摘 要：工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的應用與發(fā)展，是工業(yè)技術(shù)改造，技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展方向。工業(yè)自動(dòng)化的技術(shù)水準，不僅影響整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，而且對國民經(jīng)濟各部門(mén)的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響，本文就我國工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展前景進(jìn)行初步探討。

   關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化；發(fā)展；前景月U吾HHHH自動(dòng)化技術(shù)就是探索和研究實(shí)現自動(dòng)化過(guò)程的方法和技術(shù)。它是涉及機械，微電子，計算機等技術(shù)領(lǐng)域的一一門(mén)綜合性技術(shù)。同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)也促進(jìn)了T業(yè)的進(jìn)步，如今自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應用于機械制造，電力，建筑，交通運輸，信息技術(shù)等領(lǐng)域，成為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的主要手段。

   一、自動(dòng)控制系統的發(fā)展

   自動(dòng)控制就是在沒(méi)有人的直接參與的情況下，利用控制裝置使被控對象自動(dòng)地按預定的運行規律支運行，使被控對象的一個(gè)或數個(gè)物理量能夠在一定的精度范圍內按照給定的規律變化。導彈能準確地命中目標，火箭將人造衛星送入預定軌道，宇宙飛船能準確地月球 著(zhù)陸并安全返回，都是自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展的結果。

   (一)經(jīng)典控制理論。1945年美國波德寫(xiě)了“網(wǎng)絡(luò )分析與反饋放大器設計》，奠定了經(jīng)典控制理論的基礎。在西方國家開(kāi)始形成自動(dòng)控制學(xué)科。1947年美國出版了名為《伺服機件原理 的第1本自動(dòng)控制教材。50年代是經(jīng)典控制理論發(fā)展和成熟的時(shí)期。經(jīng)典控制理論主要用丁線(xiàn)性定常系統，研究的對象是單輸入單輸出自動(dòng)控制系統A,31"．3題。其核心是自動(dòng)調節器，研究的主要內容是穩定性問(wèn)題。技術(shù)工具類(lèi)型為機械，氣動(dòng)，液體，電子等，主要用于實(shí)現局部自動(dòng)化，經(jīng)典控制理論是研究控制理論的基礎，現代控制理論就是在其基礎上發(fā)展起來(lái)的。

   (二)現代控制理論。李間技術(shù)的需要和電子計算機的應用，推動(dòng)了現代控制理論和技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。50年代末60年代初，空間技術(shù)的發(fā)展迫切要求對多輸入多j輸出，高精度參數時(shí)變系統進(jìn)行分析與設計，這是經(jīng)典控制理論無(wú)法有效解決的問(wèn)題，于是出現了新的自動(dòng)控制理論，稱(chēng)為控制理論。以及現代控制理論為基礎的控制系統，其核心為電子計算機，對象為多輸出的復雜系統，研究的主要內容是最優(yōu)性問(wèn)題，用于實(shí)現企業(yè)管理和控制綜合自動(dòng)化。

    (三)大系統理論和智能控制理淪。它是控制理論向廣度和深度發(fā)展的結果。大系統是指規模龐大，結構復雜，變量眾多的信啟、與控制系統。它涉及牛產(chǎn)過(guò)程，交通運輸，計劃管理，環(huán)境保護，空間技術(shù)等方面的控制和信息處理問(wèn)題。智能控制系統是具有某些仿人智能的工程控制與信息處理系統，其中最典型的就是機器人。

   (四)計算機控制系統的類(lèi)別。

   (1)數據處理系統。盡管數據處理不屬于控制的范疇，然而一個(gè)計算機控制系統離不開(kāi)數據的采集和處理，數據處理系統對和產(chǎn)過(guò)程大量參數和積累和實(shí)時(shí)分析，可以達到對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行各種趨勢分．析，計算機通過(guò)輸入通道對控帶fJ對象的參數作巡回檢測，根據檢測得的參數，按照一定的控制規律進(jìn)行計算，運算結果經(jīng)過(guò)輸出通道，作用到控制對象，使被摔參數符合要求的性能指標。

   (2)監督控制。監督中計算機根據生產(chǎn)過(guò)程工藝能數不清數學(xué)模型給出工藝參數的最佳值，作為模擬調節器或數字調節器的比例中項定值，監督控制系統及控制現代計算機，通信技術(shù)和CRT顯示技術(shù)的巨大發(fā)展，使得計算機控制系統不單純包含控制功能，現在歐美日等國家已大批量生產(chǎn)各種型號的集散型綜合近期制系統，盡管各種型號五花八門(mén)，然而它們的結構!都是大同小異的，它們才是由以微處理為核心的基本調節器，高還數據通道，衛星計算機可以共享資源， 網(wǎng)絡(luò )中設備能力以及其它資源可以得到充分利用。

   (3)計算機控制系統組成

   A、控制對象?？刂茖ο笫侵杆刂频难b置或設備，控制對象用傳遞函數來(lái)表征時(shí)，其特性可以用放大系統K，慣性時(shí)間常數TM，積分時(shí)間常數T和純滯扣時(shí)間來(lái)描述。

   B、執行器。執行器是控制系統中的重要部件，執行器是根據調節器的控制信號，改變輸了的角位移或直線(xiàn)位移，并通過(guò)調節機構改變被調介質(zhì)的注量或能量，使生產(chǎn)過(guò)程符合預定的要求，執行器按照采用的動(dòng)力方式可以分為電動(dòng)執行器，氣動(dòng)執行器和液動(dòng)執行器三大類(lèi)。

