自动化监测技术论文范文

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第1篇

自动化作为新技术革命的重要内容，智能技术和增效节能解决方案将极大地助力中国各行业、各领域发展。如何应用自动化技术和解决方案提高产品质量和劳动生产率，节能减排。

高效利用能源，已经成为中国经济实现可持续发展迫在眉睫的任务。在这新的发展时期，中国正亟需一大批优秀的自动化管理人才和工程技术人才进行持续创新并提高生产效率和资源利用效率，以获得更多的可持续性全球竞争的优势。

ABB杯全国自动化系统工程师论文大赛为中国自动化领域提供了重要的技术交流和经验分享平台，推动了自动化产业与学术研究的紧密结合，有力地促进了行业的发展。中国自动化学会作为这一领域的全国学术性社会团体，从2005年发起，每年度举办一届“全国自动化系统工程师论文大赛”，目前已成功举办四届。前四届大赛均由ABB(中国)有限公司独家赞助，至今，四届大赛共收到有效论文1485篇，投稿作者超过3000人，共评出获奖论文140篇，公开出版发行4本论文集，收进高质量优秀论文近300篇。大赛累计超过1000位来自全国各地的自动化领域工程技术人员出席，吸引了全国自动化工程技术人员和开发人员，以及科研院校师生的广泛参与。

本届大赛创新性地引入社会计算理论及相关技术，改变传统的单一线下宣传推广模式，建设智能社会化媒体运营平台，以线上线下互动运营的方式，支撑整个大赛的全流程运营工作。平台将实现对自动化领域行业发展动态、领域专家、作者群体等开源信息实时监控并深度挖掘，最大密度的对大赛进行推广，引起相关领域专家、机构的普遍关注，使之积极地参与到大赛的投稿、评论、民意评选等大赛相关活动上来，引起线上和线下的互动，促进这个专业群体之间的交流与沟通，使大赛真正成为自动化领域的技术交流和经验分享平台。

按照运营的整体部署，大赛已经完成了前期宣传推广的计划和部署，建设内容包括征文网站、领域作者资料采集系统、领域行业展会采集系统、杂志期刊采集系统、征文舆情监测系统等。参赛作者可以通过访问中国自动化学会网站，点击首页左侧导航栏进入本届ABB杯系统工程师论文大赛的宣传门户（省略.cn:8080/abb），了解大赛详情并在线投稿。

目前大赛已经进入后期集中宣传推广的工作阶段，已征集到中、英文论文约300篇，论文主要由自动化领域的技术研究、工程应用构成。本届大赛投稿截止日期为2011年9月30日，所有符合稿件基本要求的投稿者均可获得大赛纪念奖和论文集一份，欢迎广大读者踊跃投稿。

“2011北京国际设计周暨三年展”将在北京举行

本刊讯 2011设计周暨三年展拟于9月26日至10月3日在北京举办。活动由开幕式、北京设计论坛、主题展览、主宾城市、设计之旅、年度设计奖六项主体内容组成。

1.开幕式 开幕式拟于9月26日晚8点在中华世纪坛南广场举办，并将借助数字多媒体设计，展现 “设计北京”的主题。

2.北京设计论坛 北京设计论坛拟于9月28日在人民大会堂金色大厅举办，分为主论坛和分论坛。主论坛以“设计与城市发展”为主题，是国际设计界首次召开的国际设计周（节）主席论坛。分论坛以“设计与城市生活”为主题。

3.主题展览 首届北京国际设计三年展拟于9月28日至10月17日在中国国家博物馆举办，主题为“仁：设计的善意”。参展的国际顶级设计师包括扎哈•哈迪德、深泽直人、布鲁莱克兄弟（罗南和尔旺）、菲利普•斯塔克20余位，国际一线设计师超过300位；参展作品1000余件，其中的70%来自国外设计师。

