王薩

摘 要：我國工業(yè)發(fā)展應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，不但要起點(diǎn)高，瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水準(zhǔn)，而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動(dòng)化技術(shù)，我們只有堅(jiān)持提高與普及相結(jié)合的方針，我國的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用才能走上高速度、高質(zhì)量和高效益的健康之路。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化 技術(shù) 特點(diǎn)

自動(dòng)化技術(shù)作為20世紀(jì)工業(yè)領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決的是生產(chǎn)效率和一致性問題。無論是追求高速、連續(xù)和大批量的大型企業(yè)，還是追求靈活、柔性的定制化的中心企業(yè)，都依賴自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)今世界已經(jīng)從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)過度到服務(wù)經(jīng)濟(jì)，過度到一個(gè)需要客戶體驗(yàn)的時(shí)代——大規(guī)模定制，也就是快速大批量制造符合個(gè)性需求的產(chǎn)品，已經(jīng)成為世界級(jí)的發(fā)展趨勢。這就需要生產(chǎn)企業(yè)的具有很高的自動(dòng)化水平來解決效率和柔性的矛盾。自動(dòng)化技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的關(guān)系已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了為企業(yè)提高效益的范疇，而是成為企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)之一。

1工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)從其概念就可以看出來，它是在沒有人直接參與的情況下，通過自動(dòng)控制裝置或系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)過程、工藝參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)品要求等進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)與控制，使之達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，必將進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)管理的改革，企業(yè)可通過互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)上進(jìn)行交易，因而電子商務(wù)技術(shù)必將成為企業(yè)管理中的高技術(shù)。過程控制級(jí)涉及到的高技術(shù)主要是智能控制技術(shù)和工程方法。設(shè)備控制級(jí)和檢測驅(qū)動(dòng)級(jí)涉及的高技術(shù)主要是三電一體化技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和新器件交流數(shù)字調(diào)速技術(shù)。由此不難看出，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)今微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)領(lǐng)域中高技術(shù)的綜合應(yīng)用技術(shù)。這是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)之一。從控制的角度看，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)包括檢測、控制和驅(qū)動(dòng)3個(gè)系統(tǒng)。這3個(gè)系統(tǒng)既自成體系又互相聯(lián)系，既要研究每一個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)又要研究3個(gè)系統(tǒng)的軟硬件連接及最佳配合技術(shù)，這稱之為三電一體化技術(shù)。三電一體化是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的第2個(gè)特點(diǎn)。

2工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)

從控制的角度看，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)包括檢測、控制和驅(qū)動(dòng)三個(gè)系統(tǒng)。這三個(gè)系統(tǒng)既自成體系又互相聯(lián)系，既要研究每一個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)又要研究三個(gè)系統(tǒng)的軟硬件連接及最佳配合技術(shù)，這稱之為三電一體化技術(shù)。廣義的CIMS技術(shù)指整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。由于CIMS必須在設(shè)備自動(dòng)化和過程自動(dòng)化的基礎(chǔ)上建立，所以通常講的CIMS主要指企業(yè)管理和生產(chǎn)管理兩級(jí)管理級(jí)。智能控制作為人工智能的一個(gè)研究與應(yīng)用方面，與自動(dòng)控制、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)論、信息論等學(xué)科的結(jié)合，已形成一個(gè)新興的交叉學(xué)科系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中已產(chǎn)生了許多類型的智能控制系統(tǒng)，如多級(jí)遞階智能控制、基于知識(shí)的專家系統(tǒng)、基于模糊邏輯的智能——模糊控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能——神經(jīng)控制、基于規(guī)則的仿人控制、基于模式識(shí)別的智能控制、多模變結(jié)構(gòu)智能控制、學(xué)習(xí)控制與自學(xué)習(xí)控制、基于混沌理論的智能——混沌控制等類型。與其它行業(yè)一樣，智能控制作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在鋼鐵工業(yè)中也得到了較多的應(yīng)用。在各個(gè)生產(chǎn)工序中，用于設(shè)定與控制、生產(chǎn)計(jì)劃的安排與調(diào)整，以及設(shè)備診斷、監(jiān)測、學(xué)習(xí)等方面。

