自動化專業(yè)的研究論文
自動化專業(yè)是以電子技術(shù)、計算機信息技術(shù)、傳感器與檢測技術(shù)等為主要技術(shù)手段，對各種自動化裝置和系統(tǒng)實施控制。下面是小編推薦給大家的自動化專業(yè)的研究論文，希望大家有所收獲。
自動化專業(yè)的研究論文一
摘要
本文闡述了國內(nèi)電氣自動化的現(xiàn)狀，并結(jié)合國外的一些新發(fā)展，對其發(fā)展狀況進行了展望。
關(guān)鍵詞
電氣自動化 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢
1 電氣自動化概述
電氣自動化運用電力電子技術(shù)、微機控制技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)電氣自動控制，以計算機技術(shù)實現(xiàn)程序控制，并且通過系統(tǒng)集成實現(xiàn)自動控制電力系統(tǒng)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(tǒng)所有硬件設(shè)施和控制流程，通過輸電、配電和用電實現(xiàn)配電自動化流程。變電站自動化通過饋電自動化實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控和管理。而饋電自動化方面，則是高度集成化，除了常規(guī)的遙測、遙信和遙控，包括自動重合閘、饋線故障監(jiān)測、電能質(zhì)量等監(jiān)測，還集成了斷路器監(jiān)視功能，逐步發(fā)展成為智能化開關(guān)。
2 電氣自動化發(fā)展史
伴隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動化已經(jīng)走出了工廠，并且在辦公、交通等多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
(1)全控型電力電子開關(guān)時期。在上個世紀五十年代晶閘管出現(xiàn)，標志了運動控制新紀元的開始。繼后出現(xiàn)了交流變頻技術(shù)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(fù)合型電力電子器件。而第四代器件則由功率集成電路PIC構(gòu)成。
(2)電路低頻向高頻發(fā)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(yīng)用。PWM技術(shù)可以提高工作效率，并且減少高次諧波對電網(wǎng)的影響，可以改善電動機低頻轉(zhuǎn)矩脈動問題。
(3)交流調(diào)速理論發(fā)展。德國學(xué)者F99Blasche提出了交流電機磁場定向遠離市，并得到德國大學(xué)教授Depenbrock的繼承和發(fā)展。教授D繼F99Blasche提出了直接轉(zhuǎn)矩控制思想，并將他推廣到了弱磁調(diào)速范圍。這一控制思想具有結(jié)構(gòu)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(tài)性能的新型交流調(diào)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(jīng)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(tài)性能適量控制型的發(fā)展過程。
(5)單片機發(fā)展。由于占主導(dǎo)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(chǎn)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(nèi)電氣自動化現(xiàn)狀
3.1 平臺開放式發(fā)展
OPC技術(shù)的出現(xiàn)，Microsoft Windows平臺的廣泛應(yīng)用和IEC61131的頒布，為電氣技術(shù)的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。基于PC技術(shù)的人機界面已經(jīng)成為主流趨勢，而基于PC技術(shù)的控制系統(tǒng)具有靈活和易于集成特點也正在被廣泛的采納和應(yīng)用。
3.2 現(xiàn)場總線和分布式控制技術(shù)
現(xiàn)場總線是一種串行的連接智能設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸分支結(jié)構(gòu)的通訊總線。包括位于中央控制室內(nèi)的計算機、監(jiān)視控制軟件和PLC的CPU以及位于現(xiàn)場的遠程的I/O站、智能儀表、低壓斷路器和變頻器等構(gòu)成，中央控制室和現(xiàn)場通過一根串行電纜連接，并且將這些現(xiàn)場設(shè)備的大量信息采集傳輸?shù)街醒肟刂剖�。而信息化技術(shù)的發(fā)展必將導(dǎo)致基于網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的發(fā)展。
3.3 IT技術(shù)與電氣自動化
市場需求的發(fā)展促進了電氣自動化和IT技術(shù)平臺的融合，信息技術(shù)對工業(yè)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(shè)備、機器和系統(tǒng)中。其中，信息技術(shù)縱向滲透能夠幫助企業(yè)對當前生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行實時的存取，提高管理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)工作效率。橫向，信息技術(shù)已經(jīng)滲透到了產(chǎn)品的所有層面，包含傳感器和執(zhí)行器，也包含控制器和儀表。
