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摘要：近年来，我国在大力发展自动化技术，自动化技术渐成为国家工业生产的核心技术标准。为了提升工业自动化的水平，就要建立一个完善的自动化系统。本文主要就实时网络控制的工业自动化系统关键技术进行了相关的阐述和分析。
关键词：实时网络；工业自动化；关键技术
在工业生产的过程中，为了提升生产效率，并且减少劳动力的应用，从上个世纪40年代开始，我国就已经进行了初步的自动化技术研究。在最初的研究阶段，主要以单机自动化为主，应用比较广泛的为数控机床，采用的是硬件数控系统。随着工业生产行业的发展，为了满足批量生产需求，同时改善产品质量，逐渐形成了自动化生产线，与最初的自动化生产相比，这种生产方式更具规模，效率和质量都得到了提升。随着技术的发展和市场的更新，现代工业生产对自动化有了更高的要求，计算机集成概念的出现改变了自动化生产水平，其将生产计划和控制囊括在内，可以运用计算机进行规划和设计的辅助工作，进而满足规模化、高质量、高效率的生产要求。
一、自动化技术应用的基本过程
现代工业自动化技术是工业发展的核心技术之一，其不仅能够提升生产效率，还能改进产品质量，对工业生产总体效益的提升有很大的帮助。目前，国内外的自动化技术以基础和过程两种自动化为主，基础自动化会利用仪表设备对生产过程进行自动记录和执行，过程制动化则主要通过计算机进行控制。前者可以进一步分为数据采集、自动控制、过程分析、自动调整几个步骤；后者可以分为实时监控和先进控制两方面[1]。
基础自动化的系统为电测、电控、电传三点一体的系统，该系统对仪表精度的要求较高，尤其是用于电测的仪表。用于电传的传感器应该具有相应的执行能力，能够满足生产要求的技术指标。目前，该系统并不是采用成套装置，需要进行自主重组，从而满足生产要求；过程自动化则以计算机为系统的基础，其具有体系结构开放的特点，与其他自动化系统相比，该系统有很大的生产优势，能够实现年产值过亿的产业链运作和控制，且在产值逐渐增长条件下，其所占工业自动化系统的比例也随之增长。
二、基于实时网络控制的工业自动化系统设计
（一）结构形式
图1 实时网络控制系统结构形式
利用实时网络控制技术设计工业自动化系统，要以计算机作为技术核心，将其分为两个部分，一部分为信息采集，另一部分为信息处理。信息采集即对整个生产线的动态参数、电机数据等进行采集和统计，同时对生产线进行安全监控，再利用信息管理系统处理数据，最后根据数据分析结果执行调整、维护等功能。信息采集是整个系统的核心，具体可以将其分为三个模块，分别是：安全监控、电机数据和生产参数采集、质量统计[2]。安全监控就是对生产线的监管，确保生产作业的顺利完成；具体的数据采集可以通过各个仪表来执行，并将采集的数据向主执行器反馈；质量统计则是在生产的过程中，对成品率进行实时分析，并将分析结果向主机反馈，主机根据结果执行相应的参数调整命令，以此改善产品的生产质量和效率。通常会利用计算机进行信息处理，其可以分析电机仪表数据，并根据分析结果进行自动编码，然后发出执行命令，系统根据计算机发出的命令做出相应的判断，以此实现生产的实时监控，从而保障生产质量。
（二）运行流程
图2 实时网络控制系统运行流程
系统基本流程符合系统结构逻辑，通过数据采集来设计数据访问层和业务逻辑层，进而对簇接口进行定义。系统开始运作后，执行相应的程序语言（即import system IO Port.），然后对端口对象进行说明，进而设置参数，通过主机对参数进行分析，判断信息是否正确，确认执行对象之后，在通过Open通讯端口进行操作调整。如果在运作工程中出现问题，主机会采取报警处理，然后进行端口操作。
（三）多任务操控
系统运用多线程的方式来进行信息的采集和处理，能够实现两个工作的同时进行。成功采集的信息可以通过各个路径向主机传输，待信息进入公共缓存区之后，计算机再对信息进行读取和分析，根据分析结果进一步发出命令。系统利用编码的方式开启某个线程。如，将字符串输入操作窗口即可达成多线程控制的目的。输入PulicThread demoThread=null;//则可以进行新线程的定义[3]。
（四）应用实例
应用自动化技术可以提升工业生产的效率和质量，并且减少人力成本的投入，能够促进我国工业的快速发展。所以，应该进行自动化技术的大力推广和研究。本文以钢铁工业的自动化生产为例进行了该技术系统设计和应用的介绍与分析。在钢铁工业中，常用的自动化技术有很多，如自动检测、自动监控、系统调配等技术，这些技术都以实时网络控制为基础。自动检测可以对钢铁生产的质量和过程进行控制，降低产品缺陷等级，并控制材料的浪费问题，也可以进行安全性的检测，检测获取的信息会传输到系统之中，通过数据的统计和分析进行操作的优化。钢铁生产有时会在高温下进行，检测工作也需要在高温环境下完成，所以必须采用自动检测技术。在焦炉、烧结的过程中采用自动化建设，可以检测角度温度、分布情况等信息，对生产安全性、质量的提升有很大帮助。
从国内的钢铁集团来看，首钢集团将该技术系统归于数字化矿山工程的范畴之内，在地质信息采集和分析的过程中，采用自动化控制技术，该技术是该企业自动化技术的应用代表。以数字信息和采矿计划为基础进行系统的建设，其中包括运输、爆破等信息的自动化采集，同时可以利用自动化技术交流业务，也可以管理矿场；此外，宝钢也安装了自动化控制系统，采用空洞检测技术。其在生产过程中进行控制集成，运用该创新技术形成了自动化冶金过程总包结构，能够对冶金过程进行全局化的控制，从而保障了生产安全，并提升了生产效率。宝钢采用一体化干熄焦控制系统、高炉冶炼等技术，同时在酸洗、切割裁剪等方面也实现了自动化的操作；在鞍钢方面，其研发了一体化自主产销系统，系统包括生产、检测、销售、运输等方面，一体化水平较高，系统具有高度集中的特点。采用该系统，可以加快生产周期，减少投资成本，进而全面提升生产效益。
随着时代的发展，我国的钢铁消费量在不断增加，为满足市场应用需求，并且实现节能环保的生产效果，要积极开展持续发展的生产路线。从上述内容可以看出，我国大部分自动化技术都以实时网络控制为基础，利用实时网络控制增加生产管理的时效性，同时提升工业生产的自动化水平。钢铁协会指出，钢铁工业要坚持信息化带动的原则，积极发展信息化技术，将低耗、经济、高技术作为发展的核心目标。
结语：
综上所述，实时网络控制是自动化生产的基础，利用实时网络控制技术可以提升工业生产自动化水平，进而改善生产效率、质量，减少生产能耗和成本。因此，要加强对该技术的研究与推广。
参考文献：
[1]谭立峰.浅析基于实时网络控制的工业自动化系统[J].军民两用技术与产品,2017.
[2]马海鹏.针织圆纬机自动化和信息化关键技术研究[D].
[3]徐兵兵.基于OPC UA的数据采集与监控系统关键模块的设计与实现[D].
论文作者:刘主福 宋涛
论文发表刊物:《科技新时代》2019年7期
论文发表时间:2019/9/11
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