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工業自動化案例范文1
關鍵詞：自動化儀表；專業安裝工程；施工技術管理；措施
中圖分類號：TU75 文獻標識碼：A
隨著新時期各項工作對于自動化儀表應用的不斷增加，自動化儀表的安裝也逐漸成為了相關人員的關注焦點，而相關人員對于此工作的關注呈現出對技術管理方面的明顯側重，完善其安裝施工的技術管理工作，成為安裝人員必須主動考慮并努力推動實現的一項工作。
一、深入把握自動化儀表安裝各項圖紙資料
安裝人員對自動化儀表進行安裝施工的第一步就是對圖紙進行閱讀及審核，查看安裝圖紙是否存在不合理、不完善的地方，及時地對各項問題予以解決，并努力地進行對于各部分規定的理解與掌握。
1審核設備方面的問題
安裝單位必須對安裝設備的匯總表以及規格書進行仔細閱讀，并切實地為各設備繪制出完善的一覽表，并以此為參照對設計圖紙進行比對，審查其數量是否正確，以及各部分儀表是否存在選用的失誤。然后，再對施工的工藝流程圖以及儀表的平面位置圖進行審讀，對于儀表的位置圖的審核，尤其應當重視對每一臺儀表所具有作用的審查，以及其具體的安裝位置。
2檢驗材料與電纜方面
安裝單位在做好上一步工作之后，就要對安裝圖紙中的材料表、電纜匯總表以及平面的位置圖等進行審驗，利用比例尺對平面位置圖進行詳細的丈量，確定材料的實際需求量，然后將測量結果與圖紙進行對比，查看其設計的材料表以及電纜表中的具體規定是否精準，進而做出實際的材料應用計劃表。
3審查具體的安裝圖紙
安裝單位完成對于設備及材料等方面的審核與把握之后，就要對整體的安裝圖紙進行審驗，即閱讀施工的安裝圖、原理圖、系統圖、走向圖等細節方面，以確定儀表儀器等各方面是否具有正確的連接方法、連接線路、控制方法、安裝及控制方法。
二、培訓安裝人員并進行技術交底和組織設計
安裝單位在確定儀表的各項安裝圖紙資料不存在問題之后，就要對技術人員以及施工人員等進行培訓，并切實地做好技術交底工作，待各項工作皆處理妥當之后，就要對具體的施工安裝工作進行組織設計，為安裝施工工作營造出良好的組織基礎。在此環節的技術管理大致如下：
1培訓人員
安裝單位應當依照具體的施工要求，對此安裝工程的各項任務進行精細化的劃分，選擇合適的技術人員以及施工人員構建團隊，將具體的工作分配到各安裝團隊，并做好對于團隊人員的搭配，使工作的團隊實現在年齡、知識結構、專業擅長方面的協調搭配。然后，針對工作任務的分配對各施工隊伍進行技能與技巧的培訓。
2技術交底
安裝單位要針對不同的任務對各工作團隊進行技術較低，將安裝的位置、方法、技術要求、所需時間、注意事項、安全要求等傳達給每一個施工人員，并且組織技術人員對各施工環節的人員進行技術指導，幫助他們熟悉相關儀表儀器的具體性能、工作原理、零配件的組合方式、工藝流程等，以確保所有的施工人員都掌握相關的施工要求。
3組織設計
3.1 把握安裝人員狀況。施工單位要以具體的施工任務分配要求，以及國家對于各環節施工的具體技術要求及安全保護措施，對相關施工人員加以教育，以避免施工中安全事故的出現，并根據對于各施工環節的具體任務，做好各項數據的計算，對員工技能掌握的全面性及熟練程度的分析，以及對于施工方案的編訂。
3.2 做好與相關工程的協調。安裝隊伍應根據儀表安裝工作具體施工內容，分析其與其他各項工程存在的聯系，并通過與其他工程進行溝通協調，以保證各施工作業能夠順利地交叉進行，避免各工程之間相互牽制。安裝隊伍尤其是要與土建工程施工做好配合，通過土建施工所需的設備數量、種類、水電、人員生活條件等進行研究，以達到對于土建工程施工建設的有效支撐。
三、做好施工和竣工驗收環節的技術管理工作
自動化儀表的安裝施工環節以及其竣工驗收環節，是其施工質量的直接決定環節，施工隊伍可以參照以下措施進行管理：
1施工環節技術管理
1.1 做好設備材料驗收。施工人員在施工之前針對施工圖紙，做好對于設備及材料的使用計劃書，并以此作為參考對所領取的所有儀表設備和設備的附件與配件等進行審驗，檢查各部分的型號、規格等是否符合實際的設計方案要求，然后對檢驗的結果做好詳細的記錄，并保存好設備的合格證與使用說明書等資料。接下來要對設備進行初步的抽樣調試檢驗，查看設備與附件、配件等是否在運輸途中受到了破壞，對于存在問題的設備材料及時地開展維修工作，或者對于某些破壞嚴重的材料進行重新的采購訂貨。
1.2 合理分配施工工作。施工單位要結合其在組織設計單位與其他單位之間構筑的具體協調配合計劃，將驗收的一些設備材料交給相應的單位進行施工，如應用在設備法蘭底座的保護套管或者是相關的控制閥與調節閥等轉遞給其他的專業施工隊伍，與其他專業單位進行配合施工。
1.3 規范人員分配工作。施工單位要以組織設計環節制定的各部分人員分配的計劃，對所有施工人員進行實際的調配，并再次向這些施工人員強調關鍵技術、安全措施、施工配合等，以提高他們的規范施工意識，保證工程的安裝工作達到快速、高效、安全、可靠的順利開展以及及時完成。
2竣工驗收環節管理
施工單位在完成各細節工程的施工之后，要嚴格地對其實施復檢驗收，使用不送電的方式對安裝工作進行試動檢驗或者是零點檢驗，確定其施工合格之后，做好驗收記錄，再允許下一個環節開展具體的施工，對于存在問題的施工環節則及時要求相關人員進行返工，使工程安裝的各個環節在嚴格的施工銜接控制中達到質量保證。
同時，在整體工程施工完成之后，施工單位還要組織驗收人員針對各項施工圖紙、表格、文件等資料，對工程進行竣工驗收，查看其施工各環節是否實現了系統性、完整性以及精準性，及時處理各種以呈現或潛在的問題，然后將合格的工程遞交給相關的業主，并且對驗收完成的項目做好檔案的整理與封存，為以后的安裝施工提供經驗借鑒。
結語
自動化儀表的安裝施工是一項十分復雜的工作，安裝單位在進行施工安裝時，一定要努力做好對于各個環節的技術管理，確保安裝工程高質高效的完成。
