工业自动化技术的发展与趋势

德患　臻　工业自动化控制的现状和发展趋势研究　王玉铎　吉林工商学院吉林长春１　３００６２　【摘要ｌ工业控制自动化技术是一种现代生产技术，它综合了精密仪　器，计算机软件技术　控制论　统筹学等多种学科技术，通过对工业生产过　程实施检测、修正、调整、优化和管理等，不断提高工业生产效率，以最少　的工业投入收到更高的产出，不断提高产品质量　工业自动化控制系统主　要由三个部分组成：即工业自动化软件、工业机械和信息系统。通过发挥　工业控制自动化技术能够有效提高工业生产效率，帮助企业不断优化生产　流程，提升综合生产效益。工业自动化技术的出现，是工业化水平提高的　重要标志。今天，自动化技术已得到十分广泛的应用，在机械设计、机床加　工、石化冶炼、信息科技、建筑施工以及航空航天等领域都有它的影‘于ａ本　文将全面分析工业自动化技术以及其的未来发展方向。　【关键词】工业自动化控制；系统组成；趋势；分析　一　工业自动化简介　工业自动化以生成活动中的各项参数为基础，采用现代管理技术　和设备对整个生产过程实施控制，通过大量使用现代工业设备和技术　不断降低人力资本投入，充分利用人以外的生产性资源来组织生产活　动，这就是工业自动化生产模式，而工业生产过程自动化就是工业自动　化。　１　我国工业自动化的发展过程　随着经济、科技发展水平的不断提高，我国工业自动化水平也得了　快速提升，如今在多个生产部门和领域都应用到了工业自动化技术。自　动化技术是实现工业生产完全自动化或者部分自动化的基础，它可以有　效节省工业生产人力资本的投入。自动化技术涉及到多个学科知识和内　容，例如机械、力学、电子信息、软件等。当前，工业自动化技术应用水平　成为衡量一国工业化水平的重要指标和尺度，也是提高工业生产效率的　重要手段。我国工业自动化主要经历了三个主要阶段，ｔｉｐ２０世纪４０年代　至６０年代，以单机自动化加工设备出现为标志的初级发展阶段，２Ｏ世纪　６Ｏ年代中至７Ｏ年代初期，以流水线工业自动化技术应用为标志的阶段，　２０世纪７０年代中期至今，以高科技技术为应用的现代发展阶段。　２　工业自动化控制系统组成　自动化控制技术是一种现代化工业生产技术，在多个行业和领域　得到了充分的利用和发展，在农业、教育、加工业等行业中都可以看到　它的影子，它是集机械、电子、信息以及电气等学科知识为一体的综合　性应用技术。工业控制系统则是指工业生产设备、控制系统以及自动化　设备和技术的统称。　３．工业自动化控制系统产品　（１）可编程序控制器（ＰＬＣ）：按功能及规模可分为大型ＰＬＣ，中　型ＰＬＣ及小型ＰＬＣ。（２）分布式控制系统（ＤＣＳ）：按功能及规模亦可分　为多级分层分布式控制系统、中小型分布式控制系统、两级分布式控制　系统。　（３）工业ＰＣ机：在一些生产环境比较恶劣地方比较使用，它通过　与各种控制指令输入输出接口相结合组成综合性工控机。　（４）嵌入式计算机及０ＥＭ产品，包括ＰＩＤ调节器及控制器　＝．工业自动化控制的现状　１．ＰＬｃ　ＰＬＣ主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，它可全　程监控和控制工业生产全过程。它配置了可自动编程的开发系统，能够　自动存储和利用各种存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与　算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入／输出控制各种　类型的机械或生产过程。ＰＬＣ是工业自动化控制的核心部分，好比人的　神经中枢。　２　ＤＣＳ　在国内工业领域，ＤＣＳ也被称作集散式综合控制系统。它是一个综　合性的多级信息通信计算系统，主要由过程控制级和过程监控级组成，　主要组成部分有微机、通信网络、输出终端和控制调配器等多项科技技　术，其主要工作原理是分散控制，集中操作、分级管理、配置灵活以及　组态方便。ＤＣＳ具有诸多优点，例如高稳定性、灵活性和兼容性等。可　以用一句话来简单概括ＤＣＳ的主要功能特点：分散控制，集中管理。　３．工业Ｐｃ　工业ＰＣ主要有两种类型：ＩＰＣ工控机和ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ￣控机。工业　自动化技术应用对工业ＰＣ的运行提出了更高的要求，对其的工作稳定　性、冗余配置以及兼容性给出了苛刻的技术要求。过去的ＩＰＣ技术逐　渐难以满足现代工业自动化生产的要求，慢慢退出了历史舞台。多种不　同的ＰＣ机能够兼做服务器和客户机，并形成了按区域划分的工业Ｐｃ机　群，依靠网络形成了集管理和控制为一体的综合系统，实现了企业内部　之间的信息交换和沟通。　三．工业自动化控制的未来发展趋势　１　未来ＰＬＣ　自面世以来，ＰＬＣ就一直没有停止创新和发展的脚步，它通过利用　当前最新的微处理技术和电子信息技术可以实现快速扫描。从技术应　用趋势来看，电脑软件技术将会在程序化控制器的设计和生产上得到更　多的应用，未来必然会出现存储功能强大、运算速度更快、智能化水平　更高的ＰＬＣ产品。一个小型的ＰＬＣ相当于８－１０个继电器，具有十分广泛　的应用空间。从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展，　从产品的配套性上看，产品的品种丰富、规格齐全，完美的人机界面、完　备的通信设备会更好地适应工业控制的需求。从市场上看，少数几个品　牌垄断国际市场，会出现国际通用的编程语言。　２．控制系统正在向现场总线方向发展　现场总线是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解　决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字　通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由　于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点。现场总线是安　装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数　字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了　数字计算和数字通信能力，提高了信号的测量、传输和控制精度，提高　了系统与设备的功能、性能。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开　放式、新型全分布控制系统。国内现场总线的发展趋势是：①多种现场　总线在国内展开激烈竞争，竞争的重点是应用工程；②自己开发的现场　总线产品开始投入市场；⑦各行业的现场总线应用工程迅速发展。　３，工业自动化控制软件的发展趋势　ＩＤＥ为每个应用程序组件提供了＿一种历史记录审核跟踪机制，包括　用户标识符、时期与时间戳、以及关于变化的详细的摘要信息。ＩＡｓ对　用户而言可显著降低工程成本，为简化分布式自动化的开发、部署、维　护与管理提供了基础。最近的工业自动化软件系统正利用先进的软件技　术朝着集成化，网络化、平台化　综合管理等方向发展。　四　结束语　总体而言，现代工业自动化技术的应用和普及，将会显著提升社会　总体生产效率，同时也会加快促进传统产业结构的优化和升级。借助　现代工业自动化控制技术，可以大大节约工业生产过程中人力资本的投　入、不断提高恶劣环境下的生产安全性、有效提高工业生产效率和质　量。随着工业自动化技术的不断发展和普及，人类改造世界的能力将会　不断增强，促进社会经济的快速发展。　参考文献　．　【１】杨燕红．工业自动化技术在各个工程领域中的应用．硅　谷，２０１　０，（０５）：１２９　【２】黄少瑛．．Ｚ－＿，ｌｋ自动化的发展现状及其应用．硅谷，２０１０，（１４）：４０

