淺談工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀及趨勢(shì)

摘要：科技的發(fā)展必然會(huì)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，那么經(jīng)濟(jì)的發(fā)展反過來也會(huì)帶動(dòng)科技的進(jìn)步，所以科技和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步對(duì)于工業(yè)化的發(fā)展也有很大作用，眾所周知，對(duì)于科技力量的重視必然會(huì)帶動(dòng)生產(chǎn)力的發(fā)展，而工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，一定會(huì)為工業(yè)生產(chǎn)注入新的動(dòng)力，但是此時(shí)也應(yīng)該看到其存在的問題，本文就是從當(dāng)前的情況出發(fā)，從而分析探討個(gè)由自動(dòng)化的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化；控制管理；發(fā)展

中圖分類號(hào)：TQ171.6+8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 工業(yè)自動(dòng)化的概念及意義

工業(yè)自動(dòng)化，是指工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)自動(dòng)化過程，在這個(gè)過程中利用各種先進(jìn)的科技設(shè)備，使生產(chǎn)不需要人員的直接參與的一種過程。

工業(yè)實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化的生產(chǎn)，目的是節(jié)省人力資源，提高工作效率。工業(yè)自動(dòng)化控制，主要是通過對(duì)生產(chǎn)過程中參數(shù)的控制，從而控制整個(gè)過程。控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而不是人為的直接參與，這就節(jié)約了人力資源，優(yōu)化了生產(chǎn)和管理結(jié)構(gòu)；工業(yè)自動(dòng)化控制，是通過一些能源和咨詢進(jìn)行生產(chǎn)工作，應(yīng)用了先進(jìn)的科學(xué)和技術(shù)，將生產(chǎn)模式優(yōu)化，使之提高生產(chǎn)效率。自動(dòng)化技術(shù)，涉及機(jī)械、微電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域的一門綜合性技術(shù)。工業(yè)革命是自動(dòng)化技術(shù)的起源。工業(yè)革命與科學(xué)技術(shù)是相互作用的，科學(xué)技術(shù)有效地促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展。如今，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，比如，機(jī)械制造、電力、建筑、交通運(yùn)輸、信息技術(shù)等領(lǐng)域，并且自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的主要手段。

2 工業(yè)自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀

工業(yè)自動(dòng)化控制的誕生和應(yīng)用，是我國制造業(yè)高速發(fā)展的需要。我國制造業(yè)發(fā)展，制造業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的設(shè)備和技術(shù)都不能滿足生產(chǎn)的需要，因此，現(xiàn)實(shí)的需要，激發(fā)了自動(dòng)化儀表和控制系統(tǒng)的形成和發(fā)展。

近年來，自動(dòng)化儀表技術(shù)發(fā)展，在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展方面雖取得了顯著成就，現(xiàn)場(chǎng)總線，不但標(biāo)志著信號(hào)形式的改變，還為實(shí)際管理的技術(shù)提供著基礎(chǔ)，不同的客戶對(duì)底層信息化改善的要求才是現(xiàn)場(chǎng)總線不斷發(fā)展的最初動(dòng)力，隨著時(shí)間的變化，現(xiàn)場(chǎng)總線在設(shè)備管理、預(yù)示并判斷等等方面的力量被不斷的開拓出來，這就告訴了它是具有很大的發(fā)展空間的。

但自動(dòng)化儀表的發(fā)展有一定的缺陷，主要的是存在資金和市場(chǎng)的缺陷。其一是自動(dòng)化儀表的新興市場(chǎng)的用戶對(duì)產(chǎn)品價(jià)格敏感度很高；其二是往往可以找非常便宜的替代品時(shí)，用戶更熱衷選擇替代品。這樣的現(xiàn)狀，很難激發(fā)研制新型儀表。因此，許多自動(dòng)化生產(chǎn)儀器在應(yīng)用方面仍處在初級(jí)階段。