4 國外電氣自動化發(fā)展新方向
法國ICC技術(shù)又稱用戶通信接口試驗，能夠?qū)崿F(xiàn)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(xiàn)用電優(yōu)化管理提供了條件。優(yōu)化用電是指用戶根據(jù)實時電價制度，合理選著自己的用電設(shè)備和用電時間段，或者是在不同時間段用部分設(shè)備。
意大利開發(fā)了家庭用電智能助理，借助用戶的電視機實現(xiàn)供電信息實時顯示和控制，便于供電服務(wù)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(fā)布各類通知，并且?guī)椭梅竭M行節(jié)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(wù)，還可以從中節(jié)約用電，減少經(jīng)濟消耗。這種功能的實現(xiàn)還可以節(jié)能減耗，保護環(huán)境。
西班牙和法國共同研發(fā)的系統(tǒng)，可以幫助家庭優(yōu)化電能應(yīng)用和管理，他借助部分咨詢配置機和用電能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)對用戶提供最優(yōu)配置建議和削峰填谷功能。他可以根據(jù)不同用戶的生活習(xí)慣和要求，為不同用戶提供既優(yōu)化經(jīng)濟又舒適滿意的用電建議。
國外這些先進、人性化的設(shè)備代表了現(xiàn)代電氣自動化實時性、自動化和管理功能發(fā)展的方向，這可以改進供電可靠性和電能質(zhì)量，還可以對用戶的供電服務(wù)質(zhì)量，在未來高科技社會中將有優(yōu)越的經(jīng)濟性和良好的社會綜合效益。
5 電氣自動化發(fā)展趨勢
未來電氣自動化的發(fā)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(wǎng)絡(luò)中每個智能的模塊都能夠獨立工作的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠完成系統(tǒng)危險分散的功能;開放化是指系統(tǒng)具有與外界聯(lián)通的接口，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)與外界網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接功能;信息化則是指系統(tǒng)信息具有綜合處理能力，實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)自動化和管理控制一體化。
(1)系統(tǒng)監(jiān)控綜合化�，F(xiàn)代電氣設(shè)備逐步向通用化、模塊化及系列化發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)組態(tài)靈活特點。由于計算機技術(shù)的所有功能都能夠通過屏幕軟件按鈕直接完成，系統(tǒng)監(jiān)控的綜合化得到很大提高。采用綜合化監(jiān)控，能夠完成雙重或者多重的冗余，可以為系統(tǒng)改善和可靠性提高做出貢獻。
(2)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。為了提高系統(tǒng)的可靠性，控制網(wǎng)絡(luò)大多采用冗余結(jié)構(gòu)，能夠完成數(shù)字化和高效自動化代替繁瑣復(fù)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(huán)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(tǒng)可靠性。
(3)系統(tǒng)人性化。伴隨交互式網(wǎng)絡(luò)發(fā)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?qū)崟r了解用方信息，為用方提供更加實用、經(jīng)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(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行提供數(shù)據(jù)。用方可以借助高科技的技術(shù)，更加詳細的了解自己的用電情況，結(jié)合供方信息，改善個人生活舒適度，提高生活經(jīng)濟性。
6 結(jié)語
電氣自動化技術(shù)雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用，并深入到國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，但他仍然在不斷革新和發(fā)展。在市場競爭越來越激烈的形勢下，為了在經(jīng)濟上取得利益，我們必須積極吸取先進的經(jīng)驗和技術(shù)，為實現(xiàn)自主研發(fā)創(chuàng)造條件。
自動化專業(yè)的研究論文二
【摘要】
