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伴隨著工業化進程的不斷加快和信息技術時代的來臨，我國逐漸走上了工業控制自動化的發展道路。對于如何走好這條工業控制自動化之路，如何提高工業控制自動化水平成為了人們廣泛關注的焦點。工業控制自動化發展趨勢的多元化也對我國的科學技術水平提出了更高的要求，需要多種技術聯合共同推進工業控制自動化的進程。本文將通過對工業控制自動化技術的簡要概述，對工業控制自動化技術的發展趨勢做出了詳細的介紹。

一、工業控制自動化技術概述

所謂工業控制自動化技術，就是一種綜合運用了自動控制理論，計算機控制技術，儀器儀表以及其他信息控制技術實現對工業生產的自動化控制的技術。它可以不斷提高工業生產的產量，提高生產效率，降低生產消耗，實現安全化、自動化、規模化生產，從而達到增加企業競爭力，實現利益最大化的目的。它主要包括工業自動化軟件、硬件和系統三大部分，是現代制造領域中最重要的技術之一 。企業要想實現“五個正確”，即在正確的時間，將正確的信息以正確的方式傳給正確的人，以便做出正確的決策，就必須加大對自動化生產方式的改造，大力發展工業控制自動化技術。

工業控制系統產品主要包括可編程序控制器（PLC）、分布式控制系統（DCS）、現場總線控制系統（FCS）、工業PC機以及其他數控系統和儀器儀表等，其中PLC是工業生產自動化的三大支柱之一，具有很好的應用前景，但國內PLC產品仍以國外產品為主，并以Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產品為主。工業控制自動化從下往上主要包含三個層次，依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是基礎自動化和過程自動化。目前絕大多數的自動化控制系統都被PLC和DCS所壟斷，其中一些過程自動化和管理自動化部分多通過進口的過程計算機或小型機組成。

二、以工業PC為基礎的低成本工業控制自動化將成為主流

基于傳統的自動化控制系統，其基礎自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷，后來形成了PLC、DCS與IPC三足鼎立之勢。但是PLC以其能適應工廠環境、工作可靠、通用性與經濟性兼顧、體積小、功能強、用途廣等特點占領市場比重最大。目前在中國PLC市場占有較大份額的公司有德國西門子公司、日本OMRON公司、莫迪康公司（施奈德）等等，目前美國GE公司、日本FANAC合資的GE-FANAC的90-70機是很引人注目的。據介紹。它具有25個特點。諸如，用軟設定代硬設定，結構化編程，多種編程語言，等等。它有914、781/782、771/772、731/732等多種型號。現將國際市場上PLC、DCS與IPC的銷售情況對比如表一所示。

20世紀90年代以來，一種以工業PC、I/O裝置、監控裝置、控制網絡組成的PC-based自動化系統的到迅速發展，成為了一種實現低成本工業控制自動化的重要途徑。基于PC控制系統的自動化系統基友更易于安裝和使用，有高級的診斷的強大功能，而且PC控制系統維護成本低，受到了中小型企業的青睞，因此它的迅速推廣也給PLC形成了巨大的的沖擊。PC-based具有強大的運算能力和開放標準的系統平臺和PCI接口，精美且低成本的顯示技術和組網能力 正在一步一步的占領更多的國內國際市場，盡管高系統的可靠性略差，程序的循環周期比PLC較慢，但是工業PC為基礎的低成本工業控制自動化勢必將成為主流。

三、PLC在向微型化、網絡化、PC化和開放性方向發展

上個世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30～40%，PLC在國內外已廣泛應用于機械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品、 交通等行業，在工業自動化中起著舉足輕重的作用。在我國西門子的s7-300/400具有完整和全面的產品系列、規范的程序設計結構。使用方便的編程軟件、極高的可靠性，使它成為大中型PLC的老大。有市場調查報告稱S7-300、400在國內中型PLC的市場占有率為80%。2012年PLC市場規模達到79億元人民幣（含DIO），同比去年下滑9.2%，由于受OEM行業低迷影響首次出現負增長。2013年，PLC的單品價格現在只有去年的1/4-1/3，隨著自動化產業熱潮不斷升溫，2013年預計市場規模將達到90億元。2009-2015年中國大陸PLC市場的增長趨勢如下圖所示。

當前，在工業自動化市場發展極為良好的情況下，PLC技術呈微型化、網絡化、PC化和開放性方向發展。

微型化：原有的PLC具有體積大而且價格昂貴的缺點，近年來PLC開始由整體結構向小型模塊化結構發展，增加了配置的靈活性，降低了成本。很多有名的PLC廠家相繼推出高速、高性能、小型、特別是微型的PLC。三菱的FXOS14點（8個24VDC輸入，6個繼電器輸出），其尺寸僅為58mm×89mm，僅大于信用卡幾個毫米。

網絡化：Ethernet技術的擴展是過程控制領域最大的發展趨勢之一，PLC也開始開始提供Ethernet接口，開始向網絡化方向發展。

PC化：隨著軟PLC（Soft PLC）控制組態軟件的進一步完善和發展，PC-based以其低成本正在逐步提高其控制的市場份額。

開放性：現在開發以PC為基、在WINDOWS平臺下，符合IEC1131-3國際標準的新一代開放體系結構的PLC正在規劃中。

四、面向測控管一體化設計的DCS系統

DCS是分散控制系統（Distributed Control System）的簡稱，國內習慣稱為集散控制系統。DCS系統是一項綜合了計算機（Computer）、通訊（Communication）、顯示（CRT）和控制（Control）等，實現分散控制、集中操作、分級管理的自動化控制技術。典型的DCS系統共有三個分級，第一層過程控制級主要是通過PLC或I/O模塊實現對現場設備的基本控制；第二層控制管理級是通過監控計算機實現對流程設備的上位機監控；第三層生產管理層是通過計算機、服務器和局域網等實現和監控計算機相連，從而達到隨時讀取現場信息目的，實現上層的生產管理。DCS和PLC的區別主要如下表二所示。

DCS系統在一些大型工業項目有非常廣泛的應用，其中在發電、水泥、化工等領域中的作用明顯。當前工業自動化控制與節能理念的推動，DCS市場再次迎來一個較大的市場機遇。2012年DCS系統發展勢頭強勁，市場營收超過2008年的峰值，但預估2013年銷售訂單會有所減少。DCS的主要發展趨勢：向綜合方向發展；向智能化發展；向工業PC化、專業化方向發展。將工業控制網絡進一步引入DCS，將其完全網絡化 ，是DCS系統的主要發展目標之一。

DCS主要生產廠家集中在美、日、德等國。如美國HONEYWELL的TDC3000＼MICROTDC3000，TDC3000X等；FOXBORO的I/AS；WAILEY的NETWORK90、INFI90；日本橫河的CENTUM、CS；YEWPACK的MARKII；德國SIEMENS的TELEPERM；ABB公司的MOD300、SIPAOS200等等。目前，我國的小型DCS系統已投入工業生產，大中型系統已在國家大型石化、冶金、電力等行業的百多個工程中推廣應用。

五、控制系統正在向現場總線（FCS）方向發展

隨著計算機、通訊技術和控制技術的飛速發展，過程控制系統也逐漸由DCS發展到FCS（Field bus Control System）。現場總線的出現標志著工業控制技術領域又一新時代的開始。現場總線（FCS）系統是一種采用智能化現場控制設備實現開放式、數字化和網絡化結構的新型自動化控制系統。大力發展FCS系統可以實現現場儀表、設備實現智能化統一控制，控制更加全面、智能、高效、自動，符合控制系統的技術發展趨勢。FCS系統具有很強的抗干擾能力和將強的網絡適應性，連接性，而且成本較低，組合安裝較為簡單方便，是一個極具發展潛力的自動化控制系統。傳統控制系統結構與現場總線控制系統結構之間的結構差異如下圖一所示。

現在的我國的FCS165現場總線控制系統已經具備了先進的DCS系統的全部功能，是符合國際發展潮流的新一代控制系統，它不僅填補了國內的空白，而且技術更先進，運行更加穩定，質量更加可靠，整體上已經達到國際先進水平。未來FCS系統應該從改善系統實時性，克服本安防爆對總線中節點數和電纜長度的限制，實現可互操作性和信息處理現場化這三個方面進行研究和探討，努力將FCS系統發展到更高水平。

