机械原理自动化
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机械原理自动化范文第1篇
当下，知识经济快速发展，我国已进入了信息时代，与此同时社会对各种人才的要求也发生了很大的变化，在看重理论基础知识素养的同时，更加重视技术应用型人才的创新和实践能力。对于高校的独立学院机械设计制造及其自动化专业来说，越来越看重特色办学。
一、独立学院机械设计制造及其自动化的专业人才培养的现状
当下，一些高校在机械制造及其自动化的教学当中，面临很多亟待解决的问题。
（一）教学缺乏实践和创新。
在我国独立学院机械设计制造及其自动化的专业人才培养过程当中，由于受到传统的教育体制的长期影响，缺少工程训练，实践力度严重不足，使工程实践与相关教育严重脱节[1]。学生实际操作和动手能力很差，缺乏工程意识，无法将学习课堂中的理论知识与生活实践相结合，因此，这些学生毕业后开始工作时，由于创新和实践能力不足，很难立即胜任其工作，需要很长的适应周期。在机电一体化的知识已经被运用到了行业各方面的社会环境下，很多工程技术都需要机电知识合一，传统的教学体系和内容无法达到机和电的相关知识的结合。另外，由于缺少实践，学生的自主学习意识很薄弱，创新能力不足，不能发挥教学应有的实效，无法达到“转型”发展的要求[2]。
（二）职业能力水平不达标。
当下我国机械设计制作及自动化在本专业教育上已经有了很大的进步，但美中不足的是，对学生的职业能力的培养仅仅处于试验性阶段，以往的相关专业知识体系和传统的能力要求已经不再适合现在的制造业结构升级的需求。要想提高学生的职业素养与能力，就应当让学生尽快接受相关职业技能方面的培训，使其尽早进入到就业岗位当中，在实际工作过程中多多实践。因此，把学生职业能力的培养渗入学校的培养方案当中，是机械设计制作及其自动化专业人才培养改革的必然要求。
二、独立学院机械设计制造及其自动化的专业人才培养方案改革
独立学院机械设计制造及其自动化的专业人才的培养，必须面向工程的实际需要。作为一门传统性专业，机械工程的人才培养必须建立自己的特色，发挥自身优点，在目前竞争非常激烈的就业环境下，保证人才的就业率。对于改革的进行，主要可以从以下几个方面入手：
（一）制订明确的人才培养方案。
首先，学校应当积极开展对机械专业的相关社会、行业、产业和职业岗位背景的调查，了解当前机械专业的具体市场需求情况。在掌握相关信息和资料后，可通过召开研讨会等方式，对当前机械专业的就业岗位进行分析，从而立足于市场需求培养本专业人才的能力、知识和综合素养。为了适应市场对人才需求的变化，要及时对人才培养的规格进行相应调整。其次，要敢于打破传统的过时的学科知识结构与学科之间所存在的界限，重新进行整合，结合本专业的具体情况，构建新的专业课程体系[3]。再次，要对教学大纲进行适当的修改，对相关课程在专业的培养计划当中的作用作分析，结合专业对课程教学的具体要求，制定更加合理化、科学化的教学大纲。最后，学校要引进新兴的现代化教学技术，提高教学效率和质量，实现教学方法的先进化和多元化。
（二）加强师资力量。
师资的水平直接关系到学生知识学习的质量，要想实现专业人才培养的改革，师资队伍的建设是不容忽视的。学校应当以培养本校师资为主，引进为辅助，多引进一些专业的、有丰富教学经验的、了解市场当下需求的专职专任教师，不断完善壮大师资队伍，并提高整个师资的质量。一方面，要鼓励本校教师以身作则，到企业的生产现场进行研究与实践，促进教师和企业之间的沟通和相关合作；鼓励教师积极地参与到科研项目之中，为合作企业的技术创新和项目开发等给予技术，从而为学生提供更好的指导服务。另一方面，要积极从企业当中引进高级工程师等来校进行指导，或作为专任教师；在有条件的情况下，多聘请一些工程技术人员及一些专业领域的专家和学者来学校讲学，使学生更好地学习并得到更专业化的训练。
（三）完善专业课程和基础设施建设，改革教学方法。