自動(dòng)化控制的這種發(fā)展趨勢(shì)的變化是很自然的，任何一個(gè)新東西的推廣和應(yīng)用都是需要一定的時(shí)間的，是要按照發(fā)展進(jìn)程的，而在實(shí)際的使用方面也是有不足的，況且智能儀表設(shè)計(jì)的一些比較新的性能也沒有很好的利用和發(fā)揮。應(yīng)該注意一下幾個(gè)問題：其一數(shù)字儀表和系統(tǒng)的信息保密問題、安全問題；其二程序和軟件的可行性問題。其三通信的保密、安全和可行性問題；其四智能儀表在運(yùn)行時(shí)是可以與控制系統(tǒng)互動(dòng)的以及如何進(jìn)行互動(dòng)問題；其五智能儀表提供了遠(yuǎn)比模擬儀表多的信息以及如何充分利用這些信息等問題。

上面的這些問題我們仔細(xì)的研究可以看到問題都是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)和數(shù)字話產(chǎn)生的，一直沒有解決不是現(xiàn)有的技術(shù)做不到，而是沒有統(tǒng)一的解決方案，而如何統(tǒng)一是當(dāng)前正在研究的。

3 工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 將自動(dòng)化儀表與企業(yè)的信息化有效結(jié)合，增強(qiáng)工業(yè)自動(dòng)化控制，更好地為企業(yè)服務(wù)。信息技術(shù)的發(fā)展與自動(dòng)化儀表兩者也是相互聯(lián)系，相互影響的。信息化對(duì)自動(dòng)化的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一，信息技術(shù)與自動(dòng)化儀表同樣都需要科技人才；另一方面自動(dòng)化儀表借用了信息技術(shù)，使信息化的速度加快，但是自動(dòng)化對(duì)信息化的影響呢？自動(dòng)化儀表技術(shù)包括內(nèi)容廣泛，其在信息采集、信息處理、信息應(yīng)用這方面，其實(shí)是信息化技術(shù)的一個(gè)分支。也就是說信息技術(shù)的發(fā)展是依賴于自動(dòng)化儀表的。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，重視信息技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合，是工業(yè)自動(dòng)化控制得以發(fā)展的重要方法之一。

3.2 自動(dòng)化儀表重視工業(yè)內(nèi)部信息的分層次、有序性、開放性。自動(dòng)化儀表系統(tǒng)在工業(yè)內(nèi)部要具有全面可互操作性。可操作性是分層次的，最基本的是控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)儀表表層的聯(lián)系，上一層是控制系統(tǒng)維護(hù)與生產(chǎn)設(shè)備診斷信息，在高一層是企業(yè)管理信息的客戶操作。整體信息化至少要實(shí)現(xiàn)可互操作。不同層級(jí)實(shí)現(xiàn)可互操作的技術(shù)和方法是不完全一樣的。在控制系統(tǒng)中就要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的程序設(shè)置，讓全局信息整合至少要使企業(yè)各層之間的信息交換無障礙。儀表的用戶企業(yè)由于貼近生產(chǎn)過程和應(yīng)用，一些用戶組織對(duì)自動(dòng)化儀表的應(yīng)用提出許多要求，制訂了一些團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然這是一個(gè)漫長的過程，需要不斷地完善。

3.3 注意自動(dòng)化控制性能實(shí)際安全方面的不足，一直以來安全都是備受關(guān)注的話題，而自動(dòng)化控制主要看中的安全不足是要看其功能方面的安全問題。近年來，大量經(jīng)過功能安全認(rèn)證的儀表已經(jīng)推向市場(chǎng)。

