淺談控制自動化在我國工業(yè)發(fā)展進程中的重要性

【摘要】信息化的發(fā)展對我國的工業(yè)具有極其重要的作用，極大提升了工業(yè)發(fā)展的水平，而其中的控制自動化技術(shù)發(fā)揮著積極的作用，工業(yè)控制自動化技術(shù)是20世紀現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，該技術(shù)在眾多的領(lǐng)域中都已經(jīng)得到了應(yīng)用，隨著科技的進步，該技術(shù)也在不斷的完善與進步。筆者結(jié)合已有的工作經(jīng)驗，將從控制自動化在我國工業(yè)發(fā)展的應(yīng)用、重要性等方面進行探討，以期為我國工業(yè)控制自動化技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)從業(yè)人員提供理論或者實際參考意見。

【關(guān)鍵詞】控制自動化；工業(yè)發(fā)展；PLC；PC；重要性

1.引言

傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展的控制模式具有很大的局限性，在工業(yè)生產(chǎn)中，精度、穩(wěn)定性、可靠性、效率、作業(yè)方式等都難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，傳統(tǒng)的控制方式缺少智能化、自動化等先進的技術(shù)，無法保證工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，并且增加了生產(chǎn)的控制成本，不利于企業(yè)改善其經(jīng)濟效益，制約了企業(yè)競爭力的提升。

隨著控制自動化技術(shù)逐步融入到工業(yè)發(fā)展中來，給工業(yè)生產(chǎn)的機電一體化、智能技術(shù)、控制自動化等引入了新的意義，并且推動了工業(yè)發(fā)展的水平。我國要從勞動密集型的發(fā)展方式向高端技術(shù)轉(zhuǎn)型，必須重視控制自動化對于技術(shù)轉(zhuǎn)型的重要性。

2.控制自動化技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用

控制自動化技術(shù)主要包含智能控制技術(shù)和自動化控制技術(shù)，其逐漸滲透到了工業(yè)領(lǐng)域的各個方面，在工業(yè)控制中有不同的方法和流程，如準時方式、看板方式和零庫存方式等，準時方式是為了保證工業(yè)生產(chǎn)的無縫銜接，看板方式是確保信息之間的準確傳遞，零庫存方式是為了消除無效的空間浪費。

控制自動化技術(shù)的不斷完善，通過與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)、辦公自動化等技術(shù)相互融合，形成了多層次、多樣化、復(fù)合型等結(jié)構(gòu)。自動化控制技術(shù)由于可以適合不同的環(huán)境，通過對知識進行定性、定量的分析與推理，可以實現(xiàn)控制的精確性和及時性要求，保證工業(yè)生產(chǎn)中的高質(zhì)量與高水平。其技術(shù)的主要部分包含以下結(jié)構(gòu)：

（1）信息采集

控制自動化的信息采集是隨著自動化程度的不斷提高，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和工業(yè)自動化控制之間的協(xié)調(diào)，可以解決機械自動化和工業(yè)用工之間的矛盾，為提高加工的效率和質(zhì)量提供信息參考，并且引入先進的管理技術(shù)和智能控制技術(shù)。

（2）系統(tǒng)建模

此功能機構(gòu)主要集中對數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，將模擬量數(shù)據(jù)通過A/D單元轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并且將數(shù)據(jù)進行存儲，其實現(xiàn)的形式為計算機和PLC技術(shù)（可編程邏輯控制器），PLC控制技術(shù)可以實現(xiàn)控制的自動化與精確化，控制工業(yè)生產(chǎn)的合理運行，減少生產(chǎn)成本；數(shù)據(jù)的監(jiān)控則是對生產(chǎn)中的運行情況進行自動、實時的掌控，對系統(tǒng)運行的不同部分進行相應(yīng)的監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障能夠及時的預(yù)警，并根據(jù)定時器和計數(shù)器中的數(shù)據(jù)進行及時的調(diào)整。

（3）動態(tài)控制

自動化控制技術(shù)可以通過信息化、智能化等技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)控制，尤其是傳統(tǒng)的控制對人工的依賴性比較強，但人工控制難以確保時刻關(guān)注工業(yè)生產(chǎn)的情況和需要，因而自動化控制能夠全天候高質(zhì)量的動態(tài)控制工業(yè)生產(chǎn)，遠程控制可以在控制中心對整個工業(yè)生產(chǎn)集中控制，并實時掌握其運行情況，通過動態(tài)控制可以滿足工業(yè)生產(chǎn)的及時性需求。

