自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

林育海

[摘? ? 要]近年來，隨著智能化時代的到來，自動化控制系統(tǒng)成為研究的熱點。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，對傳統(tǒng)生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展也提出了新的要求，這也為自動化行業(yè)的發(fā)展帶來了一定的壓力和動力，同時也是自動化行業(yè)發(fā)展難得的時代機遇。傳統(tǒng)生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展面臨一些難以回避的挑戰(zhàn)，應(yīng)該努力實現(xiàn)自動化控制，修煉傳統(tǒng)生產(chǎn)行業(yè)自身內(nèi)功，提升其服務(wù)社會發(fā)展的能力。進行自動化工程控制這項研究的主要目的是促進自動化控制從理論化向?qū)嵱没霓D(zhuǎn)變，來滿足智能化時代對傳統(tǒng)生產(chǎn)行業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整、持續(xù)健康穩(wěn)定運行的要求。

[關(guān)鍵詞]自動化控制;研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

[中圖分類號]TM76 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–0–02

The Status Quo and Development Trend of Automation Engineering Control System

Lin Yu-hai

[Abstract]In recent years， with the advent of the era of intelligence， automation engineering control systems have become a hot research topic. As my country's economic development shifts from a high-speed growth stage to a high-quality development stage， new requirements have also been put forward for the development of traditional production industries， which has also created a certain pressure and motivation for the development of the automation industry， which is also the face of the development of the automation industry. A rare opportunity of the times. At the same time， the development of the traditional production industry is also facing some unavoidable challenges. We should strive to achieve automated control， cultivate the traditional production industrys own internal strength， and improve its ability to serve social development. The main purpose of this research on automation engineering control is to promote the transformation of automation control from theoretical to practical， so as to meet the requirements of the intelligent age for the complete structure， continuous， healthy and stable operation of the traditional production industry system.

[Keywords]automation engineering control; research status; development trend

1 自動化控制技術(shù)介紹

自動化控制技術(shù)是隨著社會發(fā)展和科技進步而產(chǎn)生的一種新興技術(shù)。其是以計算機技術(shù)為支撐，將計算機技術(shù)的諸多有點深度融合于工程控制各領(lǐng)域，對整個生產(chǎn)過程進行宏觀層面的智能化、自動化控制，并以此來提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，最終實現(xiàn)效益最大化。它的興起響應(yīng)了國家可持續(xù)發(fā)展政策的號召，同時最大化地利用了科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)發(fā)展帶來的便利。這種技術(shù)條件下，使得所使用的生產(chǎn)機械化設(shè)備較傳統(tǒng)技術(shù)更加安全便捷。根據(jù)現(xiàn)有的自動化過程控制技術(shù)的應(yīng)用情況來看，主要集中在動力裝置、流程管控、質(zhì)量檢測等方面，可以說是已經(jīng)得到了大范圍的應(yīng)用。在實際設(shè)計使用的時候，由于自動化控制技術(shù)的一些優(yōu)良特性，使得設(shè)計可以盡可能地集中控制設(shè)備及減少生產(chǎn)過程中人員參與，這樣下來可以大幅節(jié)約生產(chǎn)成本，并且減少人員參與，也避免了一些人為因素造成的安全事故，可以大幅提高機械設(shè)備的穩(wěn)定性?？偠灾?，自動化過程控制技術(shù)具有良好的經(jīng)濟效益。這種技術(shù)結(jié)合先進科技，其信息化網(wǎng)絡(luò)化程度較高，采用了網(wǎng)絡(luò)化遠程監(jiān)控、智能工作、群控等智能化網(wǎng)絡(luò)化手段，能夠大幅提高工作質(zhì)量和效率。

