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中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）19-0033-02
0 引言
工业自动化主要是为了减少人力的操作，在生产过程中，实现对各种过程的控制，能充分利用人工以外的各种能源，以实现操作处理和预定的工作目标的控制的统称。
自动化技术一种综合性非常强的一门技术，它囊括了机械、微电子、计算机等多门技术方法，随着工业革命的产生，自动化技术也应运而生，可以说正是工业革命的需要，才催发了人们研究自动化技术，进而得到了蓬勃发展的机会，如今，自动化技术已经在全球各个领域成功的应用起来，机械制造、交通运输、建筑、电力等行业，正是自动化的实施，才得以提升劳动生产率，才能使这些行业更好更快的发展。自动化控制技术在改革开放的时候，进入了中国大陆，于是中国制造业的自动化进程自此也加快了脚步，大大提高了生产效率，中国现代化建设的进程也离不开自动化技术的贡献。
1 工业自动化技术简介
自动化作为现代制造业最主要的技术之一，在高速大批量生产的制造业发挥着不可估量的作用，除此，在一些定制化和追求灵活的企业里面也是不可或缺的，都依赖着自动化技术。它主要的理论基础是控制理论，在结合仪表仪器和计算机等信息技术的处理，最终对工业生产实现各个参数的控制，比如工程检测、优化、调度以及工程的管理和决策等等，在降低消耗和提高质量和数量方面也得到应用，它主要包括自动化软件、硬件和系统在内的三大部分。
自动化技术系统对企业的有力作用主要表现在生产力的明显提升，它不会直接给企业创造效益，这些提升包括：生产安全性、生产效率、产品质量以及生产过程中降低原材料和能源消耗。一般对自动化系统的投入和企业效益提升的产出比大约是1:4和1:6之间，尤其是在资金密集的企业中自动化的实施会起到“四两拨千金”的作用。
现代的工业自动化和传统的工业自动化相比已经有了一个质的飞跃，传统自动化在对机械设备本身和执行机构、控制及信号处理单元、接口硬件等元素的控制上现在的自动化系统不再仅仅局限于这些方面它更多的强调的是集中式数字控制和集散式控制，它已经从基地式启动仪表和电动单元组合式模拟仪表控制系统中走了出来，不仅局限在对机电设备和工艺设备的简单控制了，已经衍生到更广义的一个层次了，它已经随着通讯、网络等技术的发展，覆盖到了整个企业的控制、管理各个层面，它的概念也延伸到用广义的机器来逐渐取代或超越人的体力。
2 自动化系统结构
现代工业自动化体系通常会被划分为企业管理级、生产管理级、过程控制级、设备控制级和检测驱动级5个级别，具体通过企业管理决策系统层（ERP）、生产执行系统层（MES）、过程控制系统层（PCS）三层结构和计算机支撑系统（企业网络、数据库），并实现系统集成，实现企业的物流、资金流、信息流的集成，提高企业竞争力。其中前两个管理级主要依靠计算机软件、网络等高新技术；过程控制级涉及的高新技术主要是智能控制技术和工程方法；设备控制级和检测驱动级涉及的高新技术主要是三电一体化技术、现场总线技术和新器件交流数字调速技术。
2.1 企业管理决策系统层（ERP） 上世纪90年代以来，制造资源计划（MPRII）的不断完善对企业资源计划EPR系统的形成起到了很大的作用，EPR不但进一步加强了制造资源计划的各种功能，而且升级了各种生产方式，它面向了更广泛的全球市场，管理的资源更多，覆盖面也更宽，不仅支持混合式的生产方式，更是有效地进入了企业的供应链管理，对于企业各个方面的集成化管理有了很大的帮助，让企业从一个全局的角度出发，对企业的经营和生产计划有了一个目标性和统筹性的管理。
EPR强大的集成化效果能够使企业面对市场迅速的作出商业调整，在供应商、制造商和分销商等伙伴关系中起了强调性的作用，它对企业人财物的集成管理包括后勤管理等，使得企业对现金流、信息流、物流等个方面更加有机的结合起来，对企业流程的管理有了很好的帮助，此外，EPR系统也囊括了对金融投资。质量管理、法规与标准等发面，让企业能够更好地提高经济效益。
另外，现在的市场供求关系越来越复杂，再加上网络技术的迅速发展，深处网络经济中的企业在管理中就要全方位的考虑更多的问题，在全球经济环境中，如何更好地管理和优化企业外部资源，拓展新的业务增长点、如何与客户保持密切的联系、如何挖掘新的潜在的客户、如何为客户提供“个性化”的产品和服务，如何能更好地改进管里层，这些问题都需要强大的支持。
中图分类号：TD27312 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0097-01
随着工业自动化技术在现代工业生产中的应用越来越广泛，其在工业发展中所占的地位也越来越重要。与传统的工业生产人工机械操作相比，自动化技术不但能够极大的提高生产效率，而且能够保证产品的生产质量，并有效处理生产效率与生产质量之间存在的矛盾。研究并改善工业自动化控制技术是未来工业技术发展中的重点，只有不断改进工艺自动化控制技术，才能使工业生产自动化、智能化、效率化和精确化水平得以进一步的提高，并且从当前的工业自动化控制技术应用现状来看，未来的自动化控制仪器仪表还需要向着可控性和可视性发展。以下本文中笔者就结合自己对工业自动化控制的认识，来探讨其发展应用问题。
1.工业自动化控制技术概述
工业自动化控制技术就是指利用微电子技术、电气技术、机械技术以及计算机软件技术来对工业生产过程进行控制，而无需使用人工操作机械来控制生产进度。也就是说，在工业自动化控制下的工业生产机械设备是利用各种仪器、仪表和控制器，按照预先设定的流程进行机械自动调节来进行生产运行的。因此在自动化控制系统中，必须要对所有涉及到生产调节的仪器都进行精准的参数设置，以确保其在生产中能够充分发挥职能作用，确保生产顺利进行的目的。一般来讲，工业自动化控制系统主要是由计算机、通信网络和各种传动设备组成。
2.工业自动化控制的发展现状
目前我国的工业自动化控制技术已经得到了很大的发展，自动化控制系统也逐渐趋于完善。但尽管如此，工业自动化控制技术仍然具有很大的发展应用空间。就目前来看，较为常用的自动化控制产品主要有PLC与工控PC两种，这两种自动化控制产品的应用代表了我国的工业自动化控制水平已经有了很大的发展。
2.1 PLC的发展与应用
PLC是可编程序控制器的英文缩写，是由美国通用汽车公司在1968年首先提出的可编程控制器的相关设想，并于次年研发出了世界上第一台PLC。随后世界各国都开始积极研发PLC，极大的促进了PLC的快速发展。直到今天，PLC已经成为一种应用广泛的工业自动化生产控制设备，在工业自动化发展中起到很大的推动作用。在我国，现也已经有很多科研单位或者工厂都在不断研发和改进PLC的性能，但很多技术都还要依赖国外进口，因此如何提高我国自主的工业自动化控制技术水平仍然是需要我们不断努力研究的课题。
事实上，PLC一直都是引领工业自动化发展的先驱，也是工业自动化的发展重点。这是因为PLC在工业生产中的用途极为广泛，不但能够实现单机自控的自动化控制系统，而且还能在流水线上的生产设备上进行使用。不但能够执行逻辑运算，还能够通过程序设置来实现定时、计数以及控制生产顺序。并且由于其是采用插入式模块结构进行控制，因而能够直接将数据信息传回计算机中，方便了管理与维护。另外，PLC的编程较为简单，能够在现场及时进行修改或调试，因为维护极为方便，可靠性较高，体积小，通用性很强，方便扩展和安装。
2.2 工控PC
工业PC主要包含两种类型：IPC工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自动化层。而目前工况PC之所以没有完全替代PLC，主要有两个原因：一个是系统集成原因；另一个是软件操作系统Windows NT的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点：一是所有工作要由一个平台上的软件完成；二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争，这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间，这些融合的迹象已经出现。
工业自动化控制PC的主要优点在于它便于安装和使用，具有高级的诊断功能，使用人员可以更加灵活的进行选择而且在使用的花费上也比较合理，在工业发展中极大地降低了生产成木，基于PC的控制器可以像PLC一样，并且作和维护人员接受，所以目前的制造商大部分都在生产中采用PC控制方案。近些年，工业PC在我国取得了很大的发展，技术与研发上也己经和发达国家水平相近。
3.工业自动化控制系统的仪器仪表
工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，推进具有自主版权自动化软件的商品化。
