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

任立強(qiáng)

摘要：在科技進(jìn)步的推動(dòng)下，近年來(lái)自動(dòng)化控制在工業(yè)領(lǐng)域得到深入廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)要求及自動(dòng)化控制的功能特性，深入分析其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行及生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施過(guò)程的嚴(yán)格把控，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)效益最大化目標(biāo)，也能增加相應(yīng)控制工作開(kāi)展中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及含量。

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

近年來(lái)我國(guó)科技進(jìn)步經(jīng)濟(jì)發(fā)展，自動(dòng)化控制應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)中，使得工業(yè)生產(chǎn)水平的蒸蒸日上，對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善民生起到重要作用。在對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制方面進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)給予其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)更多的關(guān)注，并將相應(yīng)的研究計(jì)劃實(shí)施到位，促使自動(dòng)化控制在工業(yè)生產(chǎn)中能夠得到科學(xué)應(yīng)用。

一、工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀

（一）PLC

工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀之一是PLC控制現(xiàn)狀。PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱，隸屬于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)品的范疇，應(yīng)用中取得了良好成效，在促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展、自動(dòng)化控制水平提升等方面發(fā)揮著重要的作用。PLC技術(shù)的具體表現(xiàn)為：第一，PLC主要是指數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)的可編程邏輯控制器，應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程的控制。同時(shí)，作為一種存儲(chǔ)器，PLC應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)控制程序、定時(shí)及計(jì)數(shù)等指令的存儲(chǔ)，能夠以數(shù)字或模擬式輸入/輸出的控制形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制，優(yōu)化工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的使用功能，避免加大其生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。第二，基于PLC的工業(yè)自動(dòng)化控制，可存儲(chǔ)好其控制中所涉及的指令，高效率、高質(zhì)量地完成相應(yīng)的控制工作，在優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制方式、加快其現(xiàn)代化進(jìn)程等方面發(fā)揮著重要的作用。

（二）DCS系統(tǒng)在整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中精準(zhǔn)性不強(qiáng)

工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀之二是DCS系統(tǒng)在整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中精準(zhǔn)性不強(qiáng)。DCS系統(tǒng)是由一臺(tái)計(jì)算機(jī)，也被稱為分布式控制系統(tǒng)控制的先進(jìn)的控制系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)是一個(gè)集成系統(tǒng)，它使用集中管理方法通過(guò)整個(gè)中央控制室，通過(guò)中央電纜連接客戶端和服務(wù)器的其他部分。在整個(gè)DCS系統(tǒng)的操作期間，操作處理的數(shù)據(jù)量太大，并且處理的數(shù)據(jù)主要是模擬數(shù)字。因此，DCS系統(tǒng)的輸入和輸出系統(tǒng)可以進(jìn)一步改變?cè)摴こ炭刂葡到y(tǒng)中的操作性質(zhì)，數(shù)據(jù)的執(zhí)行器和計(jì)算器。這意味著在大量或過(guò)量的數(shù)據(jù)處理中，當(dāng)使用非精確數(shù)據(jù)處理服務(wù)器時(shí)，難以保證DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。

（三）電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中維護(hù)系統(tǒng)亟待進(jìn)一步完善

工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀之三是電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中維護(hù)系統(tǒng)亟待進(jìn)一步完善。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要基于現(xiàn)場(chǎng)總線控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控。與傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的最大區(qū)別在于電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)幾乎不含電纜和電纜材料。這意味著電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化裝置的改進(jìn)不需要過(guò)多的時(shí)間和精力來(lái)維護(hù)傳統(tǒng)的線路。同時(shí)，人們?cè)趯?duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)工作時(shí)有更高的要求。在此鏈接中，建立了有關(guān)建筑和維護(hù)人員的專業(yè)性以及維護(hù)系統(tǒng)的科學(xué)性質(zhì)的額外要求。

二、工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)

（一）網(wǎng)絡(luò)一體化方向發(fā)展

工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)之一是網(wǎng)絡(luò)一體化方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)一體化是指自動(dòng)化控制與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有效結(jié)合在一起，在未來(lái)發(fā)展應(yīng)用中有著良好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。工業(yè)自動(dòng)化控制在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，將根據(jù)生產(chǎn)需要及形勢(shì)變化等，逐漸加快自身在網(wǎng)絡(luò)一體化方面的發(fā)展速度，促使自動(dòng)化控制系統(tǒng)的服務(wù)功能更加完善，給予工業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)更多的技術(shù)保障。網(wǎng)絡(luò)一體化方向發(fā)展的具體表現(xiàn)為：第一，將控制理論與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)等要素應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中，使得其能夠朝著網(wǎng)絡(luò)一體化方向發(fā)展，在技術(shù)層面上優(yōu)化該系統(tǒng)的工作性能，為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益;第二，通過(guò)對(duì)可編程邏輯控制器與一體化控制器配合使用方面的思考，能夠使工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展中形成適用性良好的控制模式，全面提高控制終端的傳輸效率，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)，豐富其控制系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展中所需的參考信息。

