自動化控制系統的現狀及其發展趨勢

林育海

[摘? ? 要]近年來，隨著智能化時代的到來，自動化控制系統成為研究的熱點。隨著我國經濟發展由高速增長階段轉向高質量發展階段，對傳統生產行業發展也提出了新的要求，這也為自動化行業的發展帶來了一定的壓力和動力，同時也是自動化行業發展難得的時代機遇。傳統生產行業發展面臨一些難以回避的挑戰，應該努力實現自動化控制，修煉傳統生產行業自身內功，提升其服務社會發展的能力。進行自動化工程控制這項研究的主要目的是促進自動化控制從理論化向實用化的轉變，來滿足智能化時代對傳統生產行業系統結構完整、持續健康穩定運行的要求。

[關鍵詞]自動化控制;研究現狀;發展趨勢

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–0–02

The Status Quo and Development Trend of Automation Engineering Control System

Lin Yu-hai

[Abstract]In recent years， with the advent of the era of intelligence， automation engineering control systems have become a hot research topic. As my country's economic development shifts from a high-speed growth stage to a high-quality development stage， new requirements have also been put forward for the development of traditional production industries， which has also created a certain pressure and motivation for the development of the automation industry， which is also the face of the development of the automation industry. A rare opportunity of the times. At the same time， the development of the traditional production industry is also facing some unavoidable challenges. We should strive to achieve automated control， cultivate the traditional production industrys own internal strength， and improve its ability to serve social development. The main purpose of this research on automation engineering control is to promote the transformation of automation control from theoretical to practical， so as to meet the requirements of the intelligent age for the complete structure， continuous， healthy and stable operation of the traditional production industry system.

[Keywords]automation engineering control; research status; development trend

1 自動化控制技術介紹

自動化控制技術是隨著社會發展和科技進步而產生的一種新興技術。其是以計算機技術為支撐，將計算機技術的諸多有點深度融合于工程控制各領域，對整個生產過程進行宏觀層面的智能化、自動化控制，并以此來提高生產效率，實現資源優化配置，最終實現效益最大化。它的興起響應了國家可持續發展政策的號召，同時最大化地利用了科學技術、信息技術發展帶來的便利。這種技術條件下，使得所使用的生產機械化設備較傳統技術更加安全便捷。根據現有的自動化過程控制技術的應用情況來看，主要集中在動力裝置、流程管控、質量檢測等方面，可以說是已經得到了大范圍的應用。在實際設計使用的時候，由于自動化控制技術的一些優良特性，使得設計可以盡可能地集中控制設備及減少生產過程中人員參與，這樣下來可以大幅節約生產成本，并且減少人員參與，也避免了一些人為因素造成的安全事故，可以大幅提高機械設備的穩定性。總而言之，自動化過程控制技術具有良好的經濟效益。這種技術結合先進科技，其信息化網絡化程度較高，采用了網絡化遠程監控、智能工作、群控等智能化網絡化手段，能夠大幅提高工作質量和效率。

2 自動化控制技術的優點

自動化控制技術，作為一種新生力量，有著高效、清潔、方便等傳統技術無可比擬的一些優勢。在實際應用過程中，其具體優勢主要體現在以下幾方面。

（1）對環保事業的貢獻巨大，符合行業可持續發展的理念。像自動化控制技術在工程控制應用中常見的遠程電腦控制等，可以減少如傳統控制機械那樣對煤炭或天然氣等常規不可再生能源的消耗，同時，在使用的過程中也不會產生像傳統發電技術那樣的燃燒廢棄物、廢氣等。作為一種新生高科技技術力量，能夠有效地減少廢氣的排放，減輕環保事業的壓力，為我國打贏治污減霾的藍天保衛戰做出巨大貢獻。

（2）能夠給相關企業帶來意想不到的巨大經濟效益。前文已經提及，自動化控制技術應用時，其所采用的計算機控制較傳統操控來說能夠實現遠程控制，因此在整個應用過程當中，這種技術的控制源頭可以選擇性的接入到距離實際作業場地較遠的地方，空間分布靈活多變、范圍廣，因此能夠大幅降低勞動力、安全隱患等方面的成本，為企業帶來傳統技術無法想象的經濟效益。