学校应当以教学研究作为基础，并将课程内容的改革作为核心部分，制定具体方针，分阶段地有计划地加快本专业的特色和精品课程的建设，进一步完善课程体系。同时要加强学校的基础实训基地的建设，将专业实验室和训练中心面向学生二十四小时进行开放，为学生的实践提供更方便的环境；不断完善实验室和工程训练中心内部的相关基础设施，在器材设备方面加大资金的投入，改善学校的实践教学条件，为学生的专业技能实践、创新思想的培养提供强有力的物质基础[4]。在教学方法上，要加强学生与教师之间的互动，引用研究性、探究式等新的教学手段，并积极推进启发教学，培养学生的创新能力。
三、结语
面临高校的不断扩招、高等人才的不断增多，独立学院机械设计制造及其自动化专业必须重视目前人才培养方案当中的问题，从培养方案、师资力量等多方面做出改革，只有根据自身的具体情况，适应社会要求，形成独特的办学体系，实现人才培养方案的改革，才能为市场提供更多更好的高素质专业型人才。
参考文献：
[1]赖惠芬.独立学院机械设计制造及其自动化专业人才培养方案改革探索与研究[J].机电工程技术，2010，11：119-121+146.
[2]彭三河，眭满仓，耿家源，刘怀海.独立学院机械设计制造及其自动化专业特色建设探讨与实践[J].长江大学学报（自科版），2014，35：92-94.
机械原理自动化范文第2篇
关键词：自动化仪表；智能控制；工业应用
现阶段，我国社会经济以及人民生活水平的逐步提高，市场对于工业发展提出了更高的要求。为提高工业生产效率，降低人员工作量，将计算机技术并入工业操作中，利用计算机实现对工业仪器的机械智能化控制，缩短了企业批量生产时间。
1 自动化仪表工作原理
自动化仪表与所控制设备连接，通过计算机对设备表面温度、输出流量、所受压力等指标数据进行分析，对超出限值的数据实行自动判断并进行实时控制。在机械自动化控制中，自动化仪表是显示指标数据的重要元件，利用该元件显示机械运行过程中的指标变化，将变化值自动记录于控制系统中，便于人工检查使用。设备主控制系统将各自动化仪表数据统一汇总分析处理，对各设备的数据观测和计算分析，一旦设备出现异常现象，自动化仪表能够快速做出反应，计算机只需分析异常数据即可快速找出问题所在。
2 工业自动化仪表控制系统技术研究
2.1 智能化
纵观目前我国工业自动化仪表的发展态势，不难看出工业自动化仪表的核心是智能化。这种智能化主要反映在下面几大新功能。从工控的角度上来说，以前控制的算法知识由DCS或者调节器来完成计算，而现在只需一台已将PID模块植入的智能化的执行器或变送器即可，就能同相关的现场仪表一起实现自主调节的目标，从而提升整个系统的可靠性。
2.2 高精度化
因目前我国国家政策与法令对节能减排的要求与日提升，工业生产对于成品质量的要求也在不断提高，故提高测量仪表与控制系统的精度已成大势所趋。举个例子，有贸易交换计量用途的科氏质量流量计，其精度高达0.05%，一些气体超声波流量计的准确度高达0.5%，而新一代的DCS也把这个当成一项重要指标。如今部分项目在招标过程中，针对相关产品的精度也作出了明确的规定。
2.3 无线化
作为一种有广泛的发展前景的技术，现场总线应得到飞快的发展与推广利用。然而因过多的国际标准的制约，给其推广应用造成了很大的影响。举个例子，第一代总线型的现场总线的国际标准多达10余种，再加上第二代的实时工业以太网，它也许具备20余种国际标准，而第三代总线的通信方案也在慢慢确立，各大跨国公司及相关组织均在确立各自的标准，仅在当下和利时、艾默生、西门子等一些大公司都制定了各自的标准。
2.4 开放性
当前我国愈来愈多的测控仪器采用以高性能微处理器为硬件系统核心、VxWork、Linux等嵌入式操作系统为系统软件核心的嵌入式系统技术，在未来的发展时期计算机与仪器仪表的联系会日益密切起来。Agilent公司认为，在仪器仪表设备上应包含计算机的全部接口，从而让人感觉这种仪器的使用与操作电脑的方法差不多。依靠网络产生特定功能的测控系统，可有助于多样化智能化现场测控设备的开放式互联系统的实现。