參考文獻
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工業自動化案例范文2
關鍵詞：工業自動化；以太網；網絡信息化技術；工廠設備自動化；自動化控制水平 文獻標識碼：A
中圖分類號：TP393 文章編號：1009-2374（2016）26-0041-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.26.020
1 案例介紹
某工廠二號高爐電氣改造時，使用了Modbus-TCP工業以太網和昆騰984可編程控制器代替同類別的低級產品。高速線材和棒材都用了當前比較常用的PROFINET和S7-400PLC工業以太網，實現了各制造產品之間的自動化通信，通過優化分布式自動化系統，極大地降低了調試費用和配置費用，提高設備操作、維護的便利性。工業以太網是在IEEE802.3基礎規范上發展而來的，工業以太網技術包括了數據鏈路層和物理層，并且包含了TCP/IP協議組，有時可以將應用層建安郵件傳送協議SMTP、傳輸協議FTP、域名服務DNS文件、超文本鏈接HTTP動態網頁等協議都捆綁在一起。
2 將以太網應用在工業自動化中
2.1 實現協議瀏覽
在工業自動化領域中使用以太網的主要目的為將協議變得更加開放，使不一樣廠家的以太網產品可以實現有效連接，與現場總線標準制定程序中發生的狀況是相同的，與不同群體和不同廠家制定出的以太網使用標準是不同的。所有的標準都具有相同的底層，受應用層不同的影響而存在著一定的差異。以太網協議主要包括以下四個方面的內容：
2.1.1 1999年Scheider Automation公司了MODBUS/TCP協議。該協議的主要內容是在TCP協議上捆綁MODBUS總線協議。在工業領域中，MODBUS和TCP得到大面積的普及，可以實現有效的連接，但也存在一定的缺點，一般性的網絡新技術在MODBUS無法獲得有效支持，導致用戶不得不手動對一些參數進行重新設置。
2.1.2 TCP和MODBUS協議中的不足被分布式自動化接口所識得，也就是IDA，Scheider Automation公司的ISAEXPO/2000可以對分布式自動化接口進行有效的支持，同時Sick、Phoenix Contect、Lenze、Kuka Roboter以及Jetter都可以對分布式自動化接口進行有效的支持。定購方模型和方模型是IDA的核心內容，在對數據進行發送的時候，可以不對接收方的詳細地址進行設置，方只是對單一的事件或者是主題進行發送，對主題的接收方進行預訂接收信息，對于額外的信息不需要進行考慮，使網絡資源消耗較少，使時間得到有效同步。
2.1.3 1998年后HSE現場總線基金會的H2網使用以太網做基本協議，使構成的以太網協議具有比較高速的特點。以太網協議具有較強的先進性，可以對對象模型、定購方模型和方模型進行完整的提供，是可以在現場設備級協議中進行使用的模型，在過程控制領域中得到了廣泛的使用。
2.1.4 Control Net International所的IP或者是ETHERNET不屬于Internet協議的范圍，它主要是指工業協議。此協議將DeviceNet和ControlNet中信息協議和控制的應用層全部都轉移到TCP中。在對工業控制設備進行設計的時候，主要是使用對象策略并對其提供有效的消費者模型和制造者模型。協議主要提供明示和暗示兩種信息，一次性數據傳遞的場合比較適合使用明示信息；在比較規則、多次重復傳遞數據的場合中比較適合使用暗示信息。
2.2 產品的現實情況
2.2.1 使用的IP協議或者是Ethernet協議產品主要是指由Rockwell/Automation公司生產的FlexI、Processlogix或者是Controlllogix產品，這樣就可以使控制和實時性的要求得到滿足，速度可以達到100Mbps以上。
2.2.2 能夠較好實現冗余以太環網技術的公司為德國Hirschmann公司生產的RT1-TP/FL集線器，該技術主要支持的終端設備包括機器人、I/O模塊、計算機、DCS以及PLC等。冗余以太環網也可以使用RT2-TX/FX交換機來進行實現，主干網的速度非?？?，可以達到100Mbps以上。
2.2.3 SST公司出產的NetGateWay網關，擁有4個串口、2個以太網口和Stron-gARM處理器，處理器可以實現內置200MHz的，同時可以將2塊PC/104接口卡插接進去并保持2個獨立的系統。用戶從辦公室可以直接接入到工業自動化系統中，主要是通過NetGateWay實現的。
2.2.4 公司可以把配備以太網卡的PC與DL405或者是DL205多插槽I/O集中器進行有效連接，從而形成了PC基控制系統，這主要是使用了H4-EBC或者是H2-EBC以太網基控制器。在DL405和DL205進行混合使用的時候，通過En-tivity公司出產的Think&Do組態軟件來進行混合應用和支持的。
以往以太網的不確定性可以通過使用公司提供的Master/Slave傳送協議進行較好的處理，同時可以將多個I/O集中器與以太網HUB進行有效連接。詳見圖1所示：
2.2.5 西門子公司出品的具有較強控制中心作用的工業以太網為SIMATICNE，具有比較完善的LAN/FIELDBUS結構，也是全集成自動化系統的核心內容，給工業通信提供了完善的部件和網絡技術支持。SIMATICNET的網絡通信包括過程或現場通信、數據通信以及IT通信三個層次的內容。過程或現場通信將傳感器和執行器接入到自動化系統中，SIMATICNET主要使用了AS-I接口和PROFIBUS-DP現場總線；數據通信將智能設備和自動化設備之間的數據進行了良好的轉換；IT通信借助以太網將SIMATIC集成到辦公自動化的體系中。
2.3 在工業自動化領域中的使用情況
