淺談工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

封帆

摘 要：工業(yè)自動(dòng)化控制是指依賴機(jī)械設(shè)備參與生產(chǎn)，并且按照既定目標(biāo)目標(biāo)進(jìn)行控制、操作等處理過(guò)程的總稱。文章以工業(yè)自動(dòng)化控制為研究目標(biāo)，首先介紹了工業(yè)自動(dòng)化控制的基本內(nèi)容，然后分析了工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展現(xiàn)狀，最后具體討論了工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展趨勢(shì)，希望對(duì)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展控制有所幫助。

關(guān)鍵詞：工業(yè)；自動(dòng)化；控制；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1工業(yè)自動(dòng)化控制的基本內(nèi)容

工業(yè)自動(dòng)化控制是一種利用機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、電氣技術(shù)以及微電子等現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行綜合控制工業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，工業(yè)自動(dòng)化控制要根據(jù)人的控制需求預(yù)先設(shè)定好流程，然后運(yùn)用設(shè)備（控制器和儀表），實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的過(guò)程。要實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制，需要技術(shù)人員事先設(shè)定好數(shù)據(jù)和程序，核定好各類參數(shù)是否準(zhǔn)確，這樣才能確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠在生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)作正常，保質(zhì)保量。通常情況下，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)被分為四個(gè)類別，分別為可編工業(yè)PC機(jī)、程序控制器（即PLC）、分布式控制系統(tǒng)（即DCS）以及嵌入式計(jì)算機(jī)等。其中，PLC根據(jù)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，可分為大型、中型和小型PLC，靈活性較強(qiáng)；而工業(yè)PC機(jī)可以應(yīng)用于比較惡劣的生產(chǎn)條件，不受地區(qū)環(huán)境限制，并且在實(shí)際生產(chǎn)控制時(shí)，只需要輸入輸出接口就可進(jìn)行控制；DCS根據(jù)規(guī)模不同分為多級(jí)多層、中小型、兩級(jí)分布式控制系統(tǒng)；嵌入式計(jì)算機(jī)中的設(shè)備組成包括PID調(diào)節(jié)器以及控制器等。

2工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展現(xiàn)狀

2.1自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展還存在諸多問(wèn)題尚未解決

工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展至今，已取得了一定的成績(jī)，如現(xiàn)場(chǎng)總線的研究和應(yīng)用，不僅標(biāo)志著信號(hào)傳輸形式的改變，并且為其現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理提供了良好的基礎(chǔ)，尤其是在設(shè)備管理、判斷以及預(yù)測(cè)等方面，有著極大的潛力和發(fā)展前景。但是，也必須認(rèn)識(shí)到，當(dāng)前自動(dòng)化控制技術(shù)在發(fā)展和應(yīng)用的過(guò)程中，還存在著各種各樣的問(wèn)題亟待解決，如，先進(jìn)自動(dòng)化儀表是工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的重要組成部分，但是，由于我國(guó)大部分自動(dòng)化生產(chǎn)儀器的應(yīng)用和發(fā)展尚處于初級(jí)階段，產(chǎn)品價(jià)格居高不下，而在市場(chǎng)上隨處可見其廉價(jià)的替代品，對(duì)于用戶而言，選擇廉價(jià)的替代品不僅能夠有效降低成本，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量也并未受到較大影響，在這種背景下，新型自動(dòng)化儀表無(wú)法獲得良好的發(fā)展動(dòng)力。

2.2自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)尚未得到充分發(fā)揮

任何新事物的推廣和應(yīng)用都需要一定的時(shí)間，自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用也不例外，尤其是在當(dāng)前階段，人們尚未對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)越性有一個(gè)較為直觀了解，也沒(méi)有真正體會(huì)到自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因而無(wú)法充分利用和發(fā)揮出自動(dòng)化控制技術(shù)的功能，并且在實(shí)際應(yīng)用中常常會(huì)忽視一些問(wèn)題，如，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，忽視對(duì)軟件和程序可行性問(wèn)題的討論；忽視控制系統(tǒng)和數(shù)字儀表的信息安全問(wèn)題、保密問(wèn)題。

3工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展趨勢(shì)

