工業(yè)自動化控制技術及發(fā)展趨勢研究

楊　濤，葉　星

（新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院繼續(xù)教育學院，新疆　昌吉　831100）

工業(yè)自動化控制技術及發(fā)展趨勢研究

楊濤，葉星

（新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院繼續(xù)教育學院，新疆昌吉831100）

自動化技術促進了工業(yè)的進步，已經(jīng)被廣泛應用于機械制造、電力、建筑、交通運輸?shù)雀鱾€領域，成為了提高勞動生產(chǎn)效率的主要手段。用信息化帶動工業(yè)化，逐漸推動工業(yè)自動化控制技術的發(fā)展，能使企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益最大化，促進我國經(jīng)濟跨越式發(fā)展。

工業(yè)自動化控制；智能化生產(chǎn)；發(fā)展趨勢

工業(yè)自動化是指以各計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡信息等系統(tǒng)為一體，各部分相互協(xié)調(diào)，能夠?qū)嶋H的工業(yè)生產(chǎn)過程進行檢測與控制。

1　發(fā)展歷程與成就

我國工業(yè)自動化水平主要經(jīng)歷了以下幾個階段，20世紀40年代到60年代，以單機自動化加工設備出現(xiàn)為標志的初級發(fā)展階段。20世紀60年代到70年代，以流水線工業(yè)自動化技術應用為標志階段。20世紀70年代中期之后，以高科技技術為應用的現(xiàn)代發(fā)展階段。隨著經(jīng)濟技術的快速發(fā)展與深入改革，我國工業(yè)化自動控制水平逐漸提高。如今，自動化生產(chǎn)技術是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)完全自動化或者部分自動化的基礎，有效節(jié)省工業(yè)生產(chǎn)人力資本的投入。自動化技術涉及到多方面的知識與內(nèi)容，提高了工業(yè)生產(chǎn)效率的重要手段。

就目前的情況分析，我國工業(yè)自動化控制系統(tǒng)生產(chǎn)出的產(chǎn)品技術含量非常高，專業(yè)性較強，并且其生產(chǎn)產(chǎn)品的種類趨于多樣化。據(jù)統(tǒng)計，我國工業(yè)自動化學會的唯一門戶網(wǎng)站以及合作網(wǎng)站已經(jīng)有16個大項目，20多個小項目，全球工業(yè)自動控制廠商達到了20萬家，僅僅變頻器的生產(chǎn)廠家就有2000多家。第三市場巨大，我國工業(yè)自動化控制系統(tǒng)裝置制造的產(chǎn)業(yè)一直保持在年內(nèi)增長20%以上。在2009年，我國儀器儀表行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)達到了5363個，總共完成了4047億元，銷售產(chǎn)值達到了3947億元。根據(jù)統(tǒng)計顯示，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)遍布全球，在石油、化工、造紙、汽車、航天飛機、環(huán)境工程以及紡織等各個領域都有廣泛應用，提高了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

2　發(fā)展中須解決的問題

工業(yè)自動化控制技術是一種現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)技術，在機械制造、電力、交通等各個領域得到了充分的利用與發(fā)展，在農(nóng)業(yè)、教育以及加工等各個行業(yè)中都可以看到工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的影響。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是集機械、信息、電氣以及電子等各種學科知識為一體的綜合性應用技術。工業(yè)控制系統(tǒng)主要是指工業(yè)生產(chǎn)設備、控制系統(tǒng)以及自動化設備等統(tǒng)籌系統(tǒng)。

在工業(yè)自動化控制發(fā)展過程中雖取得了一定成就，但在存在的一些問題還需解決。第一，PLC一直處于工業(yè)自動化的主導地位，生產(chǎn)和發(fā)展有了一定的規(guī)模，但還沒有形成強大的生產(chǎn)能力和品牌質(zhì)量，可以說PLC生產(chǎn)還不夠產(chǎn)業(yè)化。第二，從整體情況分析，工業(yè)自動化企業(yè)的規(guī)模都較小，工業(yè)自動化比例依然不高，我國自動化儀器儀表行業(yè)的產(chǎn)值僅僅占有GDP比例的1.1%，與美國工業(yè)自動化的發(fā)展水平差距較大。第三，國內(nèi)工業(yè)自動化控制產(chǎn)品競爭激烈，與發(fā)達國家相比，不管是IPC、PLC還是DCS，都處于弱勢地位。第四，自動化企業(yè)大多數(shù)都急功近利，科技研究的投入比較少，科研的人員隊伍不穩(wěn)定，缺乏長時間的科研積累，大型的裝備自動化控制系統(tǒng)的應用程度還非常低。第五，我國絕大多數(shù)的工業(yè)自動化企業(yè)缺乏創(chuàng)新，沒有核心技術，國產(chǎn)系統(tǒng)總體水平在應用平臺上還比較低，而且在國內(nèi)工業(yè)自動化系統(tǒng)的綜合能力較差，產(chǎn)品系列不全。

