自動化概述

一、自動化控制概述：

1）自動化控制是一種現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域中機械電氣一體化集成的控制技術(shù)。例如：機器、設(shè)備可以按照生產(chǎn)的要求和目的，進行自動化生產(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)過程的控制技術(shù)。

2）自動化控制技術(shù)廣泛用于工業(yè)（生產(chǎn)過程自動控制）、環(huán)境（水處理、煙氣監(jiān)測、大氣除塵）、農(nóng)業(yè)（水利、灌溉、蔬菜大棚、農(nóng)業(yè)機械）、軍事（武器制造、航感遙測）、科學研究（實驗室設(shè)備）、交通運輸（物流自動化、信號燈控制、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。采用自動化控制不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產(chǎn)率。

二、自動化控制的應(yīng)用

1）過程自動化

工業(yè)中流體（例如污水、廢水、藥液）或粉體（例如煙塵、顆粒）的化學處理的自動化控制。一般采用由檢測儀表、PLC和計算機等組成的過程控制系統(tǒng)；對加熱爐、精餾塔等設(shè)備或整個工廠進行最優(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）機械制造自動化

這是機械化、電氣化與自動控制相結(jié)合的結(jié)果，處理的對象是離散工件。早期的機械制造自動化是采用機械或電氣部件的單機自動化或是簡單的自動生產(chǎn)線。20世紀60年代以后，由于電子計算機的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)控機床、加工中心、機器人、計算機輔助設(shè)計、計算機輔助制造、自動化倉庫等。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)的自動化車間，加上信息管理、生產(chǎn)管理自動化，出現(xiàn)了采用計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的工廠自動化控制系統(tǒng)。

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

美國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)展是市場情況

在工業(yè)的生產(chǎn)過程中，存在著大量需要順序控制的程序，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計時、計數(shù)器、模擬量的越限報警等狀態(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)展最快的時期，年增長率一直保持為30-40%。由于PLC機聯(lián)系處理模擬能力和網(wǎng)絡(luò)方面功能的進步，擠占了一部分DCS的市場(過程控制)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)的出現(xiàn)，特別是近年來現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，IPC和FCS也擠占了一部分PLC市場，所以近年來PLC增長速度，總的說是漸緩。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/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)摘自中國工控網(wǎng)）

2001年我國機械工業(yè)成為工業(yè)發(fā)展新亮點，總產(chǎn)值比上年增長17.15%。汽車產(chǎn)量為世界前10位，機床產(chǎn)量為世界第5位。機械工業(yè)利潤增長33.35%，占整個工業(yè)新增利潤六成多。出口同樣出現(xiàn)可喜的增長。在工業(yè)發(fā)達的日本也有調(diào)查表明，PLC配套的機電一體化產(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的場合還很多，在我國就更是如此了。

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

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)過境車輛認證(深圳鹽田)、自動售藥(若干中藥店)在我國已有實例。另外，在離散事件系統(tǒng)中，如公路網(wǎng)交通流(車輛計數(shù)、乘客計數(shù)及停留時間計量)、物流系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)(敏捷制造系統(tǒng))及一切非標準服務(wù)系統(tǒng)中，均可以采用PLC，進一步采取對策并優(yōu)化。PLC的前途一片美好。

5）PLC的市場情況

國內(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、來件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)。因此可以說PLC在我國未形成制造產(chǎn)業(yè)。作為原理、技術(shù)和工藝均無尖端技術(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，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億元人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。但是與其它國家相比，在機械加工及生產(chǎn)線方面的應(yīng)用，還需要加大投入。我國市場上流行的有如下幾家PLC產(chǎn)品（主要為國外產(chǎn)品）:

(1) 施耐德公司，包括早期天津儀表廠引進莫迪康公司的產(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
1． PLC 的主要特點（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）安裝簡單維修方便2．PLC 的功能（1） 邏輯控制（2） 定時控制（3） 計數(shù)控制（4） 步進（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)模式都將形成自動控制高度集成模式。自動化控制系統(tǒng)，將會取代任何危險的、繁瑣的，高強度的勞動模式。成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學技術(shù)等領(lǐng)域先進生產(chǎn)力，為我國的工業(yè)改革、經(jīng)濟發(fā)展做出更大的力量。