简述对工业自动化的认识

工业自动化是指利用各种自动化技术和设备，对工业生产过程进行控制和管理，以提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和保证生产安全的一种生产方式。下面将从几个方面简要介绍对工业自动化的认识。

一、工业自动化的定义

1.1 工业自动化是利用各种自动化技术和设备，实现工业生产过程的自动控制和管理。

1.2 工业自动化是将人的思维和行为模型转化为自动化系统的过程，实现生产过程的自动化执行。

1.3 工业自动化是通过传感器、执行器、控制器等设备，实现对生产过程的监测、控制和优化。

二、工业自动化的优势

2.1 提高生产效率：自动化系统可以实现连续、高效的生产过程，大大提高生产效率。

2.2 降低生产成本：自动化系统可以减少人力成本、节约能源消耗，从而降低生产成本。

2.3 提高产品质量：自动化系统可以减少人为因素的干扰，保证产品质量的稳定性和一致性。

三、工业自动化的应用领域

3.1 制造业：工业机器人、自动化生产线等自动化设备广泛应用于制造业，提高生产效率和产品质量。 3.2 化工行业：自动化控制系统在化工生产过程中起到重要作用，提高生产安全性和环保性。

3.3 物流行业：自动化仓储系统、自动导航AGV等设备在物流行业中得到广泛应用，提高物流效率和准确性。

四、工业自动化的发展趋势

4.1 智能化：工业自动化系统将越来越智能化，具备自学习、自适应和自优化的能力。

4.2 互联网化：工业自动化系统将与互联网技术结合，实现设备之间的信息共享和远程监控。

4.3 灵活化：工业自动化系统将越来越灵活，能够适应不同生产需求和环境变化。

五、工业自动化的挑战

5.1 技术更新换代：工业自动化技术更新换代迅速，企业需要不断学习和更新技术。

5.2 人才短缺：工业自动化领域需要专业人才，人才短缺是一个挑战。

5.3 安全风险：工业自动化系统存在被黑客攻击、系统故障等安全风险，需要加强安全保护。

综上所述，工业自动化是一种重要的生产方式，具有提高生产效率、降低成本、提高产品质量等优势，广泛应用于制造业、化工行业、物流行业等领域。随着技术的不断发展，工业自动化将朝着智能化、互联网化、灵活化的方向发展，但同时也面临着技术更新、人才短缺、安全风险等挑战。企业应加强技术研发和人才培养，做好安全防护，以适应工业自动化发展的需求和挑战。

