我國工業自動化的發展方向

賀章波

(湖北交通職業技術學院，湖北 武漢430079)

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

1 我國工業自動化的發展歷程和發展現狀

1.1 發展歷程

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

1.2 發展現狀

1.2.1 平臺開放式發展。OPC技術的出現、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，計算機將發揮不可替代的作用。IEC61131標準使得各控制系統廠商的產品的編程接口標準化，同時定義了它們的語法和語義。Windows已經成為工業控制的標準平臺、語言和規范，在工業自動化領域，基于PC的人機界面已經成為主流，在控制層采用Windows作為操作系統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 現場總線和分布式控制系統的應用。現場總線通過一根串行電纜將位于中央控制室內的工業計算機、監視/控制軟件和PLC的CPU與位于現場遠程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模塊和現場設備通過總線連接起來，將輸入/輸出模塊轉換成現場檢測器和執行器。

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

2 我國工業自動化的發展方向

工業自動化的發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絡中每個智能的模塊能夠獨立的工作的網絡，達到系統危險分散的概念；開放化則是系統結構具有與外界的借口，實現系統與外界網絡的連接；信息化則是使系統信息能夠進行綜合處理能力，與網絡技術結合實現網絡自動化和管控一體化。

2.1 未來PLC

PLC現在開始向著微型化合網絡化方向發展，性能和結構的PC化是未來PLC發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展趨勢，現有的PLC生產企業開始向客戶提供Ethernet接口，使得PLC控制系統的開放性更加廣泛。

2.2 DCS控制系統到現場總線的發展

現場總線的FCS防線是本著分散化和全數字化，并且盡可能的全開放和互操作的最新工業生產控制自動化系統。現場總線的技術使得監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，而且對于系統與設備的功能提高也是有幫助的。

2.3 工業控制自動化軟件向著先進控制技術發展

工業控制自動化軟件將從人機界面朝著先進控制的方向發展，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、模糊控制和神經網絡等。

3 我國工業自動化的發展途徑

3.1 采用統一的系統開發平臺

統一的系統開發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節。統一的系統開發平臺還應滿足用戶另一個重要需求即開發平臺獨立于最終的運行平臺。根據項目的特點和最終用戶的需求決定將統一的運行代碼下載到硬件PLC、基于WindowsNT的軟件PLC、嵌入式NT系統還是基于WindowsCE的控制系統中。

3.2 通用的網絡結構

整個企業的網絡結構應保證現場控制設備、計算機監督系統、企業管理系統之間的數據通訊暢通無阻。在進行系統網絡規劃時，無論選擇與現場設備通訊的現場總線還是與上級計算機或辦公系統通訊的以太網，所選擇的網絡產品必須能夠保證從辦公自動化環境到控制級直至元件級的整個系統范圍內的通訊。而且，在整個網絡中貫穿著集成的網絡配置和編程、集成的數據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

成功的自動化系統的另一個重要因素在于標準化的程序接口。基于Microsoft的標準和技術，如 Windows2000、OPC、AetiveX 和Windows CE，減少了工程時間和費用，方便了自動化系統和辦公系統的數據交換與共享。在與企業的MES系統、ERP系統連接時，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，使用TCP/IP作為辦公環境的通訊標準，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品的數據交換，不需擔心它們之間的通訊問題。

4 小結

大力發展工業自動化是加快傳統產業改造提升、提高企業整體素質、提高國家在整體國力、調整工業結構、迅速搞活大中型企業的有效途徑和手段。在保持產品價格競爭力的同時，我們國家的企業還需要在原有的基礎上，繼續尋找一條更為健康，更適合自己的發展道路.工業自動化唯有不停的吸收高技術的新營養，方可為開創工業自動化的新局面添加全新的動力。我們必須全面的把握好“科學發展觀”的精神內涵，按照“以人為本、全面協調可持續發展的要求”，把“科學發展觀”貫徹到改革開放和“我國工業自動化”進一步實現現代化、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。

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[5]孫金明.自動化技術的三大革新.中國科技信息.2005.14期.

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