网络自动化发展趋势展望*

李 由 孙红岩 于国锋

（辽宁科技大学 辽宁鞍山 114000）

网络自动化发展趋势展望*

李 由 孙红岩 于国锋

（辽宁科技大学 辽宁鞍山 114000）

本文从趋势的角度探索当前工业自动化的十大热门技术：仪器仪表智能化、控制系统网络化、工业通信无线化、物联网与自动化、云计算与自动化等，其对我国以流程工业为主的节能降耗、减排以增加产品的竞争力，推动制造业高速发展，具有最直接的给力。

网络化 无线化 自动化

引言

党中央绘制出的“十三五”宏伟蓝图激发我们奋进的力量，科学发展昭示出的广阔的前景．令大家信心百倍。2016年是“十三五”时期的开局之年，更是希望之年、奋斗之年、前进之年，一幅新的壮丽画卷将由此徐徐展开。[1]

展望“十三五”，中国的工业自动化已经进入到21世纪，我国制造业的高速发展．拉动了对自动化仪器仪表与控制系统向国际水平发展的需求。我国新上的大型项目所用自动化仪器仪表和控制系统的先进程度的需求已经处于世界先进水平。当前我国正处于工业化中期。工业化、信息化、现代化、市场化和国际化“五化”息息相关。

一、控制系统网络化

21世纪的控制系统将是网络与控制结合的系统。对网络化控制系统（NetworkedControl System，简称NCS）的研究已经成为当前自动化领域中的前沿课题之一。随着通信网络作为一个系统环节嵌入控制系统，这很大地丰富了工业控制技术和手段，使自动化系统与工业控制系统在体系结构、控制方法以及人机协作方法等方面都发生了较大的变化，与此同时也带来了一些新的问题，如控制与通信的耦合、时间延迟、信息调度方法、分布式控制方式与故障疹断等。这些新问题的出现，使得自动控制理论在网络环境下的控制方法和算法需要不断地创新。随着计算机技术、通信技术和网络技术的不断发展。传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。控制系统的结构从最初的ccs（计算机集中控制系统），到第二代的DCS（分散控制系统），发展到现在流行的FCS（现场总线控制系统）。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，又催生了工业以太网与控制网络的结合。这种工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域的发展空间，带来新的发展机遇。以信息化带动工业化既是保持国民经济持续快速发展的有力保证，也是传统工业体系结构转型的重要手段。网络技术作为信息技术的代表，其与工业控制系统的结合将极大地提高控制系统的水平，改变现有工业控制系统相对封闭的企业信息管理结构，适应现代企业综合自动化管理的需要。网络技术推动了传统工业控制系统结构的变革。将现场总线，以太网、多种工业控制网络互联、嵌入式技术和无线通信技术融合到工业控制网络中，在保证控制系统原有的稳定性、实时性等要求的同时，又增强了系统的开放性和互操作性，提高了系统对不同环境的适应性。在经济全球化的今天，这一工业控制系统网络化及其构成模式使得企业能够适应空前激烈的市场竞争，有助于加快新产品的开发、降低生产成本，完善信息服务，具有广阔的发展前景。

二、工业通信无线化

工业通信无线化也是当前自动化领域探讨比较热烈的问题。根据专家分析，到2013年，全球工厂自动化中的无线通信系统应用将每年增加约40%。工业控制企业已经逐步认识到无线技术将是下一个技术腾飞的基础，将能够大大提升工厂效能与保证用户的安全。随着无线技术日益普及，各家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。这些技术支持的通信标准包括蓝牙、Wi_Fi，GPS（全球定位系统）、LTE（长期演进）以及WiMax（全球微波接入互操作）。然而，在增加无线连网功能时，芯片及相关软件的选择（假设所选择的实现能正常工作，并满足相关的论证要求）可能极具挑战性。即使做出了一个可行的设计，但如果未优化性能、功耗、成本和规模，则可能不会取得市场上的成功。今天最热门的东西未必是最好的通信标准和客户需要的东西，因此选择的软硬件实现方案应有这样的特点：每个新一代产品都不需要彻底从头开始适应。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。更显得无线具有优势。但是这要求无线技术本身性能的完善，可靠性，通信的确定性与实时性、兼容性等性能有待加强。所以，在近期，工业无线技术仍将是传统有线技术的延伸，大多数仪表以及自动化产品会嵌入无线传输的功能。国际上对于无线技术的研究还处于起步阶段，相关的标准也在制订之中，我国的科研机构也参与其中，这在一定程度上推动了无线技术在我国流程工业的发展。[2]

三、物联网与自动化

当今，物联网可谓是在各大媒体出镜率最高、而且与。智能”联系密切的名词之一。从。管理、控制、智能”的角度来看，其实物联网与工业自动化是一脉相承的，工业自动化包含采集。传输，计算等环节，而物联网是全面感知．可靠传递，智慧处理，两者是相通的。物联网只是更加强调无线、海量采访、智能计算。物联网与自动化技术是有着十分密切地联系的。两者的区别是：传统的自动化网络多是通过有线网络来实现，网络连接范围较窄，而在传感网络中，无线网络成为主要的传输路径，且连接的范围更加广泛。”一脉相承的天性，让工业自动化厂商寻机物联网的发展是顺其自然的事情。物联网的应用领域，“物联网”颠覆了人类之前物理基础设施和IT基础设施截然分开的传统思维，将公路、建筑物等物理设施与个人电脑、手机、家电、交通设施、IT设施有效的联系在一起，使得政府管理、生产制造、社会管理，以及人们的个人生活全面实现互联互通。

综上所述，从当前几大自动化热门技术发展趋势可以看到自动化创新可以用几个词来概括：集成、通讯、协同、节能，安全、标准与开放。随着也诞生了许多新的产品和理念。多少年来，新自动化都是推动制造业高速发展的最直接力量，而这种力量，必然将会搭载着“创新”的源动力。

[1]廖常初．PLC编程集应用[M]．北京：机械工业出版社，2015

[2]刘乐善等，微型计算机接口技术及应用[M]．武汉：华中理工大学出版社，2015，4．

*辽宁科技大学大学生创新创业训练计划项目资助