自動化專業的研究論文

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自動化專業的研究論文

　　自動化專業是以電子技術、計算機信息技術、傳感器與檢測技術等為主要技術手段，對各種自動化裝置和系統實施控制。下面是小編推薦給大家的自動化專業的研究論文，希望大家有所收獲。

自動化專業的研究論文

　　自動化專業的研究論文一

　　摘要

　　本文闡述了國內電氣自動化的現狀，并結合國外的一些新發展，對其發展狀況進行了展望。

　　關鍵詞

　　電氣自動化發展現狀趨勢

　　1 電氣自動化概述

　　電氣自動化運用電力電子技術、微機控制技術和計算機網絡技術來實現電氣自動控制，以計算機技術實現程序控制，并且通過系統集成實現自動控制電力系統和運行維護功能。其明顯特征是集成化、智能化和綜合化、故障反映迅速自動化。

　　電氣自動化范圍較廣，包括配電自動化、變電站自動化、饋線自動化。配電自動化包括配電系統所有硬件設施和控制流程，通過輸電、配電和用電實現配電自動化流程。變電站自動化通過饋電自動化實現系統監控和管理。而饋電自動化方面，則是高度集成化，除了常規的遙測、遙信和遙控，包括自動重合閘、饋線故障監測、電能質量等監測，還集成了斷路器監視功能，逐步發展成為智能化開關。

　　2 電氣自動化發展史

　　伴隨著電子技術和信息技術的飛速發展，電氣自動化已經走出了工廠，并且在辦公、交通等多個領域得到了廣泛的應用。

　　(1)全控型電力電子開關時期。在上個世紀五十年代晶閘管出現，標志了運動控制新紀元的開始。繼后出現了交流變頻技術和全控制式器件GTR等，即電力電子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT這類復合型電力電子器件。而第四代器件則由功率集成電路PIC構成。

　　(2)電路低頻向高頻發展。隨著電力電子器件的更新，變換器電路也隨之改變。在普通晶閘管時期，整流控制主要由直流傳動變換器完成。交流變頻傳動由交-直-交變頻器完成。在第二代時期，PWM變換器得到廣泛的應用。PWM技術可以提高工作效率，并且減少高次諧波對電網的影響，可以改善電動機低頻轉矩脈動問題。

　　(3)交流調速理論發展。德國學者F99Blasche提出了交流電機磁場定向遠離市，并得到德國大學教授Depenbrock的繼承和發展。教授D繼F99Blasche提出了直接轉矩控制思想，并將他推廣到了弱磁調速范圍。這一控制思想具有結構簡單、思想新穎、信號處理物理概念明確的特點，屬于高靜動態性能的新型交流調速方法。

　　(4)通用變頻時期。通用變頻器是一種系列化、批量化和占市場量最大的中小功率變頻器，經歷了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高動態性能適量控制型的發展過程。

　　(5)單片機發展。由于占主導地位的MCS-51單片機的8位機功能簡單，指令短小，后來就有了適合大批量生產的PIC系列單片機的推廣和使用，其可靠性和保密性都非常高。

　　3 國內電氣自動化現狀

　　3.1 平臺開放式發展

　　OPC技術的出現，Microsoft Windows平臺的廣泛應用和IEC61131的頒布，為電氣技術的發展奠定了良好基礎。基于PC技術的人機界面已經成為主流趨勢，而基于PC技術的控制系統具有靈活和易于集成特點也正在被廣泛的采納和應用。

　　3.2 現場總線和分布式控制技術

　　現場總線是一種串行的連接智能設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸分支結構的通訊總線。包括位于中央控制室內的計算機、監視控制軟件和PLC的CPU以及位于現場的遠程的I/O站、智能儀表、低壓斷路器和變頻器等構成，中央控制室和現場通過一根串行電纜連接，并且將這些現場設備的大量信息采集傳輸到中央控制室。而信息化技術的發展必將導致基于網絡集成自動化系統的基礎信息系統的發展。

　　3.3 IT技術與電氣自動化

　　市場需求的發展促進了電氣自動化和IT技術平臺的融合，信息技術對工業的影響主要分兩個方面：一是縱向滲透管理層;二是橫向擴展到自動化的設備、機器和系統中。其中，信息技術縱向滲透能夠幫助企業對當前生產數據進行實時的存取，提高管理數據處理系統工作效率。橫向，信息技術已經滲透到了產品的所有層面，包含傳感器和執行器，也包含控制器和儀表。

　　4 國外電氣自動化發展新方向

　　法國ICC技術又稱用戶通信接口試驗，能夠實現實時讀表、停電控制和遠程管理功能，并且能夠幫助廣大用戶群眾實時了解電價，為用戶實現用電優化管理提供了條件。優化用電是指用戶根據實時電價制度，合理選著自己的用電設備和用電時間段，或者是在不同時間段用部分設備。