4.主宾城市 主宾城市拟于9月26日至10月3日举办，主题为：伦敦-北京 设计快线。

北京国际设计周计划每年邀请一个国际知名设计城市为该年度的主宾城市，通过设计展览、设计交流、设计赠礼三个核心内容，逐步形成北京国际设计周“主宾城市”专题性活动。2011年主宾城市是伦敦市。

5.设计之旅 设计之旅拟于9月25日至10月3日举办，覆盖创意园区、展馆、商场、社区、公园、特色街区、品牌企业院所等90 个区域。其主题为：国庆•北京 看设计。

设计之旅活动形成创意设计旅游线路，引导公众走近设计、了解设计、消费设计，打造“国庆-北京看设计”新的旅游产品。

6.年度设计奖 年度设计奖，是北京设计周推出的具有国际视野、行业高度和社会公信力的常设奖项。颁奖活动与2011设计周暨三年展闭幕式共同举办。

第五届“设计之星”全国大学生视觉设计大赛开赛

第2篇

关键词：创新发展，信息化建设，数字化矿井

 

科学发展观所强调的全面、协调和可持续发展，基本要求是走高质量、高效益发展之路，是使煤矿企业实现又快又好发展的基本指导方针，它反映了信息化建设的本质规律。

以深入贯彻落实科学发展观为契机，加快推进煤矿企业的信息化建设步伐，完全符合塔山煤矿的创新品牌、塑造典范的发展目标，也符合集团公司高起点上再跨越、创造同煤新历史的要求。

一、塔山煤矿信息化建设现状

信息化是实现煤矿安全生产、管理现代化的手段，是现代化煤矿发展的必然趋势。企业信息化就是运用先进的现代企业管理理论、计算机技术及网络通信技术，改造和提升企业生产力和管理水平的过程。加快煤矿企业技术创新、管理创新、体制创新，提高生产力水平和经济效益，确保安全生产，提高企业市场竞争力。

塔山煤矿公司自建矿以来，在科学发展观的指引下，始终坚持以科技带动生产，不断提升企业的软实力，努力推进企业的数字化、信息化建设。目前，企业拥有MIS信息管理系统、内部网站、邮箱系统、FTP服务、井上下工业电视系统、井下人员区域定位系统、高性能的冗余容错以太网、综合自动化设备监测系统等一大批具有国际领先水平的信息化系统。

1、高性能的冗余容错以太网（FTE）：作为信息化建设的重要基础部分，以太网担负着整个矿井的数据传输任务。FTE极大地减少了我们的运行和维护成本，为提高系统的使用率和可靠性提供了理想的效果。它不仅提供容错能力，还提供了工业控制应用所需的快速响应、决策和安全性。

下图为网络拓扑示意图：

（图一）

2、企业信息门户：面向互联网的新闻、信息网站，是企业展现宣传的窗口。主页上新闻、专题、栏目可以定制，所有的内容都通过后台(管理信息系统)和管理。通过IP绑定和HTTP BASIC认证机制与管理信息系统进行通讯。

网站中包含有企业内部邮箱用于传递各种文档；FTP服务器中存储了各种办公、杀毒等应用软件；内嵌一个产量窗口，用于矿井日产、月产情况。

3、企业信息管理系统：信息管理系统包括11个对口业务子系统、1个协同办公子系统（OA）并集成了地测、井下环境监控、设备监控、视频监控4个子系统。

各对口的业务子系统均具有独立的录入、输出（打印、导出excle表格）、查询报表功能；各子系统除具有报表类功能外，还具有上传、下载各类文件的功能。

各子系统主要包括：

1. 生产子系统。

2．调度子系统。

3．选煤子系统。

4．运销子系统。

5．财务子系统。

6．机电（设备和配件）子系统。

7．人力资源子系统。

8．材料子系统。

9．考核子系统。

10．统计子系统。

11．协同办公（OA) 子系统。

12．考试子系统

13．地测系统、工业监控系统等的数据集成。

管理信息系统从根本上改变了固有的工作模式，使工作方式发生了极大的改变，信息系统及时提供的信息内容，对管理工作的及时性、高效性、可靠性提供了保证，对提高公司的生产、经营管理水平和效率起到的作用是有目共睹的，使企业管理上升到了一个新的台阶。

