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当前自动化十大热门技术发展趋势述评
[发布时间]:2011年10月20日 [来源]:网络 [点击率]:7153
【导读】: “虎去威犹在;兔来运更昌。” “十一五”发展已精彩收官“十二五”发展正昂首启程。党中央绘制出的“十二五”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。2011年是“十二五...

“虎去威犹在;兔来运更昌。” “十一五”发展已精彩收官,“十二五”发展正昂首启程。党中央绘制出的“十二五”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。2011年是“十二五”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。

展望“十二五”,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。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)。同时,节能降耗仍然是“十二五”期间的重点问题,这些问题,我们都要用“十二五”的眼光和智慧去认真对待。在自动化技术的促进下,工业正在朝着数字化、智能化、网络化与综合集成化的方向发展,制造业的工厂正不断朝着高度一体化、集成化的进程前行。而未来,随着人们应用高端自动化技术的手段越来越成熟,我们能看到更多的可能发生!

趋势是人们的朋友,为你认清前进道路。本文是从趋势的角度来探索一下当前工业自动化的热门技术,以期给予读者一些发展信息。

据分析,当前工业自动化的热门技术是:

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。基于智能控制理论基础的智能仪器仪表目前大致有以下几方面的进展:

专家控制器

专家控制系统(expert control system, ECS)是典型的基于知识控制系统,它是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统。它运用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,解决那些需要人类专家才能解决好的复杂问题。

模糊控制器

模糊控制器(FC-Fuzzy Controller),也称模糊逻辑控制器(FLC-Fuzzy Logic Controller)。由于模糊控制技术具有处理不确定性、不精确性和模糊信息的能力,对无法建造数学模型的被控过程能进行有效的控制,能解决一些用常规控制方法不能解决的问题,因而模糊控制在工业控制领域得到了广泛的应用。

神经网络控制器

神经网络在工业控制系统中的应用提高了系统的信息处理能力,提高了系统的智能水平。所谓神经网络控制,简称神经控制,它是指采用神经网络这一技术对复杂的非线性对象进行建模,或担当控制器,或优化计算,或进行推理,或故障诊断等工作。

需要注意的是:在仪器仪表的智能化领域,无论是神经元网络、模糊控制或混沌控制,尽管我国学者发表的文章很多,但是,严格细致和自主创新的工作与成果却并不多。一些高端仪器仪表还仍然需要向国外进口。

二、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(Networked Control 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。

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