2.5 网络化
现场总线技术具备促进智能仪表的作用的充分发挥的作用，它是一种通过运用计算机数字化通信技术让自动控制系统同现场设备一起进入工厂信息网络，从而转成企业信息网络底层。相信在工业信息网络技术发展的带动下，我国很快就会产生以网络结构体系为主要特性的新型自动化仪表。
3 工业自动化控制技术的实际应用
3.1 设备总线控制技术
工业自动化仪表控制技术在工业生产中广泛使用，通过将现场设备和控制仪器相连接，使得分析仪表、生产设备、控制器、执行器等整合为一个覆盖范围广的控制系统，实现对生产企业内部多套设备的集中管理，避免了传统生产中由于设备分布广泛且复杂多变，造成管理上的困难。现代化企业生产过程中，随着生产技术的不断提高，工业自动化控制技术也不仅仅依靠集中控制技术对设备进行操控，而是将现场设备通过总线连入计算机网络中，实现对设备的远程操控，并且能够借助网络数据库实现对数据的快速分析计算等功能。
3.2 网络技术在自动化控制系统中的运用
在当前发展阶段，网络技术在自动化控制系统中已得到了运用，它是以数字化通信技术的形式存在着的，在系统的网络层中起到了关键的通信传输作用。伴随着网络技术的运用与智能仪表有关技术的发展，自动化仪表将一步步依靠嵌入式的形式与通信网络相融，如此不仅能提升网络的透明化，还能促进工业自动化和办公自动化的完美结合。
3.3 分布式控制系统
目前，分布式控制系统在一步步引领设备智能化测控的控制手段的发展，基于集中式控制系统的发展，全面统筹兼顾了现代控制技术、现代通信技术、现代图形显示技术以及现代化计算机技术等，全面实现了对设备参数的分级管理与灵活配置，把其优越性发挥得淋漓尽致。
3.4 网络控制系统
在测控仪器当中，微处理核心硬件系统和嵌入式操作系统核心软件的运用比较广泛，其可促使计算机和仪器仪表间的数据传输和控制变得愈加紧密，仪表设备上的打印机接口、局域网络接口、USB接口等愈能强化测控仪器的通用性。依靠和计算机相连，设备在操作过程愈加便捷，其操作流程与方法同计算机差不多，这更能让智能化设备和控制设备的操作更具实用性和开放性。
3.5 自动化控制技术的运用
自动控制技术在现代化企业生产当中已变成了提高生产效率、降低操作误差的重要方式，在企业生产和设备管理工作中应用较为广泛。目前，自动化控制技术主要应用于过程自动化、机械自动化和管理自动化三个领域。在企业生产过程中主要依靠过程自动化和机械自动化实现对生产流线上设备操作的精准控制，实现对各个加工环节运行情况的直观管理，在企业生产管理工作中广泛应用管理自动化，应用计算机对众多设备的批量管理手段，提高管理工作效率。
4 结束语
机械原理自动化范文第3篇
关键词：工业；电气自动化；发展方向；微机控制技术；电子技术 文献标识码：A
中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2016）32-0056-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.027
当前，我国经济和社会都在快速发展，国内不断涌进合资及外资企业，他们具有技术新颖、起点较高的特点，使电气自动化控制跟许多设备相结合。另外，企业为了提升产品数量及产品的质量，使竞争力提高，也运用先进设备，实行技术变更，使一体化的机电设施不断增加，比如变频技术、PLC控制技术、计算机集散控制技术等新技术在工业当中被广泛运用。随着电气自动化的发展，它也影响着国家的社会主义发展速度，我们先从电气自动化的概述及技术发展情况来了解。
1 电气自动化概述
1.1 什么是电气自动化
与电气工程有关的自动控制、系统运作、信息处理、电力电子技术、实验分析、开发研制、计算机及电子等领域的研究被称为电气自动化。近几年来，微电子技术、电力电子技术等有着突出猛进的发展，而且发展呈现出多样化，目前它又与通信及网络等技术结合到一块，电气自动化被运用到越来越广的领域。
1.2 电气自动化的特点
