自动化专业的研究论文

　　自动化专业是以电子技术、计算机信息技术、传感器与检测技术等为主要技术手段，对各种自动化装置和系统实施控制。下面是小编推荐给大家的自动化专业的研究论文，希望大家有所收获。　　自动化专业的研究论文一
　　摘要
　　本文阐述了国内电气自动化的现状，并结合国外的一些新发展，对其发展状况进行了展望。
　　关键词
　　电气自动化 发展现状 趋势
　　1 电气自动化概述
　　电气自动化运用电力电子技术、微机控制技术和计算机网络技术来实现电气自动控制，以计算机技术实现程序控制，并且通过系统集成实现自动控制电力系统和运行维护功能。其明显特征是集成化、智能化和综合化、故障反映迅速自动化。
　　电气自动化范围较广，包括配电自动化、变电站自动化、馈线自动化。配电自动化包括配电系统所有硬件设施和控制流程，通过输电、配电和用电实现配电自动化流程。变电站自动化通过馈电自动化实现系统监控和管理。而馈电自动化方面，则是高度集成化，除了常规的遥测、遥信和遥控，包括自动重合闸、馈线故障监测、电能质量等监测，还集成了断路器监视功能，逐步发展成为智能化开关。
　　2 电气自动化发展史
　　伴随着电子技术和信息技术的飞速发展，电气自动化已经走出了工厂，并且在办公、交通等多个领域得到了广泛的应用。
　　(1)全控型电力电子开关时期。在上个世纪五十年代晶闸管出现，标志了运动控制新纪元的开始。继后出现了交流变频技术和全控制式器件GTR等，即电力电子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT这类复合型电力电子器件。而第四代器件则由功率集成电路PIC构成。
　　(2)电路低频向高频发展。随着电力电子器件的更新，变换器电路也随之改变。在普通晶闸管时期，整流控制主要由直流传动变换器完成。交流变频传动由交-直-交变频器完成。在第二代时期，PWM变换器得到广泛的应用。PWM技术可以提高工作效率，并且减少高次谐波对电网的影响，可以改善电动机低频转矩脉动问题。
　　(3)交流调速理论发展。德国学者F99Blasche提出了交流电机磁场定向远离市，并得到德国大学教授Depenbrock的继承和发展。教授D继F99Blasche提出了直接转矩控制思想，并将他推广到了弱磁调速范围。这一控制思想具有结构简单、思想新颖、信号处理物理概念明确的特点，属于高静动态性能的新型交流调速方法。
　　(4)通用变频时期。通用变频器是一种系列化、批量化和占市场量最大的中小功率变频器，经历了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高动态性能适量控制型的发展过程。
　　(5)单片机发展。由于占主导地位的MCS-51单片机的8位机功能简单，指令短小，后来就有了适合大批量生产的PIC系列单片机的推广和使用，其可靠性和保密性都非常高。
　　3 国内电气自动化现状
　　3.1 平台开放式发展
　　OPC技术的出现，Microsoft Windows平台的广泛应用和IEC61131的颁布，为电气技术的发展奠定了良好基础。基于PC技术的人机界面已经成为主流趋势，而基于PC技术的控制系统具有灵活和易于集成特点也正在被广泛的采纳和应用。
　　3.2 现场总线和分布式控制技术
　　现场总线是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输分支结构的通讯总线。包括位于中央控制室内的计算机、监视控制软件和PLC的CPU以及位于现场的远程的I/O站、智能仪表、低压断路器和变频器等构成，中央控制室和现场通过一根串行电缆连接，并且将这些现场设备的大量信息采集传输到中央控制室。而信息化技术的发展必将导致基于网络集成自动化系统的基础信息系统的发展。
　　3.3 IT技术与电气自动化
　　市场需求的发展促进了电气自动化和IT技术平台的融合，信息技术对工业的影响主要分两个方面：一是纵向渗透管理层;二是横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。其中，信息技术纵向渗透能够帮助企业对当前生产数据进行实时的存取，提高管理数据处理系统工作效率。横向，信息技术已经渗透到了产品的所有层面，包含传感器和执行器，也包含控制器和仪表。
　　4 国外电气自动化发展新方向
　　法国ICC技术又称用户通信接口试验，能够实现实时读表、停电控制和远程管理功能，并且能够帮助广大用户群众实时了解电价，为用户实现用电优化管理提供了条件。优化用电是指用户根据实时电价制度，合理选着自己的用电设备和用电时间段，或者是在不同时间段用部分设备。
