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          技術文章  

        在十二五規劃中,工業自動化可謂擔任著重要角色,在“規劃”重點如智能裝備、節能環保等領域都能分到“大蛋糕”。同時,“十二五”期間我國工業自動化發展也面臨著以下十個分類挑戰:

        “十二五”期間我國工業自動化發展面臨的挑戰,可以概括為十個方面: 

        儀器儀表智能化。今后,傳統儀器儀表將仍朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保、長壽命的“六高一長”方向發展。新型儀器儀表與元器件將朝著。ㄎⅲ┬突、集成化、成套化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化、綜合自動化、光機電一體化、服務專門化、簡捷化、家庭化、個人化、無維護化以及組裝生產自動化、無塵化、專業化、規;摹岸狈较虬l展。

        控制系統網絡化。目前,控制系統的結構從最初的CCS(計算機集中控制系統),到第二代的DCS(分散控制系統),發展到現在的FCS(現場總線控制系統)。21世紀的控制系統將是控制與網絡結合的系統,對網絡化控制系統(即NCS)的研究已成為當前自動化領域的前沿課題。

        網絡技術與工業控制系統的結合將極大地提高控制系統的水平,改變現有控制系統相對封閉的企業信息管理結構。將現場總線、以太網、嵌入式技術和無線通信技術融合到控制網絡中,在保證系統穩定性的同時,又增強了系統的開放性和互操作性,從而有助于企業加快新品開發、降低生產成本、完善信息服務。

        工業通信無線化。無線技術進入工業領域的趨勢是毋庸置疑的,特別是在有線無法使用的場合,無線技術更具優勢。目前各供應商正在提供一系列軟硬件技術,協助在產品中增加通信功能。然而,在增加無線連網功能時,芯片及相關軟件的選擇極具挑戰性。同時,無線技術的可靠性、實時性、兼容性等性能還有待加強。

        物聯網與自動化。從“管理、控制、智能”的角度來看,工業自動化包含采集、傳輸、計算等環節,而物聯網是全面感知、可靠傳遞、智慧處理,兩者一脈相承。從物聯網需要的產業鏈角度看,物聯網所需要的自動控制、信息傳感、射頻識別等屬于其上游技術和產業,而下游則是物聯網的應用問題。有專家認為,“傳統工業自動化領域其實是物聯網的一部分!惫た貜S商應成為物聯網真正落地的推手。

        云計算與自動化。云計算是一種依托Internet的超級計算模型,將巨大的資源聯系在一起,為用戶提供各種IT服務。云計算模式將帶來自動化軟件行業的巨大變革,包括:自動化系統的架構將更加靈活,分布式架構將擴展到更大范圍;海量信息的分析與處理將成為自動化軟件的常規功能;將徹底改變工程開發模式;轉變軟件供應商的服務模式,降低維護成本;降低自動化系統對硬件的要求,提升軟件的行業地位;新技術與新產品理念將成為競爭的核心。

        安全生產自動化。如何高效利用自動化與信息化技術,提高安全生產水平已成為工業生產的重要課題。如今許多自動化供應商已不僅提供一種或幾種安全產品,而更多的提供安全解決方案,提高用戶設備的安全性。在不影響生產過程的情況下提高安全保障,將安全功能嵌入到用戶的設備中,是新的挑戰。此外,在我國,功能安全還只是概念,國內生產的電氣儀表產品獲得功能安全認證的還比較少。將安全自動化結合到具體的各行各業,是落實“科技興安”戰略的重要方面。

        通信協議的標準漸近化。協議的標準化意味著網絡環境的控制系統具有更好的開放性、互操作性。在控制網絡中,傳統的DCS自成體系;FCS盡管已經達成國際標準,但現場總線種類仍有10多種;工業基礎以太網也出現了多個國際標準協議。由于工業自動化系統向分布化、智能化控制方面發展,開放、透明的通訊協議是必然要求。如今,工業以太網進入控制領域,形成了新型的以太網控制網絡技術,現場總線技術與工業以太網技術進一步融合必然是發展方向。因此,通信協議的標準漸近化將是一個漫長過程。

        工控軟件的新發展。在工控領域,硬件軟件化是一種趨勢。比如以軟件的內在邏輯運算替代外部物理控制實現“開放式、可重構的自動化”理念。

        “低碳經濟”自動化。21世紀,流程工業仍是經濟發展的重要支柱產業。以高新技術創新來推動這些行業實現節能降耗,是裝備制造業必須邁出的步伐。而低碳經濟中的系統節能、過程優化、變廢為寶、余熱利用等方面,無不與自動化技術密切相關。

        模擬仿真普適化。網絡技術的發展將我們帶入普適計算時代。而融合了普適計算技術的“普適化仿真技術”實現了信息空間與物理空間的結合,將推動現代建模仿真研究、開發與應用進入一個嶄新的時代。

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