浅谈我国工业自动化未来发展趋势

孙涛

摘要：随着时代的发展和社会的进步，我国现有的工业自动化水平已无法满足现代化的工业智能控制的需求，这就要求我们对其进行一场技术变革，通过引入当前流行的“大数据存储”、“数据挖掘”以及“云计算”等先进的计算机技术和思想理念，使得我国的工业自动化水平能取得跨越式的进步，力争使其达到或接近国外一流水平。

关键词：工业自动化；数据存储及数据挖掘；云计算

Abstract: With the development and social progress, China's current level of industrial automation has been unable to meet the needs of modern industrial intelligent control, which requires us to be a technological change, through the introduction of the popular "big datastorage, data mining, "and" cloud computing "and other advanced computer technologies and ideas, making China the level of industrial automation can achieve progress by leaps and bounds, and strive to reach or near the first-class foreign.

Key words: industrial automation; data storage and data mining; cloud computing

中图分类号：TH86 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、我国工业自动化发展现状

工业控制自动化技术是一种运用控制理论、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、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，它对我国工业现代化的快速发展起了极大的促进作用。

我国的工业自动化发展进程起步较晚，起初大多是在引进国外成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。随着计算机自动化技术、控制技术、网络技术和通信技术的迅猛发展，我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成，正在向智能化、网络化和集成化方向发展。

工业自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和智能自动化，而核心是基础自动化和过程自动化。众所周知，中小型企业以及准大型企业在我国整个工业占绝大多数比重，而这部分企业又多由于资金投入等原因，大多数还是选择的基于基础自动化或者过程自动化阶段的低成本工业自动化控制的道路。虽然它也从很大程度上推动了我国工业自动化产业的发展，但也暴露了各种亟待解决的问题，值得我们去探讨分析并加以改进。

二、我国工业自动化目前存在的主要问题

随着工业自动化领域的新设备、新工艺的引进以及计算机技术应用日趋成熟，我国传统的工业自动化系统（即基础自动化和过程自动化）已远远无法满足现代工业自动化生产的需要，急需我们对这些自动化系统进行更新改造，使其得到飞速发展。

1、传统自动化产业功能单一、依赖性强

由于我国的工业自动化产业还多处于基础自动化或过程自动化阶段，其最显著的特点就是能从根本上满足工业自动化生产的基础需要，功能比较单一、对人依赖性也较强。随着近几年计算机工业自动化技术的日趋成熟，计算机高级语言（如SCL语言及VBA、VBS脚本）、计算机大型数据库存储、模糊控制算法等先进的技术及思想理念也逐步与我们这些传统的自动化系统相融合，虽然也使其有了长足的进步，但这些仍与我们现代社会的智能自动化的控制要求是有很大差距的。

2、传统自动化行业标准不统一、开放性不足

目前，我国的自动化产品仍多以国外产品为主，如德国西门子公司（SIEMENS）、日本欧姆龙（OMRON)、三菱（MITSUBISHI）以及美国通用电气（GE）、罗克韦尔（AB）等公司的产品。这些产品在我国工业自动化领域取得了广泛应用，也逐渐被广大用户所认可。但由于我国自动化行业没有一个统一标准，各公司产品标准不统一，不同品牌自动化系统之间的数据整合问题成为行业的一大难题。

3、传统仪器仪表技术陈旧，跟不上时代步伐

目前我国仪器仪表行业产品大多属于中低档水平，无论是自主研发的国产仪器仪表产品，还是引进国外的进口仪表设备，大多数都是采用的满足基本测量控制要求的产品，在数据传输方面，则多采用现场一对一的4～20mA模拟信号等模拟信号进行数据传输，其传输方式已无法满足现代自动化控制的数字化、智能化、网络化及高精度要求。

4、传统自动化技术已无法跟上计算机技术发展步伐

作为工业自动化的一个重要组成部分，组态软件研制方面近几年取得了较大进展，先进的软件技术和可靠的硬件架构相结合，为企业测、控、管一体化提供了比较完整的解决方案。在此基础上，工业控制软件将在很大程度上依靠先进的计算机技术来实现，如：自适应控制；预测控制；鲁棒控制；智能控制（专家系统、模糊控制、神经网络）等。目前，我国的工业自动化产业已远远跟不上计算机技术的高速发展步伐，这就需要我们对自动化产业来一场技术变革，以适应现代自动化产业的发展需要。