该管理信息系统平台的搭建和应用，无论从软、硬件环境，均为塔山煤矿公司信息化建设的发展，奠定了一个良好的基础。随着数据信息量的不断丰富，员工工作方式的逐步改变，对信息化认识程度的提高，将为今后扩展开发、应用高层次的管理软件，进一步提高企业的管理水平和竞争力，打下坚实的基础。

4、工业电视系统：工业电视系统充分利用光纤通讯技术，将井下各运输皮带、洗煤厂及地面的画面清晰的传输至调度指挥中心视频服务器，实现煤矿生产调度指挥的可视化。另外，所有画面还将通过视频分配器传输至高性能的冗余容错以太网上，使公司各级领导及生产安全相关部门可以通过局域网进行井上下的视频监视。

5、综合自动化设备监测系统：以前，公司内各套系统独立运行互不兼容,在井上下形成了一个个“信息孤岛”，信息资源不能得到充分利用，不利于煤矿企业进行综合管理和决策。

作为信息化建设的重要组成部分，设备监测系统利用现代信息通讯技术，集成包含综采采煤机组、泵站等监测；井下电力监测；顺槽及主井皮带CST、贝克皮带保护监测；主扇风机监测；排瓦斯泵站监测；制氮机监测；水泵房监测；束管防火监测；人员定位监测；洗煤厂监测；皮带电子秤监测；矿压监测等十二个子系统，涵盖与矿井生产及安全相关的所有系统，将这些系统集成于一个平台之上，在调度指挥中心或者局域网所覆盖的每个角落都可以实时了解各套系统的运行状况。

矿井综合自动化系统依据“以信息化带动自动化、自动化促进信息化建设”的建设原则，通过搭建综合自动化监控网络平台、企业信息化管理网络平台，为数据传输、信息共享提供可靠的物理通道；通过建设管控一体化平台，将底层自动化子系统相关安全、生产实时数据与管理信息有机结合。科技论文，创新发展。在实现所有子系统在矿调度指挥中心的集中监测与控制的同时实现塔山煤矿生产自动化、生产管理自动化与管理决策自动化的无缝融合。

6、井下无线通讯系统：

安全生产， 以人为本；生产调度，效率为本；

实施救援， 快捷为本；实时监控，通讯为本；

由此可见，现代通讯技术已经成为矿井信息化建设的重中之重。科技论文，创新发展。科技论文，创新发展。基于Wifi技术的MDS信息通讯系统已经通过公司有关部门的方案审核，并将在下半年进行安装，系统设计覆盖井下所有区域及部分地面办公区域。科技论文，创新发展。

与国内传统的矿井无线小灵通系统相比，该系统具有如下优点：

1、所有线路采用光缆传输，信号抗干扰能力强。科技论文，创新发展。

2、采用802.11b/g网络传输标准，增加了信息通讯物理带宽，使数字、视频等信息的传输成为可能。

3、Wifi手机的无线通信质量非常好，就是在嘈杂的环境下，也有很好的过滤功能。

4、增加了网络摄像头、防爆摄像机、移动基站、防爆PDA、智能车辆监测等辅助设备，充分利用通信带宽满足不同的数字业务需求。

作为未来替代矿井有线电话的通讯技术，Wifi无线通讯系统不但实现了井上下实时的语音调度指挥和信息反馈，也为特殊情况下的应急救援、安全监控等提供了可靠保障。

二、矿井信息化发展思路

针对目前公司内部信息化建设的现状，我们认真总结经验，努力做到与时俱进和科学发展，使企业能够在激烈的市场竞争中立于不败之地。

1、健全完善信息化管理基础工作

1）一套科学的信息化管理流程犹如一条信息高速公路，信息流程就是要保证企业内外部信息的畅通无阻。建立一套规范的信息资料收集、整理、共享、传递和报送等管理流程，会在企业信息化建设和完善进程中起到举足轻重的作用。

