我國工業(yè)自動化的發(fā)展方向

賀章波

(湖北交通職業(yè)技術學院，湖北 武漢430079)

隨著社會的不斷進步和發(fā)展，21世紀是我國全面地實現(xiàn)信息化、工業(yè)化和高科技化的嶄新時代。工業(yè)自動化是現(xiàn)代先進工業(yè)科學的核心技術，是工業(yè)現(xiàn)代化的物質基石，是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標志。不斷的去研究和探討我國工業(yè)自動化的發(fā)展和戰(zhàn)略方向，對我國工業(yè)化的發(fā)展有著極其深遠的現(xiàn)實意義和時代意義。

1 我國工業(yè)自動化的發(fā)展歷程和發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展歷程

1983年，國家計算機系列正式普及和發(fā)展規(guī)劃工業(yè)控制計算機；1989年，對全國工業(yè)控制計算機機型優(yōu)選，選出包括工業(yè)控制微機系統(tǒng)、單回路調節(jié)器、可編程控制器和工業(yè)控制功能模塊的21個優(yōu)選機型；1990年，組織完成首次全國工業(yè)爐窯控制系統(tǒng)的優(yōu)選，共選出工業(yè)鍋爐、水泥機立窯和小氮肥三種爐窯21套獲獎的控制系統(tǒng)；目前，我國工業(yè)控制計算機技術、產(chǎn)業(yè)和應用都有了很大的發(fā)展，工控機行業(yè)已經(jīng)形成。我國的工業(yè)自動化發(fā)展道路，大多是在引進設備的同時相繼的引進各種工業(yè)控機系統(tǒng)，并開始自己設計控制系統(tǒng)和裝置，進行消化吸收和二次開發(fā)應用。黨的“十六大”提出“以信息化帶動工業(yè)化，走新型工業(yè)化道路”，這為我國的自動化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展增加了新的市場面。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1 平臺開放式發(fā)展。OPC技術的出現(xiàn)、IEC61131的頒布以及 Microsoft的 Windows平臺的廣泛應用，使得在未來的電氣技術中，計算機將發(fā)揮不可替代的作用。IEC61131標準使得各控制系統(tǒng)廠商的產(chǎn)品的編程接口標準化，同時定義了它們的語法和語義。Windows已經(jīng)成為工業(yè)控制的標準平臺、語言和規(guī)范，在工業(yè)自動化領域，基于PC的人機界面已經(jīng)成為主流，在控制層采用Windows作為操作系統(tǒng)平臺的好處就是其易于使用和維護以及與辦公平臺簡單的集成。

1.2.2 現(xiàn)場總線和分布式控制系統(tǒng)的應用。現(xiàn)場總線通過一根串行電纜將位于中央控制室內的工業(yè)計算機、監(jiān)視/控制軟件和PLC的CPU與位于現(xiàn)場遠程I/O站、變頻器、智能儀表、馬達啟動器、低壓斷路器等連接起來，并將這些現(xiàn)場設備的大量信息采集到中央控制器上來。分布式控制意味著PLC、I/O模塊和現(xiàn)場設備通過總線連接起來，將輸入/輸出模塊轉換成現(xiàn)場檢測器和執(zhí)行器。

1.2.3 IT技術與電氣工業(yè)自動化。虛擬現(xiàn)實技術和視頻處理技術的應用，將對未來的自動化產(chǎn)品的設計產(chǎn)生直接的影響。

2 我國工業(yè)自動化的發(fā)展方向

工業(yè)自動化的發(fā)展方向應該是分布式、開放式和信息化。分布式的結構是一種能確保網(wǎng)絡中每個智能的模塊能夠獨立的工作的網(wǎng)絡，達到系統(tǒng)危險分散的概念；開放化則是系統(tǒng)結構具有與外界的借口，實現(xiàn)系統(tǒng)與外界網(wǎng)絡的連接；信息化則是使系統(tǒng)信息能夠進行綜合處理能力，與網(wǎng)絡技術結合實現(xiàn)網(wǎng)絡自動化和管控一體化。

2.1 未來PLC

PLC現(xiàn)在開始向著微型化合網(wǎng)絡化方向發(fā)展，性能和結構的PC化是未來PLC發(fā)展的一個主要的趨勢。當前，Ethernet技術的擴展是控制領域重要的一個發(fā)展趨勢，現(xiàn)有的PLC生產(chǎn)企業(yè)開始向客戶提供Ethernet接口，使得PLC控制系統(tǒng)的開放性更加廣泛。