六、儀器儀表技術在向數字化、智能化、網絡化、微型化方向發展

近年來，我國的儀器儀表技術發展迅猛，已經有了很好地發展基礎和發展水平，這也為實現工業控制自動化提供了重要的保障。但是我國的儀器儀表技術較一些發達國家來說還是相對落后的，我國生產的儀器儀表多處于中低檔水平，與世界上先進的儀器儀表技術還有很大的差距。目前國際上數字化、智能化、網絡化、微型化的產品逐漸成為主流，而我國的高檔次的儀器儀表多依賴于進口，一些關鍵性的儀器儀表生產技術也完全依賴于國外。

最近幾年，我國工業安全事故頻發，作為在這些領域扮演重要角色的儀器儀表行業更是受到了前所未有的關注，不合格劣質仿制品儀器嚴重制約了中國儀器儀表市場的發展。儀器儀表技術應朝著數字化、智能化、網絡化、微型化、測控設備的PC化的方向發展。有重點的支持部分重要行業儀器自動化控制系統的發展。

七、工業控制軟件正向先進控制方向發展

目前我國自動化控制系統市場規模在2013年將會達到1311億元人民幣，整個中國自動化控制系統市場的年復合增長率在12%左右，預計到2015年將增長到3875億元，市場前景十分可觀。在這種情況下工業控制軟件也得到了前所未有的發展和應用。工業控制軟件是一種伴隨著PC技術的發展而產生的應用軟件，它是工控軟件的一個重要組成部分。工業控制軟件可先實現對工業控制系統的自動化和人性化管理，控制軟件越先進就會使自動化控制程度越高。未來工業控制軟件的發展必然是向先進控制方向發展，在先進控制的基礎上將繼續向標準化、網絡化、智能化和開放性方向發展。

八、結語

近年來，國際上FCS、DCS、PLC、IPC、NC以及各類嵌入式控制裝置正處在快速發展之中，而我國的發展速度更位居于世界前列。因此我們要對我國的工業控制自動化技術發展前景充滿信心，各方共同努力使我國在工業控制自動化道路上越走越遠，越走越寬廣。盡管一些技術正在不斷交融，不斷創新，給工業控制自動化技術的發展帶來了前所未有的挑戰，但是工業控制自動化技術仍是呈著不斷發展的態勢，我們應該積極努力，開拓創新，加快工業化、自動化的步伐，實現產業化，不斷提高我國的工業生產力，促進我國經濟的又好又快發展。

參考文獻

[1]劉鑫.我國工業控制自動化技術的現狀與發展趨勢[J].電氣時代，2003，12：46-48+50-52.

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工業自動化控制主要利用電子電氣、機械、軟件組合實現。即是工業控制，或者是工廠自動化控制。主要是指使用計算機技術，微電子技術，電氣手段，使工廠的生產和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。

工控技術的出現和推廣帶來了第三次工業革命，使工廠的生產速度和效率提高了300%以上。20世紀80年代初，隨著改革開放的春風，國外先進的工控技術進入中國大陸，比較廣泛使用的工業控制產品有“PLC，變頻器，觸摸屏，伺服電機，工控機”等。這些產品和技術大力推廣了中國的制造業自動化進程，為中國現代化的建設作出了巨大的貢獻。

1 工業自動化儀器儀表

1.1 PLC（可編程序控制器）

PLC—可編程序控制器的英文為Programmable Logic Controller，1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求

①編程簡單，可在現場修改和調試程序；　②維護方便，采用插入式模塊結構；③可靠性高于繼電器控制系統；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數據可直接送入管理計算機；⑥成本可與繼電器控制系統競爭；　⑦可直接用115V交流電壓輸入；⑧輸出量為115V、2A以上，能直接驅動電磁閥、接觸器等；⑨通用性強，易于擴展；⑩用戶程序存儲器容量至少4kB。

為了實現通用汽車提出的要求，第一臺適合其要求的PLC（可編程序控制器）于1969年在美國成功制造出來，自從第一臺出現之后，隨之，日本、德國、法國也相繼開始了PLC 的研發，并得到了迅猛的發展，現在主要生產PLC 的廠家分別是：德國西門子、AEG，日本的三菱、美國AB，GE法國的TE公司等。

我國的PLC研制、生產和應用也發展很快，尤其在應用方面更為突出。在20世紀70年代末和80年代初，我國隨國外成套設備、專用設備引進了不少國外的PLC。此后，在傳統設備改造和新設備設計中，PLC的應用逐年增多，并取得顯著的經濟效益，PLC在我國的應用越來越廣泛，對提高我國工業自動化水平起到了巨大的作用。

目前，我國不少科研單位和工廠在研制和生產PLC，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機制造公司、廈門A-B公司，北京和利時和杭州和利時，浙大中控等。

1.2 工控PC

由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣，并且作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產中正在采用PC控制方案。基于PC 的控制系統易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，PC控制系統維護成本低。

由于PLC受PC控制的威脅最大，所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。

事實上，他們現在也加入到了PC控制“浪潮”中。

近年來，工業PC在我國得到了異常迅速的發展。從世界范圍來看，工業PC主要包含兩種類 型：IPC工控機以及它們的變形機，如AT96總線工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業PC的運行穩定性、熱插拔和 冗余配置要求很高，現有的IPC已經不能完全滿足要求，將逐漸退出該領域，取而代之的將是其他工控機，而IPC將占據管理自 動化層。國家于2001年設立了“以工業控制計算機為基礎的開放式控制系統產業化”工業自動化重大專項，目標就是發展具有自主知識產權的PC-based控制系統，在3-5年內，占領30%(50%的國內市場，并實現產業化。

幾年前，當“軟PLC”出現時，業界曾認為工業PC將會取代PLC。然而，時至今日工業PC并 沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統集成原因;另一個是軟件操作系統WindowsNT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點： 一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見，工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數據復雜且設備集成度 高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看，控制系統的將來很可能存在于工業PC和PLC之間，這些融 合的跡象已經出現。

2 工控行業儀器儀表發展

工控儀表重點發展基于現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務領域，推進儀器儀表系統的數字化、智能化、網絡化，完成 自動化儀表從模擬技術向數字技術的轉變，5年內數字儀表比例達到60%以上；推進具有自主版權自動化軟件的商品化。

2.1 電工儀器儀表

電工儀器儀表重點發展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網計量自動管理系統。2005年，中低檔電工儀器儀表國內市場占有率要達到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內市場占有率達到80%。

2.2 科學測試儀器

科學測試儀器重點發展過程分析儀器、環保監測儀器儀表、工業爐窯節能分析儀器以及圍繞基礎產業所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統以及其他試驗機、實驗室儀器等新產品。產品以技術含量較高的中檔產品為主，到2005年在總產值中占50%～60%。

2.3 環保儀器儀表

環保儀器儀表重點發展大氣環境、水環境的環保監測儀器儀表、取樣系統和環境監測自動化控制系統產品，2005年技術水平達到20世紀90年代后期國際先進水平，國內市場占有率達到50%～60%，到2010年國內市場占有率達到70%以上。

2.4 儀器儀表

儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開發出一批適銷對路、市場效果好的產品，品種占有率達到70%～80%，高檔產品市場占有率達60%以上；通過科技攻關、新品開發，使產品質量水平達到國際20世紀90年代末水平，部分產品接近國外同類產品先進水平。

2.5 信息技術電測儀器

信息技術電測儀器主要發展電測儀器軟件化、智能化技術，總線式自動測試技術，綜合自動化測試系統，新型元器件測量技術及測試儀器，在線測試技術，信息產業產品測試技術，多媒體測量技術以及相應測試儀器，用電監控管理技術等[1]。