3.1 电工仪器仪表
电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。
3.2 科学测试仪器
科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主。
3.3 信息技术电测仪器
信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术，总线式自动测试技术，综合自动化测试系统，新型元器件测量技术及测试仪器，在线测试技术，信息产业产品测试技术，多媒体测量技术以及相应测试仪器，用电监控管理技术等。
4.工业自动化技术系统的发展趋势
工业自动化控制系统的主要部分是IDE和IAS。IDE为每个应用程序提供了历史记录审核跟踪技术，包括户标识符、日期以及关于变化的详细信息。IAS对于用户来说可以大大的降低工程投资成木，可以简化分布式自动化应用的开发、维护和管理，未来的工业自动化控制系统会利用最新的科学技术成果，向网络化、平台化、集成化方向发展。现场总线是这几年迅速发展起来的工业数据总线，它的主要作用是解决工业现场的仪器仪表、控制器和执行机构等现场设备之间的数字通信，以及现场控制设备与高级控制系统之间的信息传递，现场总线使得测控设备具有了数字计算与数字通信的能力，极大地提高了信号的测量与传输的精度，增强了系统和设备的性能。目前我们国内现场总线的发展趋势主要表现在：自主研发的现场总线开始投入到市场，现场总线品中多样，竞争激烈，各行业的现场应用工程开始迅速的发展。
5.结语
综上所述，工业自动化控制技术作为推动现代工业生产自动化的主要动力，其不但能够减少人工劳动量，而且能够极大的提高生产效率，增大工业生产经济效益。更重要的是使用自动控制系统进行机械操控，就能使工人脱离恶劣的生产环境，实现更加现代化和人性化的工业生产。同时，工业自动化控制技术水平的高低也是衡量国家科技水平高低的重要指标之一，在未来的工业技术发展中，必须要加大对工业自动化控制技术和产品的研发应用，以促进我国工业经济的进一步发展。
所谓工业控制自动化，实际上就是在工业生产发展过程中充分应用各种现代化先进技术、设备以及仪器等，对生产过程中的相关参数进行控制，通过对生产实践进行智能化管控，来有效减少人、物以及财力方面的消耗，并且使更多的工业生产环节减少人员的直接参与。对于工业自动化控制而言，其主要是指机械电气一体化集成控制技术、理论之间的相互综合，并且会涉及到工业生产领域的各个环节。在当前的形势下，加强对工业自动化控制及发展问题的研究，具有非常重大的现实意义。
1.工业自动化控制发展现状
实践中可以看到，工业自动化控制技术的出现与应用，有效的促进了国内工业、制造业领域的快速发展，在国民经济发展过程中起到了举足轻重的作用。从当前工业发展进程来看，因国内传统制造业技术、设备相对比较落后，所以难以有效适应现代工业生产发展要求；随着社会经济的快速发展，工业自动化的发展要求，有效的催生了自动化技术、仪表以及控制系统的进步。从实践来看，自动化控制技术在总体技术应用与发展方面，虽然已经取得了很大的成绩，但是已经促使信号制式改进，并且催生了现代控制技术及其信息化。据调查显示，虽然工业自动化潜力在现代设备资产管理、操作技术以及工业设备预测诊断方面挖掘比较深，但自动化控制技术仍有有一定的发展空间。随着自动化仪表的不断研发和应用，对于产品价值非常的敏感，很大程度上出现了自动化仪表替代品，因此自动化仪器、仪表应用仍处在一个初级发展阶段。
工业自动化控制过程中，常用的是PLC技术，该种可编程序控制器采用了数字运算方式对电子系统进行有效控制，实现了对工业生产过程全过程控制。该技术利用的是可编程存储器，并且在存储程序内部实现了有效的逻辑运算，以此向用户发送计数、定时以及算术操作指令，然后以数字模拟形式输入和输出一些控制性指令，因此成为现代工业控制的重要技术。在此过程中，还包括DCS技术，它是一种集散控制系统，以网络通信技术作为纽带，对其过程进行全面管控。同时，这一过程中还融合了大量的现代高新技术，以此来实现工业生产分散控制、集中操作以及分级管理和灵活配置，同时这也是工业分布控制可靠性、开放性的重要体现。就工业PC而言，它是一种分布式控制系统基础，在一定程度上可有效替代PLC、DCS系统。根据客户的实际要求，可设置针对性的服务器模式，并且将客户机、服务器有机的兼容起来，基于通信网络指导，实现管控融合的自动化控制。通过这种方式，可以有效促进现代工业企业内部的交流与沟通，从而实现信息资源的优化与共享。
2.PLC发展问题分析
工业自动化控制中的PLC应用，大大促进了工业化建设发展进程。通常情况下，无需采取任何的措施和方法，即可直接应用在现代工业领域。从实践来看，虽然其可靠性比较高、干扰能力也非常的强，但是在恶劣的生产环境条件下，电磁干扰影响非常的强烈，一旦安装应用不当，则可能会导致程序错误、甚至因运算错误而产生误输入、误输出，进而导致设备严重失控、或者误动作，严重影响PLC技术的正常应用和运行。基于此，要想有效提高PLC控制系统运行的安全可靠性，既要求PLC生产厂家要不断的提高设备抗干扰能力，又要求设计、安装以及应用维护过程中，需要多方面的配合与协调，才能有效的解决实践中的问题，增强整个系统的抗干扰性。
2.1 温度与湿度
对于工业PLC而言，其通常会受到工作温度的限制，因此PLC设备安装过程中，应当充分考虑到散热性方面的要求，采用发热量相对较大的一些电器元件。当周围工作条件发生变化，尤其是环境温度相对过高时，还应当充分考虑有效安装通风、制冷等设备，以实现对工作温度的有效调控，确保PLC工作对温度的客观要求。实践中可以看到，由于元器件绝缘性能与周围环境中的水汽含量之间存在着非常密切的关系，因此湿度控制在很大程度上关系着PLC元件的运行安全稳定性，因此在实际应用过程中，应当始终控制好湿度范围。
2.2 震动与电源
对于PLC而言，其对防震要求非常的高，因此实践中应当尽可能远离那些具有强烈震动性质的装置与设备。同时，还要防止出现连续、频繁振动现象的发生，必要时建议采取适当的减震措施，以减小因震动造成的危害与损失。一般而言，PLC对电源线产生的干扰具有一定程度的抵抗性，而且其安全可靠性要求也非常的高，尤其在电源干扰影响非常严重的环境条件下，可安装带屏蔽层、或具有屏蔽功能的隔离变压器，这样就可以有效减小设备与地的干扰和影响。通常情况下，PLC均有24V直流输出提供给输入端，如果输入端采用的是外接直流电源，应当选用直流稳压电源。对于普通整流滤波电源而言，因其受到纹波的影响非常严重，很容易导致PLC接收信息资料出现偏差或者错误。
3.工业自动化控制发展趋势
随着自动化控制技术的不断改进和发展，虽然工业自动化控制能力有了很大程度的提升，但是在实际应用过程中，依然还存在着一些问题与不足。比如，自动化控制设备、仪表的鞥，存在着严重的信息资料安全保密问题，同时其软件与程序可行性、通信安全保密性、运行互动性以及具体的操作性方面，依然还存在着一些问题与不足。基于此，从工业自动化控制现状及未来发展实践来看，应当充分利用现代数字与网络技术，以确保进工业自动化控制的可持续发展。
3.1 工业自动化未来发展主流方向
基于当前工业化发展现状和进程来看，未来国内工业化发展过程中，应当在设备智能化、无线化以及高精度化方面进一步创新和改进。在当前国内工业化生产建设和发展领域，科学智能化是自动化控制发展的最典型成果，同时也是未来国内工业自动化控制发展的主流趋势，即未来工业自动化发展的主流方向就是实现工业机械设备的多功能自动控制。对于仪表测量而言，不同测量主体其需要利用计算机一次性发送对应指令来完成操作，并且以此为基础来实现工业自动化控制。现代化工业生产过程中，一些精度要求较高的产品加工过程中，应当进行深加工，而且在自动化控制及智能化操作条件下，应当对工业作业操作精度进一步提升。对于现代工业领域的生产而言，其所倡导的是高产、优质以及相关设备的安全运行及其稳定性控制，同时对工业生产领域的功能消耗、生态环保保护要求非常的高。基于此，在当前倡导发展绿色工业的时代背景下，无线通信技术应用与发展，有效实现了现场仪表通信无线化发展，同时对工业机械设备优化设置具有非常重要的作用。因此，应当尽可能降低通信电缆日常维护成本，加强无线通信技术与设备研发，这样就可以有效满足现代工业的生产发展要求。
3.2 信息化与自动化之间的有机结合
在现代工业化发展过程中，为强化工业自动化控制与管理，可将信息技术与自动化发展有机的结合在一起，从而实现企业信息化管理。实践中可以看到，现代信息技术对工业自动化影响，可有效促进现代企业科技人才的教育与培养，尤其是自动化仪表可借助现代信息技术发展与应用，提高信息化建设发展步伐。从当前发展实践来看，信息化与自动化之间的影响具有相辅相成性，而且自动化仪表及自动化技术的应用范围也非常的广泛，尤其对工业建设中的信息数据采集、信息处理、实际应用等，都会产生非常大的影响。因此，现代信息技术的快速发展，对工业自动化仪表的应用与发展，具有非常强的依赖性。
