淺析工業(yè)自動化特點及前景

王薩

摘 要：我國工業(yè)發(fā)展應(yīng)用自動化技術(shù)，不但要起點高，瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水準(zhǔn)，而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術(shù)，我們只有堅持提高與普及相結(jié)合的方針，我國的工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用才能走上高速度、高質(zhì)量和高效益的健康之路。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化 技術(shù) 特點

自動化技術(shù)作為20世紀(jì)工業(yè)領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決的是生產(chǎn)效率和一致性問題。無論是追求高速、連續(xù)和大批量的大型企業(yè)，還是追求靈活、柔性的定制化的中心企業(yè)，都依賴自動化技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)今世界已經(jīng)從產(chǎn)品經(jīng)濟過度到服務(wù)經(jīng)濟，過度到一個需要客戶體驗的時代——大規(guī)模定制，也就是快速大批量制造符合個性需求的產(chǎn)品，已經(jīng)成為世界級的發(fā)展趨勢。這就需要生產(chǎn)企業(yè)的具有很高的自動化水平來解決效率和柔性的矛盾。自動化技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的關(guān)系已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了為企業(yè)提高效益的范疇，而是成為企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)之一。

1工業(yè)自動化技術(shù)的特點

工業(yè)自動化技術(shù)的特點從其概念就可以看出來，它是在沒有人直接參與的情況下，通過自動控制裝置或系統(tǒng)，對生產(chǎn)過程、工藝參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)品要求等進(jìn)行自動的調(diào)節(jié)與控制，使之達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，必將進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)管理的改革，企業(yè)可通過互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)上進(jìn)行交易，因而電子商務(wù)技術(shù)必將成為企業(yè)管理中的高技術(shù)。過程控制級涉及到的高技術(shù)主要是智能控制技術(shù)和工程方法。設(shè)備控制級和檢測驅(qū)動級涉及的高技術(shù)主要是三電一體化技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和新器件交流數(shù)字調(diào)速技術(shù)。由此不難看出，工業(yè)自動化技術(shù)是當(dāng)今微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)領(lǐng)域中高技術(shù)的綜合應(yīng)用技術(shù)。這是工業(yè)自動化技術(shù)的特點之一。從控制的角度看，工業(yè)自動化系統(tǒng)包括檢測、控制和驅(qū)動3個系統(tǒng)。這3個系統(tǒng)既自成體系又互相聯(lián)系，既要研究每一個系統(tǒng)的技術(shù)又要研究3個系統(tǒng)的軟硬件連接及最佳配合技術(shù)，這稱之為三電一體化技術(shù)。三電一體化是工業(yè)自動化技術(shù)的第2個特點。

2工業(yè)自動化的關(guān)鍵技術(shù)

從控制的角度看，工業(yè)自動化系統(tǒng)包括檢測、控制和驅(qū)動三個系統(tǒng)。這三個系統(tǒng)既自成體系又互相聯(lián)系，既要研究每一個系統(tǒng)的技術(shù)又要研究三個系統(tǒng)的軟硬件連接及最佳配合技術(shù)，這稱之為三電一體化技術(shù)。廣義的CIMS技術(shù)指整個計算機控制系統(tǒng)。由于CIMS必須在設(shè)備自動化和過程自動化的基礎(chǔ)上建立，所以通常講的CIMS主要指企業(yè)管理和生產(chǎn)管理兩級管理級。智能控制作為人工智能的一個研究與應(yīng)用方面，與自動控制、運籌學(xué)、系統(tǒng)論、信息論等學(xué)科的結(jié)合，已形成一個新興的交叉學(xué)科系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中已產(chǎn)生了許多類型的智能控制系統(tǒng)，如多級遞階智能控制、基于知識的專家系統(tǒng)、基于模糊邏輯的智能——模糊控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能——神經(jīng)控制、基于規(guī)則的仿人控制、基于模式識別的智能控制、多模變結(jié)構(gòu)智能控制、學(xué)習(xí)控制與自學(xué)習(xí)控制、基于混沌理論的智能——混沌控制等類型。與其它行業(yè)一樣，智能控制作為一項關(guān)鍵技術(shù)，在鋼鐵工業(yè)中也得到了較多的應(yīng)用。在各個生產(chǎn)工序中，用于設(shè)定與控制、生產(chǎn)計劃的安排與調(diào)整，以及設(shè)備診斷、監(jiān)測、學(xué)習(xí)等方面。