电气自动化的特点主要表现在以下方面：其一，它可以提升设备运行速度，对电能的直接或间接损耗能够有效减少及控制；其二，它可以对供配电设计不断优化，使电能可以更加合理有效地运用；其三，它可以适当的调节负荷，使设备运用率得到提升。
2 工业性电气自动化控制系统的重要性
2.1 电气自动化在工业方面非常重要
在工业生产当中，会运用到各类的自动化设施来对全部生产进程进行控制和监视，做到在工作过程当中每个设施都可以显示出本身最好的性能，生产合格优良的产品。现在工业电气自动化技术不断进步，它不仅能使信息化得到更好发展，也可促进传统产业的发展，从而达到国内的电气综合工业化，所以信息化和工业化实现的前提是电气工业自动化，它在各行各业当中是非常关键的。现在，我国的工业机械化已初步实现，在工业电气化上要着重于自动化技术，在传统工业方面更应该与自动化技术相结合，在设备控制方面运用工艺流程自动化方式，达到国内自动化工业化构建的目标。另外，由于软件、计算机、信息技术及网络是管理自动化和信息化的前提，它们的核心技术是一致的，因此，工业自动化技术的发展，不但可以促进信息化的发展，也可以带动电气工业化发展。
2.2 工业性电气自动化控制系统的重要性
电气自动化技术在近些年的发展，已经有了良好的开端，可是与较为发达的国家相比较差距较大，现在我国市场经济不断成熟稳固，而电气自动化技术在竞争中也更加激烈了。所以在电气自动化制造机构及控制技术研究上，要了解本身的实际情况，充分利用优点，方能在行业中占有一席之地。
2.2.1 电气自动化的开放式发展。随着电气自动化发展的开放，出现了更多的网络技术和平台，如Microsoft的Windows平台及OPC技术等，使工业与电气自动化不断融合，计算机发挥的作用更加显著，许多控制系统厂商都在运用IEC61131，它被认为是一个全球的标准。编程方法在结构方面使代码的使用率得到了提升，让程序管理更加简单，对于程序编程的时间也有效地减短了。Internet Explorer、Windows CE及Windows NT等微软的技术正在逐渐成为工业控制的规范、语言及平台的标准。在工业自动化上，PC的人机界面已经开拓了道路，用户正是看中了这种PC的控制系统容易集成和较为灵活的优点，从而使它被广泛运用。容易维护、使用和办公平台集成是控制层选用Windows当作操作系统平台的优势。
2.2.2 对于DXS系统。分布式控制系统也就是DCS系统，从集中式控制系统来讲，它是一个更为先进的计算机控制系统，是由集中式控制系统原理变化和发展而成的。它有着扩充、实时和可靠等优良性能，被大量应用于生活和生产的自动化控制方面。这种系统的厂商之间缺少标准统一及维修的互换性，另外它的价格较贵，所以在现在的科技发展道路上要进行适当的技术改良。
2.2.3 电气自动化控制系统在信息集成化的表现。信息集成在电气自动化控制系统的信息技术在以下两方面呈现：其一，在电气自动化系统、设施及机器中，信息技术能够进行相互比较，现在微电子技术正在大量被运用，在一致性和通讯功能及软件结构中，应用于组态环境下，而且所占位置尤其重要，而原先规定的设备被渐渐淡化了；其二，管理方面不断加深，在工业当中财务统计、人力资源等信息内容的存档，也会选用更为方便的浏览器代替人工操作，另外还能够对生产全过程通过动态画面进行实时监控，可以对生产过程中的信息资料及早了解。
2.2.4 电气自动化与IT技术。电气自动化技术的发展很多是来自于IT技术的创新与发展，例如PC、internet等技术引领电气自动化多次变革。同时，现在市场上对电气自动化需求量不断增加，对电气自动化的功能有了更严格的要求，所以也推动着电气自动化跟IT技术的相互结合，现在电子商务模式广泛应用，也促使它们更快的发展。