3.3 工业自动化控制过程中的安全可靠性
实践中可以看到，现代工业生产过程中，普遍存在着很多的安全风险问题，而且这些问题也呈现出一定的多元化。在现代工业自动化控制领域中，最为重要的一个因素就是安全问题，尤其是自动化仪表应用与发展过程中的功能作用发挥与安全可靠问题。近年来，随着社会经济的快速发展和工业自动化仪表的全面应用与推广，很多经过功能安全认证的仪表已经盛行于当前市场，为确保工业自动化控制安全可靠性，还需强化对仪表的质量问题检测。对于仪表质量问题研究过程中，因多数生产企业所遵从的生产参照标准都是源于企业本身，并未对客户实施公信力认证，因此数据信息缺乏客观性、可行性，多为经验主义认识。
3.4 加强自动化控制体系维护，强化自动化仪表准确诊断
在当前国内工业生产过程中，因激烈的市场竞争压力，企业为占据一定市场份额和市场优势，逐步强化对现代工业产品质量与安全防雷监控，加强研究系统的有效维护以及仪表准确诊断，防止对广大用户以及制造商等，产生不利影响。基于此，通过生产全过程的有效诊断、装备诊断和自动化控制体系及现场仪表的有效诊断，强化工业产品质量与安全监管。是现在可以看到，由于现代工业自动化控制体系中的相关诊断技术在不断的创新与改进，使得其产品性能和功能逐步增强，这使得生产装备监控、自动化系统诊断实现了同步控制。
4.结语
总而言之，工业自动化作为现代社会经济发展以及科技水平不断进步的产物，对工业产业发展起到了非常重要的作用，同时也促进了现代企业的快速发展。近年来，随着PLC技术应用领域的不断拓宽，对PLC技术及功能要求不断提高，这使得PLC技术应用中的问题得到了有效的研究与解决。本文通过对工业自动化控制发展现状、PLC发展过程中存在问题的分析，进而对现代工业自动化控制发展趋势进行了研究。
参考文献
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1.1现场总线的崛起
半个多世纪以来，工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统，当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点，DCS既是一个过程控制体系的名称，有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品，这种DCS系统相对较为封闭，而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的，因此相对较为开放。
与早期的一些控制系统相比，DCS系统在功能和性能上有了很大进步，可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制，但其仍然是一种模拟数字混合系统，从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递，仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输，而不是数据通信，难以实现仪表之间的信息交换，因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现，从而由集散控制过渡到彻底的分散控制，正是在这种需求的驱动下，自20世纪80年代中期起，现场总线便应运而生，并通过激烈的市场竞争而不断崛起。
现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表，使它们各自都具有了数字计算和通信能力，即所谓“智能化”；采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带，把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络，并按公开、规范的通信协议，使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换，形成多种适应实际需要的控制系统，即所谓“网络化”；由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品，因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式，而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取，在现场总线控制系统(FCS)的环境下，借助其计算和通信能力，在现场就可进行许多复杂计算，形成真正分散在现场的完整的控制系统，提高了系统的自治性和可靠性。
FCS成为发展的趋势之一，是它改变了传统控制系统的结构，形成了新型的网络集成全分布系统，采用全数字通信，具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点，形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络，顺应了控制网络的发展要求。
1.2现场总线的现状和标准化问题
目前，国内、外的现场总线有60几种之多，由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景，在商业利益的驱动下，导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下，修改后的IEC61158.3～6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集，它们分别是：①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC61158)；②ControlNet；③Profibus；④P—Net；⑤FFHSE；⑥SwiftNet；⑦WordFIP；⑧Intferbus。这8种现场总线中，④、⑥是用于有限领域的专用现场总线；②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来，本质上以远程I/O总线技术为基础，通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能；①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来，具有总线供电和本征安全功能；①、⑧属于现场设备级总线，②、⑤属于监控级现场总线；③、⑦则是包括两个层次的现场总线。
以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议，例如：Profibus采用的是令牌环和主/从站方式；FFHSE是CSMA/CD方式；WordFIP是总线裁决方式。因此，要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面，系统集成将面临更为复杂的任务，系统集成技术也将会有很大的发展。
1.3现场总线的新动向—工业以太网
长期以来的标准之争，实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展，人们开始寻求新的出路，一个新的动向是从现场总线转向Ethernet，用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术，在IT领域已被使用多年，已有广泛的硬、软件开发技术支持，更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架，可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用，国际上成立了工业以太网协会，开展工业以太网关键技术的研究。此外，开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时，能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件，也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展，以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。
2管理控制一体化
工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。
2.1何谓管控一体化