2.2 DCS控制系統(tǒng)到現(xiàn)場總線的發(fā)展

現(xiàn)場總線的FCS防線是本著分散化和全數(shù)字化，并且盡可能的全開放和互操作的最新工業(yè)生產(chǎn)控制自動化系統(tǒng)。現(xiàn)場總線的技術使得監(jiān)測控制設備有了計算和通信雙重能力，對于信號測量及傳輸和控制精度的提高有著很大的影響，而且對于系統(tǒng)與設備的功能提高也是有幫助的。

2.3 工業(yè)控制自動化軟件向著先進控制技術發(fā)展

工業(yè)控制自動化軟件將從人機界面朝著先進控制的方向發(fā)展，即APC。目前的先進控制策略主要包括：自適應控制、預測控制和魯棒控制，尤其是智能控制，它的下屬分支有，專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡等。

3 我國工業(yè)自動化的發(fā)展途徑

3.1 采用統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺

統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺可以支持一個自動化項目周期中的設計、實施和測試、調試和開機、運行及維護等各個階段和環(huán)節(jié)。統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺還應滿足用戶另一個重要需求即開發(fā)平臺獨立于最終的運行平臺。根據(jù)項目的特點和最終用戶的需求決定將統(tǒng)一的運行代碼下載到硬件PLC、基于WindowsNT的軟件PLC、嵌入式NT系統(tǒng)還是基于WindowsCE的控制系統(tǒng)中。

3.2 通用的網(wǎng)絡結構

整個企業(yè)的網(wǎng)絡結構應保證現(xiàn)場控制設備、計算機監(jiān)督系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊暢通無阻。在進行系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃時，無論選擇與現(xiàn)場設備通訊的現(xiàn)場總線還是與上級計算機或辦公系統(tǒng)通訊的以太網(wǎng)，所選擇的網(wǎng)絡產(chǎn)品必須能夠保證從辦公自動化環(huán)境到控制級直至元件級的整個系統(tǒng)范圍內的通訊。而且，在整個網(wǎng)絡中貫穿著集成的網(wǎng)絡配置和編程、集成的數(shù)據(jù)管理以及集成的通訊等功能，即所謂的全集成自動化。

3.3 標準化的程序接口

成功的自動化系統(tǒng)的另一個重要因素在于標準化的程序接口?；贛icrosoft的標準和技術，如 Windows2000、OPC、AetiveX 和Windows CE，減少了工程時間和費用，方便了自動化系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換與共享。在與企業(yè)的MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)連接時，基于Pc平臺的自動化解決方案意義非同尋常。使用Windows 2000作為操作系統(tǒng)，使用TCP/IP作為辦公環(huán)境的通訊標準，PC可以在自動控制和管理平臺之間建立一種最好的接口。標準化的程序接口還保證了不同廠家的軟硬件產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交換，不需擔心它們之間的通訊問題。

4 小結

大力發(fā)展工業(yè)自動化是加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升、提高企業(yè)整體素質、提高國家在整體國力、調整工業(yè)結構、迅速搞活大中型企業(yè)的有效途徑和手段。在保持產(chǎn)品價格競爭力的同時，我們國家的企業(yè)還需要在原有的基礎上，繼續(xù)尋找一條更為健康，更適合自己的發(fā)展道路.工業(yè)自動化唯有不停的吸收高技術的新營養(yǎng)，方可為開創(chuàng)工業(yè)自動化的新局面添加全新的動力。我們必須全面的把握好“科學發(fā)展觀”的精神內涵，按照“以人為本、全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的要求”，把“科學發(fā)展觀”貫徹到改革開放和“我國工業(yè)自動化”進一步實現(xiàn)現(xiàn)代化、國際化和全球化的過程上來。隨著自動化技術應用的日益深入及應用范圍與規(guī)模的不斷擴大，許多其他領域的新技術也不斷進行融合，從而將人類社會生產(chǎn)力不斷推向新的更高境界，使人類生活向著智能世界幸福美好的明天大步邁進。

[1]賢陽.應用技術的發(fā)展是工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的關鍵——2007年紐倫堡電氣自動化（系統(tǒng)和部件）展覽會紀實.自動化博覽，2008，（1）.

[2]羅玲，戰(zhàn)京濤.我國工業(yè)電氣節(jié)能產(chǎn)品現(xiàn)狀與營銷對策.北京化工大學學報：（社會科學版），2008（2）.

[3]吳淳.自動化技術發(fā)展的新機遇以信息化帶動工業(yè)化〔J]，自動化博覽，2002.1.

[4]高東杰，譚杰，林紅權。應用先進控制技術[川，國防工業(yè)出版社，2003.1.

[5]孫金明.自動化技術的三大革新.中國科技信息.2005.14期.

[6]孫金明.自動化技術的三大革新，中國科技信息，2005，14 期.