　　意大利開發了家庭用電智能助理，借助用戶的電視機實現供電信息實時顯示和控制，便于供電服務信息隨時查詢。這不僅便利了居民的生活，同時便于供、用雙方互動，供方可以記住此平臺向用戶發布各類通知，并且幫助用方進行節能降耗方案建議，用方不僅可以得到實時的電價信息和供電服務，還可以從中節約用電，減少經濟消耗。這種功能的實現還可以節能減耗，保護環境。

　　西班牙和法國共同研發的系統，可以幫助家庭優化電能應用和管理，他借助部分咨詢配置機和用電能量管理系統實現對用戶提供最優配置建議和削峰填谷功能。他可以根據不同用戶的生活習慣和要求，為不同用戶提供既優化經濟又舒適滿意的用電建議。

　　國外這些先進、人性化的設備代表了現代電氣自動化實時性、自動化和管理功能發展的方向，這可以改進供電可靠性和電能質量，還可以對用戶的供電服務質量，在未來高科技社會中將有優越的經濟性和良好的社會綜合效益。

　　5 電氣自動化發展趨勢

　　未來電氣自動化的發展趨勢具有分布式、開放式和信息化三大特點。分布式是指能夠確保網絡中每個智能的模塊都能夠獨立工作的網絡結構，能夠完成系統危險分散的功能;開放化是指系統具有與外界聯通的接口，能夠實現系統與外界網絡系統的連接功能;信息化則是指系統信息具有綜合處理能力，實現與網絡技術相結合的網絡自動化和管理控制一體化。

　　(1)系統監控綜合化。現代電氣設備逐步向通用化、模塊化及系列化發展，能夠實現組態靈活特點。由于計算機技術的所有功能都能夠通過屏幕軟件按鈕直接完成，系統監控的綜合化得到很大提高。采用綜合化監控，能夠完成雙重或者多重的冗余，可以為系統改善和可靠性提高做出貢獻。

　　(2)系統網絡化。為了提高系統的可靠性，控制網絡大多采用冗余結構，能夠完成數字化和高效自動化代替繁瑣復雜的人工操作，大大提高了工作效率，減輕了工作人員的工作量，改善了工作人員的工作環境。同時，高度自動化還能夠減少頻繁操作，減少誤操作率，進一步提高系統可靠性。

　　(3)系統人性化。伴隨交互式網絡發展，供用雙方信息互動更為方便。通過人性化、自動化的電氣自動裝置，供方能夠實時了解用方信息，為用方提供更加實用、經濟、安全的用電建議，也可以更多的掌握用戶用電信息，為系統的穩定可靠運行提供數據。用方可以借助高科技的技術，更加詳細的了解自己的用電情況，結合供方信息，改善個人生活舒適度，提高生活經濟性。

　　6 結語

　　電氣自動化技術雖然已經廣泛應用，并深入到國民經濟各個領域，但他仍然在不斷革新和發展。在市場競爭越來越激烈的形勢下，為了在經濟上取得利益，我們必須積極吸取先進的經驗和技術，為實現自主研發創造條件。

　　自動化專業的研究論文二

　　【摘要】

　　工業控制自動化技術是一種現代生產技術，他綜合了精密儀器、計算機軟件技術、控制論、統籌學等多種學科技術，通過對工業生產過程實施檢測、修正、調整、優化和管理等，不斷提高工業生產效率，以最少的工業投入收到更高的產出，不斷提高產品質量。工業自動化控制系統主要由三個部分組成：即工業自動化軟件、工業機械和信息系統。通過發揮工業控制自動化技術能夠有效提高工業生產效率，幫助企業不斷優化生產流程，提升綜合生產效益。工業自動化技術的出現，是工業化水平提高的重要標志。今天，自動化技術已得到十分廣泛的應用，在機械設計、機床加工、石化冶煉、信息科技、建筑施工以及航空航天等領域都有他的影子。本文將全面分析工業自動化技術以及其的未來發展方向。

　　【關鍵詞】

　　工業自動化控制；系統組成；趨勢；分析

　　一、工業自動化簡介

　　工業自動化以生成活動中的各項參數為基礎，采用現代管理技術和設備對整個生產過程實施控制，通過大量使用現代工業設備和技術不斷降低人力資本投入，充分利用人以外的生產性資源來組織生產活動，這就是工業自動化生產模式，而工業生產過程自動化就是工業自動化。

　　1、我國工業自動化的發展過程

　　隨著經濟、科技發展水平的不斷提高，我國工業自動化水平也得了快速提升，如今在多個生產部門和領域都應用到了工業自動化技術。自動化技術是實現工業生產完全自動化或者部分自動化的基礎，他可以有效節省工業生產人力資本的投入。自動化技術涉及到多個學科知識和內容，例如機械、力學、電子信息、軟件等。當前，工業自動化技術應用水平成為衡量一國工業化水平的重要指標和尺度，也是提高工業生產效率的重要手段。我國工業自動化主要經歷了三個主要階段，即20世紀40年代至60年代，以單機自動化加工設備出現為標志的初級發展階段；20世紀60年代中至70年代初期，以流水線工業自動化技術應用為標志的階段；20世紀70年代中期至今，以高科技技術為應用的現代發展階段。