2 自動化控制技術(shù)的優(yōu)點

自動化控制技術(shù)，作為一種新生力量，有著高效、清潔、方便等傳統(tǒng)技術(shù)無可比擬的一些優(yōu)勢。在實際應(yīng)用過程中，其具體優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）對環(huán)保事業(yè)的貢獻巨大，符合行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念。像自動化控制技術(shù)在工程控制應(yīng)用中常見的遠程電腦控制等，可以減少如傳統(tǒng)控制機械那樣對煤炭或天然氣等常規(guī)不可再生能源的消耗，同時，在使用的過程中也不會產(chǎn)生像傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)那樣的燃燒廢棄物、廢氣等。作為一種新生高科技技術(shù)力量，能夠有效地減少廢氣的排放，減輕環(huán)保事業(yè)的壓力，為我國打贏治污減霾的藍天保衛(wèi)戰(zhàn)做出巨大貢獻。

（2）能夠給相關(guān)企業(yè)帶來意想不到的巨大經(jīng)濟效益。前文已經(jīng)提及，自動化控制技術(shù)應(yīng)用時，其所采用的計算機控制較傳統(tǒng)操控來說能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制，因此在整個應(yīng)用過程當(dāng)中，這種技術(shù)的控制源頭可以選擇性的接入到距離實際作業(yè)場地較遠的地方，空間分布靈活多變、范圍廣，因此能夠大幅降低勞動力、安全隱患等方面的成本，為企業(yè)帶來傳統(tǒng)技術(shù)無法想象的經(jīng)濟效益。

（3）這種技術(shù)大幅提高了資源利用率。在以計算機技術(shù)為支撐開發(fā)出自動化控制這些先進技術(shù)之后，大幅減輕了勞動密集型產(chǎn)業(yè)的勞動力需求量，在滿足日常生產(chǎn)活動所需勞動力的同時，使得國家資源獲得了合理分配利用，大幅提高了資源利用率。

（4）可以提高生產(chǎn)過程可靠性。近年來，隨著我國生產(chǎn)規(guī)模的逐年擴大，生產(chǎn)故障發(fā)生率也在逐年上漲。究其根本，是傳統(tǒng)的人力處理類似事故的時候能力有限。而當(dāng)生產(chǎn)發(fā)生故障時，自動化控制系統(tǒng)會迅速找到故障源頭，盡快解決故障問題，這是因為在自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)置了應(yīng)急裝置。更為關(guān)鍵的是，在傳統(tǒng)技術(shù)設(shè)備無法應(yīng)對處理這種故障而需要停產(chǎn)檢修的時候，自動化控制系統(tǒng)還可以臨時調(diào)整產(chǎn)線的生產(chǎn)流程及節(jié)拍，保持正常運行，這樣能夠大幅提高產(chǎn)線運轉(zhuǎn)的可靠性，減少了意外事故帶來的經(jīng)濟損失。

（5）自動化控制系統(tǒng)扮演了頭腦和統(tǒng)領(lǐng)的角色。作為一種新生的技術(shù)，大力推廣自動化控制系統(tǒng)，可以在統(tǒng)籌協(xié)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)活動時扮演頭腦和統(tǒng)領(lǐng)職責(zé)，對各項工作任務(wù)通過計算機技術(shù)做出正確安排，大幅提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平。

3 研究現(xiàn)狀

就世界范圍來看，我國的自動化控制專業(yè)尤其是電氣自動化工程控制專業(yè)處于世界前列。自動化控制技術(shù)起源于20世紀(jì)末的歐美國家.在21世紀(jì)之初我國信息技術(shù)、計算機技術(shù)蓬勃發(fā)展之后，經(jīng)過十幾年大發(fā)展，我國智能化、信息化已接近世界前列，這是由于近年來我國經(jīng)濟發(fā)展較快，國家政策方面也對發(fā)展信息技術(shù)大力支持，經(jīng)過無數(shù)學(xué)者的努力研究，自動化控制技術(shù)在我國實現(xiàn)了較大的跨越式發(fā)展。但依然存在一些不足之處。