2.2.5 受集中监控影响的自动控制系统。受集中监控影响的自动控制系统在处理效率上比较慢，由于它的控制模式是在一个处理器上聚集了全部功能，这就造成了整个机器的运行效率非常慢。同时，它监控系统的全部设备，由于监控数量较多，主机的空间被大量占用，不仅使电缆数量增加了，也使费用增添不少，另外还会造成控制系统的稳定性受长距离的传送范围而被减弱了。再者来讲，进行集中监控的隔离器件与监控的联锁都选用的是硬接线，所以造成设备在功能扩容操作上变得不那么容易。此外，反复进行系统接线，在故障排查工作时难度加大了，还会造成指令出现错误，影响着整体的电气自动化控制系统的稳定性。
2.3 电气自动化在化工方面非常重要
在化工行业的生产当中，离不开自动化设备的监督和控制，只有这样才能确保各项设备使用状况最佳，生产出优质产品。工业化与信息化是紧密联系的，工业化的前提就是信息自动化。在实际工作当中，不仅要做好工业化的发展，还要做好信息化的发展，使它们共同发展，带动化工行业发展。在化工方面开展电气自动化技术时，首先要重视信息技术的发展，同时也要带动传统技术改良及发展。因此要加快电气自动化发展进度，达到信息化和工业化综合发展。现在，在化工方面初步达到了工业机械化，下一步要加强电气自动化发展的力度，因而必须利用电气自动化对化工技术进行改进，充分运用自动化措施对其管理和控制，从而使化工行业实现电气自动化。电气自动化、信息化及管理自动化的基础是各类信息技术与计算机设备，所以它们有统一的核心技术，电气工业化发展的前提是工业信息化的发展，也对其实现信息化起推动作用。
2.4 电气自动化在机械设备方面
机械设备包含很多如启动系统、电源系统、照明与信号系统、点火系统、空调系统、仪表与传感器、施工现场供电及全车电路等，在建筑、电力、道路、矿山、水利、国防和港口等方面被广泛应用。以PLC技术来说，它的设计是针对工业环境的，它选用一种能够编程的存储器，可以用来实行逻辑运算、控制顺序、存储程序、算数操作和计数等，接受用户的指挥，运用数字与模拟输入来控制不同的机械设备。它具有较强的驱动能力，安装方便，维修简单。总之，电气自动化在机械方面，节省了成本，节约了人力，提高了工作效率及产品质量，带动了企业的自动化发展。
3 工业性电气自动化发展方向分析
3.1 统一的平台及通用化的结构
在电气自动化系统当中，通过统一的平台可以支持项目周期内的所有环节，就比如测试方面、设计、实施、调试等。它支持维修方面和开机运行，不仅节约了大量时间，也减少了费用支出。另外，系统开发平台统一化，可以明显有利于开发平立的终端运行平台。
企业的管理系统、计算机监督系统、数据通讯等在网络结构下要确保稳定运行。企业在规划网络系统时，不管选取办公系统通讯的以太网还是现场设备通讯的总线，其选取的网络产品必须确保由办公自动化环境至控制再到整个系统的通讯范围。
3.2 不断创新的产品
在工业当中电气自动化生产必须要逐步提升科技创新工作，不断研究挖掘本身产品的科技性，使科技含量有效提升，使其发展空间更为广阔，对于生产当中具备自主知识产权的电气自动化产品及系统要大力研发。
3.3 产业的市场化及生产的安全
对于产业市场化出现的问题要引起注意，因此在电气化企业中不仅要凝聚力量加大对系统集成和本身的主要技术开发，还要经过社会化协调及市场化分工外包，推动零部件生产和配套的市场发展，对于重大技术设备的开发和研究要制订好计划。
针对于我国电气自动化企业的发展方向，要不断强调和划分安全控制系统与不安全控制系统，在今后推动电气自动化发展的将是电气自动化控制与产品。
3.4 规范的接口
ActiveX和Windows XP等可以节约工程的费用及周期，促使办公系统和电气自动化系统共享和交换。在企业网络系统接连时，操作系统是Windows XP，办公环境的通讯规范是TCP/IP。在管理平台和自动控制间PC构建了最优良的接口。规范的接口程序还使厂家之间的交换产品数据得以实现。
4 结语
由于电气自动化系统的一系列优点，它运用得当能够更好地服务于企业，提升通讯可靠性。相关的技术人员要结合实际情况，在技术上进行创新和发展，在技能上不断提高，为国内的电气自动化行业贡献力量。
参考文献
[1] 刘海.分析国内电气自动化的发展情况[J].工业自动化，2010，（5）.