就目前情況來說，在工業自動化中使用以太網主要體現為兩種結構類型，分別是設備中心網絡結構和控制中心網絡結構，如圖2所示。在控制結構中，以太網主要在企業網上層應用，將操作員站、控制器、管理計算機連接到一起，在企業網的底部還使用現場總線的連接形式，建立了簡潔的LAN/Fieldbus網絡結構。I/O設備與以太網和以太網兼容的I/O數據集中器進行了較好的連接。在這樣的結構類型中，現場總線被以太網所取代，從而形成的以太網結構包括了企業網的底層和上層。
3 我國工業自動化領域中使用以太網的情況
我國的網絡市場和PLC行業在發展的過程中具有較強的落后性，如今，我國對PLC行業的發展非常關注，并將儀表行業的發展規劃成國家發展的核心內容。有的企業在自動化系統和PLC行業中將現場總線技術進行了充分的利用，現場總線技術的標準和技術水平都比較成熟，國際上的團體和公司已經將現場總線的專利技術進行了壟斷。隨著以太網在工業領域的不斷興起和使用，我國控制系統和PLC技術都獲得了良好的發展機會，不斷對工業以太網技術進行積極研究，可以在工業系統產品和儀表行業中獲得一定的獨立知識產權。有部分企業已經對工業以太網技術產品進行了不斷研發，其中具有典型代表的企業如下：
3.1 北京和利時工控公司
該公司擁有屬于自己的MACS-SCADA大型綜合監控系統知識產權，使子系統和骨干網實現了高速交換，對本地監控網絡和以太網進行了結構分層，借助利時公司的MACS軟件體系中多子系統和多專業系統對大范圍的地方實現了全面的監控。在與第三方進行連接的時候，可以使用交換器和網關進行有效的連接。
3.2 上海新華控制工程公司
該公司經過不懈的努力研發出了屬于自己的分布式控制系統，即XDP-400系統。整個系統的結構都具有較強的開放性，比如人機接口、通信網絡以及控制單元等。在對控制單元進行連接的時候，主要使用冗余的實時數據高速公路，模件是控制單元的核心內容，同時還配備以太網卡，網絡速度比較快可以達到10Mbps以上。
4 結語
綜上所述，我國工業自動化中對以太網的應用還處于發展初期，還有很多的工作需要完善。隨著以太網在工業領域中的應用不斷成熟，其應用前景也會越來越廣泛。針對以太網在工業領域應用過程中存在的問題，只需要根據以太網的基本原理，結合工業現場控制的基本情況就可以很好地解決。
參考文獻
[1] 魏亞軍.工業以太網在冶金自動化控制系統中的應用[J].機械管理開發，2009，（1）.
工業自動化案例范文3
轉型之一：工業產品智能化
在電影《巧克力工廠》中，當小查爾斯走進那間從未有人進出的神民工廠時不禁目瞪口呆：一個個小機器人正在生產線前忙碌，各種像絲綢一樣泛著閃光的美味巧克力從它們的手中悄然蹦出，整個車間沒有一個人！
20年前，這是幻象；20年后，這是現實。
Gartner分析師Diane Morello說，“2030年無人企業遍地都是：沒有一個人，全是軟件、通訊彼此協同作業，只有智慧機器穿梭其間?！边@些智慧機器取代的不只是低階工作，還可以診斷癌癥、開立癌癥處方，或在病房中治療病人。不同的生產場景中，例如運輸系統、建筑工作、采礦、醫療等等，到處都是智慧機器的忙碌身影。到那時，智慧機器將是生產力的重要部分。
那是一個全智慧工業時代。而現在，IT和互聯網技術改變傳統產業的時代正悄然拉開大幕，如智能汽車可能會顛覆傳統汽車行業、智能電表會改變電力行業的一線作業模式等。一個激動人心的新時代——產業IT化帶來的智慧工業時代正在到來！按下啟動按鈕的，正是IT和互聯網技術在傳統產業從產品設計到營銷模式層面的整體滲透。
例如，在能夠完全獨立工作的智慧機器背后，是強大的芯片技術、無線網絡技術、統一協作技術，以及大數據挖掘和分析技術。非常有意思的案例是，電商企業亞馬遜去年花了7.75億美元收購倉庫管理機器人供應商Kiva Systems，互聯網企業和機器制造企業的結合，是這個智慧工業時代拉開了帷幕的一個鮮活例證。
許多行業都在IT和互聯網技術的滲透下加速向產業IT化的轉型，例如汽車行業。
Google的無人駕駛車輛，也是一種智慧機器，只不過這種機器是一輛車而已。它亦是芯片技術、協同軟件技術、多種網絡通信技術、視頻技術、商業智能分析系統、地圖技術、3G及Internet等多種IT和互聯網技術融合滲透到傳統汽車中的產物。
無人駕駛汽車不再是一個試驗產品，也許很快就會量產。如果說，Google無人駕駛汽車是互聯網對傳統產業的一種觸摸式試驗，那么奔馳主動伸出橄欖枝則是傳統企業產業邁向智慧汽車工業時代的標識。今年9月9日，諾基亞宣布已與汽車制造商梅賽德斯-奔馳達成合作協議，雙方將共同開發自動駕駛汽車。諾基亞旗下HERE地圖部門將與奔馳共同為聯網汽車開發智能地圖，最終被用于自動駕駛汽車?；谧詣玉{駛汽車的特定需求，這套地圖將包括遠比傳統地圖更加精確的路程數據，如街道的號碼和方向、路上的交通燈，甚至是交通指示燈的精確坐標。除了奔馳，另一個汽車制造巨頭戴姆勒也計劃在2020年開始銷售無人駕駛汽車。
被稱為互聯網汽車的Tesla就不用說了。在加州圣何塞的思科總部，我在停車區看到一排又一排Tesla汽車里，其中有幾輛在安靜地充電?！拔覀兊母吖軒缀跞耸忠惠v，非常喜歡，因為它幾乎可以稱為一個移動辦公室?！迸阃业腂essie Wang說。
汽車產業被IT技術和互聯網技術改變，已經是不可逆轉的潮流了。實際上有越來越多的行業正在被改變。例如在傳感器技術和WiFi技術的作用下，水表正在變得智能，可以幫助人們科學節約用水。我們欄目曾經介紹過一款名為Driblet的智能水表，通過WiFi跟設備進行數據交換，用戶可以通過手機應用或者Web客戶端來訪問存儲在Driblet里面的數據，了解到自己在洗澡或者洗碗的過程中耗費多少水。傳統的水表生產商如果對這種趨勢無動于衷，很快就會被時代拋棄。
