工业生产过程自动控制系统设计与实现过程可能出现的问题及优化对策

陈琛

摘要：随着社会经济的发展与科学技术的进步，工业发展的步伐日益加快，工业生产已经开始向自动化方向发展，自动化系统在工业生产过程中不断发展并被长期应用，在工业生产过程中起到了关键的作用，极大的提高了生产率，但对设计与实现过程来说，自动化控制系统具有普遍性和规律性。本文描述了实现自动化控制系统中存在的风险并提出相应的解决策略。

关键词：自动控制系统、设计与实现过程、对策

在工业生产领域中，自动化控制系统的应用越来越广泛，已成为确保现代工业生产安全、稳定运行的必不可少的工具，为工业生产的自动化提供了夯实的基础，为提高工业生产效率、加强工业生产的安全性与可靠性，久必须研究自动化控制系统在工业生产过程中存在的问题并提出有效的措施解决

1.工业生产过程自动控制系统的概念

工业自动化控制系统是相对人工控制概念而言的。一般是指在没有人直接参与的情况下，利用各类自动控制的系统装置，使机器、设备或生产过程自动地按照预定的规律运行。这种自动控制能够自主调节、检测机器设备、仪表，能够有效的增加工业产品产量、提高产品质量、降低劳动成本并保障生产安全。

2.自动化控制系统应用过程中存在的问题

2.1系统硬件应用存在的问题

自动化控制系统在系统硬件方面的风险问题主要包括以下几个方面：

(1) 生物环境可能带来的危害：系统所处环境里存在的可能对自动化控制系统的正常运行造成影响和威胁的各种生物危险源。例如在一定的温度条件下，霉菌就会腐蚀系统设备，生活中常见的老鼠也会啃咬控制系统设备的导线。

(2) 化学环境可能带来的危害：由于化学污染而造成的腐蚀系统设备的情况。生活中，工业生产过程中对自动化控制系统进行大量的运用都会造成不同程度的化学污染，严重的化学污染将会直接影响到控制系统设备的正常运行。

(3) 物理环境可能带来的危害：系统设备被重物挤压、设备配件超出其所承受的压力、材料出现老化、发生过热现象等问题。

2.2系统软件应用存在的问题

自动化控制系统在软件方面存在的问题主要包括两个方面：

(1) 自动化控制系统本身是否安装有杀毒软件、防火墙等相关的防护软件，以及是否采取其他必要的安全防护措施。

(2) 自动化系统是否对重要数据做了保存备份，加密处理或访问权限。目的是能够有效的阻止一些非法用户获取数据信息的行为，因此为达到这一目的就必须严格要求施工人员的技术和专业素质以通过适应的软件对控制系统做好安全防护工作。

2.3人为因素引起的风险

自动化控制系统设计和使用过程中由于操作人员的操作和管理不当以及操作人员的素质或操作人员的疏忽也会带来危害。

(1) 操作人员的操作问题。影响控制系统的安全稳定运行的其中一个人为因素就是操作人员的操作是否准确、得当，如果操作人员的操作失误便会直接影响控制系统的安全稳定运行，为保证操作人员操作规范，防治危害发生可以对操作人员展开技能培训。

(2) 操作人员的个人素质。操作人员在掌握技术规范的同时还掌握许多机密的信息数据，一旦这些数据被泄漏或者非法处理，就会带来巨大的损失。因此为保证信息数据的安全性就必须定期开展思想教育活动，树立员工的责任感。

(3) 操作人员的失误。在施工人员的操作过程中难免会出现一些无法避免的问题，对于这种情况只能通过长期的实践经验来解决以尽可能的减小危害发生的可能性。

3.自动化控制系统风险的有效控制策略

电磁干扰是自动化控制系统中最难控制和把握的风险因素，因电磁场无法感知且不易确定，大多来源于空间和控制系统内外的暂态过程，因此对电磁干扰的来源进行分析并制定有效控制电磁干扰的侧率尤为重要。

3.1自动化控制系统中电磁干扰的来源分析

3.1.1在空间内分布的大量电磁干扰。出现这一情况的原因主要是由电力网络和设备内部的电流而产生的电磁场，包括家用设施、广播电视、工业设备等。电磁干扰主要有两种形式，一是电磁辐射产生的直接干扰；二是辐射控制系统网络后对控制系统产生的间接干扰。

3.1.2通过控制系统外引线产生的电磁干扰。自动化控制系统无法单独运行工作，就需要借助一些设施设备如电源、辅助设备及特定的数据通道等的配合，而这些外界设备的接入过程中也很可能对控制系统产生辐射干扰，即我们通常所说的传导干扰。

3.2自动化控制系统中有效控制电磁干扰的策略

电磁干扰在自动化控制系统工作时发生的概率很大，因此操作人员可以采取以下措施確保自动化控制系统能够尽可能避免电磁干扰的影响，

3.2.1选择性能稳定、质量过关的电源。因为在自动化控制系统中电源的干扰主要是因为电源耦合造成的，所以在选择电源时必须确有良好的隔离性能，但如今的隔离电源抑制和隔离的效果并不理想，所以可以用多次隔离技术和屏蔽技术等手段达到最大程度地降低电源干扰问题。

3.2.2选择科学合理的电缆线与电缆敷设方式。通过这一举措可以有效的降低因为信号线而产生的电磁干扰，实施过程中主要注意两个方面。第一是电缆屏蔽问题，实际经验表明，可以通过铜带铠装屏蔽电力电缆来降低电缆干扰。第二是可以使用分层进行电缆敷设的方法来阻止信号线和动力线因平行敷设产生的干扰，实现电磁隔离的目的。

3.2.3硬件的滤波及软件的应用。电磁本省具有复杂性和极大的影响力，单纯的硬件处理已远远不能达到效果，所以还需要对软件进行处理以保证自动化控制系统的安全稳定。如对参考点电位进行校正，采用动态零点可有有效的解决电位漂移问题；对软件进行保护设置。

4.结束语：

综上所述，工业生产过程中自动化控制系统的应用过程中出现的问题可以归纳为由控制系统的工作环境、人为因素以及设备与相关附属设施的质量问题造成的，因此只需要企业操作管理人员、技术开发人员认真对待工作，严格遵守操作规程以及施工管理规范并提高工作责任感以及创新技术方法，如研究制作隔离性能更强的电源，就可以有效的避免和预防自动化控制系统的设计与实现过程中出现的问题。

5.参考文献：

[1]叶剑锋,谢未临.自动化控制系统的风险与控制措施分析[J].企业导报,2011,19:279-280.

[2]胡松楠.工业自动化控制系统中计算机技术的使用[J].中国高新技术企业,2014,01:35-36.

[3]李光举. 工业生产过程自动控制系统的设计与实现[J]. 邢台职业技术学院学报,2001,01:73-75.

6.作者简介

陈琛（1981.11—），男 ，兰州人，兰州石化职业技术学院讲师，硕士研究生，主要研究方向：生产过程自动控制、化工仪表、智能仪表、PLC控制(S7-200)，单片机控制(AT89S51、AVR)，自动控制算法与仿真。