　　意大利开发了家庭用电智能助理，借助用户的.电视机实现供电信息实时显示和控制，便于供电服务信息随时查询。这不仅便利了居民的生活，同时便于供、用双方互动，供方可以记住此平台向用户发布各类通知，并且帮助用方进行节能降耗方案建议，用方不仅可以得到实时的电价信息和供电服务，还可以从中节约用电，减少经济消耗。这种功能的实现还可以节能减耗，保护环境。
　　西班牙和法国共同研发的系统，可以帮助家庭优化电能应用和管理，他借助部分咨询配置机和用电能量管理系统实现对用户提供最优配置建议和削峰填谷功能。他可以根据不同用户的生活习惯和要求，为不同用户提供既优化经济又舒适满意的用电建议。
　　国外这些先进、人性化的设备代表了现代电气自动化实时性、自动化和管理功能发展的方向，这可以改进供电可靠性和电能质量，还可以对用户的供电服务质量，在未来高科技社会中将有优越的经济性和良好的社会综合效益。
　　5 电气自动化发展趋势
　　未来电气自动化的发展趋势具有分布式、开放式和信息化三大特点。分布式是指能够确保网络中每个智能的模块都能够独立工作的网络结构，能够完成系统危险分散的功能;开放化是指系统具有与外界联通的接口，能够实现系统与外界网络系统的连接功能;信息化则是指系统信息具有综合处理能力，实现与网络技术相结合的网络自动化和管理控制一体化。
　　(1)系统监控综合化。现代电气设备逐步向通用化、模块化及系列化发展，能够实现组态灵活特点。由于计算机技术的所有功能都能够通过屏幕软件按钮直接完成，系统监控的综合化得到很大提高。采用综合化监控，能够完成双重或者多重的冗余，可以为系统改善和可靠性提高做出贡献。
　　(2)系统网络化。为了提高系统的可靠性，控制网络大多采用冗余结构，能够完成数字化和高效自动化代替繁琐复杂的人工操作，大大提高了工作效率，减轻了工作人员的工作量，改善了工作人员的工作环境。同时，高度自动化还能够减少频繁操作，减少误操作率，进一步提高系统可靠性。
　　(3)系统人性化。伴随交互式网络发展，供用双方信息互动更为方便。通过人性化、自动化的电气自动装置，供方能够实时了解用方信息，为用方提供更加实用、经济、安全的用电建议，也可以更多的掌握用户用电信息，为系统的稳定可靠运行提供数据。用方可以借助高科技的技术，更加详细的了解自己的用电情况，结合供方信息，改善个人生活舒适度，提高生活经济性。
　　6 结语
　　电气自动化技术虽然已经广泛应用，并深入到国民经济各个领域，但他仍然在不断革新和发展。在市场竞争越来越激烈的形势下，为了在经济上取得利益，我们必须积极吸取先进的经验和技术，为实现自主研发创造条件。　　自动化专业的研究论文二
　　【摘要】
　　工业控制自动化技术是一种现代生产技术，他综合了精密仪器、计算机软件技术、控制论、统筹学等多种学科技术，通过对工业生产过程实施检测、修正、调整、优化和管理等，不断提高工业生产效率，以最少的工业投入收到更高的产出，不断提高产品质量。工业自动化控制系统主要由三个部分组成：即工业自动化软件、工业机械和信息系统。通过发挥工业控制自动化技术能够有效提高工业生产效率，帮助企业不断优化生产流程，提升综合生产效益。工业自动化技术的出现，是工业化水平提高的重要标志。今天，自动化技术已得到十分广泛的应用，在机械设计、机床加工、石化冶炼、信息科技、建筑施工以及航空航天等领域都有他的影子。本文将全面分析工业自动化技术以及其的未来发展方向。
　　【关键词】
　　工业自动化控制；系统组成；趋势；分析
　　一、工业自动化简介
　　工业自动化以生成活动中的各项参数为基础，采用现代管理技术和设备对整个生产过程实施控制，通过大量使用现代工业设备和技术不断降低人力资本投入，充分利用人以外的生产性资源来组织生产活动，这就是工业自动化生产模式，而工业生产过程自动化就是工业自动化。
　　1、我国工业自动化的发展过程
　　随着经济、科技发展水平的不断提高，我国工业自动化水平也得了快速提升，如今在多个生产部门和领域都应用到了工业自动化技术。自动化技术是实现工业生产完全自动化或者部分自动化的基础，他可以有效节省工业生产人力资本的投入。自动化技术涉及到多个学科知识和内容，例如机械、力学、电子信息、软件等。当前，工业自动化技术应用水平成为衡量一国工业化水平的重要指标和尺度，也是提高工业生产效率的重要手段。我国工业自动化主要经历了三个主要阶段，即20世纪40年代至60年代，以单机自动化加工设备出现为标志的初级发展阶段；20世纪60年代中至70年代初期，以流水线工业自动化技术应用为标志的阶段；20世纪70年代中期至今，以高科技技术为应用的现代发展阶段。
　　2、工业自动化控制系统组成