（1）或多或少存在一些技術(shù)方面的障礙。任何事物都會經(jīng)歷一個從小到大、從弱到強的螺旋式上升發(fā)展歷程，自動化控制系統(tǒng)也不例外。雖然目前來看我國的自動化控制系統(tǒng)領(lǐng)先于世界上絕大多數(shù)國家，但與頂尖國家相比仍然存在較大的差距，這主要體現(xiàn)在計算機技術(shù)方面。我國計算機技術(shù)起步較晚，在一些比較尖端的技術(shù)方面必須進行優(yōu)化細化，才能保證在追趕甚至趕超技術(shù)頂尖國家過程中具有足夠的資本。計算機技術(shù)發(fā)展的質(zhì)量水平直接決定了自動化技術(shù)、電氣自動化過程控制系統(tǒng)的發(fā)展進度和質(zhì)量。就目前我國技術(shù)水平狀況來說，計算機技術(shù)以下方面問題還有待解決。①計算機技術(shù)人員在注重學(xué)習(xí)發(fā)達國家先進經(jīng)驗的同時并沒有在科學(xué)研究各項完善技術(shù)的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新發(fā)展，大部分人員創(chuàng)新意識不強、創(chuàng)新能力不夠，部分“彎道超車”的創(chuàng)新發(fā)展機遇被忽視。對這些技術(shù)人員的培養(yǎng)也缺乏系統(tǒng)科學(xué)的實地性研究，創(chuàng)新能力嚴(yán)重缺乏，相關(guān)技術(shù)自然而然地被忽略。但可以斷定，這些創(chuàng)新發(fā)展的機遇，在實現(xiàn)“彎道超車”中有極大的利用價值，這些價值的開發(fā)還有待專業(yè)人士進行系統(tǒng)全面的創(chuàng)新試驗研究。②我國在相關(guān)專業(yè)方面的人才培養(yǎng)上還沒有完整的教育體系，在前幾年計算機專業(yè)的熱潮過去之后，由于人員趨于飽和，工作強度大等原因?qū)е掠嬎銠C專業(yè)的招生人數(shù)近年來出現(xiàn)下滑趨勢。計算機技術(shù)對專業(yè)素養(yǎng)的要求相較于其他行業(yè)極高，而我國培養(yǎng)的這方面技術(shù)人員普遍在技術(shù)能力上有所欠缺，缺少實訓(xùn)課程經(jīng)驗和整理分析資料數(shù)據(jù)的能力以及自主創(chuàng)新能力。常?？梢钥吹剑嬎銠C專業(yè)畢業(yè)生在工作時，沒有明確的創(chuàng)新目的和激勵專業(yè)人員進行創(chuàng)新的有效機制，這使得我國計算機技術(shù)常常在引用發(fā)達國家的研究成果，創(chuàng)新工作的質(zhì)量大打折扣。

（2）電氣設(shè)備水平相較于自動化控制系統(tǒng)來說發(fā)展滯后。在電氣行業(yè)的發(fā)展進程中，也伴隨著電氣設(shè)備的不斷改進?，F(xiàn)階段我國的電氣行業(yè)對于電氣設(shè)備的研發(fā)問題，所采取的主要辦法就是利用企業(yè)資本金去購買國外先進的電氣設(shè)備，即犧牲企業(yè)的一部分利潤或者資本金，去到國外的發(fā)達國家購買他們先進成熟的電氣設(shè)備。雖然說這一方法比較能夠較好地適應(yīng)了當(dāng)前發(fā)展階段的需要，解決當(dāng)前發(fā)展的燃眉之急，但是也要清晰地看到，關(guān)鍵核心技術(shù)是買不來、要不來、討不來的，這一方法不僅大量地侵蝕了企業(yè)公司的利潤，還存在這些進口來的電氣設(shè)備不適應(yīng)我國自主開發(fā)的自動化控制系統(tǒng)的問題，與我國自動化控制技術(shù)的發(fā)展嚴(yán)重不匹配，在很大程度上制約了我國電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展進步。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，對于各種資源要素的約束日益趨緊，無論是從企業(yè)自身的利益角度出發(fā)，還是從適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展要求的角度出發(fā)，顯然目前的發(fā)展方式已經(jīng)難以適應(yīng)日后的發(fā)展，市場激烈競爭以及高質(zhì)量發(fā)展要求，都給企業(yè)帶來了前所未有的轉(zhuǎn)型升級、創(chuàng)新發(fā)展的壓力和動力。因此，對于電氣設(shè)備水平相較于自動化控制系統(tǒng)來說發(fā)展滯后這一問題，應(yīng)該在加緊研發(fā)自動化控制系統(tǒng)的同時，更加注重高水平、與自動化控制技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的電氣設(shè)備研發(fā)工作，并在此基礎(chǔ)上形成長效機制，提升電氣行業(yè)整體實力，促進電氣設(shè)備行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

