浅谈工业自动化的发展趋势

周宏伟

摘 要：工业自动化在我国具有重要意义，是我国工业化进程的有利推进力。因此本文将从工业自动化的内涵出发，阐述工业自动化具有的重要意义，也从自动化未来的几个发展趋势着手，进行综合叙述。

关键词：工业自动化；发展趋势；探究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.046

1 概述

工业自动化是一种综合性技术，是通过对计算机、电子装备、控制理论及相关工艺技术的运用，产生对整个工业生产过程的优化、检测、控制和调节等管理作用，从而完成既定目标，实现工业的增产、节能降耗及安全生产。具体来说，轻工、炼油、化工及食品等流程工业生产过程都是工业自动化的简称。将一些带有自动化装置的仪表，配备到机器设备上，用以代替人们进行直接劳作，实现不同程度的自动化生产，达成目标，这种全过程都使用自动化装置来进行管制的办法，我们便称之为自动化生产过程。

自动控制系统的分类有很多，其都是按照不同的原则进行划分，不同给定值分类：（1）定值控制系统。这个系统的给定值保持不变，系统任务是建立在被控变量以一定精度保持在给定值不变的基础上完成。（2）随动控制系统。这种系统下的给定值呈随机变化状态，且事先不会知道变化。（3）程序控制系统。给定值的变化一直按照事先程序的规定行走。至于控制系统的种类区分，标准可按照复杂程度来进行，所以其系统的划分可分为简单、复杂控制系统，如果是按照不同变量名称的区分，可以分为压力控制、温度控制，规律调节区分有预估控制、P、PI、PD、PID等。

2 自动化意义

炼油、化工、生物、电力等工业的生产规模越来越趋向大型、复杂化，因此在现代化科学技术的大力发展之下，现代工业实现高效安全及优质生产的重要保证，完全有赖于各种自动控制技术的保证作用。国家政委也曾发文提出：如果单从管理水平与产品质量来进行我国与发达国家的对比，我们会发现很大差距，特别是我国的装备技术跟水平，往后还會继续扩大与发达国家的差距对比，这种严峻情况下的国家出路在哪？首先因国力关系，承受不了大面积更新设备，其次如果维持设备现状，和发达国家比生产，我们的后果可想而知，只有将传统产业进行一定的改造，利用电子技术，将二者充分融合，将企业的素质提升起来，提高整体收益，才是当今最好的解决办法。

目前，我国提高国力的主要手段便是，运用计算机应用技术及自动化控制技术，来对传统工业实行技术改造，让他们提高经济效益，实现既定目标。所以，这也导致了激烈的市场竞争，国家与国家，企业与企业都不可避免的投身到这场竞争中来。我们可以看到的优势例证，便是日本和西德的经济腾飞竞争：而美国也开始在一边致力于密集型技术产业的研究同时，一边发展起自动化工业技术，他们在运用计算机应用与现代化控制技术改造传统工业上，取得了不小的成就及经济收益。

3 工业自动化发展的几个趋势

3.1 从模拟到数字化

传统控制系统中的被控量是连续时间信号，伴随大规模集成芯片和数字处理技术的广泛面世，人们越来越开始推崇数字信号处理技术，可以说自动控制系统与计算机及其他部分之间由A/D、D/A构架起桥梁，对数字计算机来说，需要两大支撑，即硬件和软件，这两部分也是计算机控制系统的基本组成。

硬件组成：CPU主板、计算机主机、接口及存储器构成了控制系统的核心部分。主机的任务是接受操作台命令，开关量输入输出设备主要负责开关过程，人机借口设备除了显示器、打印机及键盘外，还包括操作台及面板显示台，作用是帮操作者发号指令，进行系统参数的设置，显示工作状态等。

软件组成：对计算机来说，软件是其中枢神经，它的作用就是用来操作整台计算机系统的控制命令的，产生活动。软件也分两种，即应用软件和系统软件。用户使用的是系统软件，一般包括内容为诊断程序、操作、语言算法及数据库程序，而应用软件则具体服务于控制任务，是一种专用编制软件，例如数据采集、控制、处理程序及打印、过程监视等都由它进行完成。

3.2 网络化发展

我们又把网络控制系统称作网络化控制，又叫控制网络。网络控制系统有两个组成内容，即DCS（分布式或集散控制系统），FCS（现场总线控制和工业以太网系统），这些系统都明确体现出了现行网络控制系统的发展方向，即分布化、网络集成及节点智能化。过程中，以太网慢慢垄断了计算机领域的局域通信，以太网和快速以太网又慢慢被过程控制网络的上层通信统一。网络控制系统对于以太网的运用已经成为趋势，而以太网的互操作、数字式互联及高开放性网络性能，也非常符合现场总线的网络控制特点，因此，工业以太网成为现场总线技术在今后发展的重要方向。

3.3 无线技术

因为工业无线技术的特点是，可以进行非接触传输，这样一来可以在环境恶劣的时候对此进行运用，它还可以监控高速旋转的对象，所以也节省了不少的安装成本，由于更换、升级起来十分方便，所以也可以因此而降低一些持续维护成本，减少插件故障，不受任何移动限制，优点颇多。可以说工业无线技术是一项模式变革，工厂传统的认为测控模式的成本过高，不便于大范围进行传感器的部署，这项技术让大面积检测应用变为可能。

ARC预测：到2020年，工厂设备在维护健康方面的相关市场将不断持续上升，以200%的年速度进行增长。美国科技委员顾问也在会议中指出，21世纪联邦发展技术与能源研究制定的发展计划是，工业生产效率将在无线技术应用之下提高10%的效率，与此同时排污并不会增长，还会降低25%左右。

4 总结

工业自动化技术的典型特点便是高技术，也是当今世界发展最为广泛和迅猛的一项效益显著技术，瞩目世界，它对新产业及技术革命均具有关键性推动作用，也属于信息电子技术综合集成的一种，在技术上显示出智力及技术密集的巨大优势，毫无夸张的说，新型工业化道路的建设离不开工业自动化技术的基础铺垫，后者是保障前者成功的关键技术所在。

参考文献：

[1]薛帅斌，顾锦.自动化技术在电力系统中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012（03）.

[2]江海涛.浅谈自动化技术的发展[J].硅谷，2016（21）.

[3]刘中飞.自动化发展现状及展望[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2016（12）.