工業自動控制系統的功能模塊和故障檢測

引言：工業生產過程自動化系統經過長期不斷的發展，特別是在充分利用計算機技術的基礎上取得很大的進步，在生產過程中已發揮其重要作用，成為生產過程安全穩定自動化運行不可缺少的工具。工業自動化就是工業生產中的各種參數為控制目的，實現各種過程控制，在整個工業生產中，盡量減少人力的操作，而能充分利用動物以外的能源與各種資訊來進行生產工作，即稱為工業自動化生產。那么工業自動控制系統有哪些基本的功能模塊呢？

       工業自動控制系統通過工業控制計算機對傳感器及局域網所采集的各種信息的歸納、分析、整理，實現信息管理與自動控制的一體化，并可以通過權限認證確保了信息的安全。工業自動控制系統通過工業控制計算機對傳感器及局域網所采集的各種信息的歸納、分析、整理，實現信息管理與自動控制的一體化．并通過權限認證確保了信息的安全。

       功能模塊

       上位機信息管理系統包含HMI、組態控制、狀態監視、數據分析、數據管理、參數設置、故障報警、報表輸出8個模塊，各模塊關系如圖所示。

       ①HMI。所謂HMI就是人機界面。它所要實現的功能就是讓操作人員通過界面上的各個仿真按鈕或開關圖素進行操作控制，并用各種圖素屬性的變化來直觀反映操作效果和現場狀態；

      ②數據分析模塊。主要完成從預報系統中提取數據并進行分析，分析由下位機采集并傳輸給上位機的各分支電流值、電壓值和光照度值；

       ③組態控制模塊。根據系統時間、實時采集客車信息和個參數值按照控制算法及預先設置的參數進行組合判斷。輸出組態控制指令到下位機；

       ④狀態監視模塊。主要判斷采集的電流、電壓值是否在界限以內，如過界則輸出報警到錯誤報警模塊；遇到網絡故障、PLc供電不良、各支路控制不正常等情況，輸出報警到錯誤報警模塊；

       ⑤錯誤報警模塊。對于從狀態監視模塊輸入的錯誤報警采用多媒體方式(視頻、語音)進行報警、及時通知組態控制模塊，確保安全，并分析故障點，以供參考；

       ⑥參數設置模塊包含權限認證，只允許有權限的操作人員對系統工作參數進行調整或修改，并通過口令系統和設置操作權限防止非相關人員隨意變更系統參數，以提高系統安全性；

       ⑦數據管理模塊。采用開發平臺內嵌的報表和數據庫管理系統。可實現實時數據和歷史數據的數據查詢、向報表輸出模塊提出報表的生成和打印請求；

       ⑧打印輸出模塊。從歷史數據庫中提取用戶所需數據，并據用戶要求進行均值、**最小值、求和等運算，并填充至規定格式的報表欄目中。

       故障檢測

       隨著生產和科學技術的發展，自動控制系統變得越來越復雜。人們不但希望能對其進行良好控制，而且希望能進行實時監測，及時處理故障。這就提出了自動控制系統的故障檢測與診斷問題，促進了故障檢測診斷的理論研究和應用開發。

       所謂“故障”是指系統所處的一種非正常工作狀態，此時系統的性能明顯低于正常水平，難以或根本無法完成預期的功能。在此情況下，可以針對該系統的特點，故障的類型和特性，設計一個附加機構，通過對系統輸入輸出量的測量分析和處理，提供故障的有關信息，從而使操作者對系統的運行情況有正確的了解，以保證系統安全可靠地運行。這樣的機構就稱為故障檢測與診斷機構。

       從工業自動化儀表的發展趨勢看，智能化是其核心部分，所謂智能化表現在其具有多種新功能。如今一臺智能化的變送器或者執行器，只要值入PID模塊，就可以與有關的現場儀表在一起，在現場實現自主調節，從而實現控制的徹底分散，從而減輕了DCS主機的負擔，使調節理加及時，并提高整個系統的可靠性。工業自動化控制系統在未來工業生產場景中的應用也將會越來越廣闊。