机械原理自动化范文第4篇
关键词 PLC；用途；特点；发展趋势
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）101-0214-02
可编程控制器自从问世至今，发展的非常迅速。19世纪中期日本开始了可编程控制器的生产，与此同时，欧洲的一些国家也开始生产可编程控制器。现阶段全世界的绝大多数国家的一些少大型的电器厂商几乎都在生产可编程控制器。可编程控制器作为当代电控装置的主导，以作为一个独立的工业设备列入生产当中。特别是20世纪80年代以来，随着大规模集成电路和微型计算机技术的发展，以16位及32位微计算机为核心的PLC得到了迅速的发展，从而使得PLC再设计上、使用性能方面、以及价格方面都取得了很大的突破，在控制能力得到了很大的提高的同时，功耗以及体积也相对减少好多，性能得到了提升并且成本也得到了节约，而且随着远程i/o和通信网络、数据处理以及图像显示等技术的发展，使PLC的应用领域不断扩大。PLC已成为现代工业生产自动控制的一大支柱设备。
1 可编程控制器的用途
1）PLC一项最为基本的功能是开关量逻辑控制，用这一功能来取代继电器逻辑控制；
2）运动控制PLC可以控制步进电动机、伺服电动机和交流变频器，可以用于各种机械运动和位置的控制。使用于机床、装配机械、机器人、电梯等；
3）闭环过程控制通过模拟量A/D和D/A转换，PLC可以控制大量的物理参数，例如温度、压力、速度和流量等。PID（Proportional—Integral一Derivative）功能的提供使PLC具有闭环控制能力，可用于过程控制。广泛地应用于塑料成型机、加热炉、热处理设备、锅炉及轻化工、冶金、电力等行业；
4）数据处理PLC不仅能用于算术运算、数据传送、查表等，还可以进行数据比较、数据转换、数据通信、数据显示及打印等，具有特别强大的数据处理的能力。数据处理能力应用的范围一般都是大型的控制系统，例如无人柔性控制系统，过程控制系统等。
2 可编程控制器的特点
可用于控制及其复杂的设备、同时可以在特殊的环境里工作，并且可以长期连续的工作，这样的特性使得PLC在结构以及性能方面，占据着强有力的优势。
1）可靠性高，抗干扰能力强PLC采用了很多硬件和软件的措施满足“专为在工业环境下应用设计”的要求，主要包括光电隔离、模拟输入滤波器、电磁屏蔽措施、冗余技术等。大量实践表明，PLC系统在使用过程中发生故障，问题大都出在外部的开关、传感器、及执行机构，并不是PLC自身出问题；
2）通用性强，扩展方便，系统组成灵活，现阶段PLC产品已经发展得非常成熟了，并且配备功能齐全的I/O模块、以及特殊的木模块和相应配套的零部件以方便客户自行组合，可以特别方便的组合可供不同控制需求的控制系统；
3）程序设计简单、易学、易懂PLC的主要使用对象是广大的电气技术人员，其编程采用与继电器控制原理图非常相似的梯形图（LadderDiagram）语言，工程人员学习、使用这种编程语言十分方便；
4）系统设计、开发周期短且方便，维护工作量小PLC硬件的模块化设计大大缩短了应用系统设计所需的时间，进而加快了工程进度。鉴于PLC自身发生故障的几率比较低，并且具备比较健全的自诊断以及显示功能，利于快速排除故障；
5）对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产PLC实质上就是一种侧重于I/O接口控制环节的工业用计算机，当生产工艺发生变化时，不必改变PLC硬件设备，只需改变PLC中的程序即可。
3 可编程控制器的发展趋势