   C、測量環(huán)節。測量環(huán)節通常由傳感器和測量線(xiàn)路構成，它把被近期參數轉換成某種形式的信號，應達到在測量精度，測量范圍上符合要求，傳感器性能穩定，可靠，重復性好，盡可能選擇線(xiàn)性度好，靈敏度較高的傳感器，電源種類(lèi)盡量少，電源電壓盡量規范化。

   D、數字調節器及輸入，輸出通道。數字調節器是以數字計算機為核心，數字調節器的控制規律則是由編制的計算機程序來(lái)實(shí)現的，輸入通道包括許多路開(kāi)關(guān)，采樣保持器，一模轉換器，輸出通道包括數數轉換器及保持器。

   二、工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展前景

   (一)工業(yè)智能化。從工業(yè)自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢看，智能化是其核心部分，所謂智能化表現在其具有多種新功能。在工業(yè)控制方面，過(guò)去控制的算法，只能由調節器或DCS來(lái)完成，如今一臺智能化的變送器或者執行器，只要植人PID模塊，就可以與有關(guān)的現場(chǎng)儀表在一起，在現場(chǎng)實(shí)現自主調節，從而實(shí)現控制的徹底分散，從而減輕了DCS主機的負擔，使調節要加及時(shí)，并提高了整個(gè)系統的可靠性。

   (二)工業(yè)高精度化。由于工業(yè)生產(chǎn)對成品質(zhì)量的要求日益提高，國家的政策和法令對節能減排也有具體的要求和規定，因此提高測量?jì)x表與控制系統的精度就被提上了議事日程。例如變送器的精度，資料庫從百分之零點(diǎn)七五提高到百分之零點(diǎn)零四，用于貿易交換計量的科錯質(zhì)量流量訃，精度已達到百分之零點(diǎn)零五，部分氣體超聲波流量計的準確度已達到百分之零點(diǎn)血，同時(shí)新一代的D CS也以此作為一個(gè)重要的指標。

   (三)工業(yè)無(wú)線(xiàn)化?，F場(chǎng)總線(xiàn)本來(lái)是一種非常有前途的技術(shù)，理應得到迅速的推廣，1旦由于國際標準的過(guò)多，影響了推廣，例如第一代總線(xiàn) 的現場(chǎng)總線(xiàn)的圍際標準已達到10多種。到年底，加上第二代的實(shí)時(shí)上 以太網(wǎng)，其國際標準可能會(huì )有2O多種，而第i代的總線(xiàn)通信方案又在興起，而凡各火跨 公司和有關(guān)組織都在制定各自的標準，T業(yè)巾產(chǎn)要求高產(chǎn)，穩定，優(yōu)質(zhì)，低耗，安全，環(huán)保 如果現場(chǎng)儀表能夠實(shí)現通信尢線(xiàn)化，電纜和維護的工人量都會(huì )大大減少，因此研發(fā)低功耗可靠的無(wú)線(xiàn)通信是當前的一個(gè)重要課題。三 安全儀表系統隨著(zhù)生產(chǎn)規模的日益擴大，一旦發(fā)生事故，不但在經(jīng)濟上造成巨大的損失，而且人員傷亡和對環(huán)境的影響均非同小可，因此生產(chǎn)的安全問(wèn)題日益受到重視。目前，一些化工或石化 、 的安全系統，這樣企業(yè)的控制系統就由兩大部分組成。由于新 DCS的功能不斷擴大，已經(jīng)有了安令儀表系統，因此也可以用一套具有SIS功能的DCS來(lái)統一管理，這樣業(yè)主當然歡迎。

   四、科學(xué)儀器的在線(xiàn)化隨著(zhù)科技的進(jìn)步，科學(xué)儀器的結構，日 簡(jiǎn)化，體積縮小，重量減輕，操作也更方便，價(jià)格也逐步降低。而月．能在工業(yè)條件下操作，因此在過(guò)去只能在實(shí)驗室內進(jìn)行離線(xiàn)操作的科學(xué)儀器，現在可以在生產(chǎn)現場(chǎng)進(jìn)行在線(xiàn)運行了，例如質(zhì)譜儀居武鋼的高爐上試用，用來(lái)分析爐頂煤氣的成分，從應用的角度來(lái)看，這種儀器也可看成 業(yè)自動(dòng)化儀表中的一員了，今后這種趨勢還會(huì )加速發(fā)展。

   五、MlV模式月前新建的一些火 石化裝置如乙烯項目都采用了MIV承包模式，MIV就是主要用于儀表承包商。這種做法利于大型T程的建設，保證項目順利按時(shí)投產(chǎn)，如百萬(wàn)噸級的乙烯項目，旗下產(chǎn)品很多，一般有卜幾個(gè)裝置，需要同時(shí)投產(chǎn)，否則誤工一天，就會(huì )有上億元的損失，為了便于管理，工程公司和企業(yè)都愿意這樣做，但這種模式也不是一成不變的。

   結束語(yǔ)

   總而言之，我國工業(yè)發(fā)展應用自動(dòng)化技術(shù)，不但要起點(diǎn)高，瞄準世界先進(jìn)水準，而且包括各種靈活的低成本，見(jiàn)效快的自動(dòng)化技術(shù)，我們只有支持提高與普及相結合的方針，我國的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)應用才能走上高速度，高質(zhì)量和高效益的健康之路。

    參考文獻：
   
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