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1.1PLC（可編程序控制器）PLC—可編程序控制器的英文為ProgrammableLogicController，1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求:①編程簡單，可在現場修改和調試程序；②維護方便，采用插入式模塊結構；③可靠性高于繼電器控制系統；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數據可直接送入管理計算機；⑥成本可與繼電器控制系統競爭；⑦可直接用115V交流電壓輸入；⑧輸出量為115V、2A以上，能直接驅動電磁閥、接觸器等；⑨通用性強，易于擴展；⑩用戶程序存儲器容量至少4kB。為了實現通用汽車提出的要求，第一臺適合其要求的PLC（可編程序控制器）于1969年在美國成功制造出來，自從第一臺出現之后，隨之，日本、德國、法國也相繼開始了PLC的研發，并得到了迅猛的發展，現在主要生產PLC的廠家分別是：德國西門子、AEG，日本的三菱、美國AB，GE法國的TE公司等。我國的PLC研制、生產和應用也發展很快，尤其在應用方面更為突出。在20世紀70年代末和80年代初，我國隨國外成套設備、專用設備引進了不少國外的PLC。此后，在傳統設備改造和新設備設計中，PLC的應用逐年增多，并取得顯著的經濟效益，PLC在我國的應用越來越廣泛，對提高我國工業自動化水平起到了巨大的作用。目前，我國不少科研單位和工廠在研制和生產PLC，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機制造公司、廈門A-B公司，北京和利時和杭州和利時，浙大中控等。

1.2工控PC由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣，并且作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系統易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，PC控制系統維護成本低。由于PLC受PC控制的威脅最大，所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。事實上，他們現在也加入到了PC控制“浪潮”中。近年來，工業PC在我國得到了異常迅速的發展。從世界范圍來看，工業PC主要包含兩種類型：IPC工控機以及它們的變形機，如AT96總線工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業PC的運行穩定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現有的IPC已經不能完全滿足要求，將逐漸退出該領域，取而代之的將是其他工控機，而IPC將占據管理自動化層。國家于2001年設立了“以工業控制計算機為基礎的開放式控制系統產業化”工業自動化重大專項，目標就是發展具有自主知識產權的PC-based控制系統，在3-5年內，占領30%(50%的國內市場，并實現產業化。幾年前，當“軟PLC”出現時，業界曾認為工業PC將會取代PLC。然而，時至今日工業PC并沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統集成原因;另一個是軟件操作系統WindowsNT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點：一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見，工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數據復雜且設備集成度高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看，控制系統的將來很可能存在于工業PC和PLC之間，這些融合的跡象已經出現。

2.工控行業儀器儀表發展

工控儀表重點發展基于現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務領域，推進儀器儀表系統的數字化、智能化、網絡化，完成自動化儀表從模擬技術向數字技術的轉變，5年內數字儀表比例達到60%以上；推進具有自主版權自動化軟件的商品化。

2.1電工儀器儀表

電工儀器儀表重點發展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網計量自動管理系統。2005年，中低檔電工儀器儀表國內市場占有率要達到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內市場占有率達到80%。

2.2科學測試儀器

科學測試儀器重點發展過程分析儀器、環保監測儀器儀表、工業爐窯節能分析儀器以及圍繞基礎產業所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統以及其他試驗機、實驗室儀器等新產品。產品以技術含量較高的中檔產品為主，到2005年在總產值中占50%～60%。

2.3環保儀器儀表

環保儀器儀表重點發展大氣環境、水環境的環保監測儀器儀表、取樣系統和環境監測自動化控制系統產品，2005年技術水平達到20世紀90年代后期國際先進水平，國內市場占有率達到50%～60%，到2010年國內市場占有率達到70%以上。

2.4儀器儀表

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1.工業自動化的概述

工業自動化主要分為流程自動化和工程自動化，流程自動化主要通過過程對控制技術進行掌握，工程自動化以運動為支撐的控制技術。流程自動化開始于傳統模擬式回路儀表，其可靠性較好，提高了組態軟件的便利性和控制算法的豐富性，這是計算機工業控制系統的主要模式，并且廣泛應用于大型以及其他很多設備，例如大型化工廠等。從二十世紀九十年代開始，現場的總線技術FCS發展迅速，這是一個網絡系統，可以控制底層，可以和自動控制裝置或者系統間的多點通信。工業信息化是電子通信技術和先進制造技術的有效融合，是可控設備以及測控設備和信息優化的有效融合。現代國防、交通、能源等工業設備的中樞神經是自控系統以及儀表儀器，確保了生產或者工作的安全，其主要監測整個流程以及產品質量，確保了工業重要設備的可靠運行和高效工作。

工業控制自動化技術以控制理論和應用信息技術為基礎，對工業生產的過程進行檢測、控制、調度、管理，以增加產量和提高質量，同時也能有效控制消耗，確保生產安全，其中控制消耗主要是對硬件、軟件以及系統進行控制。最近幾年，ICT技術不斷發展推動了工業自控系統和儀表儀器技術的快速發展，并促使其表現出數字化、網絡化、智能化、集成化、微型化的特點。工業自動化控制在工業技術進步中占有重要地位，而各種工業自動化控制技術的有效融合更是發揮出了巨大的作用。PLE的應用也能擴展到節能監控和近程維護服務系統，并且繼續向其他方向的應用拓展。所以，自動化在制造環境的應用推動了我國工業的發展，提高了我國工業的技術，也推動了工業控制技術的創新。

2.智能控制在現代工業發展中的重要作用

智能控制是將人工智能的技術方法和控制理論相結合的產物，而結合方式不同，構成不同的智能控制研究方向。專家控制結合了人工智能中的專家系統技術和傳統控制方法，以環境、系統等因素為基礎，決定控制器參數、類型以及結構等。智能控制應用于實踐后發揮了重要作用，并且發展前景廣闊。

智能科學研究的不斷發展促使人們更加清楚的認知人類智能的機制，以此為技術需要大力發展智能科學技術。使用機器輔助和代替人的體力勞動已經得以實現，可是使用機器輔助和代替人的腦力勞動才剛剛發展，想要達到一定的高度需要人類經濟、文化、技術等的高度發展。最近幾年，智能控制在現代工業中的應用獲得了良好的效果，并且通過技術人員的不斷努力也在不斷細化和深入，由此可以更加廣泛的應用于現代工業的各個環節，確保工業生產的安全、高效和高質量。

3.智能化技術的優勢

首先智能化技術不需要控制模型，之前的控制器在自動化控制的過程中因為控制對象繁瑣復雜的動態過程而無法精準了解，促使對象模型的設計出現一些未知影響因素和參數等，導致最終設計出的模型無法準確控制系統。而智能化控制不需要事先設計對象模型，進而大大降低了未知影響因素出現的概率，最終提高了自動化控制系統的準確度。其次，智能化控制便于調整控制。智能化控制可以依據響應時間、下降時間等的變化適當調整控制過程，確保系統正常運作，因此智能化技術具有很強的實用性。同時，智能化技術在進行自動調整時只要有相關數據就能自行調整，不需要專人的監督。

4.智能控制在工業自動化中的應用

智能控制經過一段時間的發展還沒有形成一定的標準，可是以現代工業系統的要求和特點，智能控制系統為了更加完善有必要將功能統一。首先豐富和利用人機環境方面的知識;其次智能系統要具備適應控制對象環境以及不斷變化控制過程的能力，也就是以控制器以及環境信息為基礎對自身性能進行改善;再次，智能系統要能滿足更多目標和層次的要求，并提高自身的判斷決策水平;接著，系統可以自動屏蔽和修復各種故障，確保設備的穩定運作。最后提高人機界面的智能化程度，促使其可以利用圖形或者文字等進行交互，進而引發相關人員的思考和研究。

4.1 獲取信息

我國工業控制發展緩慢主要在于信息化程度還不夠高，同時經濟的快速發展促使工業用工和機械自動化之間產生更加嚴重的矛盾。而工業自動化程度的不斷發展減少了工業用工，也促使工業建設自動化控制。因此引進先進的智能控制技術可以有效的推動工業的發展。

4.2 系統建模

系統建模主要是采集和監控數據，采集數據可以記錄脈沖數，并且定時將數據轉存的數據寄存器中。然后應用A/D單元將模擬量轉化為數字量，并且在數據寄存器中存儲，而PLC還要配置一個打印機，將DM區的數據定期打印出來。也可以在連接計算機之后，利用計算機讀出和處理PLC內的數據。PLC曾經被電力部門應用以對用戶的用電情況進行記錄，然后以用戶的用電時間為基礎采用不同的計價方式，這樣可以有效控制用戶用電。智能技術的監控作用是實時監視系統不同部位的運行情況，如果系統發生問題就會立刻發出警報，并有效儲存系統數據，如果發生的問題非常嚴重，PLC就會自動停止系統的運作，并且在線調整和修改控制程序中的定時器、計數器等設備。

