浅谈工业自动化发展趋势

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1、浅谈工业自动化发展趋势摘要：工业自动化是工业现代化发展的基础，在传统产业改革及工业结构的调整优化中起到重要作用。文章对于工业自动化自七十年代至目前几个发展阶段进行详尽分析的基础上，概括了现阶段国内外工业自动化的发展现状，在此基础上，提出对未来自动化控制发展展望，即无线控制仪表以及总线控制模式的发展及应用。关键词：工业自动化；发展；现状；展望1工业自动化自七十年代至冃前几个发展的趋势现代工业控制系统即涵盖上述功能性器件的子系统所组建的复杂型控制网络，其发展经历了以下几个重要时期。工业自动化启蒙阶段，七十年代左右，工业领域内己经出现了利用浮动阀门进行自动控制的机械装置如水钟等，并实现了蒸汽系统中温

2、度、压力、机械传动的控制，在工业革命热潮下，工业控制系统在航海、制造业、电力、交通、研究等行业均产生较大的影响：航海领域，伺服机构的设计及应用极大地改善了操作机构与传动机构间的配合性能；继电器装置在制造业领域的广泛应用改善了制造业控制模式；电厂内通过配置具有电力监控功能的中央控制室对于电站进行电力生产及调度控制，提升工作效率及可靠度；主动式平衡装置、陀螺仪的发明及应用促进交通领域的发展，并为后期自动驾驶以奠定基础；负反馈概念的提岀以及“标准闭环”分析方法的建立对于新型控制系统的研发有着重要意义。总体上讲，由于该阶段经典控制理论尚未完全建立，所面临的问题即控制系统的可靠性及安全性问题。工业自动化

3、发展阶段，在现代化工业控制理论的基础之上，不断发展了工业自动化的应用。工业自动化的前期产业及标准均由美国组织所建立：美国电话电报公司对于通信系统进行了带宽的扩展，福克斯波罗公司研发设计了第一款比例积分控制器用于系统反馈回路的控制；建设者铸铁公司在对于工业控制系统深入分析的基础上，初步建立起工业自动化控制理论；麻省理工学院伺服机构实验室进行了工业控制系统的模拟工作。经典控制理论极大丰富和发展了工业自动化控制系统，提升其可靠性。二战期间对于军事领域的控制技术逐渐转化用于民用工业，在理论及应用基础上，实现了工业控制系统的更新换代：执行机构、数据采集系统、中央控制机构等性能全面提升，极大促进了当时工业

4、化的发展进程。在工业自动化数字化应用阶段，工业控制系统实现与通信系统及电子计算机的结合，促进了控制系统数字化发展及应用。其中，第i代工业控制系统即计算机集屮控制系统，釆用的是直接数字控制(DirectDigitalControl：DDC)模式，其工？I控制系统结构包括：用于替代继电装置的可编程逻辑控制器(PLC)、数据采集与监控系统(SCADA)、远程终端单元(RTU)、通信技术以及通信网络传输协议及电力系统协议等。电子计算机以及现代化网络通信技术的发展进步也促进了工业控制系统的结构优化及功能升级，使用模拟回路的反馈控制器逐渐替代了传统的单元组合式模拟装置，并逐渐由手动控制升级为使用模拟回路的

5、反馈控制器，集中式工业控制系统已初步形成，在计算机网络通信系统的高速发展中，集中式数字控制系统逐渐形成，控制系统中应用数字控制电路，实现系统的全面数字化，且系统控制算法的升级以及控制协调性的优化也促进工业控制系统可靠性的提升；由于工业装置大型化发展，且对于工艺流程的连续性要求逐渐上升，集中式数字控制系统逐渐被离散式控制系统所取代。到20世纪90年代后期，集计算机技术、网络技术与控制技术为一体的全分散、全数字、全开放的工业控制系统一一现场总线控制系统（FCS）应运而牛,具有更高的可靠性、更强的功能、更灵活的结构、对控制现场更强的适应性以及更加开放的标准。2国内外工业自动化发展现状2.1国内发展现

6、状目前国内工业自动化控制系统技术已达中等国际水准，具备一定的牛产规模及开发能力。国内的自动化控制系统具有专业性强、应用广泛、市场巨大的特性，在IPS、DCS、PLC等领域，外商仍占据着统治性地位，给国内产品的发展造成较大的竞争压力，国内中低端产品占据主要地位，自主开发的产品包括中小型DCS、总线式测试系统等，高端市场被欧美供应商占据，如集散控制系统等目前国内DCS产品逐渐向国际水平发展，已具有自主知识产权，国产PLC尚未形成产业化规模。国内工业自动化行业市场规模为：国内工业自动化控制设备在国际市场中占据较大份额，2016年国内市场规模已达1550亿元，预计2017年将达1593亿元，工业控制自

7、动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。2.2国外发展现状依据IHS市场调研数据，在08-09年金融危机后期通过产业调整与优化，国际范围内工业自动化已实现快速发展，近年来全球工业自动化行业营业收入，至2011年营收已达1,653亿美元，在之后的几年中，工业自动化增速有所减缓，且亚太地区仍占据着全球工业自动化行业的主导地位，引领自动化控制行业的稳定发展。3対未来自动化控制发展展望3.1现场总线