（3）這種技術大幅提高了資源利用率。在以計算機技術為支撐開發出自動化控制這些先進技術之后，大幅減輕了勞動密集型產業的勞動力需求量，在滿足日常生產活動所需勞動力的同時，使得國家資源獲得了合理分配利用，大幅提高了資源利用率。

（4）可以提高生產過程可靠性。近年來，隨著我國生產規模的逐年擴大，生產故障發生率也在逐年上漲。究其根本，是傳統的人力處理類似事故的時候能力有限。而當生產發生故障時，自動化控制系統會迅速找到故障源頭，盡快解決故障問題，這是因為在自動化控制系統當中設置了應急裝置。更為關鍵的是，在傳統技術設備無法應對處理這種故障而需要停產檢修的時候，自動化控制系統還可以臨時調整產線的生產流程及節拍，保持正常運行，這樣能夠大幅提高產線運轉的可靠性，減少了意外事故帶來的經濟損失。

（5）自動化控制系統扮演了頭腦和統領的角色。作為一種新生的技術，大力推廣自動化控制系統，可以在統籌協調企業生產活動時扮演頭腦和統領職責，對各項工作任務通過計算機技術做出正確安排，大幅提高生產效率和質量水平。

3 研究現狀

就世界范圍來看，我國的自動化控制專業尤其是電氣自動化工程控制專業處于世界前列。自動化控制技術起源于20世紀末的歐美國家.在21世紀之初我國信息技術、計算機技術蓬勃發展之后，經過十幾年大發展，我國智能化、信息化已接近世界前列，這是由于近年來我國經濟發展較快，國家政策方面也對發展信息技術大力支持，經過無數學者的努力研究，自動化控制技術在我國實現了較大的跨越式發展。但依然存在一些不足之處。

（1）或多或少存在一些技術方面的障礙。任何事物都會經歷一個從小到大、從弱到強的螺旋式上升發展歷程，自動化控制系統也不例外。雖然目前來看我國的自動化控制系統領先于世界上絕大多數國家，但與頂尖國家相比仍然存在較大的差距，這主要體現在計算機技術方面。我國計算機技術起步較晚，在一些比較尖端的技術方面必須進行優化細化，才能保證在追趕甚至趕超技術頂尖國家過程中具有足夠的資本。計算機技術發展的質量水平直接決定了自動化技術、電氣自動化過程控制系統的發展進度和質量。就目前我國技術水平狀況來說，計算機技術以下方面問題還有待解決。①計算機技術人員在注重學習發達國家先進經驗的同時并沒有在科學研究各項完善技術的基礎上進行創新發展，大部分人員創新意識不強、創新能力不夠，部分“彎道超車”的創新發展機遇被忽視。對這些技術人員的培養也缺乏系統科學的實地性研究，創新能力嚴重缺乏，相關技術自然而然地被忽略。但可以斷定，這些創新發展的機遇，在實現“彎道超車”中有極大的利用價值，這些價值的開發還有待專業人士進行系統全面的創新試驗研究。②我國在相關專業方面的人才培養上還沒有完整的教育體系，在前幾年計算機專業的熱潮過去之后，由于人員趨于飽和，工作強度大等原因導致計算機專業的招生人數近年來出現下滑趨勢。計算機技術對專業素養的要求相較于其他行業極高，而我國培養的這方面技術人員普遍在技術能力上有所欠缺，缺少實訓課程經驗和整理分析資料數據的能力以及自主創新能力。常常可以看到，計算機專業畢業生在工作時，沒有明確的創新目的和激勵專業人員進行創新的有效機制，這使得我國計算機技術常常在引用發達國家的研究成果，創新工作的質量大打折扣。