風生水起的可穿戴設備，是另一個正在迅速被IT和互聯網技術改變的世界。除了智能眼鏡和智能手表，你想象過擁有一件既能給手機充電又有4G連接的智能風衣嗎？這些看似小玩意兒的東西，正在改變世界。越來越多的服裝品牌正在將芯片技術、WiFi技術甚至地圖技術融入到產品中，例如耐克的鞋子植入智能芯片后可以代替跑步計量設備，自動記載、收集并上傳跑步數據到云端，通過運動數據分析軟件幫你確定下一步跑步計劃，這些也許對明天的服裝行業來說也是必須標配。
傳統產業加速IT化轉型，使得產生的產品本身具有越來越高的智能。無視IT和互聯網技術對傳統行業侵蝕的滲透者，注定會在全行業智慧大轉型中落伍。
轉型之二：IT和工業界限模糊化
振動會對風力發電機轉子和機艙造成什么影響？這些影響會在多長時間后造成這些組件的磨損？一輛新款緊湊型汽車在鋪滿鵝卵石的道路上行駛時，其內部的噪聲有多大？
這些問題，通過對植入其中的傳感器數據進行分析，便可以知道答案。西門子在去年就開始提供類似的產品了。將傳感設備與軟件雙劍合璧，允許對聲學、震動、運行穩定性和動力學等進行更加精確的分析，從而幫助生產出越來越節能、堅固、人性化甚至會“思考”的工業產品，這個就是工業4.0時代的雛形。它的最大特征，是通過將微處理器、存儲裝置、傳感器嵌入所有機器、半成品和材料，與用于組織數據流的智能數據挖掘工具和云端分析軟件緊密結合，使產品和機器能夠相互通信并交換命令，具有智慧的交流和思考能力，使生產工廠的智能化程度越來越高。
通過將傳統的工業自動化技術與云計算、實時分析、機器間通信等技術融合，西門子正在提供貫穿產品開發和制造的整個價值創造過程的工業軟件，對于傳統IT廠商來說，這是一類新型的競爭對手，它們正在涌現，且都是大塊頭，例如除了西門子，還有GE。
工業自動化案例范文4
Abstract： Energy power generation is a major form of modern electric power production， and the running system of thermal power plant and complex， the systems not only coordinate the operation but also have a strong ability to adapt to the change of load between the system. Therefore， the effective control of the thermal power plant operation is very necessary. At present， DCS[3] is widely used in fire motor used in thermal power plant， because DCS system can bring great effect to the safety production and economic benefit of power plant， the development trend of thermal automation system is high speed， intelligent， integration and transparency. This thesis makes a discussion about these.
關鍵詞： 電力；DCS；熱工；自動化；智能化；應用；發展
Key words： electric power；DCS；thermal；automation；intelligent；application；development
中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）19-0045-02
1 概述
在現在國家能源急迫需求下，電力生產得到了空前提高，因此，電力生產的效率和成本也需要得到提高以適應國家能源戰略的調整?，F有的電力生產運行系統顯得跟不上步伐，因此需要改造鍋爐的運行優化系統以提高效率和質量。DCS是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。因此，在系統功能方面，DCS和集中式控制系統的區別不大，但在系統功能的實現方法上卻完全不同。其中，在工業企業中，應用效益最直接、最明顯的系統應當是工業控制系統，特別是對DCS的控制。盡管若干年以前，就有人們研究DCS，也判定DCS 將被FCS即現場總線控制系統所取代。但在，直到今日，DCS讓然具有相當的生命力。
2 DCS的應用與發展
從80年代末期開始，DCS逐漸在中國石油和中國石化得到大面積的推廣使用。在隨后的幾年里，DCS產品逐漸在冶金、建材、電力以及輕工業等行業的新建項目中也逐漸得到肯定。我國從第一次引進DCS到現在，已經有近30年的歷史，在這30年的發展，DCS已經成為國內流程工業控制系統的主流控制平臺。
當然，目前國內DCS系統市場基本被國外企業如ABB、霍尼韋爾、艾默生、橫河、西門子等占據，而中控、和利時、新華等幾個DCS廠商，是少數幾個挑戰成功的中國企業。
火力發電中的電氣自動化系統，是發電廠電氣自動化領域近幾年來新型的熱點與焦點，主要的側重點就是對火力發電廠電氣系統的自動化監控，也是實現對發電廠內部用電中低壓電氣系統的保護和控制，能夠更好地進行分析。目前，電氣自動化技術已經在火力發電系統中得到了廣泛的應用，在很大程度上也提高了發電廠的自動化運行水平，增強了電氣控制的安全性和可靠性。
3 對火力發電創新自動化系統的可靠性和抗干擾性的技術研究
從目前的情況來看，火力發電廠的電氣自動化系統已經不能滿足集散控制系統通過電氣自動化系統實現電氣全通信控制的方式，其通信速度和系統可靠性還存在著一定的距離。因此，在電氣自動化系統和集散控制系統之間存留有一部分的硬接線。要想實現電氣全通信控制模式，就需要處理好熱工工藝連鎖的問題，以此提高電氣后臺系統的實際應用水平，豐富當初階段的基本運行監視功能。實質性地提高電氣自動化系統的控制邏輯、控制水平以及自動化水平和運行管理水平。
