在工业生产中，安全性和效率一直是企业关注的重点，而专业工控系统则是实现这两方面目标的关键。那么，在工业生产中，系统有哪些关键功能可以提升工业安全性和效率？专业工控系统通常包括哪些方面的技术和知识？专业工控系统的开发和运行需要哪些专业知识和技能？在工控系统中，常用的控制器和传感器有哪些类型和特点？工业企业应该如何选择适合自身需求的专业工控系统，并如何进行优化和升级？下面让我们逐一解答这些问题。

　　一、系统有哪些关键功能可以提升工业安全性和效率？

　　1. 系统监控

　　工业安全性与工业生产效率的提升需要实时监控和快速响应。一个专业化的工控系统能够较好地监测全过程，及时发现并响应任何可能导致损失（如停产、设备故障等）的因素。这些功能包括对设备、人员、环境等的监控和控制，从而确保设备和工厂能够运行在最优水平上。

　　2. 安全保障

　　工业安全意味着永远不会忽视本质的安全风险。工业安全是一个多层次的过程，要考虑到人员安全、生产设施安全、生产过程安全等方面。专业的工控系统需要能够监测并响应任何异常情况，例如，超过设定的温度和压力等相关指标。这也需要在系统设计和运行过程中考虑到所有可能的工业风险，以保障设备、人员和厂房的安全。

　　3. 维护以及预测性维护

　　专业工控系统可以通过实时监控、数据分析、诊断判断等多元手段来对设备性能和结构进行检测，并及时发现故障及预测潜在故障。同时，通过追踪设备磨损、设备故障频率等数据以判断设备寿命，从而将维护次数最小化并使其更加精确有力。这不仅能减少突然停机的情况，也具有更好的预算控制，可提高工业生产效率。

　　二、专业工控系统通常包括哪些方面的技术和知识？

　　专业的工控系统在开发与运行过程中，需要诸多方面的技术支持。其中，涵盖了电气、自动化、控制等多方面的技术，使工控系统得以运营。

　　1. 电气系统

　　电气系统是工业企业生产过程的基础和核心。专业的工控系统的电气系统的设计与运用将确保电源稳定，电路不受干扰，电气故障得到快速处理，并保障设备的长期运行。电气专业知识对于工业自动化中最常见的问题有不可替代的作用，因为很多设备或产品需要强电脉冲的刺激、电磁操作等。

　　2. 自动控制系统

　　自动化系统是一个包罗万象的领域, 它应用了大量包括机械、电气、计算机科学、电子商务、控制理论等知识，形成了一套完整的系统。一些先进自动化系统阐扬出来的特点，如高效性、虚拟性、廉价性、实时性等特性，可大量应用于工业自动化中，从而提高生产效率而不会降低生产质量。

　　3. 控制理论

　　控制理论是工业必须要掌握的知识领域。工业企业中的控制理论涉及如何使用控制器、传感器、调节器和执行器等设备技术，通过计算机实现自动监测系统的运行、控制和优化，以使企业获得最大的效益。

　　三、专业工控系统的开发和运行需要哪些专业知识和技能？

　　1. 编程技能

　　编程技能是专业工控系统开发过程中的基本要求之一，需要掌握C/C++、Python、Java、Visual Basic、Matlab和PLC编程等语言，并能够使用各种软件并十分熟悉各种操作系统（如Linux）。工业自动化程序开发的最大特点就是应用具备专业能力的控制算法来设计系统的方案，以实现工业生产过程控制的高效性与稳定性。

　　2. 硬件知识

　　硬件知识涉及大量计算机黑架构的基础知识，包括各种开发工具，如控制器、传感器、人机交互界面等设备技术，深谙各种物理量和传感器所承担的具体职能。需要对设备性能和结构进行分析及问题判断，并运用控制理论来优化和高效化系统运行。

　　3. 通信技能

　　在专业工控系统的开发和运行过程中，很多的设备和系统都通过网络或通信协议互相交流。因此通信技术也是开发和运行过程中必要而重要的组成部分。熟悉武器防护计算机网络协议和技术，会有助于优化专业工控系统在长时间运行时的通信能力。

　　四、在工控系统中，常用的控制器和传感器有哪些类型和特点？

　　1. PLC控制器

　　PLC（可编程逻辑控制器）是一种功能丰富的电气控制设备，被广泛用于工业自动化控制中。PLC的大优势是可编程性，程序容易编写、修改和维护，具备较高的灵活性与稳定性。并可将大量的输入和输出系统的信息整合到一起。

　　2. 传感器

　　传感器是工业自动化领域中的重要组成部分，主要用于从环境中获取信息，并将其转化为电子信号。常见的传感器类型有温度传感器、压力传感器、光电传感器、超声波传感器、气体传感器等。其灵敏度高，响应迅速，信息准确，对工厂的实时监控至关重要。

　　五、工业企业应该如何选择适合自身需求的专业工控系统，并如何进行优化和升级？

　　工业企业在选择适合自身需求的专业工控系统时应该考虑到过程控制需求、设备环境和设备控制的要求。如: 如何捕捉并分析实时数据、如何建造硬件架构、如何最小化成本等。选择适合自身需求和预算的工控系统后，需要对其进行优化和升级，以提高系统效率。

　　系统升级的方法主要有两种：

　　1. 硬件升级：通过更换现有硬件设备，如升级传感器、控制器、PLC等，以提高控制精度及系统性能等方面进行升级。

　　2. 软件升级：通过升级用户界面、改进程序代码、添加新功能等方法来提升系统性能和功能，以达到更高的生产效率。

　　综上所述，工业自动化生产由于其复杂性和技术性，专业工控系统的角色不仅仅是单纯提高生产效率和生产质量、保证人员与设备安全，而且它是实现可持续发展与生产监测中必须要掌握的关键催化剂。