3.控制自動化在工業(yè)發(fā)展進程中的重要性

3.1 實現(xiàn)工業(yè)控制的低成本

自動化控制技術(shù)對傳統(tǒng)工業(yè)的改造，促進了工業(yè)的高速發(fā)展，尤其是其低成本的控制方式，可以減少生產(chǎn)預(yù)算，由于控制自動化和新工藝、新技術(shù)的結(jié)合，可以淘汰傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中許多高耗能、低效益的生產(chǎn)方式，減少生產(chǎn)的成本，如節(jié)約能源、減少材料損耗、加工步驟等，都可以提升生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。

此外，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的低成本化還包括加速生產(chǎn)的效率，節(jié)約生產(chǎn)時間、提高生產(chǎn)的質(zhì)量，減少不良率和返工率等，都是直接減少控制成本的有效手段。其中以PC系統(tǒng)為主流的控制方式，其中結(jié)構(gòu)有I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡(luò)、計算機等能夠迅速的實現(xiàn)控制的功能集成化，并且安裝、維護建議，更加靈活的應(yīng)用于工業(yè)發(fā)展當中，為企業(yè)提供了多種可行性的選擇，由于PC系統(tǒng)具有診斷、穩(wěn)定、熱插拔、冗余配置等功能，使生產(chǎn)非常人性化和便捷化，有效降低成本，改善工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。

3.2 控制自動化的網(wǎng)絡(luò)化、微型化和開放化

由于控制自動化集成了當今的多項先進的技術(shù)，尤其是電子計算機技術(shù)、信息技術(shù)的應(yīng)用，極大的減小了控制設(shè)備的體積，并提升了其運行的穩(wěn)定性。由于網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的引入，可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)網(wǎng)，經(jīng)過控制中心來分配各段的任務(wù)，實現(xiàn)布置、監(jiān)控、預(yù)警、響應(yīng)等多種功能，方便地控制效率的提升。

自動化控制中的PLC技術(shù)實現(xiàn)了微型、網(wǎng)絡(luò)和開放化的發(fā)展，控制組態(tài)具有很好的通用性，其接口越來越朝著通用化的方向發(fā)展，許多企業(yè)都向控制開放化的方向發(fā)展，為各種設(shè)備提供了可行的控制方案，非常適用于控制領(lǐng)域的功能拓展和復(fù)雜應(yīng)用要求，具有極佳的適應(yīng)性。

而且PLC等控制技術(shù)穩(wěn)定、可靠、編程簡單、更換成本低等都為其推廣打下了良好的基礎(chǔ)，很大程度上推動了控制自動化技術(shù)的進步。

3.3 現(xiàn)場總線方向發(fā)展

也被稱為FCS技術(shù)，其主要是基于現(xiàn)場總線的全數(shù)字化、全開放化和全分散化的交互操作，取代了傳統(tǒng)的一對一的信號模擬方式，可以實現(xiàn)數(shù)字雙向傳輸、多分支的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化進程，促進現(xiàn)場儀表的功能分散化、智能化、開放化的方向發(fā)展。

3.4 控制自動化的一體化進程

其中以DCS技術(shù)（DCS技術(shù)是計算機技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物，是目前最先進、最合理的過程控制系統(tǒng)）為代表的一體化控制技術(shù)，實現(xiàn)了PC、PLC、FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）等技術(shù)的融合，這三種系統(tǒng)技術(shù)的融合可以有效的集中各自的優(yōu)點，我國的DCS系統(tǒng)的研發(fā)速度很快，國產(chǎn)系統(tǒng)的競爭力也在穩(wěn)健提高，今后將逐漸形成小型化的發(fā)展趨勢，融合了三種控制系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可以更加靈活、廣泛的應(yīng)用于大、中、小規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，并且限制條件很少，實現(xiàn)了控制的一體化，極大提升了工業(yè)控制的效率，使整個數(shù)據(jù)鏈在工業(yè)生產(chǎn)的企業(yè)內(nèi)部流轉(zhuǎn)運行，實現(xiàn)控制技術(shù)的無縫連接，引導測控管技術(shù)的一體化進展，此類技術(shù)已經(jīng)成為了發(fā)展的趨勢，是各國爭相研究的優(yōu)先方向。

4.結(jié)束語

工業(yè)控制自動化技術(shù)主要是解決生產(chǎn)效率與一致性問題，這也是其獲得廣泛應(yīng)用的一個重要原因，其對于我國的工業(yè)發(fā)展進程有著重要的作用，在促進工業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型、升級、優(yōu)化等方面都發(fā)揮著舉足輕重的作用，因此，相關(guān)研究值得更加深入，以促進我國工業(yè)的進一步發(fā)展。

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