通用網絡結構的構建對于電氣自動化系統的成功運營有著非常重要的作用。而火力發電廠應該創新電氣自動化技術的應用，選擇能夠實現從辦公自動化環境到控制機以及元件級的整個電氣自動化系統范圍內的網絡通訊產品，確保電廠控制設備、管理系統和計算機監督系統間的數據信息傳輸暢通無阻，保證全集成自動化。
火電廠的熱工自動化系統工作環境存在大量復雜的干擾，就需要提高DCS系統的可靠性。但是隨著近幾年因接地原因導致熱工系統運行異常的案例增多，引起了人們對接地問題的重視。
為了減少因接地異常對機組安全運行造成的影響，有專家就對熱工自動化系統的接地問題進行專題探討分析，就如何提高熱工接地系統可靠性和搞干擾能力技術措施的初步意見，然后組織召開了電廠熱工系統接地與干擾問題專題研討會，通過事件案例和處理方法的交流、疑難問題的分析，深入探討了一些提出的反措建議，并準備帶著一些尚未解決的問題，繼續收集資料、尋求專家咨詢和指教，完成提高熱工系統接地可靠性與抗干擾能力的若干技術措施的研究。
4 DCS發展趨勢
DCS仍是當前工業自動化系統應用及選型的主流，發展至今已相當成熟和實用，不會隨著現場總線技術的出現而立即退出控制的舞臺。而現場儀表標準之戰結束后，就會進入工程實踐階段，形成多種總線并存的局面。FF基金會現場總線技術主動融入DCS系統中，已經得到工程實踐的考驗，并形成共識。目前國內外已有在電廠采用現場總線的工程業績。①與信息技術（IT）融合。按照COTS（商業現貨技術Commercialoff-the-shelfTechnology）的原則，為了提高太網技術，就需要采用快速的廠級系統網絡進行架構。②系統功能安全技術已經成為實際流程工業的自控工業中必不可少的一部分，安全儀表系統和流程工業安全完整性等級認證體系也在逐漸形成。③EDDL設備所描述語言和系統集成技術在此基礎上都會形成基礎自動化的不可分割的一部分，而且逐漸以擴大資產管理的范圍進行著。目前資產管理系統在世界上已應用了1000多套，全生命周期的企業資產管理和工程管理的理念也在形成。④管控一體化和儀控、電控一體化正在統一構架下逐步實施，并逐步實現基礎自動化與企業信息管理的無縫集成。
5 結束語
提高熱工自動化系統的可靠性，從客觀上涉及到熱工測量、信號取樣等，在主體上涉及到熱工系統的設計、安裝調試等。因此，筆者希望得到每一位專家及同仁的幫助與教導，和行業的熱工同仁們一起，提高熱工自動化系統的可靠性，為電力行業的發展作出努力。
參考文獻：
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工業自動化案例范文5
關鍵詞：PLC；教學問題；對策研究
隨著工業自動化的不斷發展，以微機處理器為基礎的應用于工業控制領域的專用計算機技術──可編程控制器（以下簡稱PLC）技術應運而生，《PLC原理及應用》也因此成為了職業學校工科類專業一門重要的綜合性很強的專業課程，其教學目標是：使職業學校的廣大學生掌握PLC基本原理及其在自動控制系統中的應用，培養學生運用PLC改造傳統繼電器控制系統，維護和管理自動化生產線的基本技能，并為廣大學生今后從事現代軟生產線控制技術的應用與開發打下良好的基礎。
然而，據筆者調查研究發現，目前職業學?！禤LC原理及應用》課程教學普遍存在著以下四個方面的突出問題，為此，筆者根據幾年來對本課程教學的實踐與探索，在逐一分析這些教學問題的基礎上，相應地提出了解決問題的對策和建議，以供廣大教學同仁的參考。
問題一 教學基礎比較薄弱
《PLC原理及應用》課程先修課程有：《數字電路》、《微機原理》、《自動控制原理》，所涉及的主要教學內容有：微機原理、計算機應用基礎、數字邏輯、電子電路、低壓電器、電氣控制、閉環控制等。但由于各方面的原因，如因專業不同所致的課程開設時間先后不同和教學內容詳略取舍不同，學生個體學習基礎上的差異等，致使本課程學生學習基礎不一，尤其是對于《數字電路》和《自動控制原理》這兩門課程，很大一部分學生學習基礎都較差，從而導致本課程教學基礎薄弱，教學難度很大。
對策：淡化本課程中與先修課程聯系緊密的以下純理論性的教學內容，如：PLC系統物理模型；開關量、模擬量的采集和控制方法；PLC系統軟件的編程；PLC通信原理和方法等。這樣就既能回避教學基礎薄弱這一客觀教學現實，又能集中課時于PLC實踐性教學內容，突出本課程“實踐性”和“應用性”的教學特點，有利于實現本課程在職業學校的教學目標。但與此相反，凡涉及到與PLC實踐性教學密切相關的先修課程中教學內容，如低壓電器、繼電器控制系統等，教師應該引起高度重視，新授前先給廣大學生上好復習課，否則，學生就很難掌握將電氣控制原理圖轉化為PLC梯形圖的程序設計方法，很難掌握有關PLC外圍電路設計知識以及安裝接線等方面的操作技能，更談不上形成能夠根據工業現場的控制要求，利用PLC技術改造和革新傳統繼電器控制系統線路的能力。
問題二 教學重點把握不準
PLC產品種類繁多，發展很快，但目前還沒有一本能與職業學?！禤LC原理及應用》課程教學目標完全相對應的教材，有的教材內容與企業對PLC技術人才的需求嚴重脫節，有的教材所介紹的產品型號與學校教學設備很不配套，甚至還有一部分教材幾乎編寫成了某一種或某幾種PLC產品說明書，章節不少，但涉及PLC編程方法和實際應用的內容卻不多。我們教師往往還是根據教材逐章逐節地編寫授課計劃、教案和實訓指導書，未能在PLC技術應用上突出教學重點，重視和加強諸如PLC指令及應用、PLC編程方法和綜合實用案例實訓等方面的教學，而將這門實踐性很強的綜合性課程──《PLC原理及應用》，在教學內容和教學模式上都過于“理論化”，因此難以實現本課程在職業學校教學目標。