3　控制技術發(fā)展趨勢

（1）無線生產(chǎn)。就目前的情況分析，通信技術的發(fā)展重要因素就是技術標準種類繁多，從第一代現(xiàn)場

總線通信技術到當前的現(xiàn)場總線通信技術，其技術標準有幾十種，不同的通信技術有不同的限制要求。當前，工業(yè)生產(chǎn)的主要要求就是產(chǎn)量高、產(chǎn)品質(zhì)量好，運行穩(wěn)定、綠色環(huán)保。雖然制約無線通信技術的因素較多，但是排除技術方面的因素之外，實現(xiàn)現(xiàn)場儀表無線通信技術，機械設備的布置會越來越靈活、多變，而通信技術的維護成本也將大大降低。工業(yè)自動化控制在今后的發(fā)展過程中，依靠無線通信設備，使工業(yè)生產(chǎn)滿足效率高、質(zhì)量好、運行穩(wěn)定、環(huán)保等生產(chǎn)要求。

（2）智能化生產(chǎn)。高度智能化是我國工業(yè)自動化生產(chǎn)技術的效果。從未來的發(fā)展趨勢來看，智能化生產(chǎn)是工業(yè)自動化控制發(fā)展的大體方向。智能化生產(chǎn)主要是實現(xiàn)了機械設備自動化生產(chǎn)多樣性的產(chǎn)品。如在工業(yè)自動化控制生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中，通過對工業(yè)自動化流量、壓力或者溫度的補償過程中，相應的儀表需要分別對流量、壓力或者溫度進行測量，分別進行了計算處理之后給相應的變送器發(fā)送指令來不斷完成其補償操作。在智能化操作的變送器可以一次性完成以上操作，同時還可以實現(xiàn)真正工業(yè)自動化控制。另外，在未來的發(fā)展過程中，工業(yè)自動化控制軟件將逐漸朝著先進的自動化控制技術方向發(fā)展。工業(yè)自動化控制軟件將從人為操作逐漸朝著智能化機械操作發(fā)展。目前，先進自動化控制策略主要體現(xiàn)在：自適應控制、魯棒控制、預測控制、只能控制等系統(tǒng)。

（3）高精度生產(chǎn)。我國采用工業(yè)自動化技術生產(chǎn)的相關產(chǎn)品對加工機械的精度要求非常嚴格、苛刻。目前，當前的普通加工領域，對于機械加工的精度要求也是越來越高，因此工業(yè)自動化控制在未來的發(fā)展過程中，會實現(xiàn)自動化操作的基礎上，具有非常嚴格、精密的機械進行操作。如當前加工變送器的精度為之前的0.04%，在貿(mào)易交換計算中應用的流量計算精度已經(jīng)提高到之前的0.05%。在交通運輸、石油、化工等各個領域，工業(yè)自動化控制加工要求的精度會越來越嚴格，其生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量也會逐漸提高。

4　結語

隨著一系列工業(yè)自動化控制技術的完善與實施，基于信息化帶動工業(yè)化生產(chǎn)的思想，將會使工業(yè)自動化控制技術得到更深的發(fā)展。采用工業(yè)自動化控制不僅可以將人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣的工作環(huán)境中解放出來，同時還可以擴展到人器官的功能，大大提高了其生產(chǎn)的工作效率?？傊眯畔⒒瘞庸I(yè)化，逐漸推動工業(yè)自動化控制技術的發(fā)展，使企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益最大化，促進我國經(jīng)濟跨越式發(fā)展。

The Development Trend of Industrial Automation Control Technology

YANG Tao，LE Xing
（Xinjiang Agricultural Vocational and Technical College School of Continuing Education，Changji，Xinjiang 831100，China）

The automation technology promotes the progress of the industry，and has been widely used in machinery manufacturing，electric power，construction，transportation and other fields，becoming the main means to improve labor productivity.This paper mainly analyzes the current situation and trend of development of industrial automation control，which has a certain reference significance.

industrial automation control；intelligent production；the development trend

TP273

A

2095-980X（2015）10-0062-01

2015-09-08

楊濤（1991-），女，新疆人，大學本科，主要研究方向：機械設計制造。