在市场经济与信息时代的飞速发展中，企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大，现代工业企业对生产的管理要求不断提高，这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制，同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台，把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起，通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理，形成一个意义更广泛的综合管理系统。
2.2现场总线为管控一体化铺平了道路
企业信息网络是管控信息集成的基本条件，没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集，建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享，以及与外部世界的信息沟通。
水工业和一般企业网络大致可分为3层，即企业管理层，过程监控层和现场控制层。
管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成，把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备，此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络，充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点，为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础，现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路；过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成，现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连，或者监控层直接由现场总线来担当；监控站可以完成对控制系统的组态，执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能；企业管理层由各种服务器和客户机等组成，用于集成企业的各种信息，实现与Internet的连接，完成管理、决策和商务应用的各种功能。
2.3管控一体化的支持环境与系统集成
基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加，现场总线的应用越来越广泛，制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局，管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时，采用分布式网络系统，采用C/S或B/S结构，可以在实现企业各层次功能模型的同时，实现网络连接在结构上的简化，从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境，为实现数据资源共享的目标奠定了基础。
如前所述，在多总线并存的局面下，系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接，并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通，使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此，系统集成既包括硬件产品的集成，也包括软件产品的集成。对硬件集成来说，需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸，采用网桥实现不同速率网段之间的连接；不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连，如公司与生产厂或其他部门距离较远时，采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接，这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计，今后这类通信接口产品将会变得很热门，从软件集成来说，通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现，能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中，具有很大的硬件灵活性，并且可以提供与多种管理软件的连通性，从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。
目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品，形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等，管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think&DO、Lntellntion公司的iFIX等。
中图分类号：F407文献标识码： A 文章编号：
引言
工业自动化控制技术可以提高工业生产产量与生产质量，并且确保生产安全，可以说是一种综合性能较高的技术。伴随着社会的不断发展，我国的工业自动化控制技术一贯受到国家政策的支持，逐渐缩小了与国际先进水平的巨大差距，并且与此同时暴露出的问题也越来越多。
一、工业自动化控制技术内涵
随着科学技术的不断进步，工业控制技术也越来越朝着先进趋势迈进，进而使各大工厂中的生产效率明显提高。工业自动化控制从通俗意义上来说，就是在工业生产过程中尽可能的减少消耗人力资源的次数，而充分利用机器等除动物以外的能源或者动力来进行生产，也可以说是一种能够让工业流程不消耗人力，自动生产的一种过程。
作为现代制造业最重要的一种技术，自动化在现代制造业，特别是需要大批生产的制造业中发挥着重要作用。随着第三次科技革命的到来，计算机、微电子、纳米等技术不断更新，自动化技术也在不断发展，各国开始认识到研究工业自动化控制技术的必要性，在这样的背景下使工业自动化控制技术得到了空前绝后的发展。当前工业自动化技术在社会各个领域应用十分广泛，我们经常可以在机械制造、建筑、计算机等行业领域中发现自动化技术的影子。在中国社会随着改革开放的脚步加快，自动化控制技术也渐渐传入大陆被人们所接受，为现代机械生产作出了很大贡献，提高了工业生产产量与生产质量，并且从一定程度上降低了能耗，保证日常的生产安全。
二、工业自动化控制系统的特点
用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心，所要执行的信息处理任务庞大，而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，一些系统设备在维持正常运行时，可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次；电气设备所需要的保护装置要求高，动作速度快，一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点，而控制方式也主要是厂用电系统，其主要设备监控需要接入DCS系统，如果两台系统一起运行，一台系统的检修不得影响另一台系统的运行，因此，需要考虑两台机组DCs电气控制的模式，保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道，在构建ECs时，其系统结构、与DCs的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行，还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性，同时提出相应的应急措施，确保电气系统可以在最好的状态下运行。
三、我国的自动化控制技术发展现状分析
1、PLC（可编程序控制器）
PLC—可编程序控制器的英文为ProgrammableLogicController，1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求①编程简单，可在现场修改和调试程序；②维护方便，采用插入式模块结构；③可靠性高于继电器控制系统；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制系统竞争；⑦可直接用115V交流电压输入；⑧输出量为115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨通用性强，易于扩展；⑩用户程序存储器容量至少4kB。