4.3 動態控制

當前人們對智能控制的了解更加深入，也充分認識到了智能控制技術在工業中的重要作用。雖然，當前有些行業應用了智能控制技術，可是因為缺乏良好的技術管理，導致智能控制無法給企業帶來一定的經濟效益，所以智能控制還沒有廣泛應用。當前工業控制基本只有加工過程應用了自動控制，其他環節仍然是依靠人工完成。智能控制是有效結合工作人員的經驗和工業的控制規律，促使加工環節和控制系統全部聯合，這樣操作人員在控制室中就能充分了解各個機械設備的工作狀態，并依據其實際工作狀態進行相應的調整。

5.工業自動化智能控制的發展

現代工業的主要目標是提高質量、提高效益、提高可靠性、提高適應性。首先要不斷擴大生產規模，加快生產節奏，提高生產工業的復雜程度;其次，依據數學模型的嚴格描述對當事人控制理論進行分析，并且充分應用于實踐，而理論和實踐之間必然存在著一定的出入，同時工業對象非常復雜，導致其數學模型的建立難度較大，因為一定要確保模型的準確。以傳統控制理論為基礎的控制算法相對來說是復雜的，并且其具體實施也有一定的障礙，因此假如只是注重品質，就會增加局部控制的難度，也無法滿足現代工業的需求。隨著社會和經濟的發展，工業生產不斷提高目標，工業自動化智能控制必然會得到認可和廣泛應用。

6.結語

綜上所述，工業自動化智能控制是一種必然發展趨勢，并會對將來的經濟和社會帶來深刻的影響，因此工業行業企業一定要積極研究和嘗試，為社會帶來更大的社會和經濟效益。

參考文獻

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[3]褚凱.基于人工智能技術的電氣自動化控制研究[J].科技創新導報.2012（03）.

[4]楚微瑋.基于智能控制應用系統的探討[J].咸寧學院學報. 2011（06）.

篇（5）

一、前言

工業自動化控制主要利用電子電氣、機械、軟件組合實現。即是工業控制，或者是工廠自動化控制。主要是指使用計算機技術，微電子技術，電氣手段，使工廠的生產和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。

工控技術的出現和推廣帶來了第三次工業革命，使工廠的生產速度和效率提高了300%以上。20世紀80年代初，隨著改革開放的春風，國外先進的工控技術進入中國大陸，比較廣泛使用的工業控制產品有“PLC，變頻器，觸摸屏，伺服電機，工控機”等。這些產品和技術大力推廣了中國的制造業自動化進程，為中國現代化的建設作出了巨大的貢獻。

二、工業自動化儀器儀表

（一）PLC（可編程序控制器）

PLC―可編程序控制器的英文為Programmable Logic Controller，1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求： ①編程簡單，可在現場修改和調試程序；②維護方便，采用插入式模塊結構；③可靠性高于繼電器控制系統；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數據可直接送入管理計算機；⑥成本可與繼電器控制系統競爭；⑦可直接用115V交流電壓輸入；⑧輸出量為115V、2A以上，能直接驅動電磁閥、接觸器等；⑨通用性強，易于擴展；⑩用戶程序存儲器容量至少4kB。

為了實現通用汽車提出的要求，第一臺適合其要求的PLC（可編程序控制器）于1969年在美國成功制造出來，自從第一臺出現之后，隨之，日本、德國、法國也相繼開始了PLC的研發，并得到了迅猛的發展，現在主要生產PLC的廠家分別是：德國西門子、AEG，日本的三菱、美國AB，GE法國的TE公司等。

我國的PLC研制、生產和應用也發展很快，尤其在應用方面更為突出。在20世紀70年代末和80年代初，我國隨國外成套設備、專用設備引進了不少國外的PLC。此后，在傳統設備改造和新設備設計中，PLC的應用逐年增多，并取得顯著的經濟效益，PLC在我國的應用越來越廣泛，對提高我國工業自動化水平起到了巨大的作用。

目前，我國不少科研單位和工廠在研制和生產PLC，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機制造公司、廈門A-B公司，北京和利時和杭州和利時，浙大中控等。

（二）工控PC

由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣，并且作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系統易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，PC控制系統維護成本低。

由于PLC受PC控制的威脅最大，所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。 事實上，他們現在也加入到了PC控制“浪潮”中。

近年來，工業PC在我國得到了異常迅速的發展。從世界范圍來看，工業PC主要包含兩種類型：IPC工控機以及它們的變形機，如AT96總線工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業PC的運行穩定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現有的IPC已經不能完全滿足要求，將逐漸退出該領域，取而代之的將是其他工控機，而IPC將占據管理自動化層。國家于2001年設立了“以工業控制計算機為基礎的開放式控制系統產業化”工業自動化重大專項，目標就是發展具有自主知識產權的PC-based控制系統，在3-5年內，占領30%（50%的國內市場，并實現產業化。幾年前，當“軟PLC”出現時，業界曾認為工業PC將會取代PLC。然而，時至今日工業PC并？沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統集成原因；另一個是軟件操作系統Windows NT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點：一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成；二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見，工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數據復雜且設備集成度高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看，控制系統的將來很可能存在于工業PC和PLC之間，這些融合的跡象已經出現。

三、工控行業儀器儀表發展

工控儀表重點發展基于現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務領域，推進儀器儀表系統的數字化、智能化、網絡化，完成自動化儀表從模擬技術向數字技術的轉變，5年內數字儀表比例達到60%以上；推進具有自主版權自動化軟件的商品化。

（一）電工儀器儀表

電工儀器儀表重點發展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網計量自動管理系統。2005年，中低檔電工儀器儀表國內市場占有率要達到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內市場占有率達到80%。

（二）科學測試儀器

科學測試儀器重點發展過程分析儀器、環保監測儀器儀表、工業爐窯節能分析儀器以及圍繞基礎產業所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統以及其他試驗機、實驗室儀器等新產品。產品以技術含量較高的中檔產品為主，到2005年在總產值中占50%～60%。

（三）環保儀器儀表

環保儀器儀表重點發展大氣環境、水環境的環保監測儀器儀表、取樣系統和環境監測自動化控制系統產品，2005年技術水平達到20世紀90年代后期國際先進水平，國內市場占有率達到50%～60%，到2010年國內市場占有率達到70%以上。

（四）儀器儀表

儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開發出一批適銷對路、市場效果好的產品，品種占有率達到70%～80%，高檔產品市場占有率達60%以上；通過科技攻關、新品開發，使產品質量水平達到國際20世紀90年代末水平，部分產品接近國外同類產品先進水平。

（五）信息技術電測儀器

信息技術電測儀器主要發展電測儀器軟件化、智能化技術，總線式自動測試技術，綜合自動化測試系統，新型元器件測量技術及測試儀器，在線測試技術，信息產業產品測試技術，多媒體測量技術以及相應測試儀器，用電監控管理技術等。

篇（6）

工業自動化控制主要利用電子電氣、機械、軟件組合實現。即是工業控制，或者是工廠自動化控制。主要是指使用計算機技術，微電子技術，電氣手段，使工廠的生產和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。

工控技術的出現和推廣帶來了第三次工業革命，使工廠的生產速度和效率提高了300%以上。20世紀80年代初，隨著改革開放的春風，國外先進的工控技術進入中國大陸，比較廣泛使用的工業控制產品有“PLC，變頻器，觸摸屏，伺服電機，工控機”等。這些產品和技術大力推廣了中國的制造業自動化進程，為中國現代化的建設作出了巨大的貢獻。

1 工業自動化儀器儀表

1.1 PLC（可編程序控制器）

PLC—可編程序控制器的英文為Programmable Logic Controller，1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求

①編程簡單，可在現場修改和調試程序；　②維護方便，采用插入式模塊結構；③可靠性高于繼電器控制系統；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數據可直接送入管理計算機；⑥成本可與繼電器控制系統競爭；　⑦可直接用115V交流電壓輸入；⑧輸出量為115V、2A以上，能直接驅動電磁閥、接觸器等；⑨通用性強，易于擴展；⑩用戶程序存儲器容量至少4kB。

為了實現通用汽車提出的要求，第一臺適合其要求的PLC（可編程序控制器）于1969年在美國成功制造出來，自從第一臺出現之后，隨之，日本、德國、法國也相繼開始了PLC 的研發，并得到了迅猛的發展，現在主要生產PLC 的廠家分別是：德國西門子、AEG，日本的三菱、美國AB，GE法國的TE公司等。

