淺談工業自動控制與發展

摘 要：工業控制自動化已經國民經濟的支柱產業，并且正在改變著人們的生產方式。我國擁有潛在的巨大市場和豐富的勞動力資源，世界的工業生產意開始向中國轉移，我國正在成為世界的制造業國家。本文就工業自動化控制的內容及發展趨勢作一些探索與討論。

關鍵詞：自動化控制；工業；發展；

中圖分類號：TU5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-09-00-01

一、工業自動控制概述

自動控制技術是指：在沒有人類的直接參與下，利用附加裝置即自動控制裝置使被控制對象或生產過程自動地按照某種流程與控制目標自主運行，使被控對象的一個或幾個物理量或加工的工藝按照預定要求變化的技術。它包含了自動控制系統中所有元器件的構造原理和性能，以及控制對象或被控過程的特性等方面的知識。

自動化控制技術系統對企業的作用主要表現在生產力的提升問題上，它無法直接給企業創造效益，但可以提升包括：產品質量、生產可靠性、生產效率以及生產過程中降低原材料和能源消耗。一般對自動化系統的投入和企業效益提升的產出比大約是1：4和1：6之間，尤其是在資金密集的企業中自動化的實施會起到推波助瀾的作用。

二、自動控制技術在工業中的應用

當今的工業生產過程中已廣泛應用了工業控制自動化技術，來實現對工業生產過程實現決策、調度、管理、檢測、控制及優化，以達到提高產量與質量，降低生產消耗、確保生產安全的目的。工業自動化體系主要包括工業自動化硬件、系統及軟件三部分。作為20世紀現代制造領域中最重要的創新技術之一，工業控制自動化技術主要解決生產效率與一致性問題。自動化系統與計算機信息科學的緊密結合，給工業生產過程帶來了新的技術革新。

我國工業計算機系統行業已經形成。目前，工業控制自動化技術正在向智能化、網絡化和集成化方向發展。隨著電力、冶金、石化、環保、交通、建筑等領域的迅速發展，工控機的市場需求將會越來越大，工控機市場發展前景十分廣闊。 在工業控制計算機的基礎上，企業管理和控制過程中所涉及到的核心技術主要有FCS技術、網絡技術等。

三、工業自動控制在我國的發展展望

（一）高精度：

由于工業生產對成品質量的要求日益提高，國家的政策和法令對節能減排也有具體的要求和規定，因此提高測量儀表與控制系統的精度就被提上了議事日程。

（二）智能：

工業自動化儀表的發展中，目前其核心部分是智能化，其智能性表現在具有多種新功能。比如說過去的流量儀表需要進行壓力或溫度上的補償時需要分別測量流量，溫度和壓力的三臺變送器，尚需要運算器來進行計算，而現在一臺智能化的流量變送器就可以完成所有任務；又如一臺智能化執行器。由于具有多種的自診斷功能，使維修預報成為可能。在工業應用中，傳統控制的算法。只能由調節器或DCS來完成，如今一臺智能化的變送器或者執行器。只要植入PID模塊，就可以與有關的現場儀表在一起，在現場實現自主調節；從而實現控制的徹底分散，從而減輕了DCS主機的負擔，使調節更加及時，并提高了整個系統的可靠性。

（三）無線：

現場總線是一種及其有發展潛力的技術，很可能得到迅速發展與推廣，但由于國際標準過多，影響了推廣進度，目前只能希望各方能夠通過努力，制訂出單一的國際的標準。工業生產要求高產，穩定，優質，低耗，安全，環保。如果現場儀表能夠實現通信無線化，電纜和維護的工人量都會大大減少，因此研發低功耗可靠的無線通信是當前的一個重要課題。

（四）科學儀器的在線管理：

隨著科技的進步，科學儀器的結構。日益精巧，操作也越發簡便，價格在不斷降低，而且能在工業條件下操作。目前在過去只能在實驗室內進行現場操作的科學儀器，現在可以在生產現場進行在線運行了。例如質譜儀居武鋼的高爐上試用，用來分析爐頂煤氣的化學成分。今后這種趨勢還會加速發展。目前新建的一些大型石化裝置如乙烯項目都采用了MlV承包模式，所謂MIV就是主要儀表承包商。這種做法多用于于大型工程的建設，保證項目順利按時投產，如百萬噸級的乙烯項目，其產品種類很多，一般有十幾個裝置，需要同時投產。一旦誤工一天，就會有上億元的損失。為了便于管理。工程公司和企業都愿意采取自動控制措施。但這種模式也是靈活變化的的，對于儀表廠商來講這是一種增值的服務。作為MIV的公司也需要一定的資源質，即除了能提供一定水平的DCS外，還要有較廣泛的，質量過硬的現場儀表，而且還要具有熟悉工藝或有這個方面的經驗

（五）安全儀表系統 ：

隨著生產規模的日益擴大，一旦發生事故，就會在經濟上會造成巨大的損失。并且人員傷亡和對環境的影響均非同一般，因此生產的安全問題日益受重視。當今來講，一些化工或石化企業的安全系統。如ESD緊急停車是由專門的PLC7PdCONES來負責管理，這樣企業的控制系統就由兩大部分組成，即DCS與專門的PLC，由于新型DCS的功能不斷擴大，已經有了安全儀表系統，因此也可以用一套具有SIS功能的DCS來統一管理，受到業主的歡迎。但保險公司需要第三方的認證，而認證就要有量化的概念，因此IEC制定了標準，將安全等能分為四級。所謂SIL全名為安全完整性等級。根據目前的制造水平，變送器的安全等級僅為S1L2，若要滿足SIL3的要求，可采取冗余措施，至于DCS，目前一些大的DCS制造商都已通過了TUV認證。達到了SIL3。按照目前的社會的生產水平，只要符合SIL3的標準就可以滿足化工及重石化行業的安全要求了。

四、總結

工業自動控制技術仍然在得到不斷發展是一種十分活躍的技術發展方向。它把控制與決策、管理科學、信息技術、制造工程技術等多方面集成起來， 不斷產生新的模式、系統、及技術成果， 成為推動制造技術進步的最重要的因素。

參考文獻：

[1]淺談我國自動化控制及應用[J].

[2]付家才，王秀琴著. 現代工業控制基礎[M]. 黑龍江：哈爾濱工程大學出版社. 2003：79-82.