我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

鮑蕾

摘 要：在我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域，自動(dòng)化得到廣泛應(yīng)用，特別是現(xiàn)代化工業(yè)的今天，自動(dòng)化是行業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨。在生產(chǎn)及調(diào)動(dòng)資源時(shí)，經(jīng)過(guò)設(shè)備參數(shù)的設(shè)置，可以完成控制生產(chǎn)全過(guò)程的目的，并且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都是自動(dòng)進(jìn)行的，這便是自動(dòng)化的內(nèi)涵。我國(guó)工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程發(fā)展速度因自動(dòng)化在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而不斷加快。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化；自動(dòng)化控制；發(fā)展；

工業(yè)自動(dòng)化控制技能在工業(yè)機(jī)械制造中的使用，能夠?qū)ξ覈?guó)工業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化、機(jī)械自動(dòng)化起到重要作用。采用工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)能使機(jī)械制造企業(yè)增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為操作工人提供安全的操作環(huán)境，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少機(jī)械加工成本，對(duì)提高加工質(zhì)量、效率和我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到重要作用。因此，本文研究工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)有著重要意義。

1 工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀

隨著改革開(kāi)放的春風(fēng)，國(guó)外先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國(guó)大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“PLC，變頻器，觸摸屏，伺服電機(jī)，工控機(jī)”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國(guó)的制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，為中國(guó)現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。下面筆者根據(jù)幾個(gè)控制系統(tǒng)的分析，介紹一下工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀。

1.1 工業(yè)自動(dòng)化控制的PLC控制系統(tǒng)

所謂 PLC 顧名思義是具有編程邏輯功能的控制器，它需要依靠數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)來(lái)支撐，主要控制機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程。內(nèi)部存儲(chǔ)程序是 PLC 的主要應(yīng)用領(lǐng)域，且其自身運(yùn)行時(shí)需要依靠能夠編程的存儲(chǔ)器。PLC控制系統(tǒng)就一直處于工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)的主導(dǎo)地位，PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用效果如何，很大程度上決定著工業(yè)生產(chǎn)的效率和規(guī)模，所以對(duì)于PLC控制技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行全面、深入的了解，從而保證其在溫度、濕度、震動(dòng)等外部因素方面得到有效的控制。在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要確保其所處的溫度為0℃-55℃之間，如此才能使得PLC控制技術(shù)能夠發(fā)揮良好的功效；在PLC控制技術(shù)操作需要在85%以內(nèi)的濕度環(huán)境下運(yùn)行的效果最佳；PLC控制技術(shù)在自動(dòng)化應(yīng)用中需要外震動(dòng)在10-55HZ之間，從而為技術(shù)的應(yīng)用提供充分的條件。除了對(duì)外部環(huán)境需要格外的注意，還要注重PLC的控制技術(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，其主要的操作流程包括：評(píng)估控制任務(wù)、PLC的選型、控制流程設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、程序檢查、程序調(diào)試、模擬運(yùn)行、聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào)、程序備用、交付使用，對(duì)于PLC控制技術(shù)的設(shè)計(jì)流程需要嚴(yán)格按照這一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施為好。

1.2 工業(yè)自動(dòng)化控制的DCS控制系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)，即DCS控制系統(tǒng)，DCS是在二十世紀(jì)七十年代被研發(fā)出來(lái)并成功得到運(yùn)用的集散控制系統(tǒng)。在之后的十年中，我國(guó)也對(duì)DCS系統(tǒng)的研制取得了重大突破，并對(duì)這項(xiàng)系統(tǒng)開(kāi)始攻關(guān)研制。之后隨著科技的爆發(fā)和國(guó)力增強(qiáng)，我國(guó)對(duì)DCS系統(tǒng)的研制和生產(chǎn)取得了跨越性的進(jìn)度，一大批DCS企業(yè)相繼成立崛起。如今我國(guó)的DCS產(chǎn)品質(zhì)量和研究技術(shù)已經(jīng)日益向著世界領(lǐng)先的行列邁進(jìn)。已經(jīng)出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的DCS控制系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，并獲得了良好的發(fā)展。

1.3 工業(yè)自動(dòng)化控制的工業(yè)PC控制系統(tǒng)

目前世界上工業(yè)PC控制系統(tǒng)開(kāi)始逐漸地替代PLC控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)，而被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，因?yàn)檫@種控制系統(tǒng)具有分布控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，從而可以有效的實(shí)現(xiàn)具有基礎(chǔ)性能的工業(yè)自動(dòng)化控制；另外工業(yè)PC控制系統(tǒng)還存在不同的客戶模式以及服務(wù)器模式，所以工業(yè)PC控制系統(tǒng)還可以作為客戶機(jī)或服務(wù)器，從而形成具有區(qū)域性的工業(yè)PC機(jī)群，這種機(jī)群通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的方式形成把管理和控制統(tǒng)一起來(lái)，有效的實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部之間的信息交流與交換，所以這種方式還可以把所有的信息收集起來(lái)，建立信息綜合系統(tǒng)。

