关于工业自动化技术分析与探讨

梁明钧

摘要：本文首先分析了当前工业自动化技术的应用特点和现状，然后对工业自动化的发展前景进行了详细的探讨。随着IT技术和控制技术的发展，工业自动化系统正在发生一些变化和变革。本文谈了谈自己的一些看法，可与同行工作人员共同探讨。

关键词：工业自动化；智能控制；PLC

一、前言

工业自动化作为一种重要的生产管理技术，经历了比较漫长的发展，逐渐由过去的单机自动化过渡到现代的综合自动化生产阶段。工业自动化技术的出现和发展有力的提高了企业的生产效率，对于社会的发展都具有重要的意义。

二、工业自动化技术的特点

运用工业自动化技术和计算机应用技术，实现以提高经济效益为总体目标的传统产业的技术改造，已成为提高国力主要手段之一。目前，国与国、企业集团与企业集团之间展开了激烈竞争。日本和西德十几年前的经济起飞，就是从这里开始的。后来美国在高度重视技术密集型的高技术产业的同时，十分重视工业自动化技术，美国的经济能持续高速增长，也是与用工业自动化技术改造传统产业有密切关系。

通常把工业自动化系统分为5级：企业管理级、生产管理级、过程控制级、备控制级和检测驱动级。两级管理级涉及到的高技术主要是计算机技术、软件技术、网络技术和信息技术。随着互联网技术和信息技术的飞速展，必将进一步促进企业管理的改革，企业可通过互联网在网上进行交易，因而电子商务技术必将成为企业管理中的高技术。过程控制级涉及到的高技术主要是智能控制技术和工程方法。设备控制级和检测驱动级涉及的高技术主要是三电一体化技术、现场总线技术和新器件交流数字调速技术。由此不难看出，工业自动化技术是当今微电子技术和电力电子技术领域中高技术的综合应用技术。这是工业自动化技术的特点之一。从控制的角度看，工业自动化系统包括检测、控制和驱动3个系统。这3个系统既自成体系又互相联系，既要研究每一个系统的技术，又要研究3个系统的软硬件连接及最佳配合技术，这称为为三电一体化技术。

三、工业自动化技术现状

在我国，工业电气自动化发展将会随着科技的推动不断普及，从机械化向自动化转化，慢慢的进入自动化数控生产时代。随着工业信息化的不断深化，我国工业自动化将由模仿向自主创新，再慢慢的进入中国特色的工业自动化产业。工业生产体将会慢慢的合理化，更加适应市场的需要，通过技术改造和先进设备的引用促进工业自动化，提高生产效率和产品质量。目前，我国的工业机械化还没有完全实现，有很多工艺仍然离不开人工操作，我们不可能跨越工业机械化去实现自动化。通常工业自动化涉及到的高技术主要是计算机、软件以及信息技术，应用信息化和电子技术可以大大提高工业生产过程中的自动检测工程及执行机构的生产效率，优化生产装置提高自动化控制和管理。工业自动化就是信息化和工业化的结合点，我们将密切关注国内外电气自动化先进技术的发展趋势。

四、工业自动化技术前景探讨

纵观仪器仪表的发展形式，重点在主控系统装置、智能化发展、专用型的自动化仪表、数字仪表的应用等。像电工仪表、科学测试仪、环保测试仪、信息技术电测仪等，成为我国当前发展的重点方向，而在此发展基础上的工业自动化发展方向也显而易见，呈现多元化的发展趋势，覆盖面扩大，形式多样化。

1.以PLC为基础的分布式控制系统。PLC作为专为工业环境应用而设计的数字运算电子系统，实现了单机、车间、工厂的自动化控制。它表现出了诸多的优点，具有抗干扰能力强、维修方便等特点，由于PLC对现场进行实时监控具有很高的可靠性，且编程简单、灵活，因此得到广泛的应用。随着科技的进步，它的控制功能将会演变成更加复杂的过程控制和连续控制，这也为将来成为未来的支柱性技术产业而奠定坚实的基础。一直以来，可编程序控制器简称PLC在工业自动化控制方面发挥着巨大作用，为各种各样的自动化控制设备提供了广泛、可靠的控制应用。PLC主要能够为自动化控制应用提供安个可靠和比较完善的解决方案，适合当前自动化工业企业的需要。随着计算机技术和通信技术的发展，工业控制领域有了翻天覆地的变化，而PLC不断地采用新技术以及增强系统的开放性，在工业自动化领域中的应用范围不断扩大。PLC将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体，成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备，其具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点。

根据控制对象特征，PLC通过组合功能模块组装能成功地控制系统，来灵活实现系统控制。PLC有主机模块、I/O模块、高速计数模块、位置控制模块、模拟量控制模块、通信模块等。PLC的模拟量控制能大大地提高过程控制系统的精度，它可以对热处理的升温、降温、保温等过程进行严格的控制，给热处理过

程的控制设计和维护带来了极大的方便，这是以往的仪表控制系统很难实现的。

PLC不僅可以实现自动化控制，而且也适用于系统本身的控制，如控制系统故障检测和显示等。控制系统的原理是根据时限故障检测和逻辑错误检测的原则进行系统监控。由于机床设备在工作循环中的各工步运动在执行时都需要一定的时间，在检测工步动作时可启动定时器，并将定时器的输出信号作为自动停机信号或启动报警信号。

2.现场总线技术的应用。由于现场总线的出现，使得控制功能彻底分散，分散到传感器、变送器、执行器和现场控制器上。设备控制网和控制站被取代了，使得计算机控制系统的结构发生了变革。它的优点是全数字化、全分散化、具有互操作性（互连、互换、可统一组态）、开放式互连网、全开放。现场总线是计算机技术、通信技术、控制技术和集成电路技术的集成。它变革了传统的信息标准（4～20 mA变成数字信号）、通信标准和系统标准，改革了计算机控制系统结构、设计方法、安装调试方法和产品结构。

随着技术的进步，其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制，成为自动化领域的三大技术支柱。特别是在机器人、CAD/CAM方面有着广泛的应用，主要应用的技术领域有：顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术等。把PC中的技术，如视窗操作系统和网络等向PLC领域融合、渗透和集成的技术称为PLC的商业技术。近年来PC在自动化中的应用领域也在扩大（如用计算机的CNC和DCS等），把PC技术作为一种补充技术用于PLC中，集成起来，目的是嵌入应用，是软控制器，能实现实时延伸，它只用廉价的芯片组就可进行浮点运算。

五、结束语

通过对工业自动化的特点进行了详细的描述，随着信息技术和半导体技术的发展，工业自动化技术还将不断的进步。在工业自动化技术的应用过程中应当结合企业的实际，不断的采用新的技术和方法，不断的提高企业的自动化生产效率。

参考文献：

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