工業(yè)控制自動化技術(shù)是一種現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)，他綜合了精密儀器、計算機軟件技術(shù)、控制論、統(tǒng)籌學(xué)等多種學(xué)科技術(shù)，通過對工業(yè)生產(chǎn)過程實施檢測、修正、調(diào)整、優(yōu)化和管理等，不斷提高工業(yè)生產(chǎn)效率，以最少的工業(yè)投入收到更高的產(chǎn)出，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)主要由三個部分組成：即工業(yè)自動化軟件、工業(yè)機械和信息系統(tǒng)。通過發(fā)揮工業(yè)控制自動化技術(shù)能夠有效提高工業(yè)生產(chǎn)效率，幫助企業(yè)不斷優(yōu)化生產(chǎn)流程，提升綜合生產(chǎn)效益。工業(yè)自動化技術(shù)的出現(xiàn)，是工業(yè)化水平提高的重要標志。今天，自動化技術(shù)已得到十分廣泛的應(yīng)用，在機械設(shè)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(lǐng)域都有他的影子。本文將全面分析工業(yè)自動化技術(shù)以及其的未來發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】
工業(yè)自動化控制；系統(tǒng)組成；趨勢；分析
一、工業(yè)自動化簡介
工業(yè)自動化以生成活動中的各項參數(shù)為基礎(chǔ)，采用現(xiàn)代管理技術(shù)和設(shè)備對整個生產(chǎn)過程實施控制，通過大量使用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備和技術(shù)不斷降低人力資本投入，充分利用人以外的生產(chǎn)性資源來組織生產(chǎn)活動，這就是工業(yè)自動化生產(chǎn)模式，而工業(yè)生產(chǎn)過程自動化就是工業(yè)自動化。
1、我國工業(yè)自動化的發(fā)展過程
隨著經(jīng)濟、科技發(fā)展水平的不斷提高，我國工業(yè)自動化水平也得了快速提升，如今在多個生產(chǎn)部門和領(lǐng)域都應(yīng)用到了工業(yè)自動化技術(shù)。自動化技術(shù)是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)完全自動化或者部分自動化的基礎(chǔ)，他可以有效節(jié)省工業(yè)生產(chǎn)人力資本的投入。自動化技術(shù)涉及到多個學(xué)科知識和內(nèi)容，例如機械、力學(xué)、電子信息、軟件等。當前，工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用水平成為衡量一國工業(yè)化水平的重要指標和尺度，也是提高工業(yè)生產(chǎn)效率的重要手段。我國工業(yè)自動化主要經(jīng)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(shè)備出現(xiàn)為標志的初級發(fā)展階段；20世紀60年代中至70年代初期，以流水線工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用為標志的階段；20世紀70年代中期至今，以高科技技術(shù)為應(yīng)用的現(xiàn)代發(fā)展階段。
2、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)組成
自動化控制技術(shù)是一種現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，在多個行業(yè)和領(lǐng)域得到了充分的利用和發(fā)展，在農(nóng)業(yè)、教育、加工業(yè)等行業(yè)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(xué)科知識為一體的綜合性應(yīng)用技術(shù)。工業(yè)控制系統(tǒng)則是指工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、控制系統(tǒng)以及自動化設(shè)備和技術(shù)的統(tǒng)稱。
3、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品
�。�1）可編程序控制器（PLC）：按功能及規(guī)�？煞譃榇笮蚉LC，中型PLC及小型PLC。（2）分布式控制系統(tǒng)（DCS）：按功能及規(guī)模亦可分為多級分層分布式控制系統(tǒng)、中小型分布式控制系統(tǒng)、兩級分布式控制系統(tǒng)。
�。�3）工業(yè)PC機：在一些生產(chǎn)環(huán)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(jié)合組成綜合性工控機。
�。�4）嵌入式計算機及OEM產(chǎn)品，包括PID調(diào)節(jié)器及控制器
二、工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀
1、PLC
PLC主要是指數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)的可編程邏輯控制器，他可全程監(jiān)控和控制工業(yè)生產(chǎn)全過程。他配置了可自動編程的開發(fā)系統(tǒng)，能夠自動存儲和利用各種存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是工業(yè)自動化控制的核心部分，好比人的神經(jīng)中樞。
2、DCS