2 工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 可編程邏輯控制器（PLC）向一體化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

一體化控制器（OCS）的提出，使PLC一體化路線逐漸清晰。OCS由PLC發(fā)展而來(lái)但卻不是單純的PLC，它將傳統(tǒng)的PLC與HMI、I/O以及迅速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，成為一體，增加了人機(jī)交互界面，以方便工業(yè)自動(dòng)化的控制操作?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的革新和發(fā)展，引發(fā)了過(guò)程控制領(lǐng)域的變革，即Ethernet技術(shù)的擴(kuò)展，PLC的發(fā)展也依托互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨于網(wǎng)絡(luò)化。通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的高速傳輸和控制終端網(wǎng)絡(luò)功能的集成度提高，PLC將繼續(xù)向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

2.2 新型現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的發(fā)展

在新技術(shù)的推動(dòng)下，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)（DCS）幾個(gè)重要階段后，現(xiàn)今正朝著現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）的方向拓展和延伸。FCS在今后生命力會(huì)越加強(qiáng)大，究其原因在于FCS結(jié)合了DCS、產(chǎn)業(yè)以太網(wǎng)、先進(jìn)控制等新技術(shù)。其中產(chǎn)業(yè)以太網(wǎng)及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以提供可靠性強(qiáng)、靈活度高、方便快捷的數(shù)據(jù)傳輸方式，這使FCS在產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)將得到更加廣泛的應(yīng)用，新型現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在控制領(lǐng)域?qū)⒈３衷鲩L(zhǎng)，占據(jù)更重要的市場(chǎng)地位。

2.3 智能化控制的發(fā)展

智能化的提出引領(lǐng)了各個(gè)領(lǐng)域的變革，它是信息化技術(shù)的應(yīng)用，它采用了人工智能理論、學(xué)習(xí)算法、先進(jìn)技術(shù)，使設(shè)備能夠模擬人類智能的某些特性和功能。工業(yè)智能化控制是在人工智能的基礎(chǔ)上提出的控制方法，主要表現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制的多功能化方面。通過(guò)以太網(wǎng)和Web技術(shù)實(shí)現(xiàn)開(kāi)放型分布式智能系統(tǒng)，基于網(wǎng)絡(luò)通用的TCP/IP四層協(xié)議，提供高度模塊化、分布式技術(shù)和可反復(fù)使用的工業(yè)控制方案。

2.4 工業(yè)自動(dòng)化控制體系的發(fā)展趨勢(shì)

為了滿足當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要以及工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的需要，必須建立健全工業(yè)自動(dòng)化控制體系。信息技術(shù)模塊及其自動(dòng)化儀表模塊是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)也是相互影響的，要想建立健全工業(yè)自動(dòng)化控制體系，就必須合理的對(duì)其進(jìn)行協(xié)調(diào)。工業(yè)自動(dòng)化控制的信息化對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的推動(dòng)作用非常大，它可以有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化模塊及其信息化模塊的有效協(xié)調(diào)。自動(dòng)化儀表技術(shù)作為工業(yè)自動(dòng)化控制體系的重要組成部分，其所包含的內(nèi)容十分廣泛，例如信息采集、信息處理以及信息應(yīng)用等，所以可以說(shuō)信息技術(shù)的發(fā)展要依靠自動(dòng)化儀表技術(shù)，所以在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，重視信息技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合，是工業(yè)自動(dòng)化控制體系近期的發(fā)展趨勢(shì)。要建立健全工業(yè)自動(dòng)化控制體系是一個(gè)艱巨而又漫長(zhǎng)的任務(wù)，該體系中包含的內(nèi)容非常多，不僅需要我們單獨(dú)的完善各個(gè)組成部分，還需要我們完善整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)自動(dòng)化控制的要求越來(lái)越高，工業(yè)作為世界經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，所以加強(qiáng)工業(yè)自動(dòng)化控制具有非常重要的意義。在工業(yè)化生產(chǎn)中，不僅對(duì)生產(chǎn)操作的流程有著嚴(yán)格的規(guī)范，還對(duì)生產(chǎn)控制技術(shù)有著苛刻的要求，雖然工業(yè)控制技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)中起到了不可或缺的效用，但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中依然存在著一些不足，例如：在外界環(huán)境溫度的適應(yīng)、抵抗外部振動(dòng)等方面，還需要在日后進(jìn)行不斷地對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與革新。隨著工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的功能不斷地強(qiáng)化，其應(yīng)用的范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大，從而為我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)保駕護(hù)航。

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