tǒng)，將會(huì)取代任何危險(xiǎn)的、繁瑣的，高強(qiáng)度的勞動(dòng)模式。成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域先進(jìn)生產(chǎn)力，為我國(guó)的工業(yè)改革、經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大的力量。