我国工业自动化技术现状分析

【摘 要】随着科学技术的发展，工业自动化技术发展越来越快，工业自动化技术使得工厂的生产效率大幅提高，目前我国工业自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，工业自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。

【关键词】工业；自动化；技术

一、工业自动化技术简介

工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。

工业自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，不管是高速大批量制造企业，还是追求灵活、柔性和定制化企业，都依靠应用自动化技术。该技术本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用是：

1、提高生产过程的安全性；

2、提高生产效率；

3、提高产品质量；

4、减少生产过程的原材料、能源损耗。

据国际权威咨询机构统计，对自动化系统投入和企业效益方面提升产出比约1：4至1：6之间。特别在资金密集型企业中，自动化系统占设备总投资10%以下，就能起到“四两拨千金”的作用。

工业自动化系统产品种类有：

1、可编程序控制器（PLC）：按功能及规模可分为大型PLC（输入输出点数>1024），中型PLC（输入输出点数256～1024）及小型PLC（输入输出点数

2、分布式控制系统（DCS）：又称集散控制系统，按功能及规模亦可分为多级分层分布式控制系统、中小型分布式控制系统、两级分布式控制系统。

3、工业PC机：能适合工业恶劣环境的PC机，配有各种过程输入输出接口板组成工控机。近年又出现了PCI总线工控机。

4、嵌入式计算机及OEM产品，包括PID调节器及控制器

5、机电设备数控系统（CNC，FMS，CAM）

6、现场总线控制系统（FCS）

近年来，随着控制技术、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交互沟通的领域正迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理各个层次。工业自控系统和仪表仪器技术进步很快呈微型化、数字化、智能化、网络化、集成化等特点。

二、工业自动化市场现状

从产品市场来看：DCS、软件类、仪器仪表类产品市场总体表现出同比稳中有升，增幅均小于8%。项目型市场需求平稳，受市场波动影响相对滞后等因素导致项目型自动化市场相对较为平稳。其它自动化产品均出现不同程度同比萎缩或持平，直接原因是源自OEM市场的需求萎缩。其中小型自动化产品（例如小型PLC）萎缩较为严重，渠道商端资金流压力依然严峻。全国机床工具行业发展出现大幅下滑的态势。全国工程机械行业同比，环比均有所下降。其中风电行业萎缩严重，自动化整体需求影响较大。在这样的市场背景下。预计，中国自动化市场增幅将放缓。中国自动化市场除了受经济过热、银根紧缩、产能过剩、投资放缓、出口萎靡和内需乏力等主要因素影响外，还由于我国的工业自动化产业还多处于基础自动化或过程自动化阶段，其最显著的特点就是功能比较单一、对人依赖性也较强。而且，我国的自动化产品仍多以国外产品为主，如德国西门子公司、日本欧姆龙、三菱、美国通用电气、罗克韦尔等公司的产品，由于我国自动化行业没有一个统一标准，各公司产品标准不统一，不同品牌自动化系统之间的数据整合问题成为行业的一大难题。并且，传统仪器仪表，技术陈旧，跟不上时代步伐。传统自动化技术已无法跟上计算机技术发展步伐。急需我们对这些自动化系统进行更新改造，使其得到飞速发展。

三、国内工业自动化技术的转变

自上世纪70年代初，在自动化刚刚开始被人们接受的时候，控制系统、仪器和企业系统整合逐渐成为一种必然选择。控制系统整合的趋势和需求在80年代不断发展，在90年代出现了爆发式增长。今天，随着欧美自动化服务市场的扩展，对整个中国制造业也带来了革命性的改变。

1、提高工业体系结构的合理化，应用计算机先进技术。改革工业体系结构，务必以适应市场的需求为导向。由模仿向自主创新、由中国制造向中国创造的转变。

2、基于现场总线的网络逐渐向以太网过渡。近几年，工业实时以太网技术已被工业自动化计算机应用产业广泛接受。现场总线到工业以太网可以进行平滑过渡，保护制造商与用户自动化产品和解决方案问题。以PROFINET工业以太网协议为例，该协议可以实现制造过程最佳化，直接访问控制和生产级自动化数据，提供生产计划管理系统，满足不同的应用技术需求。通过设备描述和控制器逻辑分配，使用指定的PC工程工具实现集成，支持将自动化功能分散于各个智能子系统，从而进一步提高了系统的可用性，这种能够不受限制的转移现场总线为工业以太网通信，能发挥高动态性能、本地化诊断、无需设置设备系统自动组态等功能。

3、工业有线自动化网络向无线通信技术转变。工业无线技术通过无线数据链路和灵活的网络拓扑结构实现工厂内部设备与外部设备之间的数据通信。无线通信技术具有数据传输速率高性价比优良、区域广泛、抗干扰性强、系统维护成本较低等优点。是有线通信系统发展的重要补充，将成为工业自动化领域的又一热潮技术。

4、工业自动化产品集成化、智能化、开放性的转变。西门子在自动化领域率先提出“全集成概念”，西门子全集成自动化（TIA）产品能够帮助所有行业的客户在其工厂的全生命周期内高效地利用自动化系统。自2011年以来机器人“大热”是业界不可否认的事实。此外，随着生活水平的提高，不仅工业机器人市场巨大，服务机器人市场也是不容小觑，未来市场需求和应用前景十分广阔。加强国际交流合作更是发展我国工业自动化技术必不可少的手段。

5、自动控制和优化软件可以创造巨大的经济效益。国际上已经有几十家公司，推出了上百种先进控制和优化软件产品，在世界范围内形成了一个强大的流程工业应用软件产业。因此，开发我国具有自主知识产权的先进控制和优化软件，打破外国产品的垄断，替代进口，具有十分重要的意义。在未来，工业控制软件将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。

四、结语

我国的工业自动化技术目前还处于相对落后的水平，已逐渐无法满足现代工业自动化智能控制的需求。随着世界高新技术的蓬勃发展，工业自动化迎来了新的机遇与挑战。我们要紧抓机遇，勇于迎接挑战，积极进取，开拓创新，使我国工业自动化产业达到国际一流水平。

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