工业自动化控制的现状及趋势

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

工业自动化控制现状与发展趋势探讨

作者：鄢妮

来源：《科技与企业》2016年第03期

【摘要】科技和经济的发展必然是一个相辅相成和共同促进的过程，前者的发展和革新带来巨大的推动力，促进经济的发展，后者实力的增强也会给科技发展奠定坚实的基础，而这一规律在工业生产中的体现尤为明显。21世纪以来，世界工业自动化控制的技术逐步普及，不仅为工业化生产增添了新的动力，也为经济和社会生产解决了劳动力的限制。据此，本文分析了当下我国的工业自动化控制的情况，并深层次地探讨了自动化在未来的发展趋势。

【关键词】工业；自动化；控制；未来趋势

一、工业自动化控制现状

（一）PLC

工业自动化控制技术从被开发和应用以来，PLC控制系统便一直作为工业自动化控制行业的主导技术。正是基于这项技术可以实现多个工业自动化设备的同时控制，而且还能提供必要的安全性、精确性和可靠性方案，为工业自动化控制行业的发展提供不竭的动力。现阶段，世界大多数的PLC控制系统都是国外厂家为主，有超过三百种的型号满足各类型的需求。虽然我国在自动化控制中投入了巨大的资源，而现阶段的国产PLC控制系统产品已经有了一定的成果。但是，目前仍没形成高水平的生产技术，以及好的品牌形象。简单地说，我国PLC控制系统产品仍旧没有形成系统的产业化，这也造成了我国工业自动化控制大多使用国外的产品。

（二）DCS

DCS是集散控制系统的简称，在上个世纪七十年代被开发和使用，而我国的自主研发DCS控制系统要慢上十年左右。但是，随着近年我国在先进科技中的投入越来越多，DCS控制系统的研发在我国也取得了不少的成果，尤其是在产品质量和安全两个方面，都实现了对世界顶级DCS控制系统的赶超。现阶段，我国国内涌现出不少优质的DCS控制系统生产企业，逐步实现了生产和发展的良性循环。