對策：授課教師首先應該深入企業實際，了解企業PLC技術的發展及其對PLC技術人才的需求，再根據企業需求，參考多本教材，并結合學校設備的實際情況和廣大學生學習特點，編寫出能夠體現職業學校《PLC原理及應用》課程教學目標的授課計劃、教案和實訓指導書，在授課計劃上優先保證以下教學內容的課時（以占總課時的70%為宜）：PLC原理和軟元件；基本邏輯指令及應用；典型單元程序及應用；編程軟件的使用和編程方法；步進順控指令及應用；常用功能指令及應用；綜合應用案例實訓。
問題三 教學方法呆板單一
《PLC原理及應用》課程具有多變性、綜合性、典型性、實踐性和實用性五大教學特點，在教學過程中，既有一般又有特殊，既有新授又有復習，既有理論又有實訓，既有工作原理又有編程方法，既有典型單元程序又有復雜實用案例，同時職業學校的學生又是一個學習基礎、習慣和動機差異很大的群體。這就決定了我們職業學校的教師一定要根據本課程不同教學內容及其特點，采取不同的教學方法，同時，無論是理論教學還是實踐教學，我們教師還要努力做到因材施教，在如何充分調動廣大學生學習積極性和發揮廣大學生主觀能動性上多下功夫。但調查研究發現，目前擔任《PLC原理及應用》的很多教師采取的是“一言堂”和“填鴨式”的教學，勢必也就造成了“言者津津，聽者昏昏”的教學局面。
轉貼于 對策：在《PLC原理及應用》課程教學上，尤其是PLC指令及應用、編程方法和實際應用等教學內容上，最適宜于采取雙邊互動式教學方法。為了搞好雙邊互動式教學，就要求我們教師在備課時把教材上靜態的知識轉化為課堂上動態的教學信息，并且在教學過程中要想方設法地創造出一個可以實現雙邊互動式教學的環境和氣氛，通過創設情境、巧設疑問、共同討論、動手實踐等多種教學方式，有效地開展雙邊互動式教學。
同時還要圍繞《PLC原理及應用》課程“多變性”的教學特點，注重基礎，強化共性，即以一種型號PLC為主線，重點學習有關PLC共性的內容，如工作原理、波形圖、指令含義、編程原理等。圍繞《PLC原理及應用》課程“典型性”的教學特點，在PLC技術應用教學中，通過典型案例，如交通信號燈、小車往返送料等，實施案例教學法，提高學生運用基本知識分析和解決實際問題的能力。針對《PLC原理及應用》課程“應用性”的教學特點，引入項目教學法，要求學生運用PLC技術對工業自動化控制領域的實用控制系統，如機械手、電梯等，進行編程、接線和仿真調試，從而培養學生創新思維和綜合職業能力。
問題四 實驗實訓教學急待改革
目前在《PLC原理及應用》課程實踐教學上，由于我們教師所編寫的實訓指導書詳盡有余，明明白白，加之所做的實驗實訓都是“簡單驗證式”或“機械重復式”方面的項目，在一定程度上為學生“依葫蘆畫瓣”提供了方便，學生在實驗實訓時只需要進行程序輸入、線路連接等簡單操作即可順利完成。這種實驗實訓教學方法，目前已被我們教師廣泛認可和采用，但至少我認為：沒有問題的、不需學生動腦的實驗實訓是毫無意義的。對于與PLC技術應用密切配合的實驗實訓教學，教師只有指導學生運用PLC編程方法親自編程操作，在實驗實訓中既動手又動腦，既能發現問題又能在教師啟發指導下分析問題和解決問題，才能從本質上學好這門課程，從而最終實現本課程在職業學校的教學目標。
對策：首先在編寫實驗實訓指導書時，我們教師應該根據企業對PLC技術人才的需求，結合學校實際設備情況，針對職業學校本課程教學特點和教學目標，在如何引導廣大學生在實驗實訓中既動手又動腦上多下功夫。職業學校是一個學生學習基礎、動機和習慣差異很大的群體，因此實驗實訓教學同樣要做到因材施教，采取因人而異的分層教學，即按學生學習能力分組，確定每組不同的實驗實訓目標，從而使成績好的和成績差的學生在實驗實訓中，都能夠得到相應的鍛煉和培養。除要求學生在規定時間做完基本的實驗實訓項目外，還要安排一定量的選修實驗項目和研究性課題，讓廣大學生自主選擇，教師現場指導，或者督而不導，從而促使學生自主地分析在實驗實訓中所遇到的問題，寫出實驗報告交教師評判，師生共同找出問題的解決辦法。對于大型的實訓項目，如電梯、機械手等，還可以采取分工合作的教學形式，將全班同學分成不同的小組，由教師明確各小組在實訓中的任務和目標，從而培養廣大學生團結協作的職業素質和能力。
《PLC原理及應用》課程最重要的特點是“綜合應用性”，因為一個實用的工業自動化控制系統往往是很復雜的，其中可能包括機、電、液、氣等內容，而且還會因行業不同控制要求也有所不同。故在本課程的實踐教學中，應把機械、電工、電子、液壓、氣動和計算機等知識與PLC技術進行有機地聯系，擴大實驗實訓課時的比重，逐步加大學校相關設備的投入，如氣動裝置控制、模擬自動生產線控制、電子自動門控制、沖切設備自動控制、自動電梯控制等，并用PLC技術實現相關的控制系統，建立較為完備的PLC技術仿真實訓室，從而為“PLC仿真項目開發”的實訓教學創造良好條件。教學實踐證明，只有通過PLC仿真項目方面的實訓，讓學生親自編程、實際接線和仿真調試，并對運行過程中所遇到的問題進行分析和改進，才能真正培養學生創新思維和綜合職業能力，真正實現學生畢業后在PLC技術應用領域“零距離上崗”的最終教學目標。
參考文獻：
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[2] 鄧朝陽．互動式教學在可編程控制器教學中的應用[J]．職業教育研究2006，（1）：114
工業自動化案例范文6
據西門子自動化與驅動集團自動化系統部網絡應用工程師楊建東介紹，自動化技術向以太網發展的趨勢十分明顯，相伴隨的信息安全問題也日益突出，目前，西門子已將安全集成到自動化物流系統中，形成了單一總線的安全解決方案，在同一網絡中實現安全控制和標準控制，使物流中心的人員、貨物、環境和信息時刻處于保護之中，同時也保護了用戶的投資。
記者：在西門子自動化與驅動集團，物流中心的安全意味著哪些內涵?