2）加强信息化管理队伍建设，提高公司信息化相关从业人员的业务素质，营造认真学习、刻苦钻研的工作氛围，提高人员主动学习的自觉性。

3）建立健全企业信息化建设管理制度，使得各项信息化管理工作有章可循。

2、注重科技创新、管理创新同企业信息化建设同步发展

以科技创新、管理创新为依托，不断推进企业信息化建设，是现代化煤矿安全高效高产的发展方向。以人、机、环境和谐统一、科学发展为目标，把创新理论应用到煤炭企业信息化建设的实践当中，使理论在实践中得到应用和升华，使实践得到理论的支撑和指引，最终实现企业的良性循环发展。

3、加大信息化建设的投入

1）一方面我们要加大革新力度，改造现有设备使其满足现代煤矿生产的需求，另一方面不断引进国际先进的设备和技术，努力使我们的硬件设施处于国际领先水平。

2）重视培养和引进符合煤矿信息化建设的复合型人才。信息化建设，人是根本。企业必须从长远出发，制定实施人才强企战略。与国内知名院校合作，一方面为院校提供实践基地合作研究课题，另一方面利用院校优秀师资力量为我们培养复合型人才，实现互利双赢。

信息化建设要统筹规划，循序渐进。在推进信息化的过程中，要有相应的部门来研究和制定信息化的长期、中期和短期发展战略和目标，提出相应的实施计划和项目建议；要根据信息化的发展，提出并推动信息化的标准化工作，制定相应的数据标准，技术标准和安全标准；此外，还要监督、评估和管理重大信息化工程项目的实施。

三、总结

煤炭工业是我国的基础能源产业，要走新型工业化道路．就必须努力发展煤炭工业信息化。科技论文，创新发展。煤炭企业要从企业发展战略的高度来认识信息化建设的重要性，把信息化建设纳入企业发展战略规划，分阶段实施，通过推进信息化建设，改进企业管理，提升企业竞争力，使企业在市场竞争中立于不败之地。

信息化管理是长期的、艰巨的、规范的系统工程，只有坚持不懈地发展下去，才能为企业降本提效、提升管理水平，更好地为安全高效矿井服务。

参考文献：

[1]马延文.兖州煤业信息化管理实证研究[J].煤矿现代化2010(1):84-85

[2]王鹏.浅议煤矿信息化建设[J].科技情报开发与经济2009(16):127-128

第3篇

关键词：工业以太网；工厂流水线；自动化控制；系统设计

中图分类号：TH166 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）03-0027-02

在自动化控制领域，占绝对统治地位的是现场总线技术。尽管现场总线具有众多优势，但是随着生产规模的一再扩大，现场机电装备越来越多，需要实时监测和自动化控制的设备也越来越多，在这种背景下，现场总线已经无法完全满足现场众多机电装备的监控需求，而且由于现场总线是具有针对性的工业自动化控制总线，往往使得各个机电装备成为了“自动化控制孤岛”，彼此无法兼容通讯，给设备的后期维护管理带来不便。

随着以太网通信技术的飞速发展，工业以太网逐渐以其低廉的组网价格、兼容性较好的通信协议，以及一体化的联网技术而受到普遍应用，成为目前能够替代现场总线的最好选择之一。本论文主要结合汽车整车焊装PLC自动化控制流水线生产控制系统，对基于工业以太网的自动化控制系统进行设计研究，以期能够从中找到面向工厂流水线生产控制的工业以太网自动控制应用方式，并以此和广大同行分享。

