工业控制自动化的现状及趋势

浅谈工业控制自动化的现状及趋势摘要：工业控制自动化技术的产生对现代制造业领域产生了重大的影响，大大提高了企业生产过程中的效率，完成了很多复杂重要的工业生产。

本文就我国工业控制自动化发展中存在的优缺点进行总结，并展望了将来的发展趋势，以期为我国工业控制自动化技术的发展及相关从业人员提供理论或者实际参考意见。

关键词：工业控制；自动化；现状；趋势
中图分类号：tp273 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2013） 02-0000-02
工业控制自动化技术是一种先进的工业制造技术，其技术水平已成为衡量一个国家国民经济发展水平和现代化程度的标志。

据统计，对自动化控制系统投入和企业效益方面提升产出比约在1：4 至1：6之间，是实现大规模工业生产安全、平稳、优质、高效的基本条件和重要保证，是传统产业优化升级的有效手段，对钢铁、石化、冶金、电力、纺织等支柱性产业的技术进步具有重要作用。

工业控制自动化的产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设做出了巨大的贡献。

1 工业控制自动化现状
我国工业自动化制造产业经过一段时间发展，已经逐步实现国产化的过程。

在下游冶金、石化等行业的需求以及自动化率提升的双重带动下，我国工业自动化控制系统装置制造产业取得了长足的
发展。

但是，我国工业自动化具有自己的特点，下面就对我国自动化的优势和劣势进行简要总结。

1.1 我国工业控制自动化的优势
从整体上看，我国工业控制自动化具有以下优势，第一、工业控制自动化产品技术含量高，专业性强，而且产品繁多，业内第一门户网站；中国自动化学会的唯一门户网站及合作网站中国工控网目前分类达16个大项，200余个小项，第二、厂商众多，全球厂商达20万家，仅变频器的生产商就达2000余家；第三、市场巨大，90年代以来，我国工业自动化控制系统装置制造产业的产量一直保持在年增长20%以上，2009年我国仪器仪表行业规模以上企业5，363个，完成工业总产值4，047亿元，销售产值3，947亿元，其中工业自动控制系统装置占比约21.26%，达到843亿元。

imsresearch最新的研究报告指出中国自动化控制系统市场规模在2013年将会达到1，311亿元；第四、工业控制自动化大范围应用，遍及冶金、石油、化工、纺织、造纸、机械、机床、汽车、航空航天、楼宇、环境工程等所有工业及民用领域。

1.2 我国工业控制自动化的劣势
虽然工业控制自动化在我国得到了一定程度的发展，但还是存在很多不足的地方，主要有以下几点：第一、竞争激烈，国内工业控制系统产品供应商直接面临西方发达国家的竞争，无论ipc、dcs 还是plc，与外国公司相比较，我国的企业仍处于弱势地位；第二、
总体上自动化企业规模太小，工业自动化比例依然不高，我国自动化仪器仪表行业的产值占gdp 的比例从90年代的0.5%才刚刚提升到2009年的1.1%，而美国在90年代就达到了4%的水平；第三、自动化企业多数急功近利，科技研发投入较少，科研人员队伍不稳，缺乏长时间的科研积累，缺乏自主创新能力，大型装备自动化控制系统的应用程度较低，有信誉的品牌产品还未形成；第四、与国际著名品牌系统相比还有差距，多数自动化企业没有明显的核心技术能力，缺乏后劲，国产系统就总体水平特别是在应用平台和开放性方面等较低，而且国内自动化系统企业综合业务能力差，系统产品系列不全等。

2 工业控制自动化发展趋势
2.1 plc在向高速化、网络化、智能化方向发展
为了提高plc的处理能力，要求plc具有更快的响应速度和更大的存储容量，目前有的plc扫描速度可达0.1ms/s以上，plc的响应速度已经成为一个很重要的性能指标；在存贮容量方面，有的plc最高可达几十兆字节，为了扩大存储容量，有的公司已经利用磁盘处理器或者硬盘；加强plc网络通讯能力，是plc技术进步的潮流，为了加强网络通讯能力，plc生产厂商之家正在协商制定通用的通讯标准，以构成更大的网络系统；80%的plc控制系统的故障属于外部故障，因此致力于研制、发展用于检测用于外部故障的专用智能模块，已成为提高plc系统可靠性的有效途径。

2.2 面向测控管一体化设计的dcs系统
开放性是制约dcs发展的一个很大的问题，不同公司的控制设备很难进行无缝的接入dcs控制系统，这个问题就阻碍了dcs的应用领域和竞争力。

目前很多公司舍弃了传统的lcn网，采用了服务器结构的形式，使其开放性大大加强。

随着技术进步，dcs的开放性需要逐渐加强，而且还应发挥其特色，使分散型计算机控制系统，从传统dcs中解放出来，使dcs与cips系统的调度层、管理层、决策层（辅助决策层）进行无缝连接，将dcs的相关信息上传，使其实时数据库、历史数据库为上述3层所共用，避免重复建库，为先进控制和优化建好平台，与上层的关系数据库共享数据，真正实现管控一体化。

2.3 控制系统正在向现场总线（fcs）方向发展
fcs是控制体系结构的一场革命，它将影响今后几十年内自动控制技术的发展。

fcs是由dcs发展而来的，它克服了dcs的很多缺点，而且具有很多dcs无法比拟的优点，fcs具有可靠性高、互换性和互操作性好、功能强、全数字通讯、多分枝结构及实现了完全开放的系统等优点。

fcs的出现，对广大中小型企业和研究机构是一次难得的机遇。

可以预见，一个全数字化、全分散式、可互操作、开放式互连网络fcs是工业自动控制系统的发展趋势。

2.4 数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展
新世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容
包括：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成，及为提高驱动性能及使用连接方便的智能化；数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路，利用开放式数控系统可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品；网络化数控装备是最近机床博览会的一个新亮点，数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

2.5 工业控制网络向实时性、安全性多有线及无线相结合的方向发展
支持实时通讯可以通过提高操作系统和交换技术或者改变拓扑结构，还可通过提高在mac层上的数据传输的调度方法等；提高工业通讯的安全性，以满足sil高级别的要求，是工业控制网络安全性的发展方向；无线局域网技术能够在工厂环境下，为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构，在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能。

参考文献：
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[作者简介]黄哲（1986.10-）男，汉族，湖南常德，北京理工大学珠海学院本科，助理工程师，研究方向：控制工程和自动化方向。