楊建東：我們將安全劃分為Safety和Security兩個方面。Safety主要指對于人員、設備、環境的安全，我們稱其為故障安全，例如，輸送機運載的托盤貨物在運行過程中，如果檢測到在其行走路線上有人員在活動，或者有其他托盤貨物在行走路線上沒有離開時，輸送機要自動停止運行，以確保人員及貨物的安全。對環境而言，則指在社會意識日益提高的今天，不僅保護人身安全、防止人員傷亡非常重要，而且為工作人員提供一個安全、健康的工作環境也占有重要地位。在這方面，一般使用光柵技術進行檢測，當光柵被遮擋時，即會觸發信號，PLC立即控制設備停止運行。
Security是指信息的安全，即保證物流中心數據信息的安全，使數據不丟失，網絡不受到外來的攻擊。尤其是企業物流運作全球化的趨勢越來越突出，物流中心與總部之間異地通訊的安全就越發顯得重要了。
一直以來，工業自動化領域使用Profibus現場總線標準，來完成控制系統對于設備的指令。隨著以太網技術日趨成熟，網絡的開放性、帶寬高、支持標準的IT服務如瀏覽器訪問、文件傳輸等優勢日益突出，因此自動化技術向網絡發展的趨勢十分明顯，也就是說現場總線基于以太網實現控制功能，目前Profinet已經開始應用。但是，以太網技術在二三十年前就已經誕生了，而控制系統才開始建立在以太網基礎之上，其主要原因是，普通以太網是非實時的，存在諸多不確定性因素，而對于自動化設備的控制系統來說，每一個控制指令都要得到自動化設備的實時回應，即發出運行指令，設備在確定的時間內就要按照指令運行。因此，要將網絡運用于自動化領域，就要在其間添加專有的實時性協議。在這方面，西門子做了大量工作，致力于在普通的以太網基礎上，通過添加協議，將看似相同的網絡運用于控制系統中，以提高其運行速度及確定性。
記者：在自動化物流系統中，Profinet的優勢是如何體現的?
楊建東：Profinet是一個工業自動化領域的創新，是一種開放式以太網標準(JEC61158)，它滿足了企業管理層對于物流現場運作細節的可視性需求，使用Profinet，設備可從現場級連接到管理級，使管理層與物流現場實現信息的交互。
通過Profinet，分布式現場設備(如現場的I／O設備)可以直接連接到工業以太網，與PLC等設備進行通訊，并且可以達到與現場總線相同或者更加優越的響應時間，其典型響應時間在10毫秒的數量級(運動控制可小于1毫秒)，完全能夠滿足現場級的使用要求。
在使用STEP7進行組態的過程中，這些現場設備指定由一個中央控制器(即I／O控制器)進行控制。借助于具有Profibus接口的服務器，現有模板或設備仍可繼續使用，從而保護Profibus用戶的投資。
I／O Supervisor(I／O監視設備)用于HMI(人機界面)和診斷功能，并和Profibus一樣，采用層級診斷屏幕。
記者：西門子是如何將安全集成到用戶的自動化物流系統中的?
楊建東：傳統意義的設備安全系統是指保護在機器中或附近工作的人員免受傷亡的附加部件。新的安全解決方案已經遠遠超越了這一概念。許多最終用戶已經意識到，智能化、集成的安全解決方案對于其經營效率可以產生直接的影響。
現在的安全解決方案直接集成進標準的控制結構，把安全與工業網絡結合在一起。提供基于Profibus DP、PA、Profinet及無線等現有網絡介質的“網絡化安全”解決方案。它就是PROFIsafe。
由于Profinet支持對等通信、分布式I／O、機器安全、運動控制和數據采集等不同的控制方式，用戶可以在一個以太網上實施集成的自動化解決方案。因此，操作人員可以更加智能化地檢測設備故障，更快地啟動生產，有助于減少停機時間。
PROFIsafe實現了單一總線的解決方案。PROFIsafe安全協議是Profibus和Profinet通信協議的一部分，它使用戶可以不必采用獨立的安全網絡，并把其網絡減少至一個單一的總線。PROFIsafe還擴充了Profibus通信協議，提供為了符合嚴格的安全標準所必需的與安全相關的所有信息。例如，PROFIsafe增加了信息編號和數據一致性檢查，以此排除典型的網絡信息故障，使聯網的安全設備的可靠性能夠達到國際安全標準規定的集成安全級別(高達SIL3)。
隨著物流中心越來越多地采用自動化系統來搬運物料，市場趨向提供安全解決方案，使操作人員能夠在安全的環境中工作以提高效率。目前的安全標準允許在運動控制系統和標準驅動器中直接集成可配置的安全系統。
在安全區域內結合低速模式和高速響應可以有效地免除在運行的設備和工作單元中使用多個隔離及標示。安全系統的關鍵在于從按鈕或傳感器到執行器之間的響應時間?？梢赃x擇在運動控制器或安全PLC中實現安全運動功能，但這種解決方案的不足之處在于，安全PLC或運動控制器和反饋裝置之間的時間延遲。另一方面，基于驅動的解決方案除了更快的控制器周期優勢，還能訪問所有的信號。
記者：網絡的一個重要特征是開放性，在開放狀態下，西門子如何保證控制網絡中信息的安全?