我國的PLC研制、生產和應用也發展很快，尤其在應用方面更為突出。在20世紀70年代末和80年代初，我國隨國外成套設備、專用設備引進了不少國外的PLC。此后，在傳統設備改造和新設備設計中，PLC的應用逐年增多，并取得顯著的經濟效益，PLC在我國的應用越來越廣泛，對提高我國工業自動化水平起到了巨大的作用。

目前，我國不少科研單位和工廠在研制和生產PLC，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機制造公司、廈門A-B公司，北京和利時和杭州和利時，浙大中控等。

1.2 工控PC

由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣，并且作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產中正在采用PC控制方案。基于PC 的控制系統易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，PC控制系統維護成本低。

由于PLC受PC控制的威脅最大，所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。

事實上，他們現在也加入到了PC控制“浪潮”中。

近年來，工業PC在我國得到了異常迅速的發展。從世界范圍來看，工業PC主要包含兩種類 型：IPC工控機以及它們的變形機，如AT96總線工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業PC的運行穩定性、熱插拔和 冗余配置要求很高，現有的IPC已經不能完全滿足要求，將逐漸退出該領域，取而代之的將是其他工控機，而IPC將占據管理自 動化層。國家于2001年設立了“以工業控制計算機為基礎的開放式控制系統產業化”工業自動化重大專項，目標就是發展具有自主知識產權的PC-based控制系統，在3-5年內，占領30%(50%的國內市場，并實現產業化。 轉貼于

幾年前，當“軟PLC”出現時，業界曾認為工業PC將會取代PLC。然而，時至今日工業PC并 沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統集成原因;另一個是軟件操作系統WindowsNT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點： 一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見，工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數據復雜且設備集成度 高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看，控制系統的將來很可能存在于工業PC和PLC之間，這些融 合的跡象已經出現。

2 工控行業儀器儀表發展

工控儀表重點發展基于現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務領域，推進儀器儀表系統的數字化、智能化、網絡化，完成 自動化儀表從模擬技術向數字技術的轉變，5年內數字儀表比例達到60%以上；推進具有自主版權自動化軟件的商品化。

2.1 電工儀器儀表

電工儀器儀表重點發展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網計量自動管理系統。2005年，中低檔電工儀器儀表國內市場占有率要達到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內市場占有率達到80%。

2.2 科學測試儀器

科學測試儀器重點發展過程分析儀器、環保監測儀器儀表、工業爐窯節能分析儀器以及圍繞基礎產業所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統以及其他試驗機、實驗室儀器等新產品。產品以技術含量較高的中檔產品為主，到2005年在總產值中占50%～60%。

2.3 環保儀器儀表

環保儀器儀表重點發展大氣環境、水環境的環保監測儀器儀表、取樣系統和環境監測自動化控制系統產品，2005年技術水平達到20世紀90年代后期國際先進水平，國內市場占有率達到50%～60%，到2010年國內市場占有率達到70%以上。

2.4 儀器儀表

儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開發出一批適銷對路、市場效果好的產品，品種占有率達到70%～80%，高檔產品市場占有率達60%以上；通過科技攻關、新品開發，使產品質量水平達到國際20世紀90年代末水平，部分產品接近國外同類產品先進水平。

2.5 信息技術電測儀器

信息技術電測儀器主要發展電測儀器軟件化、智能化技術，總線式自動測試技術，綜合自動化測試系統，新型元器件測量技術及測試儀器，在線測試技術，信息產業產品測試技術，多媒體測量技術以及相應測試儀器，用電監控管理技術等[1]。

篇（7）

引 言

工業過程控制是現代工業生產的重要輔助手段，在促進工業生產水平及生產質量中發揮了重要的作用。但是，現代工業生產技術不斷發展以及社會對工業生產要求的提高，傳統自動化過程控制已經無法滿足工業生產的需求，必須將智能控制應用于工業過程控制，提高自動化控制水平，進一步提高企業產品的質量以及生產效率。

一、工業過程控制機智能控制概述

工業過程控制是指根據生產過程需要，根據相關過程控制理論，使用相關設備和儀器對產品設計生產過程進行控制。工業過程控制在現代工業生產中發揮了重要的作用，它通過控制生產設備停滯和等待時間，達到控制生產時間的目的。再通過相關設備監控生產過程，及時獲取無效停滯、錯誤信息等過程控制信息，使反饋信息能夠良好傳達。再根據反饋信息改進生產活動，從根本上提高生產水平。智能控制是指依靠智能系統自動控制設備的技術，而不需人工操作和干預。智能控制是當前科技發展的重要成果之一，它綜合了電子計算機技術、信息技術、生物工程等多項科學知識，其涉及領域極為廣泛[1]。根據不同的設計原理，智能控制系統可分為模糊控制系統、專家系統和學習控制系統。和傳統自動化工業過程控制技術相比，智能控制技術的精確度更高，同時還能根據相關控制理論做出相關推理，優化生產控制模式，提高生產效率。

二、智能控制在工業過程控制自動化中的應用

（一）提高信息獲取能力

在生產控制過程中，智能控制系統會自動收集設備運行狀態信息，再通過對運行狀態信息的分析和計算，分析設備的運行狀態，再結合設備運行狀態調整設備運行。從信息收集到設備運行狀態調整全過程都無需人工參與，可以大大地降低企業生產成本。但是，就我國目前技術水平而言，信息化水平不高也是制約我國工業生產控制發展的主要因素。而信息技術是智能控制系統中的關鍵技術組成部分，智能控制系統的運行可極大的提高信息技術水平，因而要提高信息獲取能力。

（二）完善系統建模

系統建模主要應用于數據監控和采集領域，通過系統建模收集和記錄機械設備生產過程中產生的脈沖數，并將收集的脈沖數據傳輸至數據存儲系統內。具體操作為數據傳輸至存儲系統后，A/D單元模塊對數據進行轉換，將數據模擬量轉變成數字量，再存儲至存儲在存儲系統中[2]。存儲數據后，計算機再讀取相關數據，開展數據計算作業，從而獲得電子計算的數據終端。數據還可用于監控系統，為監控系統開展控制操作提供依據。監控系統根據數據對生產線運行狀況進行定整體監控，一旦生產設備發生故障，監控系統獲取故障數據信息后會立即發出報警信息，并將故障數據傳輸至存儲系統內，做好記錄。如果故障信息表明生產設備故障較為嚴重，監控系統立即向可編程邏輯控制器發出報警信息，控制系統立即停止生產作業。除了監控生產設備故障外，系統建模的運用還可以幫助數據監控系統實施監測及其系統中的計時器、計數器等設備，根據生產需要調整計時器和計數器，使生產行為更趨規范合理，滿足生產需求。

（三）加強動態控制

隨著技術水平提高，智能控制在我國工業生產中有一定的應用，人們也逐漸認識到并重視智能控制的應用。盡管工業生產的某些領域應用了智能控制技術。但是企業缺少良好的技術管理經驗，而缺乏技術管理會制約智能控制技術發揮作用，導致智能控制技術無法為企業帶來實際生產效益，智能技術無法產生實際生產效益會反作用于智能技術應用和推廣，制約智能技術應用和推廣。就當前我國眾多企業工業生產過程控制自動化的實際情況而言，許多企業的工業生產只有生產過程運用智能控制技術，其它生產環節仍舊依靠人工作業方式完成，智能控制技術較低的應用程度造成傳統生產經驗無法與工業控制規律結合。因此，在工業生產中，需要進一步加強動態控制，將智能控制系統與產線總控部門、機器設備系統和可編程邏輯控制器相連，實現各個部分之間數據互通[3]，真正的做到控制系統和生產過程的結合，使工作人員通過智能控制系統即可實現監控生產設備的運行狀況，并通過控制系統遠程處理生產過程出現的問題。

（四）局部控制和整體控制相結合

智能控制包括整體控制和局部控制兩種方式，整體控制是對整條生產線的自動化生產作業的控制，包括整條生產線總體生產工藝、生產過程中的設備故障、設備運行狀態的總體調整等等。局部控制是對某個生產單元的智能控制，具有控制范圍小、控制目標精確具體以及針對性強的特點[4]。整體控制和局部控制具有各自的優缺點，整體智能控制覆蓋范圍大，系統性強，但是目標不精確，針對性差。而局部控制的范圍小，不利于從整體加強控制。因此，需要結合局部控制和整體控制兩種智能控制方式，根據需求將局部智能控制應用于合適范圍，提高控制的精確性和針對性，提高智能控制效果。

三、結語

總而言之，在我國工業生產規模不斷擴大、生產工藝不斷復雜化的驅使下，工業控制自動化中應用智能控制必然成為工業生產發展的主要趨勢。工業企業也必須緊跟時代潮流，將智能技術應用于過程控制，加強生產過程的監控，及時調節生產行為，提高生產的效率，為企業帶來更多的經濟效益。

參考文獻：

[1]劉嵩松. 工業過程控制自動化中智能控制應用[J]. 科技創新導報，2014，（11）.