为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的PLC（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了PLC的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产PLC的厂家分别是：德国西门子、AEG，日本的三菱、美国AB，GE法国的TE公司等。
我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显着的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。
目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司，北京和利时和杭州和利时，浙大中控等。
2、工控PC
由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样，并且作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。
由于PLC受PC控制的威胁最大，所以PLC供应商对PC的应用感到很不安。
事实上，他们现在也加入到了PC控制“浪潮”中。近年来，工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类型：IPC工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权的PC-based控制系统，在3-5年内，占领30%（50%的国内市场，并实现产业化。
四、我国的自动化控制技术未来发展方向与策略
工业的自动化控制技术是通过丰富的科学理论基础作为支撑力量，其发展离不开计算机、通讯、建筑、微电子等技术，需要多种科学技术的共同开发，进而实现自身的发展。我国引进工业自动化控制技术与西方国家相比来说时间较晚，缺乏稳固基础与科技支撑力量。企业自动化控制技术在快速发展的道路上时常会遇到瓶颈期，然而又好又快地渡过一段段瓶颈期，是我们即将面临的最大问题。
首先，国家政策的支持。我国在向工业国迈进的路上，政策支持是必不可少的。我国是社会主义市场化经济体制，国家的工业发展战略对于每个领域行业的前景发展有着重要作用。我国工业自动化控制行业的战略规划在当前受到了考验，我们必须将一贯推行的劳动密集型产品转化为技术密集型产品，进而实现技术的创新与改革。
其次，借鉴外国先进经验。我国最早的工业自动化控制技术引进是在上个世纪80年代左右，自身起步时间比国外先进技术要晚的多，我们在将来的发展中一定要借鉴外国先进技术和经验以弥补自身的理论缺陷。
第三，重视市场效应。虽然在今后的发展当中，我们必须要借鉴国外先进的技术和丰富的经验，但是仅仅是毫无意识的模仿和跟随，只会在国际市场中让我国诸多企业自身竞争力越来越弱。我们必须要转变思想理念，拓展自身的市场，打出自己的品牌，试图走自己有特色的一条道路，进而才能够与拥有先进科学技术的西方发达国家相抗衡，争夺属于自己的一片天地。
结束语
工业自动化控制技术的不断发展，可以将人们从繁重的体力和脑力中解救出来，也可以使人们远离不良的工作环境。在另一方面，有助于能源消耗，提高工业生产产量与劳动生产率，增加人类寿命，获得更高的经济效益。所以，我国应该重视工业自动化控制技术这一行业的发展，尽快对相关政策进行调整；而各大企业也要抓住第三次科技革命的机遇，及时调整企业结构，跟上社会发展的脚步，这样才能够真正实现可持续发展。
参考文献
中图分类号：TQ171.6+8 文献标识码：A
1 工业自动化的概念及意义
工业自动化，是指工业生产的一个自动化过程，在这个过程中利用各种先进的科技设备，使生产不需要人员的直接参与的一种过程。
工业实现这种自动化的生产，目的是节省人力资源，提高工作效率。工业自动化控制，主要是通过对生产过程中参数的控制，从而控制整个过程。控制参数，实现自动化，而不是人为的直接参与，这就节约了人力资源，优化了生产和管理结构；工业自动化控制，是通过一些能源和咨询进行生产工作，应用了先进的科学和技术，将生产模式优化，使之提高生产效率。自动化技术，涉及机械、微电子、计算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化技术的起源。工业革命与科学技术是相互作用的，科学技术有效地促进了工业的发展。如今，自动化技术已经运用到社会各个领域，比如，机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，并且自动化技术已经成为提高劳动生产率的主要手段。
2 工业自动化控制的现状
工业自动化控制的诞生和应用，是我国制造业高速发展的需要。我国制造业发展，制造业内传统的设备和技术都不能满足生产的需要，因此，现实的需要，激发了自动化仪表和控制系统的形成和发展。
近年来，自动化仪表技术发展，在现场总线技术的发展方面虽取得了显著成就，现场总线，不但标志着信号形式的改变，还为实际管理的技术提供着基础，不同的客户对底层信息化改善的要求才是现场总线不断发展的最初动力，随着时间的变化，现场总线在设备管理、预示并判断等等方面的力量被不断的开拓出来，这就告诉了它是具有很大的发展空间的。
但自动化仪表的发展有一定的缺陷，主要的是存在资金和市场的缺陷。其一是自动化仪表的新兴市场的用户对产品价格敏感度很高；其二是往往可以找非常便宜的替代品时，用户更热衷选择替代品。这样的现状，很难激发研制新型仪表。因此，许多自动化生产仪器在应用方面仍处在初级阶段。
自动化控制的这种发展趋势的变化是很自然的，任何一个新东西的推广和应用都是需要一定的时间的，是要按照发展进程的，而在实际的使用方面也是有不足的，况且智能仪表设计的一些比较新的性能也没有很好的利用和发挥。应该注意一下几个问题：其一数字仪表和系统的信息保密问题、安全问题；其二程序和软件的可行性问题。其三通信的保密、安全和可行性问题；其四智能仪表在运行时是可以与控制系统互动的以及如何进行互动问题；其五智能仪表提供了远比模拟仪表多的信息以及如何充分利用这些信息等问题。
上面的这些问题我们仔细的研究可以看到问题都是因为网络和数字话产生的，一直没有解决不是现有的技术做不到，而是没有统一的解决方案，而如何统一是当前正在研究的。
3 工业自动化控制的发展趋势
3.1 将自动化仪表与企业的信息化有效结合，增强工业自动化控制，更好地为企业服务。信息技术的发展与自动化仪表两者也是相互联系，相互影响的。信息化对自动化的影响主要体现在两个方面：其一，信息技术与自动化仪表同样都需要科技人才；另一方面自动化仪表借用了信息技术，使信息化的速度加快，但是自动化对信息化的影响呢？自动化仪表技术包括内容广泛，其在信息采集、信息处理、信息应用这方面，其实是信息化技术的一个分支。也就是说信息技术的发展是依赖于自动化仪表的。在工业生产过程中，重视信息技术与自动化控制技术的结合，是工业自动化控制得以发展的重要方法之一。
3.2 自动化仪表重视工业内部信息的分层次、有序性、开放性。自动化仪表系统在工业内部要具有全面可互操作性。可操作性是分层次的，最基本的是控制系统与现场仪表表层的联系，上一层是控制系统维护与生产设备诊断信息，在高一层是企业管理信息的客户操作。整体信息化至少要实现可互操作。不同层级实现可互操作的技术和方法是不完全一样的。在控制系统中就要实现相应的程序设置，让全局信息整合至少要使企业各层之间的信息交换无障碍。仪表的用户企业由于贴近生产过程和应用，一些用户组织对自动化仪表的应用提出许多要求，制订了一些团体标准。当然这是一个漫长的过程，需要不断地完善。
3.3 注意自动化控制性能实际安全方面的不足，一直以来安全都是备受关注的话题，而自动化控制主要看中的安全不足是要看其功能方面的安全问题。近年来，大量经过功能安全认证的仪表已经推向市场。
所以，功能安全仪表，不单单是使用在需要安全的系统中，对于整体功能和安全的验证也是起到了质量的验证作用的。想要在竞争中处于不败之地，那些仪表的制造者就会对于其各项功能和安全不断的研究，也就是20世纪开始，不断看重研究的重要性，使仪表的质量有了很大的提高，但是因为一些可行性的基本数据都是制造者本身得到的，对用户的公信力较低，因此只有很少企业将可行性的定量数据公布出来。所以可行性对用户来说是经验性的、模糊的，人们更愿意相信品牌。
3.4 重视系统维护与仪表诊断。不管怎么样的企业对于安全和质量都是有很高需求的，那么系统的维护能力和仪表的判断能力必然会受到客户，生产商和实际设计人员的重视。我们可以把系统维护与仪表诊断划分为四个层次:生产流程的诊断、生产装备的诊断、自动化控制系统的诊断、现场仪表的诊断。
