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工控是什么,你真的讲得清楚吗?

工控是什么,你真的讲得清楚吗? 易维通
2019-09-25
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导读:站在理性的角度,阐释工控的真正含义!

2019最硬核的PLC技能秘籍来了!!!

(点此查看)

Annie导读

说到工控是什么?很多人不以为然,可能会说就是电控,就是自动化。采用类比法这么介绍,放在一个特点的场合也没有问题,因为自动化或者电控也符合工控的基本要素。为了构建工控项目的整体思维,我们对工控进行详细的剖析是非常有必要的。在PLC项目思维的课程中,我们就对什么是工控的问题进行了讨论。下面对讨论的情况回顾如下。


早上留了一道讨论题给大家,让大家思考什么是工控,工控和电控有什么区别和联系。并尝试向一个外行人讲明白这个道理。咱们做任何事情都是有目的的,出这道题目也是为了对今天晚上的主题进行铺垫。

有些朋友进行了回答,站在现实使用角度上谈得比较多,采用了类比法用现在广泛被人认识的概念来说明。比如工控就是自动化。从某些角度看没错,只是并没有做到把工控解剖开,下面我站在理论角度上系统的来说一说什么是工控。

 

1 工控的概念和组成

1)概念


工控是工业控制系统的简称,指的是“一个包括人员、硬件以及软件,能够对工业过程的安全性、可靠性造成影响的集合”,这个集合通常具有测量、比较、计算、矫正四个功能。


  • 测量:指的是获取传感器数据并将其作为下一步处理的输入或直接作为输出;

  • 比较:是将获取的传感器数据与预先设定的数据进行比较;

  • 计算:是指计算历史误差、当前误差与后续误差;

  • 矫正:则是基于测量、比较及计算的结果对执行过程进行调整。


只要符合这4个流程属性的系统都可以称为工控。


2)硬件构成


工业控制系统由五个部件来执行4个流程,分别是传感器、转换器、发射器、控制器和执行器。


在现代工业控制系统中,这些基本部件并不一定是各自独立的。它们通常以子系统的形式进行动态组合,完成各种复杂的控制任务。现代工业控制系统就是由各种传感器、控制器、执行器以及各种具有具体功能的子系统构成的具有复杂结构的控制网络。


2工控在三次工业革命的体系形式


为了更深刻的理解工控,我们需要了解工控发展的历史,比较显著的发展阶段分别是三次工业革命。我们来对前三次工业革命中工控的作用和价值进行的分析。


第一次工业革命机械化,人类因为瓦特改良了蒸汽机的控制方式而进入了蒸汽时代,虽然在瓦特之前很久就有了蒸汽机的应用,但是一直到了20年后的1785年,瓦特的发明一个装置让蒸汽动力输出变得可控,人类可以更高效的利用蒸汽,第一次工业革命才开始蓬勃发展,因此瓦特被称为蒸汽机的发明者。可见,在第一次工业革命工控就发挥了举足轻重的作用。在这一个阶段工控采用的方式主要是机械装置进行控制。


第二次工业革命电气化,顾名思义就是人类开始使用电能,德国西门子发明了发电机作为代表。大家知道,早在1752年7月美国人本杰明.富兰克林就发现了电,那个时候第一次工业革命还处于萌芽时期。那为什么在100多年后的1866年以电为能源的第二次工业革命才开始萌芽呢?关键点还在于对电能的生产、传输、存储的控制,这就是工控对第二次工业革命的影响。在这一个阶段工控采用的方式主要是电气装置进行控制。


表面上看,前两次工业革命都是动力能源的革命,一次是蒸汽动力、一次是电能动力,但我们仔细分析,工控都是这两次工业革命的关键催化因素。


刚才我们讲了工控的基本概念:工控是什么,一个包括人员、硬件以及软件,能够对工业过程的安全性、可靠性造成影响的集合,通常具有以下四个功能,测量、比较、计算、矫正。大家好好想想,无论是瓦特发明的蒸汽机还是西门子发明的发电机,是不是都遵循这个工控的基本控制原理呢?