1）PLC向全过程控制渗透与发展。美国就有一家炼金企业采用一部PLC，进行炼金的全过程控制。所有的报警功能、PID调节功能和顺序控制功能都由PLC完成。全部采用PLC控制方案比采用分散控制系统（DCS）加PLC的控制方案节省投资近50%，而且金的回收率由原设计的92%提高到96%；
2）PLC加强了通信功能为了满足柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）和工厂自动化（FA）的要求，近年来对PLC的通信功能提出了更高的要求。最小点数的PLC也要求具备与上位PLC或计算机通信联网的功能。现代化大生产要求将工业生产过程自动化和信息管理自动化结合起来。PLC作为实现生产过程自动化的控制器必须能与实现工厂信息管理自动化的上位计算机进行通讯，同时也要求PLC相互之间通讯联网。目前，各公司生产的新一代PLC通讯功能比较强，但不同公司的PLC之间还无法通讯联网。实现不同公司的PLC产品之间通讯联网将是一个发展方向；
3）编程语言趋向标准化目前PLC普遍采用的编程语言——梯形图，以其直观、形象、简单等特点为广大用户所熟悉和接受。但是，随着PLC功能不断增强，梯形图以外的编程语言将不断涌现。新一代的PLC除了采用梯形图编制用户程序之外，还广泛采用顺序控制的标准化语言SFC。另外，随着计算机普及，PLC还将普遍采用与计算机兼容的BASIC语言、C语言以及汇编语言编制用户程序。多种语言并存、互补并不断走向标准化是今后PLC编程语言的发展趋势。
4 结论
由于PLC所具有的独特功能和对生产现场的广泛适应性，故从PLC产生开始，就引起各工业发达国家的极大关注。各电气控制制造商纷纷研制开发，新型PLC不断涌现。随着大规模集成电路、微处理器等计算机技术的发展，PLC的功能大大增强，有力地推动着PLC技术迅猛发展。
参考文献
[1]吴秀凤编.可编程控制器原理与应用.冶金工业出版社，2010，9.
[2]陈世和主编.电工电子实训教程.北京航空航天大学出版社，2011，8.
[3]陈婷，何志勇，罗力恒.基于组态软件与单片机的模拟设备实验系统设计[J].工业控制计算机，2011（6）.
机械原理自动化范文第5篇
【关键词】水处理系统；自动控制；PLC
一、引言
我国是水资源短缺国家，随着经济的日益快速增长，生活用水质量逐步下降，水质问题将直接影响居民正常生活和经济的发展。传统水处理方式普遍存在着效率低、自动化程度不高等缺点。现代水处理方式应采用电气自动化一体技术，朝节能高效、自动化程度高以及可靠性高的方向发展。本文采用PLC控制技术，设计一套满足水质要求的自动化水处理系统，对于提高企业生产效率和居民生活质量有着很重要的现实意义。
二、水处理行业自动控制需求及设计要求
1．水处理行业自动控制需求
针对我国水处理行业发展的趋势和特点，水处理行业对电气自动化控制的需求主要表现在以下几个方面：
1) 控制器和各仪表支持开放的标准通讯协议。由于控制现场设备数量和种类繁多，设备与控制器之间需要通过总线的方式进行通信，从成本和工作效率考虑，各种控制器以及仪表能够支持通用的开放通讯协议标准。
2) 上位机支持丰富的组态软件驱动程序。上位机组态软件需要包含丰富的控制器的驱动程序，保证能够同时支持多家控制器同时通信和界面组态。
3) 控制器设备运行稳定可靠性高。针对水处理系统，控制器要求具有较强的抗干扰能力，较长的平均无故障时间，并且保证系统即使故障情况下，能够最低限度的减少故障损失。
4) 提高现场调试效率。自动控制系统的调试是水厂正常运行调试的最后一个环节，调试主要保证控制系统是调试期短和调试效果好。
2．水处理自动控制系统设计控制要求
