自动化三大热门技术发展趋势述评*

王新雨 刘 俊 张林

（辽宁科技大学 辽宁鞍山 114000）

自动化三大热门技术发展趋势述评*

王新雨 刘 俊 张林

（辽宁科技大学 辽宁鞍山 114000）

当前我国制造业高速发展，拉动了自动化仪器仪表与控制系统向国际水平发展的需求。本文从趋势的角度探索当前工业自动化的三大热门技术。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。

智能化 自动化 仪器仪表 控制系统

引言

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。信息化及其产业化将会有很好的发展前景。企业应当注意国家提出的工业化的新需求、集成、生产性服务、节能减排等可能是新的技术增长点，注意软件技术的新趋势，还可能需要新的思维（交叉、基础、智能空间等）。

一、仪器仪表智能化

在控制系统中，仪器仪表作为其构成元素，它的技术进展是跟随控制系统技术的发展而发展的。目前，控制理论已发展到智能控制的新阶段，自动化仪器仪表的智能化就成为必然了。仪器仪表的智能化主要归结于微处理器和人工智能技术的发展与应用。例如运用神经网络、遗传算法、进化计算、混沌控制等智能技术，使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能。再如，运用模糊规则的模糊推理技术，对事物的各种模糊关系进行各种类型的模糊决策。又如，用软件实现信号滤波，如快速傅立叶变换、短时傅立叶变换、小波变换等技术，是简化硬件，提高信噪比，改善传感器动态特性的有效途径，还如，充分利用人工神经网络技术强有力的自学习、自适应、自组织能力，联想、记忆功能以及对非线性复杂关系的输入、输出间的黑箱映射特性等。当前，我国智能化领域最薄弱、最需要发展的是仪器、仪表，传感器等基础产业。随着科学技术的飞速发展和自动化程度的不断提高，我国仪器仪表行业也将发生新的变化并获得新的发展。仪器仪表产品的高科技化，特别是智能化，将成为日后仪器仪表科技与产业的发展主流。

二、云计算与自动化

云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。它的核心是海量数据的存储和计算。特别强调虚拟化技术的应用。简言之，云计算就是一种依托intemet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。例如，云计算模式将来带来自动化软件行业的巨大变革。主要有：

1．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。现代的大型工业自动化和信息化项目中，系统变得日益庞大和复杂，现有的网络和系统体系架构已经无法从容应对这些挑战。云计算这一革命性理念的提出，彻底打破了自动化系统中原来的僵化的体系结构。在云计算的系统中，自动化和信息化系统并不是简单运行在某一台固定的计算机上，而是运行于包括Internet在内的整个网络之上，基于整个网络来分配系统的资源及实现各种功能。

2．海量信息的分析与处理将成为自动化软件的常规功能

在现代大型自动化项目中，自动化信息化数据量越来越大，用“海量”形容也并不为过。所以目前自动化软件中所用的数据库类型，数据存储模式和数据的读取、查询模式，各项技术目前都在围绕大量数据的准确、及时处理来进行。海量信息的处理，已经成为制约自动化软件发展的瓶颈之一。而在云计算时代，用户可以在不同的层面发挥不同硬件平台和网络的计算能力，可以很容易地利用“云”中的服务（SaaS），平台（PaaS）和计算硬件及网络资源（IaaS），充分整合公共网络的计算能力，使得对海量自动化和信息化信息的分析和处理变成现实，满足大规模应用系统的需要，同时也能够实现复杂的自动化信息化系统的控制。

3．彻底改变工程开发模式

在云计算时代，工程项目的开发将不再拘泥于单台计算机，SaaS模式使用户可以通过Intemet，直接利用自动化软件供应商服务器上的软件进行开发，开发过程在云计算网络中进行，开发完成后，生成可直接运行的工程项目即可。㈣转变软件供应商的服务模式，降低维护成本。云计算的模式也将降低软件供应商的服务成本。以往软件供应商需要对运行在各种软硬件环境中的自动化软件进行技术支持与维护，而云计算时代，他们只需要维护本服务器上的一套软件即可。㈤降低自动化系统对硬件的要求，提升软件的行业地位。

三、低碳经济自动化

低碳经济自动化是一个广泛而重要的课题。我们以流程工业为例来说明之。流程工业是指在我国国民经济中占有重要经济地位的石化、炼油、化工、冶金、制药、建材、轻工、造纸、采矿、环保，电力等在国民经济中占主导地位的行业，我国流程工业企业年产值占全国工业企业年总产值的66%。流程工业的发展状况直接影响国家的经济基础。流程工业是一个非常巨大的产业，在产业中占据重要的地位，是国民经济发展中极为重要的基础支柱产业，是制造业的重要组成部分。其特点是以处理连续或间歇物料流、能量流为主，产品多以大批量的形式生产。

流程工业的生产和加工方法主要有化学反应、分离、混合等等。在知识经济时代的2l世纪，作为传统工业的流程工业将仍然是经济发展的重要支柱产业。流程工业既是能源、各种原材料的产生者，也是能源的主要消耗者，节能降耗与减排至关重要。这些行业普遍存在能耗大、污染污染严重、产品质量差、生产过程工艺落后，自动化水平低、管理水平低、信息集成度低、综合竞争力弱等缺点。工业是我国经济的最大主体，也是耗费能源、资源，产生环境污染的最主要行业。流程工业首当其冲成为了主要目标，尤其在石油加工、化工、钢铁、电力、有色、建材等六大行业，其能源消耗占全国工业能耗的近70%。

综上所述，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，在“十三五”变得更加强大!同时，除了关注技术推动之外，还必须十分关注国家在“十三五”装备制造业的发展规划，特别是高端装备制造业的发展目标与重点领域。

[1金江军．物联网技术在工业领域的应用研究[J]．工业产业，2016，(12)：2—3．

[2]梁伟、曾鹏．面向工业自动化的物联网技术与应用[计算机应用科学，2010，(1)：

*辽宁科技大学大学生创新创业训练计划项目资助。