工業生產過程自動控制系統設計與實現過程可能出現的問題及優化對策

陳琛

摘要：隨著社會經濟的發展與科學技術的進步，工業發展的步伐日益加快，工業生產已經開始向自動化方向發展，自動化系統在工業生產過程中不斷發展并被長期應用，在工業生產過程中起到了關鍵的作用，極大的提高了生產率，但對設計與實現過程來說，自動化控制系統具有普遍性和規律性。本文描述了實現自動化控制系統中存在的風險并提出相應的解決策略。

關鍵詞：自動控制系統、設計與實現過程、對策

在工業生產領域中，自動化控制系統的應用越來越廣泛，已成為確?，F代工業生產安全、穩定運行的必不可少的工具，為工業生產的自動化提供了夯實的基礎，為提高工業生產效率、加強工業生產的安全性與可靠性，久必須研究自動化控制系統在工業生產過程中存在的問題并提出有效的措施解決

1.工業生產過程自動控制系統的概念

工業自動化控制系統是相對人工控制概念而言的。一般是指在沒有人直接參與的情況下，利用各類自動控制的系統裝置，使機器、設備或生產過程自動地按照預定的規律運行。這種自動控制能夠自主調節、檢測機器設備、儀表，能夠有效的增加工業產品產量、提高產品質量、降低勞動成本并保障生產安全。

2.自動化控制系統應用過程中存在的問題

2.1系統硬件應用存在的問題

自動化控制系統在系統硬件方面的風險問題主要包括以下幾個方面：

(1) 生物環境可能帶來的危害：系統所處環境里存在的可能對自動化控制系統的正常運行造成影響和威脅的各種生物危險源。例如在一定的溫度條件下，霉菌就會腐蝕系統設備，生活中常見的老鼠也會啃咬控制系統設備的導線。

(2) 化學環境可能帶來的危害：由于化學污染而造成的腐蝕系統設備的情況。生活中，工業生產過程中對自動化控制系統進行大量的運用都會造成不同程度的化學污染，嚴重的化學污染將會直接影響到控制系統設備的正常運行。

(3) 物理環境可能帶來的危害：系統設備被重物擠壓、設備配件超出其所承受的壓力、材料出現老化、發生過熱現象等問題。

2.2系統軟件應用存在的問題

自動化控制系統在軟件方面存在的問題主要包括兩個方面：

(1) 自動化控制系統本身是否安裝有殺毒軟件、防火墻等相關的防護軟件，以及是否采取其他必要的安全防護措施。

(2) 自動化系統是否對重要數據做了保存備份，加密處理或訪問權限。目的是能夠有效的阻止一些非法用戶獲取數據信息的行為，因此為達到這一目的就必須嚴格要求施工人員的技術和專業素質以通過適應的軟件對控制系統做好安全防護工作。

2.3人為因素引起的風險

自動化控制系統設計和使用過程中由于操作人員的操作和管理不當以及操作人員的素質或操作人員的疏忽也會帶來危害。

(1) 操作人員的操作問題。影響控制系統的安全穩定運行的其中一個人為因素就是操作人員的操作是否準確、得當，如果操作人員的操作失誤便會直接影響控制系統的安全穩定運行，為保證操作人員操作規范，防治危害發生可以對操作人員展開技能培訓。

(2) 操作人員的個人素質。操作人員在掌握技術規范的同時還掌握許多機密的信息數據，一旦這些數據被泄漏或者非法處理，就會帶來巨大的損失。因此為保證信息數據的安全性就必須定期開展思想教育活動，樹立員工的責任感。

(3) 操作人員的失誤。在施工人員的操作過程中難免會出現一些無法避免的問題，對于這種情況只能通過長期的實踐經驗來解決以盡可能的減小危害發生的可能性。

3.自動化控制系統風險的有效控制策略

電磁干擾是自動化控制系統中最難控制和把握的風險因素，因電磁場無法感知且不易確定，大多來源于空間和控制系統內外的暫態過程，因此對電磁干擾的來源進行分析并制定有效控制電磁干擾的側率尤為重要。

3.1自動化控制系統中電磁干擾的來源分析

3.1.1在空間內分布的大量電磁干擾。出現這一情況的原因主要是由電力網絡和設備內部的電流而產生的電磁場，包括家用設施、廣播電視、工業設備等。電磁干擾主要有兩種形式，一是電磁輻射產生的直接干擾；二是輻射控制系統網絡后對控制系統產生的間接干擾。

3.1.2通過控制系統外引線產生的電磁干擾。自動化控制系統無法單獨運行工作，就需要借助一些設施設備如電源、輔助設備及特定的數據通道等的配合，而這些外界設備的接入過程中也很可能對控制系統產生輻射干擾，即我們通常所說的傳導干擾。

3.2自動化控制系統中有效控制電磁干擾的策略

電磁干擾在自動化控制系統工作時發生的概率很大，因此操作人員可以采取以下措施確保自動化控制系統能夠盡可能避免電磁干擾的影響，

3.2.1選擇性能穩定、質量過關的電源。因為在自動化控制系統中電源的干擾主要是因為電源耦合造成的，所以在選擇電源時必須確有良好的隔離性能，但如今的隔離電源抑制和隔離的效果并不理想，所以可以用多次隔離技術和屏蔽技術等手段達到最大程度地降低電源干擾問題。

3.2.2選擇科學合理的電纜線與電纜敷設方式。通過這一舉措可以有效的降低因為信號線而產生的電磁干擾，實施過程中主要注意兩個方面。第一是電纜屏蔽問題，實際經驗表明，可以通過銅帶鎧裝屏蔽電力電纜來降低電纜干擾。第二是可以使用分層進行電纜敷設的方法來阻止信號線和動力線因平行敷設產生的干擾，實現電磁隔離的目的。

3.2.3硬件的濾波及軟件的應用。電磁本省具有復雜性和極大的影響力，單純的硬件處理已遠遠不能達到效果，所以還需要對軟件進行處理以保證自動化控制系統的安全穩定。如對參考點電位進行校正，采用動態零點可有有效的解決電位漂移問題；對軟件進行保護設置。

4.結束語：

綜上所述，工業生產過程中自動化控制系統的應用過程中出現的問題可以歸納為由控制系統的工作環境、人為因素以及設備與相關附屬設施的質量問題造成的，因此只需要企業操作管理人員、技術開發人員認真對待工作，嚴格遵守操作規程以及施工管理規范并提高工作責任感以及創新技術方法，如研究制作隔離性能更強的電源，就可以有效的避免和預防自動化控制系統的設計與實現過程中出現的問題。

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6.作者簡介

陳?。?981.11—），男 ，蘭州人，蘭州石化職業技術學院講師，碩士研究生，主要研究方向：生產過程自動控制、化工儀表、智能儀表、PLC控制(S7-200)，單片機控制(AT89S51、AVR)，自動控制算法與仿真。