1 工业以太网概述

工业以太网在工业生产制造领域中，主要是作为生产制造自动化控制的基础平台，通过底层安装的传感设备，将机电装备的工作状态参数、工艺参数以及现场环境参数等关键参数检测出来，并通过工业以太网所支持的网络通信协议上传到工业以太网中进行网络传输。随着工业自动化技术的日益发展与进步，很多工业生产流水线都逐渐提出了更高的自动化控制的要求，例如要求实现监测与控制的一体化，要求实现无人值守等等，这些高难度控制要求的提出，在一定程度上都促进了工业以太网在工厂自动化控制领域中的应用，尤其是将工业以太网与PLC控制相结合，能够实现很多工厂自动化控制系统的功能建设需求。本课题重点以工业以太网和PLC相结合，以工厂流水线自动化控制为具体研究对象，深入探讨工业以太网在工厂流水线自动化控制系统中的应用。

2 基于工业以太网的流水线自动控制系统设计

2.1 功能模块设计

本论文以汽车整车焊装作为具体的研究对象来探讨工业以太网在流水线自动控制中的应用。汽车整车焊装具有较多的工艺流程，而且机电装备离散度较大，需要实时监测与控制的参数变量较大，因此采用工业以太网相较于采用现场总线具有很多优势。纵观整车焊装的流水线工艺流程，基于工业以太网实现的流水线自动控制系统应当具有以下几个主要功能：

①产品生产任务分派及调度。能够根据生产进度适当的调整生产资源分配，根据任务变化自动完成对流水线生产工艺的更改，以适应不同车型的自动焊装。

②电气控制和分析。通过在底层安装传感监测设备，实现对流水线焊装工艺流程的各个环节的监测与控制，并通过工艺数据库的分析，实现相关生产工艺参数的自动匹配和优化。

③顺序和逻辑控制功能。按照流水线自动化焊装的工艺流程，对整个焊装工艺流程实施顺序控制，利用PLC作为顺序逻辑控制器，实现众多机电设备在流水线自动焊装工艺过程中的顺序联动、启停控制及互锁等控制功能和逻辑判断功能。

④监视报警功能、显示功能。通过在监控终端开发专用的监控画面，为用户提供直观的监控界面，通过人机交互接口的设计实现用户对现场焊装流水线的远程自动化控制。

2.2 基于工业以太网的流水线自动控制系统设计

2.2.1 系统结构设计

由于整个流水线的设备量大、信号类型多、控制地点分散，不适合采用传统的继电器和控制开关为主要实现方式的本地控制模式，而且这种控制模式并不利于设备的后期维护管理，同时对于系统的扩容升级而言是十分不利的，为此，必须借助于工业以太网实现分布式控制管理模式（DCS模式），通过三级DCS功能的合理划分与配置，能够很方便的实现对整车焊装流水线自动控制的远程控制模式。本论文拟采用监控终端、本地PLC站和底层传感设备三个层次的DCS控制模式实现基于工业以太网的整车焊装流水线自动化控制。

①监控终端。监控终端设置在中央控制室内，供值班人员对全厂流水线自动化控制的工艺进行实时监控。监控终端内运行的是专门开发的上位机程序，通过友好的人机交互接口实现远程控制，并且通过工业以太网实现与本地PLC站的数据信息的交互。

②本地PLC站。主要通过对开关量的检测实现流水线生产工艺流程中各个环节的电气监测，诸如限位开关、行程开关、电磁阀等。本地PLC站能够通过对设备的工作状态参数、工艺参数和环节参数的检测和A/D转换，将相关参数变量转换为数字量进入工业以太网传输，从而实现上位机与下位机的一体化通信。

③底层传感设备。现场传感器主要是用以检测现场监控点物理参数信号，变送器将采样数据转换成

4～20 mA的电流信号，经屏蔽电缆送到各子系统的PLC内。控制信号由PLC输出后以4～20 mA电流形式送到执行机构。执行机构主要有气动和电动执行机构等。

2.2.2 系统控制模式设计

①远程遥控方式。在现场设备控制箱，将控制方式置于“遥控”控制方式，中央控制室的操作人员可以通过计算机监控软件对现场设备进行遥控启停。在这种控制方式下，监视界面可显示设备的运行状态及相关的工艺参数，操作员可根据选择“手动或者自动”控制方式，通过设备控制按钮启停远程设备，并能判断设备运行是否正常，监测故障并发出报警提示，统计工艺数据，显示模拟量趋势曲线，打印故障报警及日志报表等。全部操作由中央控制室的操作人员通过键盘和鼠标完成。