生产流程的诊断，在实际中看它是不属于自动化仪表的范围内的，但其诊断的相关内容的互换是与自动化仪表有关的。我们可以看到自动化整个管理控制的系统判断产品很快，能力也在提高。
3.5 要求自动化控制实现无线通信。工业无线通信技术的迅猛发展是可以看见的，它作为自动化仪表领域的一份子，最重要的体现了几问题：首先，不同的技术方案，而每一种计划又有自己的对象和使用范围，在一定的部分里很有优势；其次，参加进来的团体不断的增多。例如学校、研究团体、相关的企业等等；第三，它有自己专门的团队；第四，呈现了很多种的无线试验系统，侧量的样品、为企业开发无线产品的无线模块很多，模块又大多数是整个无线技术的拥有者。
3.6 控制网络。目前我国规模大的工程项目很多，而使用现场总线仪表的总数和实际用的范围都是在国际上数一数二的。然而虽然大部分工程使用了这样的先进技术系统，但是其实际的使用效率却不高，主要的原因是没有完全的使用好其所提供的信息和这方面的服务。
在控制网络的实际分析和开发方面，中国是与世界接轨的，在IEC涉及工业通信网络的几乎每个工作组里都有中国专家，况且那些国际热门的话题讨论中国都给了自己的规范的意见。实际上中国和国际在控制网络的主要范围里相差的只是产品，无论是在现场总线智能化现场仪表方面，还是在系统产品和软件方面都有差距。这就需要科技和各方面的技术的提升的。
结束语
随着经济的进步和科技的发展，我国的工业自动化技术一定会有更加迅速的发展，同时向着智能化和网络化的方向发展，为我国工业生产奠定更加坚实的技术基础。
参考文献
一、引言
在工业自动化控制技术领域，为了实现对工业生产过程的检测、控制、优化、调度、管理与决策，从而达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全生产等一些目的。对于工业自动化控制技术而言，它是自动化技术、电子技术、仪器仪表等技术的综合集成。其控制系统主要由变频器、嵌入式微控制器、触摸屏等部分构成。通过对设备和生产过程的控制，就能实现上述目标，并提升整个企业的安全生产能力和经济效果。
二、变频器技术
1、变频器基本功能
作为变频器技术来说，它是一门综合性的技术，是建立在电力电子技术、自动控制技术、计算机技术的基础之上而逐渐发展起来的。而变频器也可以看作是一个频率可调节器的交流电源。它通过改变变频器的输出频率，就可以实现电动机的速度控制。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，实现电动机的正反转切换。与此同时，变频器还具有直流制动的功能，不需要增加制动控制电路了，就能顺利实现制动功能。在需要制动时，只要通过变频器给电动机加上一个直流电压，利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上进行制动即可。变频器在使用时，只需要在电网电源和现有的电动机之间接人变频器和相应设备，不需要对电动机和系统本身进行大的设备改造，就可以适用各种工作环境和工艺要求。另外，变频器的节能效果也非常显著。尤其是对于工业中大量使用的二次负载（风机和泵类）来说，当用户需要的平均流量较小时，风机、水泵的转速较低，其节能效果是非常显著的。
2、变频器的结构
变频器的主要任务是把电压和频率恒定的电网电压，变成电压和频率可调的变频电源。它的基本结构包括以下四个部分：
（1）整流电路。主要由三相全波整流桥组成，其作用是对电网工频电源进行整流，把交流电整流成直流电，并给逆变电路和控制电路提供所要的直流电源。
（2）逆变电路。它是变频器最主要的部分，也是长期以来要解决的核心问题。常见的结构形式是利用六个电力电子开关器件组成的三相桥式逆变电路，它的主要作用是在控制电路的控制下，有规律地实现逆变器中主开关器件的通与断，将整流电路输出的直流电转换为频率和电压都可任意调节的交流电。逆变电路的输出，也就是变频器的输出。它主要就是被用硎迪侄缘缍机的调速控制。
（3）直流中间电路。它主要是对整流电路的输出进行滤波，以保证逆变电路和控制电源能够得到质量较高的直流电源。当直流中间电路是用大容量的电解电容滤波时，变频器为电压型变频器；当直流中间电路是用电感很大的电抗器滤波时，变频器为电流型变频器。另外，直流中间电路中有时还包括制动电阻，甚至一些其他辅助电路。
（4）控制电路。它是变频器核心部分，高性能的变频器目前已经采用微型计算机进行全数字控制，并采用尽可能简单的硬件电路，主要靠软件来完成各种功能。由于软件的灵活性，数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的一些功能。
三、嵌入式微控技术
（1）基本功能。嵌入式微控制器是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。它以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪，适合应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式微控制器系统通常面向特定应用，设计和开发必须考虑特定环境与系统要求，是一个发散的、技术密集的系统。
（2）结构。嵌入式微控制器系统，它是由硬件系统和软件系统所组成。为了提高系统的执行速度和可靠性，它的软件一般固化在存储器芯片或微控制器中，而不是存储在外加的磁盘载体中。系统是以微控制器为核心，加上外部专用电路和系统软件，形成的计算机的应用系统。在一块芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、定时器/计数器和各种输人输出（I/O）接口等。它还可包含A/D和转换器D/A直接存储器传输（DMA）通道、浮点运算等特殊功能部件。
（3）应用范围。嵌入式微控制器在应用数量上已远远超过了各种通用计算机。在制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备消费类产品等方面，均是嵌入式微控制器的应用领域。在进入21世纪以来，嵌入式微控制器技术逐渐成熟，并全面展开，现已被公认为是一种具有良好发展潜力的技术。
四、触摸屏技术
（1）功能。人机界面通常被大家称为触摸屏，是用户利用手指或其他介质直接与屏幕接触，进行信息选择，向计算机输人信息的一种输入设备。包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件。在工业上，触摸屏是首选的接口设备，连接的主要设备种类是PLC触摸屏，因其具有很强的适应性，比键盘鼠标、轨迹球更具有优越性。触摸屏易于使用、易于掌握、低故障率，是任何其他输人设备所无法比拟的。当触摸屏在恶劣的环境下工作时，都不会造成触摸屏的损坏。因此，它在工业自动化控制技术中，能够发挥着很好的作用与效果。
（2）工作原理。触摸屏的工作原理是用手指或其他物体触摸，所触摸的位置由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口）送到CPU，从而确定输人的信息。触摸屏系统一般包括触摸屏控制器（卡）和触摸检测装置两个部分。其中，触控屏控制器（卡）的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触摸点坐标，再送给CPU，它能同时接收CPU发来的命令并加以执行。触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触摸屏控制卡。触摸屏按照工作原理和传输信息的介质可分为四种，它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式触摸屏。
（3）发展方向。随着数字电路和计算机技术的发展，HMI的功能将越来越丰富、价格也会降低、屏的寿命也将延长，HMI产品将赢得更加广阔的发展空间。
五、结语
在现代制造领域中，工业自动化控制技术是21世纪最重要的技术之一。工业自动化控制技术，如今已广泛应用于提高工业生产产品的质量、数量和生产设备的效率，并大大改善了劳动条件和强度。随着科学技术的快速进步与工业自动化控制技术的飞速发展，它还将极大地提高人们对现代工业生产的预测及决策能力，从而进一步促进现代工业制造业的迅猛发展，其工业自动化控制技术也将会赢得更加广阔的发展前景和空间。
参考文献：
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[2]贡霰.工业自动化控制的探讨[J]. 中国科技信息，2011，（18）：82-83.
[3]刘会.工业自动化控制的现状和未来发展趋势[J].硅谷，2010，（02）：136.