自动化控制与仪表工业的现状、发展与展望　丁亚东陈波刘崇超梁广东　科学技术　（郑州大学机械工程学院，河南郑州４５０００１）　摘要：当今社会已经是一个知识化、智能化、信息化的社会，特别是计算机技术在社会各个领域的广泛应用，对我国国名经济的迅速发展提供　了广阔的平台，拉动了工业化的进程的提速。我国跨进世界科技强国离不开自动化水平的提升与完善。自动化不仅能保证产品的质量，提高经济效　益，降低能耗，改善生态环境，而且能确保生产的安全与效率。　关键词：自动化仪表；自动化技术；发展趋势展望　正文：工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制对象，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，而使工业能进行自动生产之过程称为工业自动化。工业自动化　是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目　标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。自动化技术就是　探索和研究实现自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子、　计算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化技术的助产　士。正是由于工业革命的需要，自动化技术才冲破了卵壳，得到了蓬　勃发展。同时自动化技术也促进了工业的进步，如今自动化技术已经　被广泛的应用于机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领　域，成为提高劳动生产率的主要手段。　我对工业组态技术的第一认识就是，通过组态软件在电脑上画一　个画面，比如画面里有指示灯、电机（动画）、按钮等等。然后建立　地址与主控制器联接。人就可以通过你组态的画面观察和操作设备的　运行。　随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的　控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式，对项目　来说是费时费力、得不偿失的，同时，管理信息系统和计算机集成制　造系统的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更　详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。　１　自动化仪衰的组成　自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化　检测仪表主要由三个部分组成：①传感器，利用各种信号检测被测模拟　量；②变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为４～２０　ｍＡ的电流信　号。并送到可编程序控制器（ＰＬＣ）中．③显示器，将测量结果直观地显示　出来，提供结果。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一　部分，则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示　清晰、操作简单等特点。在工业生产中得到了广泛的应用，而且自动　化检测仪表内部具有与微机的接口，更是自动化控制系统中重要的部　分，被称为自动化控制系统的眼睛。　２工业自动化仪表的发晨　目前，随着信息化时代的到来，计算机技术、网络技术、自动化　仪表等高、新技术的发展，工业自动化仪表领域的拓宽。技术得到了　更新。从模拟仪表技术步人了智能和数字化技术领域．几十年来在自动　化仪表的发展过程中，工业生产过程由简单到复杂、规模由小到大。　至今，已有各种各样的工业生产过程生产出多种多样的产品满足当今　社会的需求。为能满足工业过程的需要近５Ｏ年来，自动化仪表从气动　到电动仪表，从现场就地控制到中央控制室控制，从仪表屏上操作到　计算机操作，从模拟信号到数字信号。数字仪表的出现对总线发展起　了很重要的作用。总线是指从控制室连接到现场设备的双向串行数字　通信总线　３工业自动化仪表的现状　目前，工业控制自动化技术是运用控制理论、仪器仪表、计算机　和其它信息技术。对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管　理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目标的　综合性技术。我国目前自控技术有了很大的发展。我国工业控制仪表　自动化的发展道路大多是引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进　行二次开发和应用。仪表从以前的气动到电动、模拟到数字、分散　到集中。ＤＣＳ历经了初＂￣（１９７５—１９８０）、成熟（１９８０—１９８５）、发展（１９８５以‘　后），几个发展时期。现阶段其以可靠性、控制功能的完善、丰富的　控制算法、方便的组态软件及扩展等诸多优点，已成为控制系统的主　流。现在各国有１００多个生产厂家在生产，主要以美国、日本、德国　等。我国的浙大中控和北京和利时也是国内的知名品牌。ＰＬＣ以其结　构紧凑、功能简单、迅速、可靠性高、价格低等优点得到了迅速的发　展。目前ＰＬＣ与ＤＣＳ相互渗透、相互融合、相互竞争。ＰＬＣ与ＤＣＳ功能　的整合，ＰＬＣ逐渐成为占自动化装置及过程控制系统市场最大占有率　的产品。　４发晨趋势　（１）结构日趋简洁，从当前发展最快的３种流量仪表（电磁、超声、　科氏涞看，机械结构都十分简洁，管道内既无转动件，又无节流件。　（２】功能力求完善，随着微电子、计算机、通信技术的飞速发展，　流量仪表的功能日益完善、多样，不少机械部分难以解决的问题，依　靠电子软件则迎刃而解，￣Ｋｒｏｈｎｅ的智能电磁流量计，不少超声流量　计不仅可测流量，还可测流体密度、组分、热能等等。　（３）安装日益简便，工业自动化程度越高，用户越欢迎采用安装维　护简便的产品，这也是插入式，外夹式仪表日益畅销的原因　５国产化刻不窖缓：　据了解，我国近年来进口仪器仪表约１３　美元，出口约３　美元　（多为低附加值的电工仪表、家用水表、气表），国内大型工程选用国外　仪表占２，３，而其价格为国产５～１０倍，我国大型流量仪表企业主要依靠　国外技术，缺乏拥有自主知识产权意识，创新乏力洎动化仪表国产化　刻不容缓！　自动化仪表尤其是工业自动化现场仪表的智能化、总线化、网络　化的发展进程，不难看出计算机技术对现代自动化仪表技术的发展起　到了十分积极的促进作用，计算机网络与工业局域网的融合又大大丰　富和发展了现代自动控制技术。因此，现代自动化仪表的智能化技术　不但改善了仪表本身的性能，还影响到了控制网络的体系结构，它不　再是功能单一的固定结构，其适应性越来越强，功能也越来越丰富。　针对目前国内自动化仪表行业发展所遇到的一些Ｉ司题，相信在行业逐　渐成熟的背景下，这些问题能逐一解决。新一代的智能化仪器仪表将　在计算机网络技术支持下，在各行各业得到越来越广泛的应用。　参考文献　［１］张如芹、付新薪、张丰伟．浅谈仪表自动化的发展［Ｊ】科技信息２００８　［２］潭跃刚．《电子工业出版社》　作者简介　丁亚东（１９９１一）。男，汉族，江苏连云港人，郑州大学，机械工程学　院，机械工程及自动化　陈波（１９９４一），男，汉族，河南开封人，郑州大学，机械工程学院，　机械工程及自动化　刘崇超（１９９０一），男，汉族，河南濮阳人，郑州大学，机械工程学　院，机械工程及自动化　梁广东（１９９１一），男，汉族，河南新乡人，郑州大学，机械工程学　院，机械工程及自动化　６结柬语　综合上述，只要合理选择机床和冷却方式进行冷却，合理选择刀　具材料和切削用量，就能在很大的程度提高加工精度和工件尺寸精　度，降低其加工成本和节约加工时间，提高加工效率。　参考文献：　［１】《刀片品种和切削液优选专家系统的研究》林勇主编哈尔滨理工大学　出版社　—．２５３　．

工业自动化控制的现状和发展趋势

随着科技的飞速发展，工业自动化控制的应用越来越广泛，成为企业提高生产效率、产品质量、降低生产成本和风险的重要手段之一。目前，工业自动化控制面临着无数挑战和机遇，其现状和发展趋势如下。

一、现状

1.智能化程度不断提高

随着人工智能、物联网等新技术的出现，机器学习、数据分析等技术的广泛应用，工业自动化控制越来越智能化，更加注重自动化、智能化和信息化。

2.产品功能不断提升

工业自动化控制产品不断在功能上进行提升，如传感器、执行器等组件的性能和精度不断提高，控制器的处理速度和存储容量也不断提高，大大提高了生产效率和质量。

3.系统集成化

现代工业自动化控制系统注重系统集成化，通过各个环节的数据和信息整合和互通，实现全面的自动化控制和数据管理，提高了生产效率和质量，减少了成本。

4.新兴技术的应用

随着新兴技术的不断应用，如机器视觉、大数据分析、人机交互技术等，工业自动化控制系统的功能和应用也在不断升级，为企业提供了更多的选择和可能。

二、发展趋势

1.智能制造

智能化是未来工业自动化控制系统的发展方向，通过整合物联网、人工智能、云计算等现代科技，实现工厂全面自动化控制和智能化，最大程度地提高企业生产效率和质量。

2.数字化

数字化是工业自动化控制系统的又一重要发展趋势。通过传感器和数据采集设备等技术，实现生产过程中各个环节数据的实时采集和管理，为企业提供更为全面和准确的生产数据和生产决策。

3.模块化

模块化是未来工业自动化控制系统的重要趋势，通过模块化设计，使得不同功能模块之间更好地互通和协作，方便系统的升级和维护，加快产品的研发和上市时间。 4.可持续性发展

在工业自动化控制系统的设计和开发过程中，可持续性发展也越来越受到重视，通过采用低耗能、低碳排放的技术手段，实现对环境的有效保护和节能减排，最大限度地提升社会效益。