对工业自动化系统中远程集中控制管理的研究

[摘要]工业自动化技术是一项利用电子、电气、机械设备代替人类劳动的生产技术，涉及微电子、计算机、机械设计、网络信息等多个技术领域。近年来，随着计算机、传感器、网络通讯技术的发展和大量自动化控制人才的涌现，自动化系统已深入发展到工业制造、油气煤勘探、食品药品生产等多个生产制造行业，有效实现了生产过程中对生产环境、生产进度、生产安全、生产质量等一系列信息的控制和管理。对于劳动力资源和环境因素限制的生产工作，其推动作用更是巨大所以工业自动化控制技术已引起国家社会、企业个人的广泛关注，对其进行系统的研究改进推广将对我国今后的工业生产有深远的现实意义。其中，远程集中控制管理在工业自动化系统中的应用，是一种全新的控制思路和控制方法，本文探讨了工业自动化系统远程集中控制管理的相关内容，希望能够起到抛砖引玉的作用。

[关键词]工业自动化，远程集中控制

[中图分类号]TV737

[文献标识码]A

[文章编号]1672-5158（2013）05-0273-01

当今我国的生产现状，劳动力价格不断升高，自动化控制技术不但节省了大量的劳动力资源，而且在生产过程、生产工艺、生产质量、生产效率、生产安全、生产记录等多个方面具备人力无法比拟的优越性，为我国工业发展提供了巨大的助力。但是随着工业企业的发展、生产规模的扩大、生产要求的提高，以前那种分散的、各自为战的自动控制方式已经无法满足生产要求。各个自控系统之间的资源共享、数据联网、协同控制的要求不断提高，远程集中控制管理也正是针对这样的发展要求产生的。本文主要阐述以下几个方面的问题：

一、工业自动化系统中远程集中控制管理的基本要求

（一）远程监控数据要准确。所谓远程控制管理就是把人工监控的工作转嫁到设备上，远程数据的采集就是整个系统工作的基础和准星，现场的温度、压力、物位、浓度等等信息都是靠远程仪表采集，这就要求远传数据的准确程度达到生产工艺的要求。需要特别说明的一点，远传数据的结果取决于两个方面的因素，第一点就是计量单位本身的精度，现场工作的温度传感器、压力传感器等等计量仪器要精准，他们负责把现场的工艺数据转换为模拟电流信号。第二点就是传输路径，也就是现场计量仪表到PLC控制柜，以及从PLC控制柜到上位机的传输信号，即我们常说的二次回路。远程集中控制系统中由于距离原因或者网络原因产生的二次回路计量偏差也需要专业的鉴定方法进行检定。因此配备一支合格的仪表检定队伍或是制定一套严格的仪表检定规范吗，对以上两点进行严格控制是远程自动化集中控制管理的必备因素之一。

（二）数据归档要合理并且完善。远程自控管理的根本，就是对一系列生产数据的采集、整理、分析、执行。现场仪表采集到的是数据，PLC逻辑运行的输入输出也是数据，判定一个自动控制系统运行状况的依据依然是数据。生产数据的归档记录就是对这些远程自动控制系统执行的根本信息进行记录，从中可以看出生产程序的执行『青况，生产工艺的完成程度，生产质量的控制信息和生产安全的落实情况。但是，数据的归档多少直接影响一个自动控制程序占用硬件资源的大小，重复记录就意味着资源浪费。因此，如何选取关键的生产信息进行归档记录，如何尽量减少硬件资源的使用并且保证生产运行数据的记录，这两个相互矛盾的问题的取合度对自动控制系统的运行有着重要意义。

（三）自动控制程序要不断完善。任何的自动控制系统都不是完美的，随着生产要求的不断提高和生产工艺的不断改进，自动控制程序也需要不断完善。而改进程序的依据就是生产数据，而且是完整精确的生产数据，这就要求在把以上两点严格控制好，这佯才有完善程序的基本保障。当然，提高效率、控制质量、增加产量不是改進远程自动控制系统的唯一动力，当今的工业生产中，节能降耗和环境保护也成为推动此项改进的主要推动力。一个好的自动控制运行系统，从监控画面到数据调整；从日常操作到生产程序转换；从远程上位机操作到现场触摸屏运用，都必须要考虑到生产运行人员的操作性和现场监控的便捷性。举个最简单的例子，可能在监控画面中设置一个表格就可以把整个生产过程所有的监控数据显示完整，也可以在一个监控画面里面设置所有的远程调节按钮，前者便于监控，后者便于控制。但是就目前笔者所接触过的系统，没有一个是这样做的。所以这两方面的协调问题，就是所有自动控制系统自我完善的一个重点研究方向之一。