在國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域，DCS也被稱作集散式綜合控制系統(tǒng)。他是一個綜合性的多級信息通信計算系統(tǒng)，主要由過程控制級和過程監(jiān)控級組成，主要組成部分有微機、通信網(wǎng)絡(luò)、輸出終端和控制調(diào)配器等多項科技技術(shù)，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(tài)方便。DCS具有諸多優(yōu)點，例如高穩(wěn)定性、靈活性和兼容性等�？梢杂靡痪湓拋砗唵胃爬―CS的主要功能特點：分散控制，集中管理。
3、工業(yè)PC
工業(yè)PC主要有兩種類型：IPC工控機和CompactPCI工控機。工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用對工業(yè)PC的運行提出了更高的要求，對其的.工作穩(wěn)定性、冗余配置以及兼容性給出了苛刻的技術(shù)要求。過去的IPC技術(shù)逐漸難以滿足現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)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(wù)器和客戶機，并形成了按區(qū)域劃分的工業(yè)PC機群，依靠網(wǎng)絡(luò)形成了集管理和控制為一體的綜合系統(tǒng)，實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部之間的信息交換和溝通。
三、工業(yè)自動化控制的未來發(fā)展趨勢
1、未來PLC
自面世以來，PLC就一直沒有停止創(chuàng)新和發(fā)展的腳步，他通過利用當前最新的微處理技術(shù)和電子信息技術(shù)可以實現(xiàn)快速掃描。從技術(shù)應(yīng)用趨勢來看，電腦軟件技術(shù)將會在程序化控制器的設(shè)計和生產(chǎn)上得到更多的應(yīng)用，未來必然會出現(xiàn)存儲功能強大、運算速度更快、智能化水平更高的PLC產(chǎn)品。一個小型的PLC相當于8-10個繼電器，具有十分廣泛的應(yīng)用空間。從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種豐富、規(guī)格齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)工業(yè)控制的需求。從市場上看，少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場，會出現(xiàn)國際通用的編程語言。
2、控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線方向發(fā)展
現(xiàn)場總線是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，他主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟實用等一系列突出的優(yōu)點。現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)�，F(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計算和數(shù)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(tǒng)與設(shè)備的功能、性能。他不僅是一個基層網(wǎng)絡(luò)，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統(tǒng)。國內(nèi)現(xiàn)場總線的發(fā)展趨勢是：①多種現(xiàn)場總線在國內(nèi)展開激烈競爭，競爭的重點是應(yīng)用工程；②自己開發(fā)的現(xiàn)場總線產(chǎn)品開始投入市場；③各行業(yè)的現(xiàn)場總線應(yīng)用工程迅速發(fā)展。
3、工業(yè)自動化控制軟件的發(fā)展趨勢
IDE為每個應(yīng)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(guān)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(fā)、部署、維護與管理提供了基礎(chǔ)。最近的工業(yè)自動化軟件系統(tǒng)正利用先進的軟件技術(shù)朝著集成化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、綜合管理等方向發(fā)展。
四、結(jié)束語
總體而言，現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的應(yīng)用和普及，將會顯著提升社會總體生產(chǎn)效率，同時也會加快促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和升級。借助現(xiàn)代工業(yè)自動化控制技術(shù)，可以大大節(jié)約工業(yè)生產(chǎn)過程中人力資本的投入、不斷提高惡劣環(huán)境下的生產(chǎn)安全性、有效提高工業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。隨著工業(yè)自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，人類改造世界的能力將會不斷增強，促進社會經(jīng)濟的快速發(fā)展。
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