（2）電氣設備水平相較于自動化控制系統來說發展滯后。在電氣行業的發展進程中，也伴隨著電氣設備的不斷改進。現階段我國的電氣行業對于電氣設備的研發問題，所采取的主要辦法就是利用企業資本金去購買國外先進的電氣設備，即犧牲企業的一部分利潤或者資本金，去到國外的發達國家購買他們先進成熟的電氣設備。雖然說這一方法比較能夠較好地適應了當前發展階段的需要，解決當前發展的燃眉之急，但是也要清晰地看到，關鍵核心技術是買不來、要不來、討不來的，這一方法不僅大量地侵蝕了企業公司的利潤，還存在這些進口來的電氣設備不適應我國自主開發的自動化控制系統的問題，與我國自動化控制技術的發展嚴重不匹配，在很大程度上制約了我國電氣自動化控制技術的發展進步。隨著我國經濟發展由高速增長階段轉向高質量發展階段，對于各種資源要素的約束日益趨緊，無論是從企業自身的利益角度出發，還是從適應高質量發展要求的角度出發，顯然目前的發展方式已經難以適應日后的發展，市場激烈競爭以及高質量發展要求，都給企業帶來了前所未有的轉型升級、創新發展的壓力和動力。因此，對于電氣設備水平相較于自動化控制系統來說發展滯后這一問題，應該在加緊研發自動化控制系統的同時，更加注重高水平、與自動化控制技術發展相適應的電氣設備研發工作，并在此基礎上形成長效機制，提升電氣行業整體實力，促進電氣設備行業實現可持續發展。

（3）自動化控制系統未能與時俱進。最近幾年，我國實現了4G網絡的全覆蓋，相應的電氣自動化控制系統也順利地乘著4G網絡發展的東風，大力推進改革發展，在自動化控制技術方面有了長足的進步。但是近兩年來，我國大力發展5G通信網絡技術，很顯然，電氣自動化控制系統還未能及時調整發展思路，緊跟5G網絡的發展腳步實現自我更新，未能做到與時俱進。這主要有兩個方面的原因：①我國的自動化控制系統剛剛完成與4G網絡技術的全方位對接，如果又要對接5G網絡技術，基本上等同于說是要推倒重建，這從時間成本、人力成本、資本成本等方面來看無疑是巨大的;②要將自動化控制技術深度融合于電氣設備之中，也有點不太現實，上文也已經提及我國的電氣設備研發進程嚴重滯后于自動化控制技術發展進程，更不用奢談立刻使電氣自動化控制與5G網絡技術的深度融合。

同時，也有一部分國內學者針對這一技術問題進行了初步的探索研究：楊藝淵[1]研究了自動化控制系統的自愈模式，提出故障的快速定位、隔離與恢復方式方法。林紅勇[2]在研究電氣自動化控制發展現狀的基礎上，分析提出了對這一系統保護的對策措施。史丹陽[3]等專門研究了我國冀北地區自動化控制技術的應用，提出了相應的對策措施。王焱[4]等在研究北京某企業應用自動化控制技術的基礎上，提出了對“強–簡–強”的規劃研究方案。

4 發展趨勢

受技術水平與時間方面的限制，本文進行的研究分析比較粗略。但可以看到，電氣自動化控制系統在未來有著很大的應用平

臺，對這一方面具體應用的研究會是未來很長一段時間內的重要研究課題之一，只有不斷地透徹地研究，才能為實際應用帶來更光明地未來。筆者認為主要的改革發展方向應該聚焦以下3個方面：①增強專業技術人員的創新意識和創新能力，提高自動化行業的創新能力，實現行業樁型升級、創新發展;②綜合考慮企業自身效益與高質量發展要求，科學測量能耗、環保、可持續發展等社會功能性準入標準，強化產業準入標準，用更高、更嚴的準入門檻倒逼落后產業退出;③堅持實事求是、與時俱進、求真務實的發展精神，不斷探索適合當下以及未來較長一段時期內發展階段的電氣設備及自動化控制技術。

參考文獻

[1] 楊藝淵.論述電氣自動化控制系統的現狀及其發展趨勢[J].中國科技投資，2012（24）：262-263.

[2] 林紅勇.淺析電氣自動化控制系統的現狀及其發展趨勢[J].科技創新與應用，2016（30）：152.

[3] 史丹陽，姜韜，陳永峰.探析電氣自動化控制系統的現狀及其發展趨勢[J].農家科技，2013（7）：183.

[4] 王焱，梁存圓.淺析電氣自動化控制系統的現狀及其發展趨勢[J].電腦知識與技術2017，13（31）：249-250.