李 由 孫紅巖 于國鋒

（遼寧科技大學 遼寧鞍山 114000）

網絡自動化發(fā)展趨勢展望*

李 由 孫紅巖 于國鋒

（遼寧科技大學 遼寧鞍山 114000）

本文從趨勢的角度探索當前工業(yè)自動化的十大熱門技術：儀器儀表智能化、控制系統網絡化、工業(yè)通信無線化、物聯網與自動化、云計算與自動化等，其對我國以流程工業(yè)為主的節(jié)能降耗、減排以增加產品的競爭力，推動制造業(yè)高速發(fā)展，具有最直接的給力。

網絡化 無線化 自動化

引言

黨中央繪制出的“十三五”宏偉藍圖激發(fā)我們奮進的力量，科學發(fā)展昭示出的廣闊的前景．令大家信心百倍。2016年是“十三五”時期的開局之年，更是希望之年、奮斗之年、前進之年，一幅新的壯麗畫卷將由此徐徐展開。[1]

展望“十三五”，中國的工業(yè)自動化已經進入到21世紀，我國制造業(yè)的高速發(fā)展．拉動了對自動化儀器儀表與控制系統向國際水平發(fā)展的需求。我國新上的大型項目所用自動化儀器儀表和控制系統的先進程度的需求已經處于世界先進水平。當前我國正處于工業(yè)化中期。工業(yè)化、信息化、現代化、市場化和國際化“五化”息息相關。

一、控制系統網絡化

21世紀的控制系統將是網絡與控制結合的系統。對網絡化控制系統（NetworkedControl System，簡稱NCS）的研究已經成為當前自動化領域中的前沿課題之一。隨著通信網絡作為一個系統環(huán)節(jié)嵌入控制系統，這很大地豐富了工業(yè)控制技術和手段，使自動化系統與工業(yè)控制系統在體系結構、控制方法以及人機協作方法等方面都發(fā)生了較大的變化，與此同時也帶來了一些新的問題，如控制與通信的耦合、時間延遲、信息調度方法、分布式控制方式與故障疹斷等。這些新問題的出現，使得自動控制理論在網絡環(huán)境下的控制方法和算法需要不斷地創(chuàng)新。隨著計算機技術、通信技術和網絡技術的不斷發(fā)展。傳統的控制領域正經歷著一場前所未有的變革，開始向網絡化方向發(fā)展?？刂葡到y的結構從最初的ccs（計算機集中控制系統），到第二代的DCS（分散控制系統），發(fā)展到現在流行的FCS（現場總線控制系統）。對諸如圖像、語音信號等大數據量、高速率傳輸的要求，又催生了工業(yè)以太網與控制網絡的結合。這種工業(yè)控制系統網絡化浪潮又將諸如嵌入式技術、多標準工業(yè)控制網絡互聯、無線技術等多種當今流行技術融合進來，從而拓展了工業(yè)控制領域的發(fā)展空間，帶來新的發(fā)展機遇。以信息化帶動工業(yè)化既是保持國民經濟持續(xù)快速發(fā)展的有力保證，也是傳統工業(yè)體系結構轉型的重要手段。網絡技術作為信息技術的代表，其與工業(yè)控制系統的結合將極大地提高控制系統的水平，改變現有工業(yè)控制系統相對封閉的企業(yè)信息管理結構，適應現代企業(yè)綜合自動化管理的需要。網絡技術推動了傳統工業(yè)控制系統結構的變革。將現場總線，以太網、多種工業(yè)控制網絡互聯、嵌入式技術和無線通信技術融合到工業(yè)控制網絡中，在保證控制系統原有的穩(wěn)定性、實時性等要求的同時，又增強了系統的開放性和互操作性，提高了系統對不同環(huán)境的適應性。在經濟全球化的今天，這一工業(yè)控制系統網絡化及其構成模式使得企業(yè)能夠適應空前激烈的市場競爭，有助于加快新產品的開發(fā)、降低生產成本，完善信息服務，具有廣闊的發(fā)展前景。

二、工業(yè)通信無線化

工業(yè)通信無線化也是當前自動化領域探討比較熱烈的問題。根據專家分析，到2013年，全球工廠自動化中的無線通信系統應用將每年增加約40%。工業(yè)控制企業(yè)已經逐步認識到無線技術將是下一個技術騰飛的基礎，將能夠大大提升工廠效能與保證用戶的安全。隨著無線技術日益普及，各家供應商正在提供一系列軟硬件技術，協助在產品中增加通信功能。這些技術支持的通信標準包括藍牙、Wi_Fi，GPS（全球定位系統）、LTE（長期演進）以及WiMax（全球微波接入互操作）。然而，在增加無線連網功能時，芯片及相關軟件的選擇（假設所選擇的實現能正常工作，并滿足相關的論證要求）可能極具挑戰(zhàn)性。即使做出了一個可行的設計，但如果未優(yōu)化性能、功耗、成本和規(guī)模，則可能不會取得市場上的成功。今天最熱門的東西未必是最好的通信標準和客戶需要的東西，因此選擇的軟硬件實現方案應有這樣的特點：每個新一代產品都不需要徹底從頭開始適應。無線技術進入工業(yè)領域的趨勢是毋庸置疑的。特別是在有線無法使用的場合。更顯得無線具有優(yōu)勢。但是這要求無線技術本身性能的完善，可靠性，通信的確定性與實時性、兼容性等性能有待加強。所以，在近期，工業(yè)無線技術仍將是傳統有線技術的延伸，大多數儀表以及自動化產品會嵌入無線傳輸的功能。國際上對于無線技術的研究還處于起步階段，相關的標準也在制訂之中，我國的科研機構也參與其中，這在一定程度上推動了無線技術在我國流程工業(yè)的發(fā)展。[2]

三、物聯網與自動化

當今，物聯網可謂是在各大媒體出鏡率最高、而且與。智能”聯系密切的名詞之一。從。管理、控制、智能”的角度來看，其實物聯網與工業(yè)自動化是一脈相承的，工業(yè)自動化包含采集。傳輸，計算等環(huán)節(jié)，而物聯網是全面感知．可靠傳遞，智慧處理，兩者是相通的。物聯網只是更加強調無線、海量采訪、智能計算。物聯網與自動化技術是有著十分密切地聯系的。兩者的區(qū)別是：傳統的自動化網絡多是通過有線網絡來實現，網絡連接范圍較窄，而在傳感網絡中，無線網絡成為主要的傳輸路徑，且連接的范圍更加廣泛。”一脈相承的天性，讓工業(yè)自動化廠商尋機物聯網的發(fā)展是順其自然的事情。物聯網的應用領域，“物聯網”顛覆了人類之前物理基礎設施和IT基礎設施截然分開的傳統思維，將公路、建筑物等物理設施與個人電腦、手機、家電、交通設施、IT設施有效的聯系在一起，使得政府管理、生產制造、社會管理，以及人們的個人生活全面實現互聯互通。

綜上所述，從當前幾大自動化熱門技術發(fā)展趨勢可以看到自動化創(chuàng)新可以用幾個詞來概括：集成、通訊、協同、節(jié)能，安全、標準與開放。隨著也誕生了許多新的產品和理念。多少年來，新自動化都是推動制造業(yè)高速發(fā)展的最直接力量，而這種力量，必然將會搭載著“創(chuàng)新”的源動力。

[1]廖常初．PLC編程集應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2015

[2]劉樂善等，微型計算機接口技術及應用[M]．武漢：華中理工大學出版社，2015，4．

*遼寧科技大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目資助