工业自动化控制的现状和发展趋势分析

2022-12-12周志宏周祺畅

新技术新工艺 2022年8期

周志宏，周祺畅

(1.湖南三一工业职业技术学院，湖南长沙 410129；2.北京交通大学(威海校区) 电子信息学院，山东威海 264401)

企业生产过程中，自动化控制过程主要是指企业产品制造过程中参数数据作为依据，整体生产加工系统实现有效控制，企业工业自动化控制功能作为重要辅助要素，人力成本有效降低，同时可降低加工制造成本以及相应原料成本等，这一过程中可融合使用企业运营资源，增加企业经济效益。凸显工业自动化控制优势过程中，企业发展方向的信息化、科学化以及自动化更加明确。但发展过程中相比于发达国家，工业自动化控制水平需要进一步提升，基于此，掌握工业自动化控制现状以及发展趋势是十分重要的。

1 工业自动化内容分析

实际工业生产过程中，需降低人为操作频率，注重利用可再生能源和多样化资讯完成生产工作，也就是工业自动化生产过程，这一过程可完成自动化生产。其中，内容主要有自动完成加工生产设备自动化以及正常生产过程的自动化等。另外，这一控制过程中可实现业务管理自动化[1]。此种技术的现阶段发展特征是智能化以及集成化趋势，可在一定程度上使用智能机器设备，取代人体的部分体力劳动以及脑力劳动，促进生产过程的高水平以及自动化。其次，可积极利用计算机设备，融合使用制造技术以及控制技术等相应学科知识，借助设备集成技术以及信息集成技术，有效开展规划设备以及生产制造等工作。目前，工业自动化控制主要使用微机控制方式，依赖电子行业以及通信行业发展成果。主要控制模式显示为3层结构，分别为上位机部分、工业控制器部分以及现场执行机构部分。上位机设备可完成人工干预以及预测工作，控制器设备可利用逻辑功能以及计算功能，其中主要构成是PLC以及DCS，但过程中占比不断增加的是FCS。现场执行机构运行过程中，其主要构成有如下几种，分别为受控对象、仪器仪表设备等，在上位机以及工业控制器设备使用过程中，通信完成主要是借助TCP/IP构建通信网络，工业控制器设备以及现场执行机构通信环节基本是利用改进后的通信网络[2]。

2 工业自动化控制技术发展现状分析

工业自动化控制技术构成主要有如下几种，分别为通信网络、传输设备以及计算机硬件部分，计算机硬件部分基本是嵌入式，传输设备主要选择伺服系统以及电动机等，通信网络部分主要实施网桥或者是网络交换等。

1)PLC部分。这一部分技术内容属于可编程逻辑控制器，借助中央控制器部分可对逻辑运算或者是控制等相应指令进行传输，企业生产制造过程中可获取有效控制，基于此，PLC控制技术可实现工业自动化控制系统的安全性，确保类型多样，用户需求得以满足，制定多样化的控制方案，企业生产过程中加工制造环节综合效率有效提升[3]。

2)DCS部分。此环节内容属于分布式控制系统，模式为多级计算机系统，这一系统运行过程中基础前提是通信网络，主要构成部分是过程控制级以及监控级。系统运行阶段，计算机设备以及通信、控制等技术提供辅助作用，系统可发挥分级管理以及分级控制等多种功能优势，现阶段此项技术逐渐成为未来发展中的关键性技术之一。

3)工业PC部分。这一部分内容结合用户实际需求以及差异性特征，将服务器模式作为标准，构建融合服务器以及客户机的工业PC群，过程中使用网络通信技术可建设更加具备管控效果的自动化控制体系，用户以及企业可更有效地进行内部交流，实时沟通工作具备更好的前提条件，可在客户以及相关机构交流信息过程中提供信息共享平台，奠定重要基础，企业全方位自动化控制能力有效提升[4]。

4)自动化控制管理技术分析。生产过程中促使自动化控制更好地服务于企业，需借助管理方式联系自身营运体系，基于此种需求，自动化控制管理技术逐渐衍生出来，结合企业实际发展需求，制定针对性的自动化控制管理标准和流程等相应内容，保证自动化控制技术水平，融合相关管理技术以及自动化发展技术，自动化控制资源优化具备更加坚实的基础，实现企业长久稳定发展[5]。