[2]王宏. 認識基于數據驅動的工業過程控制[J]. 控制工程，2013，（02）.

篇（8）

信息技術近幾年來在工業生產領域得到了廣泛應用，信息化也是現如今工業生產的大勢所趨。自動化控制系統在工業生產中的的迅速發展，極大地減少了對人力的使用，降低了企業生產成本，提高了生產效率。用好工業自動化控制系統關鍵在信息，對企業而言，隨之而來的問題是，如何保障工業自動化控制系統的信息安全[1]。本文將對這一問題展開討論，簡要介紹工業自動化控制系統自身的特點，并具體說明我國企業在保障工業自動化控制系統信息安全方面存在的問題以及應對的策略。

1.工業自動化控制系統簡述

傳統的工業生產以人力操作為主，需要人為的直接干預，遇到繁重的生產活動，常常使人不堪重負，而且易出現偏差。而工業自動化則是通過對各種參數的調節，生產目標的提前設定和控制生產過程來實現工業生產，是人類社會的巨大進步，大規模的、智能型的機器生產代替了手工操作，工人不必直接面對生a流程，只需熟練掌握自動化控制系統，對照產品要求啟動相應的系統程序。與傳統的工業生產相比，自動化生產效率更高，產品合格率也更高。從實際情況來看，企業在自動化系統方面收獲的效益要遠遠高于其對該系統的投入[2]。要實現工業自動化，所用的設備也較多，大致可分為三類：通用自動化裝備、自動裝配檢測生產線、專用設備自動化控制系統。專用設備自動化控制系統又包括控制層、驅動層和執行層三個部分。如今在機械制造、電力、建筑、交通運輸、信息技術等領域，工業自動化已得到廣泛運用，極大地提高了企業生產效率。

2.對工業自動化控制系統信息安全的探討

2.1我國企業在保障工業自動化控制系統信息安全方面存在的問題

（1）管理制度不夠完善。我國市場經濟的發展歷史才三十年，即使是較為成熟的大型國有企業，在管理制度方面也存在很多漏洞。人員是企業運行的主體，管理好了人員，一個企業才能良好運行。例如，現如今我國很多生產企業都沒有規范門禁制度，外來人員與內部員工不能很好區分，魚龍混雜，極容易導致重要信息的泄露。對于工業自動化控制系統也沒有嚴格執行“一人對應一個系統”的管理制度，無法規范自己的人員，也就無法保障信息的絕對安全。

（2）缺乏專業的技術人才。工業自動化控制系統的迅速普及呼喚專業的技術人才。目前我國在培養工業自動化控制系統專業技術人才方面還未建立健全科學、有效的教育培訓體系，專業技術人才略顯匱乏。另外一個方面，自動化控制系統更新換代的速度也遠遠超過人才培養的速度，對員工的技術培訓遠遠跟不上時代前進的步伐。中國企業真正缺少既了解控制系統又能保障信息安全的綜合性人才。

2.2針對存在的問題采取的應對策略

（1）借鑒歐美發達國家的先進管理理念。歐美發達國家的工業生產歷史長達兩百多年，他們有更為豐富的工業管理經驗，當前中國企業在管理上出現的諸多問題對他們而言屢見不鮮。在保障工業自動化控制系統信息安全領域，他們也有著更多成功的經驗，可以充分借鑒。

（2）加強專業技術人才培養。專業技術人才是工業自動化控制系統的靈魂，靈魂健全才能使該系統發揮最大效力。因此，企業應針對工業自動化控制系統，完善教育培訓體系，大力培養專業性的操作人才，與工業生產前沿接軌，同時針對員工信息安全意識薄弱的問題，加強思想教育，使其充分認識到保障信息安全的重要性[3]。此外，還有必要構建完善的工業自動化控制系統信息安全管理體系，加強人員及系統設備的管理，進一步使工業自動化系統信息安全得到有效保障。

3.結語

工業自動化控制系統信息安全是控制系統和信息安全的充分結合，是當下工業生產的潮流。不僅要求企業了解計算機控制系統，還要求企業懂得如何保障信息安全。用好工業自動化控制系統將極大地促進我國工業的迅猛發展，為中國經濟添磚加瓦。工業自動化控制系統信息安全涉及到企業生產的多個環節，需要各個生產部門的完美協作。相信在企業、員工與政府三方的共同努力下，工業自動化控制系統必將不斷完善，信息安全也將得到充分保障。

參考文獻：

篇（9）

中圖分類號：TM727.3 文獻標識碼：TM 文章編號：1009914X（2013）34060601

在我國社會不斷的發展和進步的大背景下，我國自動化事業自改革開放以來，各項工作都取得了進步，工廠企業的發展速度和趨勢也在大幅度的提高和創新，自動化的控制技術已經得到了不斷應用和普及，自動化控制技術在工廠中的地位更顯得越來越重要，已經成為了工廠生產和發展重要技術之一。

1、當前自動化控制技術的狀況與發展

電子信息技術對電氣自動化控制技術的整個發展過程來說有著十分重要的作用，也就是說電氣自動化控制技術在一定程度上取決于電子信息技術。自改革開放以來，人們已開始越來越重視自動化控制技術，近年來更是廣泛應用于各個領域中。

1.1自動化控制技術的實際狀況

自動化控制技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術，對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術，主要包括工業自動化軟件、硬件和系統三大部分。工業控制自動化技術作為20世紀現代制造領域中最重要的技術之一，主要解決生產效率與一致性問題。

自動化控制除了能夠顯著提高企業的經濟效益與社會效益外，還能夠強化企業在市場中的核心競爭力，使生產效率得以全面發揮。在大量減少用工的基礎上，還能夠進一步降低人為操作的失誤率，這不僅節約了人員成本，還大大提升了企業的勞動生產率。

1.2自動化控制技術的發展

我國自動化控制技術的發展道路，大多是在引進成套設備的同時進行消化吸收，然后進行二次開發和應用。目前我國自動化控制技術、產業和應用都有了很大的發展，我國工業計算機系統行業已經形成。工業控制自動化技術正在向智能化、網絡化和集成化方向發展。在日常維護與檢修工作中采用電氣自動化控制技術能夠促使系統更加容易操作，也就是電氣自動化憑借計算機技術對系統進行控制，實現人機結合的良好操作界面，使系統控制日益靈活，同時能夠快速產生集成效果，應用Windows操作平臺在不同程度上均能夠讓維護與檢修工作更加便利與直觀。

2、自動化控制技術在工廠企業中的重要功能

（1）提高生產過程的安全性

自動化控制可提高生產過程的可靠性和安全性。煤炭、化工等行業生產作業環境復雜，生產要求具有連續性，生產設備的可靠性和安全性具有突出的重要性。現代化自控控制系統采用高度集成的電子器件、專用集成芯片及計算機，大大提高了硬件的可靠性。由于軟件的靈活性可在系統中設置各種控制、故障檢測和診斷程序，形成一個完善的自動化系統，其控制功能與狀態檢測、故障保護功能緊密結合，從而保護了自動化系統的高度可靠性。實行離機操作，對工廠企業的安全生產具有特殊意義。

（2）提高生產效率

自動化控制技術的發展為生產數據與信息的分析和處理提供了有效的方法，給企業生產增添了智能的翅膀。自動化控制技術尤其適合于解決特別復雜和不確定的問題，在生產過程的各個環節幾乎都可廣泛自動化控制技術。自動化控制系統技術可以用于工程設計、工藝過程設計、生產調度、故障診斷等，也可以將神經網絡和模糊控制技術等先進的計算機智能方法應用于產品配方、生產調度等，實現制造過程智能化。