1，前言
工业电气自动化这个专业从50年代开始在我国出现并发展。虽然国家对该专业做了几次大规模的调整，但由于其专业面宽，适用性广，一直到现在仍然焕发着勃勃生机。工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。
2.工业电气自动化的发展现状
2.1lE C61 13l标准使得编程接口标准化。目前，世界上有200多家PLC厂商，近400种PL C产品，不同产品的编程语言和表达方式各不相同，IEC61131使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。IEC6113l同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。
2.2Windows正成为事实上的工控标准平台微软的技术如Windows NT、WindOWSCE和IntemetExplore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在工业自动化领域，基于PC的人机界面已经成为主流，基于PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。
3、工业自动化控制系统的特点
用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心，所要执行的信息处理任务庞大，而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，一些系统设备在维持正常运行时，可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次；电气设备所需要的保护装置要求高，动作速度快，一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点，而控制方式也主要是厂用电系统，其主要设备监控需要接入DCS系统，如果两台系统一起运行，一台系统的检修不得影响另一台系统的运行，因此，需要考虑两台机组DCs电气控制的模式，保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道，在构建ECs时，其系统结构、与D Cs的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行，还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性，同时提出相应的应急措施，确保电气系统可以在最好的状态下运行。
4，工业自动控制仪器仪表发展
工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变。
4.1电工仪器仪表。电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。
4.2科学测试仪器。科学测试仪器重点发展过程有分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器。
4.3环保仪器仪表。环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品。
4.4仪器仪表。通过科技攻关、新品开发，使产品质量水平接近国外同类产品先进水平。
4.5信息技术电测仪器。信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术，总线式自动测试技术，综合自动化测试系统，新型元器件测量技术及测试仪器，在线测试技术，信息产业产品测试技术，多媒体测量技术以及相应测试仪器，用电监控管理技术等。
5，工业自动化控制工程设计原则
5.1优化供配电设计，促进电能合理利用。应能保证电气设备对于控制方式的要求，保证电气设备能发挥最大的作用，保证运行的稳定性和可靠性。其次设备的安全运行，也是设计过程中考虑的关键，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度；要保证供电和配电的安全运行，以及要有可靠的防雷装置；在满足电力设备稳定运行的情况下，通过先进的科学技术，完善电气设备管理。
5.2提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗我们在设计的过程中，应首先满足建筑对运行要求的制定和维护其安全运行的前提下，尽力减少成本，最大程度的降低和减少各种消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高电力设备的利用率，减少电能的直接或间接损耗。
5.3合理调整负荷，提高设备利用率在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。
6，自动化控制系统的发展策略
6.1采用统一的系统开发平台。一个统一的开放平台对系统的设计和使用有着十分重要的作用，至少这个平台可以支持一个自动化项目的设计和使用，在每个运行环节可以起到积极的作用，这样，不仅可以减少设备的消耗和使用成本，还能提高设备的利用率。统一的系统开发平台还应满足用户另一个重要需求即开发平立于最终的运行平台。
6.2网络结构的架设。网络构建对促进自动化系统的发展是有积极意义的，而对于一个成功完整的自动化系统来说，网络的构建也是非常重要的，整个企业的网络结构要保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的信息交流和数据传递是畅通无阻的。企业上级管理可以利用Internet／Intranet对进行现场设备运行监督。现代社会已经进入了网络化时代，无论选择那种通信主线，所用的网络结构必须可以实现办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。而且，网络中还包含了数据编辑、系统安全等各个方面，可以成长为全集成化的自动化系统。
6.3标准化的程序接口。一个合格的电气化系统的另外一个关键因素在于有一个标准化的程序接口。我们根据现代MicrOSOft的标准和技术，如Windows2000、OPC、ActiveX*HWin dows CE的发展和运用，不仅缩短了工作时间和降低了工作费用，还便捷了办公室自动化系统中各个数据和信息的交流共享。在与企业的MEs系统、ERP系统连接时，计算机技术的平台自动化可以帮助问题的解决。使用WindowsNT／2000作为操作系统，还能实现办公环境的标准化，计算机可以在电气化管理和系统平台之间建立接口。标准化的程序接口还保证了不同程序之间的通讯问题，是电气自动化未来发展的主要结构。
7、工业电气自动化的发展趋势
工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制，或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。
工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，比较广泛使用的工业控制产品有“PLC，变频器，触摸屏，伺服电机，工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。
1 工业自动化仪器仪表
1.1 PLC（可编程序控制器）
PLC—可编程序控制器的英文为Programmable Logic Controller，1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求
①编程简单，可在现场修改和调试程序； ②维护方便，采用插入式模块结构；③可靠性高于继电器控制系统；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制系统竞争； ⑦可直接用115V交流电压输入；⑧输出量为115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨通用性强，易于扩展；⑩用户程序存储器容量至少4kB。
为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的PLC（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了PLC 的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产PLC 的厂家分别是：德国西门子、AEG，日本的三菱、美国AB，GE法国的TE公司等。
我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显著的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。
目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司，北京和利时和杭州和利时，浙大中控等。
1.2 工控PC
由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样，并且作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC 的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。
由于PLC受PC控制的威胁最大，所以PLC供应商对PC的应用感到很不安。
事实上，他们现在也加入到了PC控制“浪潮”中。
近年来，工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类 型：IPC工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和 冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自 动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权的PC-based控制系统，在3-5年内，占领30%(50%的国内市场，并实现产业化。 转贴于
几年前，当“软PLC”出现时，业界曾认为工业PC将会取代PLC。然而，时至今日工业PC并 没有代替PLC，主要有两个原因：一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统WindowsNT的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点： 一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度 高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争，这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间，这些融 合的迹象已经出现。
2 工控行业仪器仪表发展
