有關(guān)自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究

安明

摘 要：隨著技術(shù)的變革，特別是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用，自動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)以及其它領(lǐng)域中的作用越來(lái)越大。從當(dāng)前的情況來(lái)看，自動(dòng)控制技術(shù)正朝著低功耗、高精度、綜合化的趨勢(shì)發(fā)展。本文將從自動(dòng)控制技術(shù)的現(xiàn)狀出發(fā)，淺析該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.186

0 引言

改革開放以來(lái)，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)水平實(shí)現(xiàn)了很大程度的提高，很多國(guó)外先進(jìn)技術(shù)不斷被引進(jìn)，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平也在不斷提高。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步解放了生產(chǎn)力，使得自動(dòng)化生產(chǎn)的水平得到了進(jìn)一步的提升。如今，自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。自動(dòng)化水平?jīng)Q定了生產(chǎn)水平，降低了生產(chǎn)成本。為了進(jìn)一步提升社會(huì)生產(chǎn)力，需要繼續(xù)改進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高自動(dòng)控制的技術(shù)水平。

1 我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 自動(dòng)控制技術(shù)的分類及特點(diǎn)

目前主流的自動(dòng)控制技術(shù)主要包括工業(yè)PC、PLC以及DCS，在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制中這三者形成了三足鼎立的局面。PLC一直以來(lái)都是自動(dòng)控制技術(shù)的主流，長(zhǎng)期在該技術(shù)領(lǐng)域居于主導(dǎo)地位。DCS起源于上世紀(jì)七十年代，三十年的發(fā)展使得DCS在我國(guó)成為主流自動(dòng)控制技術(shù)之一，但當(dāng)前我國(guó)所使用的DCS產(chǎn)品依然以國(guó)外產(chǎn)品為主。工業(yè)PC基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種新的自動(dòng)控制技術(shù)，其價(jià)格相對(duì)便宜，因此在近年來(lái)不斷受到青睞。

1.2 當(dāng)前我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展中存在的問(wèn)題

從自動(dòng)控制技術(shù)的作用來(lái)看，該技術(shù)是為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。所以，自動(dòng)控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)也應(yīng)當(dāng)圍繞著上述兩個(gè)方面進(jìn)行。盲目實(shí)行自動(dòng)化的做法并不可行，并且可能會(huì)造成適得其反的效果。因此，在大多數(shù)情況下，實(shí)際應(yīng)用中都不再會(huì)有盲目實(shí)行自動(dòng)化的問(wèn)題。但由于在一些情況下，無(wú)法有效地權(quán)衡相關(guān)問(wèn)題，導(dǎo)致目前我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用依然存在宏觀發(fā)展思路不清晰、效益水平較低的問(wèn)題。從設(shè)備的技術(shù)水平來(lái)看，也能看出目前我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)的現(xiàn)狀。很多國(guó)產(chǎn)的自動(dòng)控制設(shè)備，雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制的基本功能，有效節(jié)約了人力物力，節(jié)省了生產(chǎn)成本，但是精確性、實(shí)用性、可靠性等較差的問(wèn)題也非常嚴(yán)重。這些問(wèn)題將會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)控制技術(shù)的有效性整體降低，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，設(shè)備開工率不高等一系列問(wèn)題。從宏觀角度來(lái)看，我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用比例也相對(duì)較低，很多制造領(lǐng)域如服裝、玩具等手工制造仍然占據(jù)很大的比重，自動(dòng)控制技術(shù)難以有效應(yīng)用到生產(chǎn)過(guò)程中去。

2 自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

（1）工業(yè)PC將成為工業(yè)控自動(dòng)化的基礎(chǔ)。工業(yè)控制自動(dòng)化主要包括三個(gè)方面，依次為基礎(chǔ)自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化。長(zhǎng)期以來(lái)，前者主要由PLC和DCS參與，而后兩者主要由各種進(jìn)口過(guò)程計(jì)算機(jī)或小型計(jì)算機(jī)組成，但其價(jià)格一般較高。上世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了空前的發(fā)展，并迅速被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中去。與此同時(shí)，工業(yè)PC的發(fā)展也使得人們對(duì)于工業(yè)控制自動(dòng)化的觀念的轉(zhuǎn)變。近年來(lái)，工業(yè)PC得到了迅速的發(fā)展，與PLC技術(shù)相輔相成，并且其可靠性可以達(dá)到PLC的水平。從當(dāng)前我國(guó)工業(yè)控制的整體形勢(shì)來(lái)看，工業(yè)PC將會(huì)成為工業(yè)控制自動(dòng)化的基礎(chǔ)，并且這種基礎(chǔ)性的地位將會(huì)逐步成為主流。