自動化控制技術能清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線人工干預、及時正確地搜集生產線數據、更加合理的生產計劃編排與生產進度等，包括從產品開發到設計、外包、生產及交付等，生產制造的每個階段都實現高度的自動化、智能化，大大提高了生產效率。

（3）提高產品質量

自動化控制技術強調系統地識別過程，特別是這些過程之間的相互作用。

自動化控制的目的就是在產品中實現對諸多相互關聯和相互作用的過程進行有效地管理與控制，實現資源價值的最大化，并對過程控制中重點做好過程的監視與測量，從原輔材料供應、驗收，從生產組織到市場營銷的各個環節做到嚴格檢查、及時反饋、快速整改，維護工藝技術標準的嚴肅性。出現的各類問題進行針對性地分析與改進，以不斷提高產品質量。

（4）減少生產過程的原材料、能源損耗

自動化控制系統可精準的控制生產過程，將各項指標按生產過程反應要求進行精確智能調控，最大程度減少供熱或制冷等的能源消耗。原材料輸送過程自動高效，最大限度減少物料輸送設備運轉時間，提升系統整體節能降耗。

3、工廠企業中自動化控制技術的前景與未來發展趨勢

復雜的國際形勢為全球的工業發展帶來了頗多變數，諸多工廠企業已經開始選擇在能源效率以及安全領域加大投入，同時，對于工業領域內的自動化與控制的新技術也普遍抱有積極的態度。那么，在這樣的形勢下，自動化與控制技術脫穎而出，以太網的使用將會增加，為了彌補專業人士資源的不斷縮水，遠程監控也將增長迅猛，網絡安全也成為了遠程監控領域的重要問題。

盡管當前的電氣自動化控制技術仍是把微計算機作為主要核心的網絡化自動控制體系，但在不同程度上均已表明電氣控制技術與計算機技術相同，所以在此前提與計算機技術快速發展的條件下，電氣自動化控制技術的前景與未來發展趨勢一定會十分光明，最終邁向科學化與智能化的發展道路。

4、結束語

綜上所述，工廠實施自動化控制技術不但能夠獲得顯著成效，還可以得到最大化經濟效益和社會效益。電氣自動化控制技術的應用在很大程度上能夠增強工廠電氣設備在日常運行過程中的安全性、穩定性與可靠性，使操作程序更為簡單快捷，大大減緩了工人勞動強度以及縮短了工人勞動時間。但近年來隨著工業的快速發展以及生產規模的逐步壯大，許多電氣設備的運用也開始出現各式各樣的問題，針對這一情況必須要對電氣自動化控制技術進行合理調整與改進，以便電氣自動化控制技術能夠為工廠生產提供更好的服務，最終使工廠獲得最大化經濟效益與社會效益。

參考文獻

[1] 羅奕.電氣工程專業教學的思考與實踐[J].桂林電子工業學院學報，2005，4

[2] 梁昌鑫，賈廷綱，陳孝祺.工業自動化現狀與發展趨勢[J]上海電機學院學報，2008，（3）.

篇（10）

Abstract: This paper starts from the industrial control, a brief introduction of the industrial electrical automation control, separately elaborated the influence the future development direction of electrical automation development factors and industrial electrical automation, hope to positive effect on peer play.

Keywords: industrial control; automation; electronic information; development direction

中圖分類號：TM92文獻標識碼：A 文章編號：

一、 前言

在電氣信息領域，電氣工程及自動化可以算是一門新型的學科，該學科和工業生產以及人們的生產生活有著密切的聯系，這一原因促進了其快速的發展，使得該學科在當前的領域內也已經相對成熟。隨著其不斷地發展進步，電氣工程和自動化已經成為目前我國高新技術產業的重要組成部分，并且廣泛的應用在工農業以及國防科技等各個領域，并且在國民經濟的發展中發揮著越來越關鍵的作用。隨著其不斷的發展壯大，電氣工程及自動化的觸角深入到各個行業，達到航天飛機的研究，小到開關零件的應用都有著該專業的身影，尤其是外企的迅速發展，這一領域的人才需求將會呈現出供不應求的現狀。

二、 電氣自動對工業生產的控制

2.1 集中監控方式

隨著計算機信息技術在電力行業越來越廣泛的應用，管理者已經不再滿足于在固定的監控中心才能監控變配電現場的運行工況集中監控有利于運行及維護方便，可以將系統的不同功能集中到一個處理器，以便同時處理。

2.2 遠程監控方式

要想完全控制遠端的計算機，首先應該能夠對其監視，也就是可以看到該計算機的屏幕顯示，然后才談得上“控制”，遠程控制必須做到“監”、“控”結合，因此我們通常說的遠程監控一般泛指就是這種遠程控制，可以分為兩大部分：一是對環境的監視，二是對計算機系統及網絡設備的監視，不管怎么說遠程監視就是指通過網絡獲得信息為主，其特點是節約大量電纜、節省安裝費用,節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。

2.3 現場總線監控方式

現場總線是一種工業數據總線，是自動化領域中底層數據通信網絡，目前，我國在工業生產控制方面已經積累了豐富的運行經驗，現場總線監控系統可以解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及這些現場控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問題。現場總線使自控設備與系統步入了信息網絡的行列，為其應用開拓了更為廣闊的領域， 便于節省安裝費用，節省了維護開銷，并為用戶提供了更為靈活的系統集成主動權。

三、 工業電氣自動化控制發展的主要影響因素

目前，由于我國市場環境的變化，使多品種、中小批量生產中普遍性問題愈發嚴重，要求自動化技術向其廣度和深度發展，使其各相關技術高度綜合，發揮整體最佳效能。工業電氣自動化就是工業生產中的各種參數為控制目的，實現各種過程控制，在整個工業生產中,盡量減少人力的操作,而能充分利用動物以外的能源與各種資訊來進行生產工作,即稱為工業自動化生產，而使工業能進行自動生產之過程稱為工業自動化。

3.1、信息科學技術對電氣自動化的決定性影響

當前情況下，信息技術不斷發展，其包含了計算機網絡技術以及通訊技術，從廣義上講，就是人們開開發和利用信息技術的所有科技手段。信息科學技術的發展能夠有效的促進工業電氣自動化的發展，能夠應用這些技術精確的處理各種信息，并能夠實現信息的傳遞、存儲等功能，信息科學技術是顯示各種信息資料的技術綜合體，在自動化發展的過程中起著決定性的影響。

3.2、工業電氣自動化的發展與物理科學有著密切聯系

隨著時間的推移，電氣工程有了更為廣闊的發展空間，尤其是在上世紀的后半葉，在物理學的作用下，該行業的發展更是呈現出井噴的趨勢，直到今天，工業電氣自動化的發展依然和物理學有著最為密切的關聯。在這一領域，三極管的發明以及大規模集成電路技術的發展，推動了固體電子學的發展，從這一點上來看，物理學的發展極大的推動了電氣自動化的發展，二者之間具有密不可分的聯系。

3.3、現代技術的迅猛發展促進了電子自動化的進步

隨著現代技術的飛速發展，依賴著技術進步而發展壯大的電子自動化也將會實現狂飆式的發展狀態，并且電子自動化相關的設計方法、施工思路以及其他方面的因素也將會實現快速的發展，呈現出嶄新的面貌。

四、 工業電氣自動控制的發展方向

伴隨著工業電氣自動控制系統平臺的開放化和信息化，我們要適應時代的進步，電氣自動化要不斷總結經驗和教訓，吸收高新技術的營養，開創電氣自動化發展新局面

4.1 系統平臺和信息的開放性

系統平臺和信息的開放性是實現決策管理、設計制造以及控制監督的關鍵，也是信息技術實現交換和共享的重要平臺，信息平臺的開放性能夠實現信息資源的共享，實現和外界的信息溝通和技術交流，為工業電氣自動控制的發展打下堅實的基礎，信息的開放性能夠為相關者提供信息支持，更好的促進工業電氣自動化的建設。這種開放性平臺和信息的建立，能夠和外界實現很好的融通，并且建立起一個接口，實現和外界網絡的聯系，并能夠廣泛的應用在電力系統的各個元件上，能夠實現對電力系統的監督調節以及控制管理。