3 工业自动化控制技术发展趋势分析

3.1 安全性趋势分析

工业自动化控制技术发展，会与国家经济水平实现同比上升，基于此，多数工业团队逐渐出现在这一领域中，领域发展规模逐渐扩大。此种社会现象会为国家的经济发展和建设提供重要条件，但过程中也会产生多种的安全事故。基于此，出于降低安全事故发生率目的，应保证工业自动化控制工作的稳定发展，安全化发展趋势是发展过程中的重要内容。大部分工业自动化控制团队划分整理工作安全等级，过程中更加重视安全意识宣传工作，因此工业自动化控制领域安全发展具备良好基础，安全化发展获得更加有效的助力支持[6]。

3.2 信息化发展趋势分析

企业内部管理过程中实施自动化控制方式，企业这一过程中可有效掌握运营情况，借助营运数据以及相关信息资料分析后，可为企业制定具备精准性以及可行性的营运决策，具备数据支持，有效满足企业发展过程中的信息资源需求，工业自动化控制工作发展更具信息化。企业在设计产品、采买原料以及选择工艺技术等过程中设置自动化控制系统，可积极发挥存储功能、传输功能，有效整合以及分析数据，了解企业生产过程中的实际需求，将其作为依据对企业生产制造流程进行优化，保证企业生产制造工作遵循与时俱进原则，凸显科学性以及可行性，企业可获得更多的经济效益[7]。除此之外，企业需更加注重构建国内外信息交互平台，促进信息可有效流通，提高信息共享效率，逐渐过渡到多边管控模式中，具备更加坚实的基础。

3.3 自动化发展趋势分析

在未来发展过程中，工业自动化控制技术是重要方向，自动化发展阶段，借助信息化以及自动化技术，实现两者之间的有效结合，强化管理效果，实现全阶段的自动化控制。现代化信息技术会对工业自动化控制产生积极影响，培养以及教育科学技术人才，产生较多正能量，推动自动化信息化建设发展有效进行。但过程中信息化以及自动化有效结合，会凸显自动化技术，遵循相辅相成原则。自动化控制技术以及自动化仪表技术应用过程中可有效开展信息处理以及信息采集工作，通过信息技术应用凸显积极影响[8]。基于此，推动工业自动化控制技术发展需实现自动化以及信息化的有效结合。

3.4 智能化发展趋势分析

在工业自动化控制过程中，需要重视智能化方向发展趋势，机械设备完成自行管控，工业企业自动化控制工作开展过程中可具备更加多样化的能力，实现企业稳步发展。工业企业生产制造阶段，应对内部相应参数进行管控，例如压力数据、温度数据以及流量数据等，首要工作是计算参数，科学处理计算结果，计算结果可借助变送器传输到不同参数控制环节中，进行有效调节，制定补偿操作目标，确保工业自动控制不会产生人为干预情况，工业生产制造综合效率可有效提升。工业自动化控制过程中应重点提升自身功能性，促使控制过程朝着多功能方向发展，自动化体系融合过程中，需重视系统运维机器以及相应装置，系统运行过程中可有效运用故障自检功能，在自检结束后结合故障具体类型以及故障程度等选择针对性解决措施，启动相应解决方案，满足此项重要前提后可有效优化自动化控制能力，企业运营过程更具安全性和稳定性[9]。

4 三一重工自动化趋势分析

三一重工PC自动化标准生产线的性能特点：采用全球领先的SPS生产系统，拥有全球最大的混凝土机械工厂、全球最大的五星级挖掘机工厂、亚洲第一家数字化工厂。提供世界最先进的PC成套设备，包括PC制造设备、搅拌站、构件运输车、重型叉车、重型塔式起重机等成套设备。模台循环系统包括模台、模台横动小车、导向轮、驱动轮。模台：特大模台，毫米级误差；长宽可定制，结构坚固耐用，疲劳强度高，采用有限元法，变形小，使用寿命长。模台前处理系统，包括清洗机、脱模喷雾器等主要设备。清洗机：双滚刷清洗，轻松清洗模台上的混凝土残渣和灰尘，清洗效率更高，清洗效果更佳。PC生产厂房根据PC生产线的布局和产能要求进行调整。它采用模块化设计，易于安装。基础设施成本降低80%，房屋面积减少30%；混凝土搅拌站和生产线通过PMS系统无缝连接。根据生产计划，自动下达配方和生产指令，生产全自动化。预固化烘箱高度低，有效减少加热面积和能耗；前后门自动开合，模台自动开关，彻底减少炉内热损失，高效节能。三一重工的发展趋势以客户需求与客户价值创造为出发，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，致力成为“全球智能制造的先驱”，建成集智能制造、制造运营、设备互联、智慧物流等为一体的全流程智慧工厂，实现精准化节能减排，助推企业人均产值迈进世界一流行列。