（二）人工智能化方向發(fā)展

工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)之二是人工智能化方向發(fā)展?；诠I(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展趨勢(shì)的探討，也需要重視其在人工智能方面的科學(xué)發(fā)展。人工智能化方向發(fā)展的具體表現(xiàn)為：一是現(xiàn)階段隨著我國(guó)科技力量的不斷壯大，人工智恩應(yīng)用范圍正在加大，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域亦不例外。因此，為了使該領(lǐng)域自動(dòng)化控制更加高效，全面提升其發(fā)展?jié)摿?，則需要注重對(duì)人工智能理論、技術(shù)等要素的引入及整合利用，獲取功能強(qiáng)大的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)方面的科學(xué)控制，高效地處理其中可能存在的安全隱患。二是基于人工智能的工業(yè)自動(dòng)化控制，也可通過(guò)對(duì)分布型智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方面的考慮，增強(qiáng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用中的性能可靠性，并在智能化模塊的支持下，加快該控制系統(tǒng)發(fā)展速度，增加我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域控制中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

（三）標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展

工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)之三是標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。業(yè)務(wù)系統(tǒng)通常連接到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并且接口使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。應(yīng)用程序的界面是相同的，這允許交換來(lái)自幾個(gè)制造商的產(chǎn)品，并最終形成該領(lǐng)域的規(guī)模。每個(gè)行業(yè)都在一定程度上發(fā)展，并擁有一套行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如果缺乏標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的質(zhì)量可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題的產(chǎn)生。另外，如果產(chǎn)品的通用性中存在一些問(wèn)題，則不利于產(chǎn)品的銷售，不利于用戶的使用。未來(lái)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)將在標(biāo)準(zhǔn)化的方向上持續(xù)發(fā)展，具有標(biāo)準(zhǔn)的接口系統(tǒng)和行業(yè)的使用規(guī)則，這將為電氣設(shè)備的使用提供更大的舒適性。

三、工業(yè)自動(dòng)化PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用策略

（一）PLC控制系統(tǒng)安裝位置精準(zhǔn)定位

在PLC控制系統(tǒng)機(jī)型的選擇方面，應(yīng)該充分考慮到PLC控制要求、工藝流程、程序難易程度以及應(yīng)用場(chǎng)合等，尤其是在對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行安裝時(shí)，必須做到高度精準(zhǔn)化。對(duì)PLC控制系統(tǒng)安裝位置的科學(xué)、精準(zhǔn)定位，有助于避免控制屏與電氣干擾現(xiàn)象的發(fā)生。

（二）控制開(kāi)關(guān)數(shù)量

使用工業(yè)控制PLC技術(shù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)數(shù)量控制的時(shí)候，包含順序和數(shù)字量?jī)煞N控制方式，在進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化中采用PLC控制技術(shù)可以進(jìn)行一對(duì)一的控制，如果有相應(yīng)需求也可以進(jìn)行一對(duì)多的控制，不管是哪一種控制方式都是自動(dòng)化控制，都是工業(yè)自動(dòng)化迅猛發(fā)展的技術(shù)需求。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，采用PLC控制技術(shù)能夠使得10個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)控制，并且在此基礎(chǔ)上對(duì)工業(yè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就可以更加直觀地對(duì)開(kāi)關(guān)數(shù)量的控制進(jìn)行反饋，還可以根據(jù)生產(chǎn)的具體需要和要求，靈活處理和轉(zhuǎn)換工業(yè)自動(dòng)化的一些問(wèn)題。

（三）軟件容錯(cuò)

無(wú)論是硬件還是軟件，不出現(xiàn)錯(cuò)誤都是不可能的。為了實(shí)現(xiàn)高可靠、高安全性的系統(tǒng)軟件技術(shù)。需要對(duì)軟件自身故障進(jìn)行處理，同時(shí)可以利用軟件容錯(cuò)對(duì)PLC系統(tǒng)中出現(xiàn)的其他故障一并進(jìn)行處理。傳統(tǒng)的軟件容錯(cuò)技術(shù)，是利用“多樣性”的冗余來(lái)解決軟件本身出現(xiàn)的故障，它們的特點(diǎn)是冗余規(guī)模較大，代價(jià)較高。而隨著軟件容錯(cuò)技術(shù)的發(fā)展，利用的冗余規(guī)模越來(lái)越小，軟件容錯(cuò)新技術(shù)決策較為智能化且容錯(cuò)覆蓋的范圍較廣。將軟件容錯(cuò)技術(shù)用于PLC程序的調(diào)試同樣是行之有效的。

結(jié)束語(yǔ)

總之，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，企業(yè)應(yīng)該融入創(chuàng)新理念，降低成本，減少工期，這樣才能確保系統(tǒng)在企業(yè)中應(yīng)用，控制成本，確保企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備良性運(yùn)行。通過(guò)制定科學(xué)的人才培養(yǎng)機(jī)制，培養(yǎng)相關(guān)的人才，從而在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮更加突出的作用。

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