当然，我国现有的工业自动化系统还存在其他诸多问题，这里不再一

一赘述。

三、我国工业自动化产业发展趋势

随着工业信息化深入发展，我国的工业自动化产业将由模仿向自主创新、由中国制造向中国创造的转变。我国“十五”期间工业发展的重点是结构调整和产业化升级，其主要目的是提高工业体系结构的合理化，更加适应市场的需求，同时采用新技术改造传统产业的生产过程以提高生产效率和产品质量。，传统产业中自动化控制和信息系统列为工业化范围，而信息业的发展则重点放在网络、通信和电子商务等概念和产业上。其实，信息化和传统工业之间有着相互提高和依存的关系。例如，应用信息化和电子技术可以大大提高工业生产过程的自动检测水平和执行机构的精确度与速度等，还可以提高整个生产装置的整体自动化控制和装置间的物料平衡，达到优化装置和过程的效果；应用网络通信技术可以把整个企业的资金信息、物流信息、生产装置状态信息、生产效率信息、生产能力信息、市场信息、采购信息等实时、准确、全面、系统地提供给决策者和管理者，帮助企业决策者和管理者提高决策的实时性和准确性，提高管理者的效率，给用户提供管理—控制一体化系统和服务，为自动化产品的制造商和应用系统服务带来了很大的发展市场空间。

1、计算机先进技术的大规模引用

近年来，随着计算机互联网技术的飞速发展，一系列先进的思想理念不断涌现，比如，当前最流行的“大数据存储”、“数据挖掘”以及“云计算”等高科技名词，相信大家一定如雷贯耳。这些从表面看来，貌似跟工业自动化扯不上关系，其实恰恰相反；现代化的工业自动化技术多是基于计算机技术来发展的，二者息息相关，缺一不可，这些先进的计算机技术在一定程度上可以融入到我们的工业自动化发展路程上来，能够为工业自动化的跳跃式发展提供充足的动力。举个例子来说，各污水处理厂的当前进出水指标需要实时上传至市环保局数据存储平台，而由于工厂数量较多，访问用户过多，容易造成服务器响应缓慢，甚至宕机，严重影响了数据的实时有效性；而如果该平台通过当前最流行的云计算技术实现，则将从根本上解决这一难题，既保证了服务的质量，又节约了投资成本，何乐而不为。

2、基于现场总线的网络逐渐向以太网过渡

近几年，工业实时以太网技术已被工业自动化计算机应用产业广泛接受。现场总线到工业以太网可以进行平滑过渡，保护制造商与用户自动化产品和解决方案问题。以Profinet工业以太网协议为例，该协议可以实现制造过程最佳化，直接访问控制和生产级自动化数据，提供生产计划管理系统，满足不同的应用技术需求。通过设备描述和控制器逻辑分配，使用指定的PC工程工具实现集成，支持将自动化功能分散于各个智能子系统，从而进一步提高了系统的可用性，这种能够不受限制的转移现场总线为工业以太网通信，能发挥高动态性能、本地化诊断、无需设置设备系统自动组态等功能。

3.工业有线自动化网络向无线通信技术转变

工业无线技术通过无线数据链路和灵活的网络拓扑结构实现工厂内部设备与外部设备之间的数据通信。无线通信技术具有数据传输速率高性价比优良、区域广泛、抗干扰性强、系统维护成本较低等优点，是有线通信系统发展的重要补充，将成为工业自动化领域的又一热潮技术，据推测，无线技术的广泛应用将使工业生产效率提高10%～20%左右，市场需求和应用前景十分广阔。

四、结论

我国的工业自动化目前还处于相对落后的水平，已逐渐无法满足现代工业自动化智能控制的需求。随着计算机高新技术的蓬勃发展，工业自动化同样迎来了新的机遇与挑战。这就要求我们能牢牢抓住机遇，勇于和善于迎接挑战，大刀阔斧，开拓创新，力争新一代工业自动化产业达到或接近国外一流水平。