4.2 實現系統結構通用化

企業的發展需要有健全的自動化系統作為支撐，以實現內部系統的有效監督和控制，良好的電氣自動化系統能夠幫助企業實現這一目標，能夠對企業的內部網絡進行計算機監督、設備控制，并且能夠保證各環節數據的準確性和安全性。綜上所述，系統結構的通用化對于企業的發展具有重要的作用，能夠幫助管理者更好的實現對電力設備的實時監督。

4.3 標準化的系統程序接口

在網絡方便，標準化的系統程序接口能夠使用TCP/IP作為統一的通訊標準，這樣既能夠保證不同廠家之間的軟件硬件產品數據進行正常的交換，還能夠實現對電力系統的監督和控制，并且建立起有硬件系統支持的問題自動化解決平臺。除此之外，使用Windows NT作為操作系統，還能夠有效的解決各種操作中的溝通障礙，并且在控制系統和管理系統的平臺之間建立起最好的標準化程序接口，這樣能夠有效的實現信息共享，并且能夠最大化的降低施工的成本，創造更大的經濟效益。

4.4 Ethernet技術的興起與發展

工業自動化領域今后的發展趨勢應該是廣泛的應用信息技術和互聯網絡技術，通過發展不斷地提高自身的綜合自動化系統的傳輸需求，并且要確保傳輸數據的精確性和快捷性。在繼承以太網技術的基礎上產生新一代的Ether－net現場總線技術是以 Ethernet加TCP/IP協議作為最基本的應用模式，當前情況下，這種技術廣泛的應用變電站等綜合自動化系統中，這完全得益于Ethernet技術的興起與快速發展。

4.5 電氣自動化的完善與創新

電氣自動化領域的不斷發展，需要有完善健全的管理機制和創新的發展理念，在這個過程中，企業需要確立起技術創新和理念創新的發展地位，要下大力度研發和生產出更多更好的電氣自動化控制系統，并且要實現技術產品的最大化，使得我國工業電氣自動化不斷轉換發展方式，實現技術化發展。

五、 結束語

工業電氣自動化這個專業的發展和不斷進步能夠有效的促進電力企業的生產進步，對于提高勞動生產率方面具有重要的作用，從這種技術在我國出現到發展至今，始終具有改善勞動條件，提高工作可靠性的巨大作用，工業電氣自動化的發展將會給我國的社會發展和現代化生產效率的提高帶來深遠的影響，所以說要不斷地積極探索和深入研究電氣自動化以實現其長遠發展。

參考文獻

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[2]李春麗;郝俊華;;關于工業電氣自動化應用與發展的探討[J];科技創新與應用;2012年10期

篇（11）

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.12.009

近年來，我國工業發展逐漸朝著自動化、信息化、智能化方向發展，越來越多的自動化控制系統被應用在工業生產中，然而工業自動化控制系統應用現狀卻不理想，各種各樣的干擾源對于自動化控制系統的穩定、正常運行產生了直接影響，所以應充分了解工業自動化控制系統受到的干擾情況，有針對性地進行抗干擾處理，提高工業自動化控制系統運行的穩定性。

1工業自動化控制系統的干擾分析

1.1傳導干擾

（1）信號線引入干擾。電流通過信號線過程中產生感應磁場，相鄰信號線受到感應磁場影響會產生一定的感應電流，隨著感應電流的增大，和檢測開關相連接的接收設備會受到干擾影響，由于信號線中電流持續流過，會影響和信號線相連接的自動化控制系統正常運行，使得控制器邏輯數據不穩定，甚至發生死機或者錯誤動作。（2）設計施工干擾。工業自動化控制系統在施工設計階段，由于操作、設備型號、調試、安裝、工程技術設計等因素，安裝設計過程中，接地系統混亂或者控制器、高頻發生器或者開關高功率設備之間的距離較短，造成工業自動化控制系統設計施工干擾。（3）電源線干擾。工業現場的電源線干擾非常常見，其主要來自兩個方面，一方面是工業自動化控制系統受到供電電源耦合影響；另一方面，干擾信號通過供電電源系統進入自動化控制系統。工業自動化控制系統主要通過電網電源供電，其運行過程中經常受到很多因素的干擾和影響，例如，電網短路暫態沖擊、大功率用電設備停止或者開啟、電網波動等都會影響工業自動化控制系統的正常運行。

1.2輻射干擾

工業自動化控制系統受到的輻射干擾主要是指電弧電路、高頻感應設備、雷電、射頻設備等產生的干擾，對于這種干擾源，在實際應用中沒有很好的方法進行消除，而可以通過減弱或者直接切斷電磁干擾傳播途徑，采用裝設防雷設備、合理布置線路、保護隔離、等位機屏蔽或者聯機等措施，保障工業自動化控制系統的安全運行。

2工業自動化控制系統的抗干擾技術

2.1軟件設計

工業自動化控制系統設計過程中，采用慣性濾波、限幅濾波、中位值濾波、平均值濾波等方法通過計算機程序對系統信號實現數學處理，消除或者減少干擾信號的強度、數量，保障輸入信號的穩定性和可靠性，這種方法計算機程序很容易移植，便于修改系統參數，有效提高數字濾波的穩定。

2.2管線設計

為了減少工業自動化控制系統的干擾，應優化管線設計，包括通信線、電源線、信號線管道等，電源線設置應和通信管線保持足夠距離，并且使用金屬管道覆蓋通信管線，正確敷設電纜線路，結合抗干擾、經濟性、實用性等因素，選擇合適的信號電纜線，其中最常見的是雙芯屏蔽雙絞線，電纜線敷設過程中應注意以下問題：其一，對于不同信號，敷設不同電纜線路，結合傳輸信號類型，分層敷設電纜線路；其二，不能使用同一根多芯電纜同時傳輸數字信號和模擬信號，電纜和電源線不能共用；其三，不能在同一個線槽中放置電源線纜和信號線纜，避免平行、近距離的進行敷設施工，若電源線纜和信號線纜必須放置在一起，兩種線纜應保持60cm以上的距離；其四，大功率電動機應和信號線纜保持適當的距離。

2.3電源設計

若工業生產現場包含變頻器和大功率器件，對于電源線路采取科學有效的抗干擾措施，對電源設備進行有效隔離，在進線電源分級部位設置避雷器，使用隔離變壓器設置在PLC電源輸入端，對于隔離變壓器的次級繞組和初級繞組，裝設屏蔽層，然后做好可靠接地，通過雙絞線作為二次側接線。

2.4接地設計

工業生產現場環境變化會干擾信號線，發生誤動作、測量精度下降、死機、程序跑飛、系統數據混亂等現象，這主要是由于接地系統設置不合理，對于工業自動化控制系統應做好接地設計，通過正確、合理的接地設計，有效抑制工業自動化控制系統受到電磁干擾影響，在實際應用中包括信號屏蔽接地、系統接地和安全接地。工業自動化控制系統接地設計過程中，嚴格區分保護接地和工作接地，保護接地電阻不能超過2歐姆，強電設備接地點和接地極接地點之間保持10m以上的距離，埋設在工業生產現場建筑物周圍10m的區域。信號源接地設計，在信號側接地設置屏蔽層，若信號線中間如果有接頭，做好絕緣處理，牢固連接屏蔽層，防止信號線多點接地，連接多芯對絞電纜線和屏蔽雙絞線，相互連接好各個屏蔽層，然后進行絕緣處理以后，選擇合適接地位置進行單點接地。另外，計算機接入信號之前，在大地和信號線之間連接電容，有效減少共模干擾，將濾波器裝設在信號兩極之間，減少差模干擾。

2.5選擇合適器件

結合不同電子設備的特性，選擇合適的器件，例如，通過設置RC、AD雙積分濾波器，使電流信號和電壓信號轉換傳輸過程中消除高頻干擾，有效減少差模干擾。采用雙絞線和差動輸入器，做好單邊接地、屏蔽地線和光電隔離，消除共模干擾。

3結束語

工業自動化控制系統在實際應用中容易受到各種各樣的干擾影響，而干擾抑制是一項非常復雜、系統的項目，應綜合考慮多方面因素，在施工設計過程中結合自動化控制系統的規格和型號，做好各方面的抗干擾設計，提高工業自動化控制系統的安全性和可靠性。

參考文獻：

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