　　2、工業自動化控制系統組成

　　自動化控制技術是一種現代化工業生產技術，在多個行業和領域得到了充分的利用和發展，在農業、教育、加工業等行業中都可以看到他的影子，他是集機械、電子、信息以及電氣等學科知識為一體的綜合性應用技術。工業控制系統則是指工業生產設備、控制系統以及自動化設備和技術的統稱。

　　3、工業自動化控制系統產品

　　（1）可編程序控制器（PLC）：按功能及規模可分為大型PLC，中型PLC及小型PLC。（2）分布式控制系統（DCS）：按功能及規模亦可分為多級分層分布式控制系統、中小型分布式控制系統、兩級分布式控制系統。

　　（3）工業PC機：在一些生產環境比較惡劣地方比較使用，他通過與各種控制指令輸入輸出接口相結合組成綜合性工控機。

　　（4）嵌入式計算機及OEM產品，包括PID調節器及控制器

　　二、工業自動化控制的現狀

　　1、PLC

　　PLC主要是指數字運算操作電子系統的可編程邏輯控制器，他可全程監控和控制工業生產全過程。他配置了可自動編程的開發系統，能夠自動存儲和利用各種存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。PLC是工業自動化控制的核心部分，好比人的神經中樞。

　　2、DCS

　　在國內工業領域，DCS也被稱作集散式綜合控制系統。他是一個綜合性的多級信息通信計算系統，主要由過程控制級和過程監控級組成，主要組成部分有微機、通信網絡、輸出終端和控制調配器等多項科技技術，其主要工作原理是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。DCS具有諸多優點，例如高穩定性、靈活性和兼容性等。可以用一句話來簡單概括DCS的主要功能特點：分散控制，集中管理。

　　3、工業PC

　　工業PC主要有兩種類型：IPC工控機和CompactPCI工控機。工業自動化技術應用對工業PC的運行提出了更高的要求，對其的.工作穩定性、冗余配置以及兼容性給出了苛刻的技術要求。過去的IPC技術逐漸難以滿足現代工業自動化生產的要求，慢慢退出了歷史舞臺。多種不同的PC機能夠兼做服務器和客戶機，并形成了按區域劃分的工業PC機群，依靠網絡形成了集管理和控制為一體的綜合系統，實現了企業內部之間的信息交換和溝通。

　　三、工業自動化控制的未來發展趨勢

　　1、未來PLC

　　自面世以來，PLC就一直沒有停止創新和發展的腳步，他通過利用當前最新的微處理技術和電子信息技術可以實現快速掃描。從技術應用趨勢來看，電腦軟件技術將會在程序化控制器的設計和生產上得到更多的應用，未來必然會出現存儲功能強大、運算速度更快、智能化水平更高的PLC產品。一個小型的PLC相當于8-10個繼電器，具有十分廣泛的應用空間。從產品規模上看，會進一步向超小型及超大型方向發展；從產品的配套性上看，產品的品種豐富、規格齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應工業控制的需求。從市場上看，少數幾個品牌壟斷國際市場，會出現國際通用的編程語言。

　　2、控制系統正在向現場總線方向發展

　　現場總線是近年來迅速發展起來的一種工業數據總線，他主要解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及這些現場控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問題。由于現場總線簡單、可靠、經濟實用等一系列突出的優點。現場總線是安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡。現場總線使測控設備具備了數字計算和數字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統與設備的功能、性能。他不僅是一個基層網絡，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統。國內現場總線的發展趨勢是：①多種現場總線在國內展開激烈競爭，競爭的重點是應用工程；②自己開發的現場總線產品開始投入市場；③各行業的現場總線應用工程迅速發展。

　　3、工業自動化控制軟件的發展趨勢

　　IDE為每個應用程序組件提供了一種歷史記錄審核跟蹤機制，包括用戶標識符、時期與時間戳、以及關于變化的詳細的摘要信息。IAS對用戶而言可顯著降低工程成本，為簡化分布式自動化的開發、部署、維護與管理提供了基礎。最近的工業自動化軟件系統正利用先進的軟件技術朝著集成化、網絡化、平臺化、綜合管理等方向發展。

　　四、結束語

　　總體而言，現代工業自動化技術的應用和普及，將會顯著提升社會總體生產效率，同時也會加快促進傳統產業結構的優化和升級。借助現代工業自動化控制技術，可以大大節約工業生產過程中人力資本的投入、不斷提高惡劣環境下的生產安全性、有效提高工業生產效率和質量。隨著工業自動化技術的不斷發展和普及，人類改造世界的能力將會不斷增強，促進社會經濟的快速發展。

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