工业自动控制系统的功能模块和故障检测

引言：工业生产过程自动化系统经过长期不断的发展，特别是在充分利用计算机技术的基础上取得很大的进步，在生产过程中已发挥其重要作用，成为生产过程安全稳定自动化运行*的工具。工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制目的，实现各种过程控制，在整个工业生产中，尽量减少人力的操作，而能充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作，即称为工业自动化生产。那么工业自动控制系统有哪些基本的功能模块呢？

       工业自动控制系统通过工业控制计算机对传感器及局域网所采集的各种信息的归纳、分析、整理，实现信息管理与自动控制的一体化，并可以通过权限认证确保了信息的安全。工业自动控制系统通过工业控制计算机对传感器及局域网所采集的各种信息的归纳、分析、整理，实现信息管理与自动控制的一体化．并通过权限认证确保了信息的安全。

       功能模块

       上位机信息管理系统包含HMI、组态控制、状态监视、数据分析、数据管理、参数设置、故障报警、报表输出8个模块，各模块关系如图所示。

       ①HMI。所谓HMI就是人机界面。它所要实现的功能就是让操作人员通过界面上的各个仿真按钮或开关图素进行操作控制，并用各种图素属性的变化来直观反映操作效果和现场状态；

      ②数据分析模块。主要完成从预报系统中提取数据并进行分析，分析由下位机采集并传输给上位机的各分支电流值、电压值和光照度值；

       ③组态控制模块。根据系统时间、实时采集客车信息和个参数值按照控制算法及预先设置的参数进行组合判断。输出组态控制指令到下位机；

       ④状态监视模块。主要判断采集的电流、电压值是否在界限以内，如过界则输出报警到错误报警模块；遇到网络故障、PLc供电不良、各支路控制不正常等情况，输出报警到错误报警模块；

       ⑤错误报警模块。对于从状态监视模块输入的错误报警采用多媒体方式(视频、语音)进行报警、及时通知组态控制模块，确保安全，并分析故障点，以供参考；

       ⑥参数设置模块包含权限认证，只允许有权限的操作人员对系统工作参数进行调整或修改，并通过口令系统和设置操作权限防止非相关人员随意变更系统参数，以提高系统安全性；

       ⑦数据管理模块。采用开发平台内嵌的报表和数据库管理系统。可实现实时数据和历史数据的数据查询、向报表输出模块提出报表的生成和打印请求；

       ⑧打印输出模块。从历史数据库中提取用户所需数据，并据用户要求进行均值、最小值、求和等运算，并填充至规定格式的报表栏目中。

       故障检测

       随着生产和科学技术的发展，自动控制系统变得越来越复杂。人们不但希望能对其进行良好控制，而且希望能进行实时监测，及时处理故障。这就提出了自动控制系统的故障检测与诊断问题，促进了故障检测诊断的理论研究和应用开发。

       所谓“故障”是指系统所处的一种非正常工作状态，此时系统的性能明显低于正常水平，难以或根本无法完成预期的功能。在此情况下，可以针对该系统的特点，故障的类型和特性，设计一个附加机构，通过对系统输入输出量的测量分析和处理，提供故障的有关信息，从而使操作者对系统的运行情况有正确的了解，以保证系统安全可靠地运行。这样的机构就称为故障检测与诊断机构。

       从工业自动化仪表的发展趋势看，智能化是其核心部分，所谓智能化表现在其具有多种新功能。如今一台智能化的变送器或者执行器，只要值入PID模块，就可以与有关的现场仪表在一起，在现场实现自主调节，从而实现控制的*分散，从而减轻了DCS主机的负担，使调节理加及时，并提高整个系统的可靠性。工业自动化控制系统在未来工业生产场景中的应用也将会越来越广阔。