所以，功能安全儀表，不單單是使用在需要安全的系統(tǒng)中，對(duì)于整體功能和安全的驗(yàn)證也是起到了質(zhì)量的驗(yàn)證作用的。想要在競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地，那些儀表的制造者就會(huì)對(duì)于其各項(xiàng)功能和安全不斷的研究，也就是20世紀(jì)開始，不斷看重研究的重要性，使儀表的質(zhì)量有了很大的提高，但是因?yàn)橐恍┛尚行缘幕緮?shù)據(jù)都是制造者本身得到的，對(duì)用戶的公信力較低，因此只有很少企業(yè)將可行性的定量數(shù)據(jù)公布出來。所以可行性對(duì)用戶來說是經(jīng)驗(yàn)性的、模糊的，人們更愿意相信品牌。

3.4 重視系統(tǒng)維護(hù)與儀表診斷。不管怎么樣的企業(yè)對(duì)于安全和質(zhì)量都是有很高需求的，那么系統(tǒng)的維護(hù)能力和儀表的判斷能力必然會(huì)受到客戶，生產(chǎn)商和實(shí)際設(shè)計(jì)人員的重視。我們可以把系統(tǒng)維護(hù)與儀表診斷劃分為四個(gè)層次:生產(chǎn)流程的診斷、生產(chǎn)裝備的診斷、自動(dòng)化控制系統(tǒng)的診斷、現(xiàn)場(chǎng)儀表的診斷。

生產(chǎn)流程的診斷，在實(shí)際中看它是不屬于自動(dòng)化儀表的范圍內(nèi)的，但其診斷的相關(guān)內(nèi)容的互換是與自動(dòng)化儀表有關(guān)的。我們可以看到自動(dòng)化整個(gè)管理控制的系統(tǒng)判斷產(chǎn)品很快，能力也在提高。

3.5 要求自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)無線通信。工業(yè)無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展是可以看見的，它作為自動(dòng)化儀表領(lǐng)域的一份子，最重要的體現(xiàn)了幾問題：首先，不同的技術(shù)方案，而每一種計(jì)劃又有自己的對(duì)象和使用范圍，在一定的部分里很有優(yōu)勢(shì)；其次，參加進(jìn)來的團(tuán)體不斷的增多。例如學(xué)校、研究團(tuán)體、相關(guān)的企業(yè)等等；第三，它有自己專門的團(tuán)隊(duì)；第四，呈現(xiàn)了很多種的無線試驗(yàn)系統(tǒng)，側(cè)量的樣品、為企業(yè)開發(fā)無線產(chǎn)品的無線模塊很多，模塊又大多數(shù)是整個(gè)無線技術(shù)的擁有者。

3.6 控制網(wǎng)絡(luò)。目前我國規(guī)模大的工程項(xiàng)目很多，而使用現(xiàn)場(chǎng)總線儀表的總數(shù)和實(shí)際用的范圍都是在國際上數(shù)一數(shù)二的。然而雖然大部分工程使用了這樣的先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)，但是其實(shí)際的使用效率卻不高，主要的原因是沒有完全的使用好其所提供的信息和這方面的服務(wù)。

在控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際分析和開發(fā)方面，中國是與世界接軌的，在IEC涉及工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的幾乎每個(gè)工作組里都有中國專家，況且那些國際熱門的話題討論中國都給了自己的規(guī)范的意見。實(shí)際上中國和國際在控制網(wǎng)絡(luò)的主要范圍里相差的只是產(chǎn)品，無論是在現(xiàn)場(chǎng)總線智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表方面，還是在系統(tǒng)產(chǎn)品和軟件方面都有差距。這就需要科技和各方面的技術(shù)的提升的。

結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，我國的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)一定會(huì)有更加迅速的發(fā)展，同時(shí)向著智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，為我國工業(yè)生產(chǎn)奠定更加堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]武志強(qiáng).淺談工控自動(dòng)化在工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展[J].天津科技，2007-10-25.

[2]王曉虹.基本網(wǎng)絡(luò)控制的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)[J].自動(dòng)化儀器表.2012（2）.

[3]吳欽煒.自動(dòng)化儀表科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展與幾點(diǎn)意見[J].1981（04）.