楊建東：以前的網絡對于外部環境來說是封閉的，物流系統不會受到外來的威脅。而在Profinet環境中，企業網與物流系統的控制網聯在了一起，網絡處于開放的狀態，一方面方便了企業管理層對于分布于不同地點的物流中心庫存信息的了解：另一方面，企業的員工也可能會訪問網絡，還可能會受到病毒和黑客的攻擊，因此我們在網絡中添加了保障安全的模塊SCALANCES，起到硬件防火墻的作用，阻隔未經授權的訪問，確保訪問的安全性，并進行信息的過濾。
企業在使用端到端的以太網結構時，可使用SCALANCE S硬
件與軟件構成完整的安全系統，以消除由于將控制系統建立在網絡的基礎之上而伴隨的風險。
其主要特點包括：
安全與性能的雙重保證。SCALANCE S能夠防止對自動化單元未授權的訪問以及不必要的通訊負荷，即使外部網絡出現故障，自動化單元中的數據仍可正常傳輸。
與應用協議無關。安全模塊可以輕松地將基于lP的協議和自動化技術中廣泛使用的第二層協議置于其保護之下，而不會限制生產數據流，確保數據傳輸的高效。
具有學習功能。在學習模式的支持下，安全模塊可自動識別內部網絡中的每一個客戶機，因此可以直接使用而不需組態。而且，安全模塊可自動識別網絡中的其他安全模塊。其突出優點在于，在擴展系統時，無需重新配置現有安全模塊。
備份功能使停工時間最小化。SCALANCE S自動將配置數據保持在組態插件(C-PLUG)中，在更換故障設備時，只需將C-PLUG調換到新設備中，新設備即可以相同的配置運行。
擁有靈活的保護機制。SCALANCE S可根據需要而選擇使用防火墻或文件包過濾器對通訊進行專門的保護。IP地址、MAC地址、端口號或協議都可作為相應的過濾判據。在虛擬專用網(VPN)中，安全模塊作為加密通訊通道的端點，保證數據通過該通道進行通訊。在此，安全模塊需要互相認證，所以通道中的數據既不能被竊取，也不會被修改。
記者：以太網是自動化系統中極其重要的部分，一旦網絡中的設備如交換機出現故障，是否會使物流系統受到影響?
楊建東：工業以太網廣泛應用于工廠的控制級通訊，以實現PLC與PLC之間、PLC與上位機之間的通訊。在技術上它與IEEE802．3及IEEE802．3u兼容，但產品的設計制造充分考慮并滿足工業網絡的應用需要。
眾所周知，網絡中設備間的連接是通過交換機完成的，一旦交換機出現故障必將影響到整個網絡的運行。2003年，我們開發了SCALANCE×系列交換機。此系列交換機在網絡中形成環形結構，可組成光纖環網、或電氣環網、或光與電氣混合的環網，網絡中的一臺交換機起到環網管理的作用，稱為冗余管理器，當冗余管理器檢測出網絡中某一處出現故障時，能夠自動閉合，在小于300毫秒的時間內形成一個新的完整的網絡，保證物流系統的運行不中斷。
SCALANCE X可以實現網絡管理和診斷。SCALANCE×通過信號觸點、Profinet診斷功能和網絡管理功能實現對網絡組件的持續監測，快速實現故障檢測并排除網絡故障。同時，還可以在線接收重要信息并對網絡進行預防性維護。
對于工業以太網來說，兼容性是非常關鍵的因素，SCALANCE將其作為設計的理念，實現了端到端的兼容性，在引入新技術的同時還能保護現有投資，保證了網絡的投資安全。
記者：西門子集成了安全策略的自動化物流系統能夠為用戶帶來哪些利益，能否以具體案例進行說明?楊建東：以瑞典的Rejlers公司為例，他們利用通過Profinet和PROFIsafe與安全設備和標準I／O連接的西門子的故障安全PLC設計了一種新型的生產線結構，用于搬運活塞和連桿。
這種生產線由多種機器組成，對生產出來的多達60種不同的活塞可完成標識、分類、排序、緩沖及堆垛。通過機器人，系統能識別零件并把他們存放到臨時的緩沖區中，零件搬運已實現完全自動化。這種新型的自動化解決方案采用P rofi net作為骨干網連接安全PLC、工業PC和標準I／O模塊，以及電子急停(E-stop)、光柵和安全聯鎖等。采用Profinet，可以輕而易舉地隨時集成額外的安全器件，因而省去了30％-35％的集成時間和精力。
在許多行業中，龍門機器人廣泛應用于各種材料的搬運。龍門架的復雜程度通常很高，結合了視覺、傳感器和高度動態的運動控制。
在CAMotion Inc．為某企業開發的視覺引導的高架龍門機器人中，配備了許多傳感器來識別需要搬運的零件的外形、尺寸和類型，并識別起點和終點位置。
龍門架同樣也配備了從光柵到激光掃描器等安全設備，以保護在機器上或機器附近的人員安全。此外，CAMotion想利用無線解決方案來削減電纜成本，并免除常用的復雜的結線方案。盡管“常規的”自動化器件可以解決這個問題，他們卻已找到了一種利用最新的網絡和安全技術的具有前瞻性的解決方案。
CAMotion采用一套西門子的故障安全PLC，通過使用PROFlsafe協議的Profinet與安全設備進行聯網，組成了無線連接和分布式安全的解決方案。其中的西門子S7―315F控制器，把常規和安全功能合并到一個CPU中，免除了獨立的安全PLC或安全監視器。這一項功能不僅減少了前期設備的硬件成本，而且通過簡化長期的維護工作和縮短停機時間，可能為最終用戶降低整個使用周期內的成本。
