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我国工业自动化面临的十个挑战

日期:2020-09-19 01:06
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摘要:

十二五期间我国工业自动化发展面临的挑战,可以概括为十个方面:
——仪器仪表智能化。今后,传统仪器仪表将仍朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环保、长寿命的六高一长方向发展。新型仪器仪表与元器件将朝着小(微)型化、集成化、成套化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化、综合自动化、光机电一体化、服务专门化、简捷化、家庭化、个人化、无维护化以及组装生产自动化、无尘化、专业化、规模化的二十化方向发展。
——控制系统网络化。目前,控制系统的结构从*初的CCS(计算机集中控制系统),到**代的DCS(分散控制系统),发展到现在的FCS(现场总线控制系统)。21世纪的控制系统将是控制与网络结合的系统,对网络化控制系统(即NCS)的研究已成为当前自动化领域的前沿课题。网络技术与工业控制系统的结合将极大地提高控制系统的水平,改变现有控制系统相对封闭的企业信息管理结构。将现场总线、以太网、嵌入式技术和无线通信技术融合到控制网络中,在保证系统稳定性的同时,又增强了系统的开放性和互操作性,从而有助于企业加快新品开发、降低生产成本、完善信息服务。
——工业通信无线化。无线技术进入工业领域的趋势是毋庸置疑的,特别是在有线无法使用的场合,无线技术更具优势。目前各供应商正在提供一系列软硬件技术,协助在产品中增加通信功能。然而,在增加无线连网功能时,芯片及相关软件的选择**挑战性。同时,无线技术的可靠性、实时性、兼容性等性能还有待加强。
——物联网与自动化。管理、控制、智能的角度来看,工业自动化包含采集、传输、计算等环节,而物联网是**感知、可靠传递、智慧处理,两者一脉相承。从物联网需要的产业链角度看,物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等属于其上游技术和产业,而下游则是物联网的应用问题。有专家认为,传统工业自动化领域其实是物联网的一部分。工控厂商应成为物联网真正落地的推手。
——云计算与自动化。云计算是一种依托Internet的超级计算模型,将巨大的资源联系在一起,为用户提供各种IT服务。云计算模式将带来自动化软件行业的巨大变革,包括:自动化系统的架构将更加灵活,分布式架构将扩展到更大范围;海量信息的分析与处理将成为自动化软件的常规功能;将彻底改变工程开发模式;转变软件供应商的服务模式,降低维成本;降低自动化系统对硬件的要求,提升软件的行业地位;新技术与新产品理念将成为竞争的核心。
——安全生产自动化。如何高效利用自动化与信息化技术,提高安全生产水平已成为工业生产的重要课题。如今许多自动化供应商已不仅提供一种或几种安全产品,而更多的提供安全解决方案,提高用户设备的安全性。在不影响生产过程的情况下提高安全保障,将安全功能嵌入到用户的设备中,是新的挑战。此外,在我国,功能安全还只是概念,国内生产的电气仪表产品获得功能安全认证的还比较少。将安全自动化结合到具体的各行各业,是落实科技兴安战略的重要方面。
——通信协议的标准渐近化。协议的标准化意味着网络环境的控制系统具有更好的开放性、互操作性。在控制网络中,传统的DCS自成体系;FCS尽管已经达成国际标准,但现场总线种类仍有10多种;工业基础以太网也出现了多个国际标准协议。由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放、透明的通讯协议是必然要求。如今,工业以太网进入控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术,现场总线技术与工业以太网技术进一步融合必然是发展方向。因此,通信协议的标准渐近化将是一个漫长过程。
——工控软件的新发展。在工控领域,硬件软件化是一种趋势。如德国三S软件公司推CoDeSys V 3.4软件,即是一种嵌入式系统软PLC,倡导以可复用为宗旨的开放式、可重构的自动化理念。
——“低碳经济自动化。21世纪,流程工业仍是经济发展的重要支柱产业。以高新技术**来推动这些行业实现节能降耗,是装备制造业必须迈出的步伐。而低碳经济中的电机节能、过程优化、变废为宝、余热利用等方面,无不与自动化技术密切相关。
——模拟仿真普适化。网络技术的发展将我们带入普适计算时代。而融合了普适计算技术的普适化仿真技术实现了信息空间与物理空间的结合,将推动现代建模仿真研究、开发与应用进入一个崭新的时代。


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