3.1網(wǎng)絡(luò)化和微型化

PLC是工業(yè)自動(dòng)化控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，其發(fā)展受現(xiàn)代信息技術(shù)的影響，正逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化和微型化發(fā)展，其結(jié)構(gòu)和性能呈現(xiàn)出PC化發(fā)展的趨勢(shì)。具體來(lái)說(shuō)，早期的PLC自動(dòng)化技術(shù)，不僅體積偏大，而且價(jià)格昂貴，應(yīng)用靈活性較差；而現(xiàn)階段的PLC技術(shù)已在一定程度上實(shí)現(xiàn)了微型化，其生產(chǎn)成本也降至可接受的范圍內(nèi)。同時(shí)，隨著軟PLC自動(dòng)控制技術(shù)組態(tài)軟件的快速突破，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)市場(chǎng)份額中把軟PLC當(dāng)作基礎(chǔ)組態(tài)軟件的份額也在逐漸增加。當(dāng)前，控制領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向就是Ethernet技術(shù)的擴(kuò)展，PLC也躋身在列。如今，把Ethernet接口提供給客戶的企業(yè)已經(jīng)開始嶄露頭角，PLC控制系統(tǒng)的開放性將逐漸寬廣。

3.2全分散化和全數(shù)字化

現(xiàn)場(chǎng)總線（FCS）技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新的突破，也是DCS控制系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。而FCS方向的主要目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)全分散化和全數(shù)字化，同時(shí)盡可能實(shí)現(xiàn)與開放式工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)的相互操作。通常情況下，信息通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有雙向傳輸和多分支結(jié)構(gòu)性，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和控制室的自動(dòng)化裝置之間完成安裝。依靠現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)總線，監(jiān)控控制設(shè)備擁有了通信和計(jì)算的能力，極大地影響了傳輸精度和信號(hào)測(cè)量及控制的提高?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)為：一，將已開發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品投入市場(chǎng)；二，將重點(diǎn)放在應(yīng)用工程上，不斷開發(fā)各種類型的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，確保其支持實(shí)際應(yīng)用，促進(jìn)各行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用技術(shù)得到快速發(fā)展。

3.3智能化

智能化是現(xiàn)階段各行各業(yè)發(fā)展研究的重點(diǎn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智能化就是利用人工智能、學(xué)習(xí)算法等實(shí)現(xiàn)信息化技術(shù)對(duì)某些人類智能功能特性的模擬。而控制工業(yè)智能化就是在人工智能基礎(chǔ)上提出的先進(jìn)控制理論，用以實(shí)現(xiàn)電子機(jī)械制造設(shè)備多功能化自動(dòng)控制。利用以太網(wǎng)以及Web技術(shù)達(dá)到開放性分布式智能系統(tǒng)的目的，按照網(wǎng)絡(luò)通用的協(xié)議，將高度模塊化、分布式技術(shù)以及可重復(fù)使用的工業(yè)控制方案提出。比如：新型的固態(tài)傳感器和智能變送器朝著智能、微型、高精度等方向邁進(jìn)，由高集成度的微控制器對(duì)智能閥門定位器進(jìn)行控制，對(duì)全部控制參數(shù)進(jìn)行組態(tài)，達(dá)到線性控制、快開等特性修正功效，實(shí)現(xiàn)智能化。

3.4先進(jìn)控制技術(shù)

先進(jìn)控制技術(shù)是工業(yè)控制自動(dòng)化軟件的主要發(fā)展方向?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)工業(yè)控制自動(dòng)化軟件的主要發(fā)展方向?yàn)閷?shí)現(xiàn)從落后的人機(jī)界面到先進(jìn)控制技術(shù)（APC）的轉(zhuǎn)變。當(dāng)前較為常用的先進(jìn)控制策略有預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)控制和智能控制等，其中，智能控制又包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)以及模糊控制等。舉例來(lái)說(shuō)，IDE提供歷史記錄審核跟蹤機(jī)制給予每一個(gè)應(yīng)用程序組件，包含有時(shí)期與時(shí)間戳、用戶識(shí)別符和有關(guān)變化的摘要信息；依靠IAS能夠明顯降低工程成本，提供簡(jiǎn)化分布式自動(dòng)化應(yīng)用的維護(hù)、部署及管理的基礎(chǔ)。未來(lái)的工業(yè)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)會(huì)依靠先進(jìn)的軟件技術(shù)向著綜合管理、集成化、平臺(tái)化以及網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)是支撐我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要保證，有力地推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在電子機(jī)械制造中，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以有效提高企業(yè)生產(chǎn)效率提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，降低企業(yè)成本，還能進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)，研究新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，相關(guān)制造企業(yè)加強(qiáng)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的研究和應(yīng)用，對(duì)于推進(jìn)我國(guó)工業(yè)進(jìn)程意義重大。

參考文獻(xiàn)：

[1]李磊，彭超.淺談我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018，（1）：46.

[2]張立慶.淺談我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017，（19）：4880-4880.

[3]陳虎.關(guān)于工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)思考[J].黑龍江科學(xué)，2017，8（6）：94-95.

[4]李明偉.工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的研究[J].裝飾裝修天地，2017，（21）：236.

[5]畢鑫.工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)分析[J].中國(guó)科技投資，2017，（21）：299.