　　自动化控制技术是一种现代化工业生产技术，在多个行业和领域得到了充分的利用和发展，在农业、教育、加工业等行业中都可以看到他的影子，他是集机械、电子、信息以及电气等学科知识为一体的综合性应用技术。工业控制系统则是指工业生产设备、控制系统以及自动化设备和技术的统称。
　　3、工业自动化控制系统产品
　　（1）可编程序控制器（PLC）：按功能及规模可分为大型PLC，中型PLC及小型PLC。（2）分布式控制系统（DCS）：按功能及规模亦可分为多级分层分布式控制系统、中小型分布式控制系统、两级分布式控制系统。
　　（3）工业PC机：在一些生产环境比较恶劣地方比较使用，他通过与各种控制指令输入输出接口相结合组成综合性工控机。
　　（4）嵌入式计算机及OEM产品，包括PID调节器及控制器
　　二、工业自动化控制的现状
　　1、PLC
　　PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，他可全程监控和控制工业生产全过程。他配置了可自动编程的开发系统，能够自动存储和利用各种存储程序，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是工业自动化控制的核心部分，好比人的神经中枢。
　　2、DCS
　　在国内工业领域，DCS也被称作集散式综合控制系统。他是一个综合性的多级信息通信计算系统，主要由过程控制级和过程监控级组成，主要组成部分有微机、通信网络、输出终端和控制调配器等多项科技技术，其主要工作原理是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。DCS具有诸多优点，例如高稳定性、灵活性和兼容性等。可以用一句话来简单概括DCS的主要功能特点：分散控制，集中管理。
　　3、工业PC
　　工业PC主要有两种类型：IPC工控机和CompactPCI工控机。工业自动化技术应用对工业PC的运行提出了更高的要求，对其的工作稳定性、冗余配置以及兼容性给出了苛刻的技术要求。过去的IPC技术逐渐难以满足现代工业自动化生产的要求，慢慢退出了历史舞台。多种不同的PC机能够兼做服务器和客户机，并形成了按区域划分的工业PC机群，依靠网络形成了集管理和控制为一体的综合系统，实现了企业内部之间的信息交换和沟通。
　　三、工业自动化控制的未来发展趋势
　　1、未来PLC
　　自面世以来，PLC就一直没有停止创新和发展的脚步，他通过利用当前最新的微处理技术和电子信息技术可以实现快速扫描。从技术应用趋势来看，电脑软件技术将会在程序化控制器的设计和生产上得到更多的应用，未来必然会出现存储功能强大、运算速度更快、智能化水平更高的PLC产品。一个小型的PLC相当于8-10个继电器，具有十分广泛的应用空间。从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种丰富、规格齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应工业控制的需求。从市场上看，少数几个品牌垄断国际市场，会出现国际通用的编程语言。
　　2、控制系统正在向现场总线方向发展
　　现场总线是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，他主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点。现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力，提高了信号的测量、传输和控制精度，提高了系统与设备的功能、性能。他不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。国内现场总线的发展趋势是：①多种现场总线在国内展开激烈竞争，竞争的重点是应用工程；②自己开发的现场总线产品开始投入市场；③各行业的现场总线应用工程迅速发展。
　　3、工业自动化控制软件的发展趋势
　　IDE为每个应用程序组件提供了一种历史记录审核跟踪机制，包括用户标识符、时期与时间戳、以及关于变化的详细的摘要信息。IAS对用户而言可显著降低工程成本，为简化分布式自动化的开发、部署、维护与管理提供了基础。最近的工业自动化软件系统正利用先进的软件技术朝着集成化、网络化、平台化、综合管理等方向发展。
　　四、结束语
　　总体而言，现代工业自动化技术的应用和普及，将会显著提升社会总体生产效率，同时也会加快促进传统产业结构的优化和升级。借助现代工业自动化控制技术，可以大大节约工业生产过程中人力资本的投入、不断提高恶劣环境下的生产安全性、有效提高工业生产效率和质量。随着工业自动化技术的不断发展和普及，人类改造世界的能力将会不断增强，促进社会经济的快速发展。