②本地控制方式。在现场设备控制箱，将控制方式置于“本地”控制方式下，通过控制操作箱上的启动/停止按钮，对现场设备手动启停控制。本地控制方式为系统的基本保留方式，在与中央控制室断开联系等任何情况下都可以完成整车焊接处理工艺要求的控制功能。

2.3 PLC自动系统设计

根据整车焊接处理厂工艺特点和现场的焊接设备分布及焊接机器人的作业范围，可以将整车焊接车间流水线PLC下位机系统划分为两个PLC站点，各自负责不同的工艺流程。为此，需要统计全厂的I/O点分布情况，详见表1。

由于本系统中的下位机PLC选用的西门子公司的S7-300系列的PLC产品，其网络通讯功能的最大特色便是集成了MODBUS/TCP以太网通信协议。为此，本系统中下位机PLC控制系统的网络通讯就基于MODBUS/TCP以太网通信协议实现，进而进一步降低了本自动控制系统的网络通信集成成本。

2.4 工业以太网网络系统设计

2.4.1 网络拓扑结构选择

本系统选用环型网络拓扑结构，当某一节点出现故障时，它会自动旁路，而不影响环型网络的信息传输。环型网络结构的显著特点是环路上的工作站在发送信息时，只能按照顺序依次传输，所以不存在冲突问题。在光纤传输介质成本降低的今天，工业以太网的传输介质选用光纤组成双环路双冗余网络是比较合适的方法。

2.4.2 系统组网方案设计

基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统可以划分为三层：信息管理层、网络传输层、传感检测及执行机构层。

①信息管理层。信息管理层主要是实现对整个工业以太网自下而上传输过来的流水线生产工艺的各个参数的管理，包括状态参数的实时监测、越限报警；生产工艺参数的自动存储、报表分析；设备控制指令的自动/联动派发等等，这些功能的实现依赖于在信息管理层所开发的人机交互接口良好的专用自动化控制监控程序，通常可以采用组态程序实现。

②网络传输层。网络传输层就是指基于工业以太网所搭建起来的工业以太网传输网络系统，同时通过配置交换机、操作站等辅助设备，能够实现操作人员在网络现场对网络传输层的检查、维护和管理。网络传输层作为整个自动化控制网络系统的数据传输平台，对于整个系统的功能实现具有至关重要的作用。

③传感监测及执行机构层。传感监测及执行机构层主要有两个作用，第一是通过传感检测设备，将流水线工艺流程中的各个参数实时检测出来并发送到工业以太网上进行通讯，第二是通过安装电气开关、电磁阀等开关动作执行元件，接受来自顶层的中央信息管理层的远程控制指令，实现对现场机电装备或者流水线工艺流程的远程自动化控制，传感监测及执行机构层是面向整车焊接流水线生产和自动化控制的最底层，主要包括车间现场的各种监测、控制子系统，如焊接机器人控制子系统，滚床控制子系统，带式输送机控制子系统等。

3 结 语

随着工业以太网在工厂自动化控制领域中的逐步广泛应用，逐渐取代了过去传统的以现场总线为基础的自动控制模式。本论文对基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统展开了设计与研究，通过对网络通信实时性的理论分析，建立了基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统，分别从下位机PLC自动化控制系统和上位机DCS以太网网络系统两个角度详细探讨构建了整个综合自动化网络控制系统的设计与实现，对于工业以太网在工厂自动化控制方面的应用，无论是在理论研究还是在实践应用方面，都是具有较好的指导借鉴意义。

参考文献：

[1] 吴文秀，吴修德.基于工业以太网的数控机床网络控制系统[J].石油天然气学报，2005，（6）：803-805.