（2）PLC將趨于微型化、網(wǎng)絡(luò)化和開放化的特點(diǎn)。一直以來(lái)，PLC都是工業(yè)控制自動(dòng)化的主力軍，其特點(diǎn)是控制便捷、可靠性高、控制精度高等。隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC的地位也面臨著一些新的先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)的沖擊。在工業(yè)PC產(chǎn)生的時(shí)候，有些人就認(rèn)為工業(yè)PC可能會(huì)完全取代PLC，但事實(shí)否定了這一預(yù)言。這說(shuō)明了，PLC在自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域依然發(fā)揮著主導(dǎo)作用。微型化、網(wǎng)絡(luò)化和開放性是PLC未來(lái)發(fā)展的主要方向。在基于PLC自動(dòng)化的早期，PLC體積大而且價(jià)格昂貴。但在最近幾年，微型PLC（小于32 I/O）已經(jīng)出現(xiàn)，價(jià)格只有幾百歐元。隨著軟PLC（Soft PLC）控制組態(tài)軟件的進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制的市場(chǎng)份額將逐步得到增長(zhǎng)。

（3）DCS系統(tǒng)將趨于測(cè)控管一體化。集散控制系統(tǒng)即DCS，產(chǎn)生于上世紀(jì)七十年代中期，七十年代末被我國(guó)引進(jìn)，生產(chǎn)商主要集中在德國(guó)、日本等。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)所使用的DCS產(chǎn)品主要是從國(guó)外引進(jìn)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品少之又少。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，過(guò)內(nèi)產(chǎn)品所占有的份額逐漸提升。一項(xiàng)2001年的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)時(shí)的國(guó)產(chǎn)DCS已經(jīng)占到了35%。結(jié)合當(dāng)前DCS的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)分析，筆者認(rèn)為DCS系統(tǒng)將朝著測(cè)控管一體化的方向發(fā)展，使得DCS系統(tǒng)逐漸趨于一體化、小型化以及開放化。與此同時(shí)，將會(huì)逐漸擺脫國(guó)外產(chǎn)品的壟斷，國(guó)產(chǎn)品牌將會(huì)在市場(chǎng)上獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)力。

（4）相關(guān)設(shè)備將朝著小型化、數(shù)字化以及智能化的方向發(fā)展。自動(dòng)控制技術(shù)相關(guān)設(shè)備是工業(yè)控制自動(dòng)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它決定了自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用的有效性。就目前的情況而言很多自動(dòng)控制設(shè)備的水平與自動(dòng)控制技術(shù)的水平不符合，設(shè)備系統(tǒng)繁瑣、操作不便、精度差以及可靠性差等問(wèn)題依然比較突出。而這些問(wèn)題都是制約著自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)揮其應(yīng)有作用的關(guān)鍵問(wèn)題。因此，筆者認(rèn)為自動(dòng)控制技術(shù)相關(guān)設(shè)備將會(huì)朝著小型化、數(shù)字化以及智能化的方向發(fā)展，使得控制的自動(dòng)化水平更高，生產(chǎn)效率得到有效提高。

3 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的作用越來(lái)越大，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中不可分割的一部分。工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)控制技術(shù)主要有PLC、DCS以及工業(yè)PC。我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用在近年來(lái)得到了很大程度的發(fā)展，但由于各方面因素的限制仍然存在一些問(wèn)題，主要包括宏觀發(fā)展思路不清晰、效益水平較低以及相關(guān)設(shè)備缺乏有效地應(yīng)用。根據(jù)自動(dòng)控制技術(shù)的特點(diǎn)和目的，結(jié)合其發(fā)展歷程及現(xiàn)狀，筆者總結(jié)了自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：以工業(yè)PC為基礎(chǔ)、小型化、網(wǎng)絡(luò)化以及開放化的PLC、測(cè)控管一體化的DCS以及微型化、數(shù)字化和智能化的設(shè)備。筆者相信，自動(dòng)控制技術(shù)將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)扮演其在工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵角色，并隨著技術(shù)的變革而不斷發(fā)展，以適應(yīng)時(shí)代的潮流，在人類工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。

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