自動化三大熱門技術發展趨勢述評*

王新雨 劉 俊 張林

（遼寧科技大學 遼寧鞍山 114000）

自動化三大熱門技術發展趨勢述評*

王新雨 劉 俊 張林

（遼寧科技大學 遼寧鞍山 114000）

當前我國制造業高速發展，拉動了自動化儀器儀表與控制系統向國際水平發展的需求。本文從趨勢的角度探索當前工業自動化的三大熱門技術。其對我國以流程工業為主的節能降耗、減排以增加產品的競爭力，推動制造業高速發展，具有最直接的給力。

智能化 自動化 儀器儀表 控制系統

引言

我國新上的大型項目所用自動化儀器儀表和控制系統的先進程度的需求已經處于世界先進水平。當前我國正處于工業化中期。工業化、信息化、現代化、市場化和國際化“五化”息息相關。信息化及其產業化將會有很好的發展前景。企業應當注意國家提出的工業化的新需求、集成、生產性服務、節能減排等可能是新的技術增長點，注意軟件技術的新趨勢，還可能需要新的思維（交叉、基礎、智能空間等）。

一、儀器儀表智能化

在控制系統中，儀器儀表作為其構成元素，它的技術進展是跟隨控制系統技術的發展而發展的。目前，控制理論已發展到智能控制的新階段，自動化儀器儀表的智能化就成為必然了。儀器儀表的智能化主要歸結于微處理器和人工智能技術的發展與應用。例如運用神經網絡、遺傳算法、進化計算、混沌控制等智能技術，使儀器儀表實現高速、高效、多功能、高機動靈活等性能。再如，運用模糊規則的模糊推理技術，對事物的各種模糊關系進行各種類型的模糊決策。又如，用軟件實現信號濾波，如快速傅立葉變換、短時傅立葉變換、小波變換等技術，是簡化硬件，提高信噪比，改善傳感器動態特性的有效途徑，還如，充分利用人工神經網絡技術強有力的自學習、自適應、自組織能力，聯想、記憶功能以及對非線性復雜關系的輸入、輸出間的黑箱映射特性等。當前，我國智能化領域最薄弱、最需要發展的是儀器、儀表，傳感器等基礎產業。隨著科學技術的飛速發展和自動化程度的不斷提高，我國儀器儀表行業也將發生新的變化并獲得新的發展。儀器儀表產品的高科技化，特別是智能化，將成為日后儀器儀表科技與產業的發展主流。

二、云計算與自動化

云計算是分布式處理、并行處理和網格計算的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現。它的核心是海量數據的存儲和計算。特別強調虛擬化技術的應用。簡言之，云計算就是一種依托intemet的超級計算模型，將巨大的資源聯系在一起為用戶提供各種IT服務。例如，云計算模式將來帶來自動化軟件行業的巨大變革。主要有：

1．自動化系統的架構將更加靈活，分布式架構將擴展到更大范圍?，F代的大型工業自動化和信息化項目中，系統變得日益龐大和復雜，現有的網絡和系統體系架構已經無法從容應對這些挑戰。云計算這一革命性理念的提出，徹底打破了自動化系統中原來的僵化的體系結構。在云計算的系統中，自動化和信息化系統并不是簡單運行在某一臺固定的計算機上，而是運行于包括Internet在內的整個網絡之上，基于整個網絡來分配系統的資源及實現各種功能。

2．海量信息的分析與處理將成為自動化軟件的常規功能

在現代大型自動化項目中，自動化信息化數據量越來越大，用“海量”形容也并不為過。所以目前自動化軟件中所用的數據庫類型，數據存儲模式和數據的讀取、查詢模式，各項技術目前都在圍繞大量數據的準確、及時處理來進行。海量信息的處理，已經成為制約自動化軟件發展的瓶頸之一。而在云計算時代，用戶可以在不同的層面發揮不同硬件平臺和網絡的計算能力，可以很容易地利用“云”中的服務（SaaS），平臺（PaaS）和計算硬件及網絡資源（IaaS），充分整合公共網絡的計算能力，使得對海量自動化和信息化信息的分析和處理變成現實，滿足大規模應用系統的需要，同時也能夠實現復雜的自動化信息化系統的控制。

3．徹底改變工程開發模式

在云計算時代，工程項目的開發將不再拘泥于單臺計算機，SaaS模式使用戶可以通過Intemet，直接利用自動化軟件供應商服務器上的軟件進行開發，開發過程在云計算網絡中進行，開發完成后，生成可直接運行的工程項目即可。㈣轉變軟件供應商的服務模式，降低維護成本。云計算的模式也將降低軟件供應商的服務成本。以往軟件供應商需要對運行在各種軟硬件環境中的自動化軟件進行技術支持與維護，而云計算時代，他們只需要維護本服務器上的一套軟件即可。㈤降低自動化系統對硬件的要求，提升軟件的行業地位。

三、低碳經濟自動化

低碳經濟自動化是一個廣泛而重要的課題。我們以流程工業為例來說明之。流程工業是指在我國國民經濟中占有重要經濟地位的石化、煉油、化工、冶金、制藥、建材、輕工、造紙、采礦、環保，電力等在國民經濟中占主導地位的行業，我國流程工業企業年產值占全國工業企業年總產值的66%。流程工業的發展狀況直接影響國家的經濟基礎。流程工業是一個非常巨大的產業，在產業中占據重要的地位，是國民經濟發展中極為重要的基礎支柱產業，是制造業的重要組成部分。其特點是以處理連續或間歇物料流、能量流為主，產品多以大批量的形式生產。

流程工業的生產和加工方法主要有化學反應、分離、混合等等。在知識經濟時代的2l世紀，作為傳統工業的流程工業將仍然是經濟發展的重要支柱產業。流程工業既是能源、各種原材料的產生者，也是能源的主要消耗者，節能降耗與減排至關重要。這些行業普遍存在能耗大、污染污染嚴重、產品質量差、生產過程工藝落后，自動化水平低、管理水平低、信息集成度低、綜合競爭力弱等缺點。工業是我國經濟的最大主體，也是耗費能源、資源，產生環境污染的最主要行業。流程工業首當其沖成為了主要目標，尤其在石油加工、化工、鋼鐵、電力、有色、建材等六大行業，其能源消耗占全國工業能耗的近70%。

綜上所述，多少年來，新自動化都是推動制造業高速發展的最直接力量，而這種力量，必然將會搭載著“創新”的源動力，在“十三五”變得更加強大!同時，除了關注技術推動之外，還必須十分關注國家在“十三五”裝備制造業的發展規劃，特別是高端裝備制造業的發展目標與重點領域。

[1金江軍．物聯網技術在工業領域的應用研究[J]．工業產業，2016，(12)：2—3．

[2]梁偉、曾鵬．面向工業自動化的物聯網技術與應用[計算機應用科學，2010，(1)：

*遼寧科技大學大學生創新創業訓練計劃項目資助。