设手动/自动转换功能，可以随时根据系统各设备的运行状况对系统的控制方式及工艺参数进行调整。在手动方式下，对各单元（如自动阀，水泵）进行独立操作。在自动方式下，整个系统工作过程无需人员干预实现系统全自动运行。在系统工作过程中，如果系统出现故障时，系统应具有及时发出警报和保护功能，报警主要包括高液位报警、中液位报警、低液位报警以及水泵故障报警，保护主要包括高压泵低压保护和高压泵高压保护。系统的主要的工作参数，如压力、电导率等，均可直接在现场仪表上显示，便于工作人员实时了解系统各设备的运行参数。
三、水处理控制系统的设计
1. 控制系统总体设计
目前先进的水自动处理系统大部分采用可编程逻辑控制器（PLC）进行开发，本文中设计的水自动处理系统也不例外。可编程控制器，简称PLC(Programmable logic Controller)，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC作为自动化水处理控制系统处理器满足水处理系统控制器选择要求, 对水处理系统运行状态进行实时监控和管理，保证整个系统运行可靠、安全，获得最佳的运行状态。本文设计的PLC控制的水处理系统主要由PLC、压力传感器、继电器、液位计以及现场三个水泵组成。PLC根据管网压力自动控制三个水泵之间切换，并根据压力传感器的检测值和给定的阈值之间偏差进行PID计算，并将PID运算值输出给水泵变频器控制变频器的输出频率，从而控制水泵自动调节水管流量，使得水管网压力恒定。PLC采用西门子公司的小型PLC S7-200，在1998年升级为第二代产品，2004年升级为第三代产品，其功能强大，内部有5种CPU模块，最多可以外扩7个扩展模块，能够支持24路数字量，38路模拟量，最大程序存储空间为30KB，具有先进的程序结构，灵活方便的寻址方法，编程软件功能强大、使用方便的。控制系统框图如图1所示。
在本设计中PLC的I/O端口具体分配如下：系统自动、原水箱高位、原水箱中位、原水箱低位、中水箱高位、中水箱中位、中水箱低位、反洗信号分别接I0.0到I0.7端口；一级高压泵入水低压、一级高压泵入水高压、二级高压泵入水低压、二级高压泵入水高压、原水泵过载、一级高压泵过载分别与I1.0到I1.5端口相连；二级高压泵过载、中间水泵过载、纯水箱高液位、纯水箱中液位、纯水箱低液位、实验水池高位、消音、复位分别与I2.0到I2.7端口相连；原水进水阀、原水泵、预处理阀、阻垢剂泵、一级高压泵、一级浓水阀、中间水泵、PH泵分别与Q0.0到Q0.7相连；二级高压泵、二级浓水阀分别与Q1.0和Q1.1端口相连；纯水泵、光报警、声报警分别与Q2.0到Q2.2端口相连；原水箱空、原水箱满、中间水箱空、中间水箱满、纯水箱空、纯水箱满、实验水池满分别与M0.0 到M0.6端口相连。
2. 软件设计
PLC控制程序采用SIEMENS公司提供的V5.5 STEP 7编程软件开发。该软件的SIMATIC指令集包含三种语言，即语句表(STL)语言、梯形图(LAD)语言、功能块图(FWD)语言。语句表(STL)语言类似于计算机的汇编语言，特别适合于来自计算机领域的工程人员，它使用指令助记符创建用户程序，属于面向机器硬件的语言。梯形图(LAD)语言最接近于继电器接触器控制系统中的电气控制原理图，是应用最多的一种编程语言，与计算机语言相比，梯形图可以看作是PLC的高级语言，几乎不用去考虑系统内部的结构原理和硬件逻辑，因此，它很容易被一般的电气工程设计和运行维护人员所接受，是初学者理想的编程工具。功能块图的图形结构与数字电路的结构极为相似，功能块图中每个模块有输入和输出端，输出和输入端的函数关系使用与、或、非、异或逻辑运算，模块之间的连接方式与电路的连接方式基本相同。PLC控制程序由一个主程序、若干子程序构成，程序的编制在计算机上完成，编译后通过PC/PPI 电缆把程序下载到PLC，控制任务的完成。