3工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢

3.1智能化

從工業(yè)自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢看，智能化是其核心部分，所謂智能化表現(xiàn)在其具有多種新功能。如一臺(tái)智能化執(zhí)行器，由于具有多種的自診斷功能，使維修預(yù)報(bào)成為可能。如當(dāng)執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥的閥桿行程累計(jì)超過一定長度時(shí)，就會(huì)發(fā)出信號(hào)通知維修人員進(jìn)行密封填料的換；又當(dāng)閥門的動(dòng)作過于頻繁時(shí)也可通知工作人員進(jìn)行干預(yù)，以免發(fā)生事故；當(dāng)用于具有蝕性介質(zhì)時(shí)，如超過一定流量及工作時(shí)間時(shí)，也能發(fā)出信號(hào)，以便及時(shí)更換，因?yàn)榻^不會(huì)發(fā)生腐蝕的材質(zhì)是沒有的。在工業(yè)控制方面，過去控制的算法，只能由調(diào)節(jié)器或DCS來完成，如今一臺(tái)智能化的變送器或者執(zhí)行器，只要植入PID模塊，就可以與有關(guān)的現(xiàn)場儀表在一起，在現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)自主調(diào)節(jié)；從而實(shí)現(xiàn)控制的徹底分散，從而減輕了DCS主機(jī)的負(fù)擔(dān)，使調(diào)節(jié)更加及時(shí)，并提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

3.2高精度化

由于工業(yè)生產(chǎn)對(duì)成品質(zhì)量的要求日益提高，國家的政策和法令對(duì)節(jié)能減排也有具體的要求和規(guī)定，因此提高測量儀表與控制系統(tǒng)的精度就被提上了議事日程。例如變送器的精度，普遍從百分之零點(diǎn)七五提高到百分之零點(diǎn)零四。用于貿(mào)易交換計(jì)量的科氏質(zhì)量流量計(jì)，精度已達(dá)到百分之零點(diǎn)零五，部分氣體超聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確度已達(dá)到百分之零點(diǎn)五，同時(shí)新一代的DCS也以此作為一個(gè)重要的指標(biāo)。

3.3工業(yè)無線化

現(xiàn)場總工業(yè)無線技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸傳輸，特別適用于惡劣環(huán)境或振動(dòng)、高速旋轉(zhuǎn)對(duì)象的監(jiān)控，而且降低了安裝成本、持續(xù)降低運(yùn)行維護(hù)成本，同時(shí)更換方便，便于升級(jí)，還能夠減少接插件故障，移動(dòng)自由且不受限制，工業(yè)無線技術(shù)是工廠測控模式的變革，傳統(tǒng)認(rèn)為成本過高，法大規(guī)模部署傳感器進(jìn)行監(jiān)測的應(yīng)用成為可能。工業(yè)生產(chǎn)要求高產(chǎn)，穩(wěn)定，優(yōu)質(zhì)，低耗，安全，環(huán)保。如果現(xiàn)場儀表能夠?qū)崿F(xiàn)通信無線化，電纜和維護(hù)的工人量都會(huì)大大減少，因此研發(fā)低功耗可靠的無線通信是當(dāng)前的一個(gè)重要課題。

3.4數(shù)字化

以往，絕大多控制系統(tǒng)的被控量是連續(xù)時(shí)間信號(hào)，隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的成熟和大規(guī)模集成芯片的推廣，數(shù)字信號(hào)的處理方式越來越得到了推崇，A/D和D/A構(gòu)成了計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制系統(tǒng)其它部分聯(lián)系的橋梁，數(shù)字計(jì)算機(jī)的工作需要硬件和軟件兩大支撐條件，一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)也必須包括硬件和軟件兩部分。硬件組成：計(jì)算機(jī)主機(jī)，由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器和接口組成的主機(jī)是控制系統(tǒng)的核心，它根據(jù)輸入設(shè)備送來的反映設(shè)備或過程工作狀態(tài)的信息，以及既定的控制規(guī)則（算法），進(jìn)行運(yùn)算處理，并將處理結(jié)果通過輸出設(shè)備向設(shè)備或過程發(fā)送控制命令軟件組成：軟件是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，負(fù)責(zé)指揮計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的活動(dòng)。軟件主要有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。系統(tǒng)軟件，指為用戶使用、管理、維護(hù)計(jì)算機(jī)所提供的計(jì)算機(jī)程序，一般包括操作系統(tǒng)、算法語言、數(shù)據(jù)庫、診斷程序等。應(yīng)用軟件，指為完成具體對(duì)象自動(dòng)控制任務(wù)而編制的專用軟件，通常包括數(shù)據(jù)采集及處理程序、控制程序、過程監(jiān)視程序、打印制表程序等。

4結(jié)束語

大力發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，既可以促進(jìn)信息化的發(fā)展又可以武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。因此把工業(yè)自動(dòng)化作為一個(gè)行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展，應(yīng)作為我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的戰(zhàn)略方針。工業(yè)化包括機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化，應(yīng)該說我國工業(yè)的機(jī)械化、電氣化已基本實(shí)現(xiàn)了，工業(yè)化應(yīng)該著重實(shí)現(xiàn)的是自動(dòng)化，用工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使設(shè)備控制自動(dòng)化、工藝流程自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)我國的工業(yè)化建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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