 

很多朋友在说起以PLC为代表的第三次工业革命的控制系统的时候如数家珍,但是对一些典型的第一次和第二次工业革命的系统却忽视了,这说明对工控的概念理解依然停留在电控的思维模式下。而一个完整的工控项目,是有很多子集构成的,每个系统几乎都包含了三次工业革命的控制系统产物,只有从底层真正领悟了工控的真谛,才能更好的完成一个项目。


所以还请大家,以后在工作过程中遇到任何设备,都按工控原理去套一下,去分析他们的控制原理,如果有比较复杂的也可以拿到社群里讨论。


下面我们在看看大家比较熟悉的第三次工业革命:自动化。通过前面两次工业革命的工控价值的分析,我们知道工控是伴随着人类整个工业发展流程的,只是控制的手段比较粗糙、应用原理简单、精度较低、简便性不够、也不利于快速优化和复制。为了解决控制效率的问题,就出现了以电子技术发展为代表的第三次工业革命。可编程的控制器的出现很好的解决了以上问题,让人类可以根据便捷的掌控生产过程。但是系统越来越复杂、越来越精细,这并不影响工控本身。这个阶段工控采用的方式主要是电子装置进行控制。


当我们遇到一个控制系统的问题,逐步深究,归根结底都会落地在数学这个基础学科身上。同样,无论多么复杂的控制系统,归根结底都会落在工控的基本原理的四个要素身上。


只要抓住这4个要素,无论工控怎么发展,行业怎么发展,你都可以非常明确的知道自己要干什么,能干什么。


3 深刻理解工控的三个目的


出这么一道讨论题,目的有三个。


第一个比较浅层次的,就是希望强化大家对工控基本概念的认识,把身边常用到的设备用工控的概念进行梳理,达到对自己工作环境有一个全局的认识的目的。


第二个更深层次的,进一步培养大家的学习方法和思路,并为接下来思路方法的学习进行铺垫,在学习群里的应该都是业内人士,很多人自认为对工控的基本概念都理解了,那么将这些基本概念代入身边具体的设备模型中,能否把这些概念简化讲清楚呢?如果讲不清楚,能不能做到去回顾呢?从实际情况来看,结果并不是很好。但是我对这个结果是有一定心理准备的。


第三个目的藏得有点深,那就是,我希望告诉大家一个貌似大家都明白的道理,构建项目思维,非常重要的就是首先要做到“知己知彼”,知己就是自己有什么资源,这个资源包括内在的知识、资质。知彼就是自己所处的环境,包括面对的对象、存在的苦难等等。无论各位从事开发、设计、设备维护或者销售中的哪个工作,用专业的知识去了解并能够阐述周边的设备环境是必须要去做的。只有这样,我们在工作过程中才能有的放矢,快速的解决问题。


什么是工控,你现在可以讲明白了吗?欢迎留言发表你的观点。


4 一个典型回答的分析


这位朋友说得挺好,他说工控就是自动化,包含了软件、机械等所有能够实现设备自动化的技术。
易维通项目思维课程


这么说也没什么问题,特别是可以将机械控制考虑进去非常不错。很多人回答这个问题的时候一般只会站在电控角度看,因为最熟悉嘛。作为技术型的话题,我还是来挑挑刺。


1)我们先看看自动化的概念:


自动化(Automation)是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期的目标的过程。自动化无疑符合工控的全部要求,同时他还有一个显著的特征就是它追求的是没有人或者较少人直接参与。

 

而工控,刚才我们已经讲过了,工业控制是指“一个包括人员、硬件以及软件,能够对工业过程的安全性、可靠性造成影响的集合”。他所强调的是一个控制功能,可见工控包含了电气、机械自动化,但是工控的范围更广,概念上来说没有对人员参与的限制,只要能够满足测量、比较、计算、矫正这个闭环的,都可以说是工控。自动化技术作为工控技术的发展,都是在追求更快、更强、更精准的控制方式。但是有一点需要引起注意,每一个阶段产生的工控技术不是一个相互替代的关系,他们是共存发展的,关键看需求。

 

最后,我们也留一个话题,大家可以试试,请尝试用简单的方法向一个外行讲明白什么是工控。你会怎么介绍呢?


— THE END —

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LV3技术工程师训练营:在项目工程师或者项目经理指导下完成既定的工作

LV4项目工程师训练营:能够对技术实施负责,并解决一些复杂的现场问题

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— THE END —


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