（3）自動化控制系統(tǒng)未能與時俱進。最近幾年，我國實現(xiàn)了4G網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，相應(yīng)的電氣自動化控制系統(tǒng)也順利地乘著4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的東風(fēng)，大力推進改革發(fā)展，在自動化控制技術(shù)方面有了長足的進步。但是近兩年來，我國大力發(fā)展5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，很顯然，電氣自動化控制系統(tǒng)還未能及時調(diào)整發(fā)展思路，緊跟5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展腳步實現(xiàn)自我更新，未能做到與時俱進。這主要有兩個方面的原因：①我國的自動化控制系統(tǒng)剛剛完成與4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全方位對接，如果又要對接5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，基本上等同于說是要推倒重建，這從時間成本、人力成本、資本成本等方面來看無疑是巨大的;②要將自動化控制技術(shù)深度融合于電氣設(shè)備之中，也有點不太現(xiàn)實，上文也已經(jīng)提及我國的電氣設(shè)備研發(fā)進程嚴(yán)重滯后于自動化控制技術(shù)發(fā)展進程，更不用奢談立刻使電氣自動化控制與5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深度融合。

同時，也有一部分國內(nèi)學(xué)者針對這一技術(shù)問題進行了初步的探索研究：楊藝淵[1]研究了自動化控制系統(tǒng)的自愈模式，提出故障的快速定位、隔離與恢復(fù)方式方法。林紅勇[2]在研究電氣自動化控制發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析提出了對這一系統(tǒng)保護的對策措施。史丹陽[3]等專門研究了我國冀北地區(qū)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，提出了相應(yīng)的對策措施。王焱[4]等在研究北京某企業(yè)應(yīng)用自動化控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了對“強–簡–強”的規(guī)劃研究方案。

4 發(fā)展趨勢

受技術(shù)水平與時間方面的限制，本文進行的研究分析比較粗略。但可以看到，電氣自動化控制系統(tǒng)在未來有著很大的應(yīng)用平

臺，對這一方面具體應(yīng)用的研究會是未來很長一段時間內(nèi)的重要研究課題之一，只有不斷地透徹地研究，才能為實際應(yīng)用帶來更光明地未來。筆者認為主要的改革發(fā)展方向應(yīng)該聚焦以下3個方面：①增強專業(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高自動化行業(yè)的創(chuàng)新能力，實現(xiàn)行業(yè)樁型升級、創(chuàng)新發(fā)展;②綜合考慮企業(yè)自身效益與高質(zhì)量發(fā)展要求，科學(xué)測量能耗、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等社會功能性準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，強化產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，用更高、更嚴(yán)的準(zhǔn)入門檻倒逼落后產(chǎn)業(yè)退出;③堅持實事求是、與時俱進、求真務(wù)實的發(fā)展精神，不斷探索適合當(dāng)下以及未來較長一段時期內(nèi)發(fā)展階段的電氣設(shè)備及自動化控制技術(shù)。

參考文獻

[1] 楊藝淵.論述電氣自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].中國科技投資，2012（24）：262-263.

[2] 林紅勇.淺析電氣自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（30）：152.

[3] 史丹陽，姜韜，陳永峰.探析電氣自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].農(nóng)家科技，2013（7）：183.

[4] 王焱，梁存圓.淺析電氣自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].電腦知識與技術(shù)2017，13（31）：249-250.