（四）远程集中管理程序要满足不同管理人群的需求。从具体的生产控制出发，我们了解到的只是一个狭义的自动控制，从一种更高层次的观点看来，工业生产自动控制的服务对象应该是一个企业的控制模式。美国先进制造研究机构AMR于1992年提出三层的企业模式：第一级为过程级的自动化监控，第二级为生产级的MES系统，第三级为企业级的ERP系统。在这三级结构中，每一部分都缺少不了自动化系统远程集中控制的理念和数据。也就是说现代化的远程控制已经不单单局限于运行操作人员对具体设备的使用，还要把必要的生产过程数据结合不同的企业管理软件传输到不同的企业管理层，协助提升生产活动的效率并为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。

（五）控制系统与现场设备的一致性要求。现在的控制系统，通过WinCC、组态王等控制软件，在上位机成功实现了现场生产过程的描述，但是这种描述的真实性与准确性还有待完善。由于现在很多的条件局限，所渭的自动化生产缺少不了必要的手动操作，这些手动调整的操作如何准确反映到监控画面上也是一个需要考虑的问题。一个手动阀门的开关可以导致一个局部系统自控运行的整体瘫痪，而把所有的手动操作单元都反映到上位机控制画面上，又是一种没有必要也过于奢侈的投资。所以要在两者之间寻求一个平衡点，尽量如实地反映现场并且降低费用和成本。

（六）自动控制系统安全.性、稳定性的要求。一个好的系统，应该不单单把系统资源投资到效率和工艺上，必要的安全性考虑和稳定性设计也必须达到要求即整个自动控制系统需要达到一定得SIL（safety Integrity Level）等级。现在重要的生产设备都采用一用一备的方式，这种设计也逐渐发展到了自动控制程序的领域。设置必要的备用设备、备用硬盘、备用上位机都是提高系统稳定性和安全性的必然要求。现场设备的故障停机有可能是螺栓松动、轴承损坏或者硬件磨损，自动控制系统的瘫痪则有可能是一个静电击穿、或者线路老化、或者绝缘电阻降低等等。这些故障发生的几率虽然比较小，但是发生时的现状比较隐蔽，排查也比较困难。并且一旦控制系统出现故障，一个模块或者一部分区域的生产活动就会陷入瘫痪。所以考虑到这种故障的隐蔽性、严重性，必要的备用手段是必须要考虑的。

（七）自动控制系统的安装与维护要求。对于一套完整的自动控制系统，需要集现场控制与远传集中管理于一身，一次标准的安装可以节省大量的维护成本，而一系列标准的维护，又可以节省大量的生产运营成本。随着现在自动化远传集中控制管理系统的普及应用，安装队伍与维护队伍也越来越显得良莠不齐，这就要求我们严格执行行业规范，特别是数据线路的屏蔽处理、线径要求、铺设规范、压接要求等方面，在安装施工时要特别注意。再有必要的改建扩建或者工艺革新的要求，每个系统在投入运行后都会有或多或少的改动，这就需要做好必要的备份与记录工作，特别是改动部分程序的必要注释、线路图纸的重新规范绘制，这些都需要行业规范的不断完善和管理制度的不断改进。

二、工业自动化系统的远程集中控制管理的现实意义

（一）降低了企业的运营成本。

（二）减少了恶劣环境下人力劳动的工作量。

（三）提高了企业的运行效率。

（四）以精准的数据为生产活动的发展和改进提供了理论支撑。

结束语：

总之，远程控制的发展为企业带来的显示意义非常明显，在此不做赘述，而工业自动化在这方面的发展还有很大提升的空间，同时还存在的很多现实问题，这是自动控制工程师和中国整个制造业今后工作和努力的重点。相信今后自动化的进步会为我们民族企业的振兴和腾飞提供更大的动力。

参考文献

[1]卢倩，朱真才，陈光柱等.矿井工业以太网大流量负载实时调度策略[J].煤炭学报.2009（10）

[2]江资斌，向南平.MIS用户权限管理技术[J]电脑与信息技术.2002（05）

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