自动化生产的发展现状和未来趋势

在现代工业化社会中，自动化生产已经成为一个关键的领域。自动化技术的发展不仅对生产效率和质量的提升起到重要作用，也对人类生活方式和社会经济格局产生了深远的影响。本文将探讨自动化生产的当前现状和未来趋势。

一、自动化生产的当前现状

目前，自动化生产已经在各个行业中得到广泛应用，尤其在制造业中发展迅猛。传统的人工操作正在被机器人和自动化系统取代，从而减少了人为因素的干扰和错误，提高了生产效率和产品质量。自动化技术的应用从简单的机械装置发展到了智能化、网络化和数据化的水平，例如自动化生产线、智能仓储系统等。

自动化生产的另一个重要特点是其越来越广泛的应用领域。除了传统的制造业，自动化技术也已经在农业、医疗、交通等领域中得到应用。例如，在农业领域，自动化收割机器人可以大大提高作业效率，减少人力成本；在医疗领域，手术机器人可以实现精确的手术操作，减少手术风险。

二、自动化生产的未来趋势

未来，自动化生产将继续向更高的水平发展。首先，随着人工智能技术的不断发展，机器人将变得越来越智能化。机器人将能够通过学习和适应不同的工作环境，实现更加灵活和高效的生产。例如，智能机器人可以通过学习和理解工艺流程，自动调整和优化生产线，实现生产过程的自主化控制。

其次，自动化技术将与互联网、大数据和物联网等技术相结合，实现更加智能和高效的生产方式。通过互联网和物联网的连接，生产设备将实现实时监测和数据交换，从而实现全局的生产调度和控制。大数据的分析和挖掘能力也将为自动化生产提供更多的决策支持和优化方案。 此外，自动化生产还将朝着更加人性化和可持续的方向发展。随着人们对生活质量和环境保护的要求越来越高，自动化生产将更加注重产品的人性化设计和能源的可持续利用。例如，可穿戴设备的出现将为生产操作人员提供更加人性化和便捷的工具，同时减少能源的浪费。

最后，自动化生产的未来趋势还将受到社会和政策环境的影响。随着人口老龄化和劳动力成本的上升，自动化生产将成为解决劳动力短缺和提高劳动生产率的重要手段。政府对自动化技术的支持和引导也将推动自动化生产的发展。

工业智能化的发展与趋势展望

随着信息技术的飞速发展，智能化正在成为越来越多的工业领域的发展趋势。工业智能化的概念正在越来越多地得到关注，它是指通过信息技术和网络技术，让工业制造变得更加智能化，有效地提高生产效率和产品质量，同时减少生产成本和人力成本的新型工业制造方式。本文将从工业智能化的概念、发展历程、主要技术和未来趋势等方面对工业智能化进行探讨和分析。

一、工业智能化的概念与发展历程

工业智能化是指利用信息技术、网络技术和智能控制技术，对工业生产的各个环节进行全面的自动化和智能化改造，实现生产、管理、服务的智能化水平，从而提高生产效率和产品质量，降低生产成本和人力成本的新型工业制造方式。

工业智能化的发展历程可以追溯到上世纪八十年代初期，当时由于计算机的发展和应用，自动化技术在工业生产中得到了广泛的应用，但由于计算机的性能和应用效果限制，自动化水平比较低。随着信息技术和网络技术的兴起，计算机性能的不断提高，自动化技术逐渐发展为控制技术，有关数据的采集、处理、存储和调度等环节得到了有效地提高，实现了工业生产的全面自动化和智能化。工业智能化的发展历程可以说是一个漫长的过程。

二、工业智能化的主要技术

工业智能化的核心技术包括三个方面：传感器技术、网络技术和数据分析技术。

1.传感器技术

传感器是实现工业智能化的重要技术之一，它是通过将机械能、电能、热能、光能等转化为电信号，实现工业过程中数据采集、传输和处理的关键环节。常用的传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等。

2.网络技术

网络技术是工业智能化实现的另一个重要技术，它通过实现工业场景中各个设备之间的连接和通信，实现数据的实时共享和交互。在工业场景中，常用的网络技术包括以太网、LoRaWAN、NB-IoT等。

3.数据分析技术

数据分析技术是工业智能化的重要技术之一，它主要通过各种数据分析算法对生产线上的数据进行快速处理、分析和诊断，发现数据背后的规律和变化，并根据分析结果进行优化和控制。其中，常见的数据分析算法包括神经网络、支持向量机、决策树等。