工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成 自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内数字仪表比例达到60%以上；推进具有自主版权自动化软件的商品化。
2.1 电工仪器仪表
电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。2005年，中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%；到2010年，高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。
2.2 科学测试仪器
科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主，到2005年在总产值中占50%～60%。
2.3 环保仪器仪表
环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品，2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平，国内市场占有率达到50%～60%，到2010年国内市场占有率达到70%以上。
2.4 仪器仪表
仪器仪表元器件“十五”及2010年前，尽快开发出一批适销对路、市场效果好的产品，品种占有率达到70%～80%，高档产品市场占有率达60%以上；通过科技攻关、新品开发，使产品质量水平达到国际20世纪90年代末水平，部分产品接近国外同类产品先进水平。
2.5 信息技术电测仪器
信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术，总线式自动测试技术，综合自动化测试系统，新型元器件测量技术及测试仪器，在线测试技术，信息产业产品测试技术，多媒体测量技术以及相应测试仪器，用电监控管理技术等[1]。
【关键词】PLC 工业控制 自动化技术 研究分析
PLC是一种将通讯技术和电子计算机技术等结合为一体的数字运算技术，是一种全新的控制装置，为现代化的多个领域自动化发展带来了新的机遇。同时，PLC的广泛使用还在很大程度上提升了相关领域工作的效率，为工作的改良奠定了基础。PLC在模拟量控制、开关量的控制、定位控制、通讯系统控制、网络技术控制等方面，均有着突出的优势，也正是因为上述的原因，当前越来越多的企业都采用PLC作为企业控制系统的主要构件，为企业的控制技术不断向前发展和控制手段的全面革新带来全新的方式。在实践的工作当中不仅需要对PLC的构成和实际功能进行综合性的分析，同时还需要对PLC的应用加以探讨，以改良当前存在的缺陷，更好的提升PLC的实用性和质量。
1 PLC功能及构成
针对PLC的基本功能和主要的构成加以分析，是开展相关工作的核心环节。PLC的构成之中包含有电源、中央处理设备、输出输入设备、存储设备以及接口电路等等。同时，PLC系统之中的相关工作主要是由中央处理器来进行协调与控制，系统之中的逻辑变量控制、监测控制以及信息的存储等，则是由存储装置来完成相关工作。电源主要是由掉电保护系统进行控制，备用系统是电源之中的重要组成部分，帮助PLC可以在断电的情况之下稳定的工作。输入输出设备以及接口等，主要是由通讯装置、键盘和显示设备等组成。输入输出设备将电路之中的相关数据信号进行处理分析，并且通过数据的隔离，转化成为相对应的功能，最后由输出电路将PLC的运行结果进行处理并且放大，实现电平的转化，对现场的设备进行驱动，全面的实现工业自动化控制，增强现场系统和设备的操作效应。
总的来讲，PLC的组成与一般的计算机结构非常的相似，但是由于PLC主要是为工业技术领域而设计的，所以，相对应的PLC的功能性、接线的特点以及操作方式，与一般的计算机有着较大的差别。在PLC之中微电子技术有着重要的使用，通过微电子技术的数据处理，可以按照预先设定好的程度和功能，来进行现场的设备控制。PLC的一个非常重要的功能是对开关量进行控制，对工业设备和相关机械设备的运动、操作、按钮的工作方式、限位开关的信号检测和现场的数据处理等进行调控，实现高效的现场操作。另外一个重要的工作则是PLC自带的计时指令，可以实现非常高精准度的技术控制，其设定的过程和操作的方式也相当便捷。所以，结合上述的分析，在实践的工业设计和操作过程当中，PLC具有高速、简便、易行等特征，可以完成不同的计数控制，通过简便的操作，则可以实现同步的数据控制，高效的完成乘方、开方、加减乘除等复杂的数据运算，而这些特点对于现代化的工业自动化控制和相关技术的发展有着重大的推动作用。
2 PLC在工业自动化控制中的运用
PLC在当前工业自动化控制领域之中有着相当重要的运用。首先是PLC控制开关量，对于较小的系统来讲，传统的继电保护或者是接触器等控制形式已经难以满足实际工作的需求，而大型的系统由于其组成更加复杂，所以传统的继电器等，更加难以满足实践工作的需求。而在PLC投入使用之后，由于其稳定性较强、运行的速度快以及维修处理方便等特性，使得产品的质量得到了更加坚实的保障，另外还可以大幅度的降低运营维护的成本。在机床以及现代化的生产线过程当中，运用PLC取代传统的继电器，已经成为了时展的必然趋势，使用PLC进行工业自动化的控制，可以使得各个部分的图形和设计的方案以更加直观并且清晰的方式展现出来，即便存在有相关问题，也可以采用仿真模拟等信号操作控制，及时的发现并且及时处理，为技术的不但规范化改进奠定了基础。
此外，PLC在控制模拟量之中也有着重要的使用，PLC可以通过对对象的具体特征加以分析，灵活的、快捷的开展功能性模块的重新组合，进而实现对系统的高效控制。PLC之中的主要模块有模拟量控制模块、输入输出模块、主机模块、高速计数模块以及位置控制模块等几种类型。通过PLC等相关技术的使用，可以完成对整个系统的有效、准确控制，对于仪表的监测和控制，也可以达到更高的标准，这是传统的技术所难以企及的。当前通过对技术的不断发展和研究摸索，在实践的PLC运用过程当中模块的控制也有了重大的突破进展，通过对模拟量模块和PLC的重新结合，可以使得系统的操作精准度进一步提升，此外通过技术的使用，还可以实现更加精准的降温、保温以及升温，为现代化的生产工艺全面改进带来了可能。
3 PLC发展趋势
PLC在今后将有着重要的发展，随着技术的不断改进，PLC的容量将进一步提升，并且处理的速度将全面加快，品种也将呈现出多样化的特征。此外，PLC的智能化模块数量和规模必将不断增加，变成的语言更加高级，相关技术和设备的品种更加齐全，进而可以满足今后工业自动化处理的技术标准。
4 结束语
综上所述，根据对PLC相关技术进行综合性的分析，从实践的角度出发对PLC的主要性质和基本特点加以论述，同时对PLC的基本构成、主要的功能以及应用的特征等进行了综合性的探讨，旨在不断促进PLC相关技术和系统设计水准的提升，为现代化的工业设计工作不断改良奠定坚实的基础。在实践的工作当中不仅需要对PLC的构成和实际功能进行综合性的分析，同时还需要对PLC的应用加以探讨，以促进技术的成熟及完善。
参考文献
[1]杨萍.浅谈PLC及PLC相关技术在工业自动化控制中的应用[J].科技风，2012，20：105.
[2]罗勇.PLC在工业自动化控制中的应用[J].科技创新与生产力，2012，11：102-103.
工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。主要是指使用计算机技术、微电子技术、电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，比较广泛使用的工业控制产品有“PLC、变频器、触摸屏、伺服电机、工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。
一、工业自动化仪器仪表
1.PLC（可编程序控制器）
PLC――可编程序控制器，英文为Programmable Logic Controller，1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的PLC（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了PLC的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产PLC的厂家分别是：德国西门子、AEG，日本的三菱、美国AB，GE、法国的TE公司等。
我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显著的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。
2.工控PC
由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样，并且作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。近年来，工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业PC主要包含两种类型：IPC工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自动化层。
二、工控行业仪器仪表发展
工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内数字仪表比例达到60%以上；推进具有自主版权自动化软件的商品化。
三、数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展
从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了51年的历程。近10年来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，发展很快。目前正朝着标准化开放体系结构的方向前进。就结构形式而言，当今世界上的数控系统大致可分为4种类型：1.传统数控系统；2.“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统；3.“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统；4.SOFT型开放式数控系统。国外数控系统技术发展的总体发展趋势是：新一代数控系统向PC化和开放式体系结构方向发展；驱动装置向交流、数字化方向发展；增强通信功能，向网络化发展；数控系统在控制性能上向智能化发展。
四、工业控制软件正向先进控制方向发展
工业控制软件将从人机界面和基本策略组态向先进控制方向发展。
先进过程控制APC（Advanced Process Control）目前还没有严格而统一的定义。一般将基于数学模型而又必须用计算机来实现的控制算法，统称为先进过程控制策略。如：自适应控制；预测控制；鲁棒控制；智能控制（专家系统、模糊控制、神经网络）等。
在未来，工业控制软件将继续向标准化、网络化、智能化和开放性方向发展。
参考文献：
[1]张琳，井.基于DeviceNet现场总线的CompoBus/D网络系统[J].电工技术杂志，2004（12）.
[2]岳大为，李奎.罗克韦尔E3 Plus智能固态过载继电器[J].低压电器，2005（5）.
