淺談工業自動化控制的現狀和發展趨勢

封帆

摘 要：工業自動化控制是指依賴機械設備參與生產，并且按照既定目標目標進行控制、操作等處理過程的總稱。文章以工業自動化控制為研究目標，首先介紹了工業自動化控制的基本內容，然后分析了工業自動化控制發展現狀，最后具體討論了工業自動化控制發展趨勢，希望對我國工業自動化發展控制有所幫助。

關鍵詞：工業；自動化；控制；現狀；發展趨勢

1工業自動化控制的基本內容

工業自動化控制是一種利用機械技術、信息技術、電氣技術以及微電子等現代技術進行綜合控制工業生產的先進技術，簡單來說，工業自動化控制要根據人的控制需求預先設定好流程，然后運用設備（控制器和儀表），實現工業生產自動化的過程。要實現工業自動化控制，需要技術人員事先設定好數據和程序，核定好各類參數是否準確，這樣才能確保自動化控制系統能夠在生產過程中運作正常，保質保量。通常情況下，工業自動化控制系統被分為四個類別，分別為可編工業PC機、程序控制器（即PLC）、分布式控制系統（即DCS）以及嵌入式計算機等。其中，PLC根據實際工業生產環境，可分為大型、中型和小型PLC，靈活性較強；而工業PC機可以應用于比較惡劣的生產條件，不受地區環境限制，并且在實際生產控制時，只需要輸入輸出接口就可進行控制；DCS根據規模不同分為多級多層、中小型、兩級分布式控制系統；嵌入式計算機中的設備組成包括PID調節器以及控制器等。

2工業自動化控制發展現狀

2.1自動化控制技術的發展還存在諸多問題尚未解決

工業自動化控制技術發展至今，已取得了一定的成績，如現場總線的研究和應用，不僅標志著信號傳輸形式的改變，并且為其現代化的生產管理提供了良好的基礎，尤其是在設備管理、判斷以及預測等方面，有著極大的潛力和發展前景。但是，也必須認識到，當前自動化控制技術在發展和應用的過程中，還存在著各種各樣的問題亟待解決，如，先進自動化儀表是工業自動化控制技術的重要組成部分，但是，由于我國大部分自動化生產儀器的應用和發展尚處于初級階段，產品價格居高不下，而在市場上隨處可見其廉價的替代品，對于用戶而言，選擇廉價的替代品不僅能夠有效降低成本，生產效率和生產質量也并未受到較大影響，在這種背景下，新型自動化儀表無法獲得良好的發展動力。

2.2自動化控制技術的優勢尚未得到充分發揮

任何新事物的推廣和應用都需要一定的時間，自動化控制技術的發展和應用也不例外，尤其是在當前階段，人們尚未對工業自動化控制技術的優越性有一個較為直觀了解，也沒有真正體會到自動化控制技術的應用優勢，因而無法充分利用和發揮出自動化控制技術的功能，并且在實際應用中常常會忽視一些問題，如，在實際運行過程中，忽視對軟件和程序可行性問題的討論；忽視控制系統和數字儀表的信息安全問題、保密問題。

3工業自動化控制發展趨勢

3.1網絡化和微型化

PLC是工業自動化控制的關鍵技術之一，其發展受現代信息技術的影響，正逐漸朝著網絡化和微型化發展，其結構和性能呈現出PC化發展的趨勢。具體來說，早期的PLC自動化技術，不僅體積偏大，而且價格昂貴，應用靈活性較差；而現階段的PLC技術已在一定程度上實現了微型化，其生產成本也降至可接受的范圍內。同時，隨著軟PLC自動控制技術組態軟件的快速突破，工業控制自動化技術市場份額中把軟PLC當作基礎組態軟件的份額也在逐漸增加。當前，控制領域的一個重要發展方向就是Ethernet技術的擴展，PLC也躋身在列。如今，把Ethernet接口提供給客戶的企業已經開始嶄露頭角，PLC控制系統的開放性將逐漸寬廣。

3.2全分散化和全數字化

現場總線（FCS）技術是工業自動化控制技術發展中的一個新的突破，也是DCS控制系統的主要發展方向。而FCS方向的主要目標為實現全分散化和全數字化，同時盡可能實現與開放式工業生產控制系統的相互操作。通常情況下，信息通訊網絡系統具有雙向傳輸和多分支結構性，在生產現場和控制室的自動化裝置之間完成安裝。依靠現場技術總線，監控控制設備擁有了通信和計算的能力，極大地影響了傳輸精度和信號測量及控制的提高。現階段國內現場總線技術的主要發展趨勢為：一，將已開發的現場總線產品投入市場；二，將重點放在應用工程上，不斷開發各種類型的現場總線技術，確保其支持實際應用，促進各行業現場總線應用技術得到快速發展。

3.3智能化

智能化是現階段各行各業發展研究的重點。簡單來說，智能化就是利用人工智能、學習算法等實現信息化技術對某些人類智能功能特性的模擬。而控制工業智能化就是在人工智能基礎上提出的先進控制理論，用以實現電子機械制造設備多功能化自動控制。利用以太網以及Web技術達到開放性分布式智能系統的目的，按照網絡通用的協議，將高度模塊化、分布式技術以及可重復使用的工業控制方案提出。比如：新型的固態傳感器和智能變送器朝著智能、微型、高精度等方向邁進，由高集成度的微控制器對智能閥門定位器進行控制，對全部控制參數進行組態，達到線性控制、快開等特性修正功效，實現智能化。

3.4先進控制技術

先進控制技術是工業控制自動化軟件的主要發展方向。現階段，國內工業控制自動化軟件的主要發展方向為實現從落后的人機界面到先進控制技術（APC）的轉變。當前較為常用的先進控制策略有預測控制、自適應控制和智能控制等，其中，智能控制又包括神經網絡、專家系統以及模糊控制等。舉例來說，IDE提供歷史記錄審核跟蹤機制給予每一個應用程序組件，包含有時期與時間戳、用戶識別符和有關變化的摘要信息；依靠IAS能夠明顯降低工程成本，提供簡化分布式自動化應用的維護、部署及管理的基礎。未來的工業自動化軟件系統會依靠先進的軟件技術向著綜合管理、集成化、平臺化以及網絡化等方向發展。

結束語

總而言之，工業自動化控制技術是支撐我國工業現代化建設的重要保證，有力地推動了我國社會經濟的發展。在電子機械制造中，工業自動化控制技術的應用，不僅可以有效提高企業生產效率提高產品生產質量，降低企業成本，還能進一步推動企業進行項目開發，研究新技術，實現工業制造行業的可持續發展。因此，相關制造企業加強對工業自動化控制技術的研究和應用，對于推進我國工業進程意義重大。

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