3工業(yè)自動化的發(fā)展趨勢

3.1智能化

從工業(yè)自動化儀表的發(fā)展趨勢看，智能化是其核心部分，所謂智能化表現(xiàn)在其具有多種新功能。如一臺智能化執(zhí)行器，由于具有多種的自診斷功能，使維修預(yù)報成為可能。如當(dāng)執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥的閥桿行程累計超過一定長度時，就會發(fā)出信號通知維修人員進(jìn)行密封填料的換；又當(dāng)閥門的動作過于頻繁時也可通知工作人員進(jìn)行干預(yù)，以免發(fā)生事故；當(dāng)用于具有蝕性介質(zhì)時，如超過一定流量及工作時間時，也能發(fā)出信號，以便及時更換，因為絕不會發(fā)生腐蝕的材質(zhì)是沒有的。在工業(yè)控制方面，過去控制的算法，只能由調(diào)節(jié)器或DCS來完成，如今一臺智能化的變送器或者執(zhí)行器，只要植入PID模塊，就可以與有關(guān)的現(xiàn)場儀表在一起，在現(xiàn)場實現(xiàn)自主調(diào)節(jié)；從而實現(xiàn)控制的徹底分散，從而減輕了DCS主機的負(fù)擔(dān)，使調(diào)節(jié)更加及時，并提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

3.2高精度化

由于工業(yè)生產(chǎn)對成品質(zhì)量的要求日益提高，國家的政策和法令對節(jié)能減排也有具體的要求和規(guī)定，因此提高測量儀表與控制系統(tǒng)的精度就被提上了議事日程。例如變送器的精度，普遍從百分之零點七五提高到百分之零點零四。用于貿(mào)易交換計量的科氏質(zhì)量流量計，精度已達(dá)到百分之零點零五，部分氣體超聲波流量計的準(zhǔn)確度已達(dá)到百分之零點五，同時新一代的DCS也以此作為一個重要的指標(biāo)。

3.3工業(yè)無線化

現(xiàn)場總工業(yè)無線技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸傳輸，特別適用于惡劣環(huán)境或振動、高速旋轉(zhuǎn)對象的監(jiān)控，而且降低了安裝成本、持續(xù)降低運行維護成本，同時更換方便，便于升級，還能夠減少接插件故障，移動自由且不受限制，工業(yè)無線技術(shù)是工廠測控模式的變革，傳統(tǒng)認(rèn)為成本過高，法大規(guī)模部署傳感器進(jìn)行監(jiān)測的應(yīng)用成為可能。工業(yè)生產(chǎn)要求高產(chǎn)，穩(wěn)定，優(yōu)質(zhì)，低耗，安全，環(huán)保。如果現(xiàn)場儀表能夠?qū)崿F(xiàn)通信無線化，電纜和維護的工人量都會大大減少，因此研發(fā)低功耗可靠的無線通信是當(dāng)前的一個重要課題。

3.4數(shù)字化

以往，絕大多控制系統(tǒng)的被控量是連續(xù)時間信號，隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的成熟和大規(guī)模集成芯片的推廣，數(shù)字信號的處理方式越來越得到了推崇，A/D和D/A構(gòu)成了計算機與自動控制系統(tǒng)其它部分聯(lián)系的橋梁，數(shù)字計算機的工作需要硬件和軟件兩大支撐條件，一個計算機控制系統(tǒng)也必須包括硬件和軟件兩部分。硬件組成：計算機主機，由中央處理器（CPU）、存儲器和接口組成的主機是控制系統(tǒng)的核心，它根據(jù)輸入設(shè)備送來的反映設(shè)備或過程工作狀態(tài)的信息，以及既定的控制規(guī)則（算法），進(jìn)行運算處理，并將處理結(jié)果通過輸出設(shè)備向設(shè)備或過程發(fā)送控制命令軟件組成：軟件是計算機控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，負(fù)責(zé)指揮計算機控制系統(tǒng)的活動。軟件主要有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。系統(tǒng)軟件，指為用戶使用、管理、維護計算機所提供的計算機程序，一般包括操作系統(tǒng)、算法語言、數(shù)據(jù)庫、診斷程序等。應(yīng)用軟件，指為完成具體對象自動控制任務(wù)而編制的專用軟件，通常包括數(shù)據(jù)采集及處理程序、控制程序、過程監(jiān)視程序、打印制表程序等。

4結(jié)束語

大力發(fā)展工業(yè)自動化技術(shù)，既可以促進(jìn)信息化的發(fā)展又可以武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，帶動工業(yè)化的實現(xiàn)。因此把工業(yè)自動化作為一個行業(yè)重點發(fā)展，應(yīng)作為我國實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的戰(zhàn)略方針。工業(yè)化包括機械化、電氣化、自動化，應(yīng)該說我國工業(yè)的機械化、電氣化已基本實現(xiàn)了，工業(yè)化應(yīng)該著重實現(xiàn)的是自動化，用工業(yè)自動化技術(shù)武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使設(shè)備控制自動化、工藝流程自動化，從而實現(xiàn)我國的工業(yè)化建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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