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小百科  ›  工业自动化
工业自动化 计算机控制系统 plc 计算机集成制造系统 工业自动化
踢足球的皮蛋
2 年前
工业自动化是在 工业生产 中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产的趋势。在 工业生产自动化 条件下，人只是间接地照管和监督机器进行生产。工业自动化，按其 发展阶段 可分为：(1) 半自动化 。即部分采用自动控制和 自动装置 ，而另一部分则由 人工操作 机器进行生产。(2) 全自动化 。指生产过程中全部工序，包括 上料 、下料、装卸等，都不需要人直接进行生产操作 (人只是间接地看管和监督机器运转)，而由机器连续地、重复地自动生产出一个或一批产品。
工业自动化是 机器设备 或生产过程在不需要人工 直接干预 的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。 自动化技术 就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、 微电子 、计算机、 机器视觉 等技术领域的一门综合性技术。 工业革命 是自动化技术的 助产士 。正是由于工业革命的需要，自动化技术才冲破了 卵壳 ，得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促进了工业的进步，如今自动化技术已经被广泛的应用于 机械制造 、电力、建筑、 交通运输 、信息技术等领域，成为提高 劳动生产率 的主要手段。
工业自动化是德国得以启动 工业4.0 的重要前提之一，主要是在 机械制造 和 电气工程 领域。目前在德国和国际制造业中广泛采用的“ 嵌入式系统 ”，正是将机械或电气部件完全嵌入到受控器件内部，是一种特定 应用设计 的专用计算机系统。 数据显示 ，这种“嵌入式系统”每年获得的市场效益高达200亿欧元，而这个数字到2020年将提升至400亿欧元。
工业 自动化技术 是一种运用 控制理论 、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业 生产过程 实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性高技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。 工业自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决 生产效率 与一致性问题。无论高速大批量制造企业还是追求灵活、柔性和定制化企业，都必须依靠自动化技术的应用。 自动化系统 本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用：
（1）提高生产过程的安全性；
（2）提高生产效率；
（3）提高 产品质量 ；
（4）减少生产过程的原材料、能源损耗。
据国际权威咨询机构统计，对自动化系统投入和 企业效益 方面提升产出比约1：4至1：6之间。特别在 资金密集型企业 中，自动化系统占设备 总投资 10%以下，起到“四两拨千金”的作用。 传统的工业自动化系统即机电一体化系统主要是对设备和生产过程的控制，即由机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、驱动部分、控制及信号处理单元、接口等硬件元素，在 软件程序 和 电子电路 逻辑的有目的的 信息流 引导下，相互协调、有机融合和集成，形成物质和能量的有序规则运动，从而组成工业自动化系统或产品。
在工业自动化领域，传统的控制系统经历了继基地式 气动仪表 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 和集散式控制系统 DCS 的发展历程。
随着 控制技术 、计算机、通信、网络等技术的发展， 信息交互 沟通的领域正迅速覆盖从工厂的现场 设备层 到控制、管理各个层次。 工业控制机 系统一般是指对工业生产过程及其 机电设备 、 工艺装备 进行测量与控制的 自动化技术工具 (包括自动 测量仪表 、 控制装置 )的总称。今天，对自动化最简单的理解也转变为：用广义的机器（包括计算机）来部分代替或完全取代或超越人的体力。
工业自动化
需求动力： 市场环境 的变化，使多品种、中小批量生产中 普遍性 问题愈发严重，要求自动化技术向其广度和深度发展，使其各 相关技术 高度综合，发挥整体最佳效能。主要特点：自70年代初期美国学者首次提出 CIM 概念至今，自动化领域已发生了巨大变化，其主要特点是：CIM已作为一种哲理、一种方法逐步为人们所接受；CIM也是一种实现集成的相应技术，把分散独立的单元自动化 技术集成 为一个优化的整体。所谓哲理，就是企业应根据需求来分析并克服现存的“瓶颈”，从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略；而作为实现集成的相应技术，一般认为是： 数据获取 、分配、共享；网络和通信；车间层 设备控制器 ；计算机硬、软件的规范、标准等。同时，并行工程作为一种经营哲理和 工作模式 自80年代末期开始应用和活跃于自动化技术领域，并将进一步促进单元自动化技术的集成。典型成果和产品：CIMS工厂， 柔性制造系统 (FMS）。
工业自动化
②、为用户提供高质量的电能，反映电能质量的三个参数就是电压、频率和波形。这三个参数必须在规定范围内，才能保证电能的质量。稳定电压的关键是调节系统中无功功率的平衡，频率的变化，是整个系统 有功功率 的平衡问题，波形是由发电机决定的；
③、保证电力系统运行的 经济性 ，使 发电成本 最经济。
电力系统是一个分布面广、设备量大、信息参数多的系统，发电厂发出电能供给用户，必须经几级变压器变压才能传输。各级电压通过 输电线路 向用户供电，电压从低到高，再从高到低，以利于能量的传送。电压的变换，形成不同的电压级别，形成一个个不同电压级别的变电站，变电站之间是输电线，因而形成了复杂的 电力网 拓扑结构 。电网调度正是按照电网的这种拓扑结构进行管理和调度的。
一般情况下，电网按电压级别设置 调度中心 ，电压级别越高，调度中心的级别也越高。整个系统是一个宝塔型的 网络图 。 分级调度 可以简化网络的拓扑结构，使信息的传送变得更加合理，从而大大节省 通信设备 ，并提高了系统运行的稳定性。按中国的情况， 电力系统调度 分为国家调度中心，大区网局级调度 控制中心 ，省级调度控制中心，地区调度控制中心， 县级调度中心 。各级 直接管理 和调度其下一层调度中心。

工业自动化 电网调度

电网 调度自动化 是一个总称，由于各级调度中心的任务不同，调度自动化系统的规模也不同，但无论哪一级调度自动化系统，都具有一种最基本的功能，就是 监视控制 和 数据收集 系统，又称 SCADA系统 功能（Supervisory Control And Data Acquisition）。
SCADA 主要包括以下一些功能：
⑴ 数据采集 ； ⑵ 信息显示 ；⑶监视控制； ⑷报警处理；⑸ 信息存储 及报告 ⑹ 事件顺序记录 ；⑺数据计算； ⑻具有 RTU （远端终端单元）处理功能；⑼事件追忆功能。
自动发电控制 功能AGC：AGC系统主要要求达到对发电机发电多少不是由电厂 直接控制 ，而是由电厂上级的调度中心根据 全局优化 的原则来进行控制。
经济调度控制 功能EDC（Economic Dispatch Control）：EDC的目的是控制电力系统中各发电机的出力分配，使 电网运行 成本最小，EDC常包含在AGC中。
工业自动化
安全分析 功能SA（Security Analyze）：SA功能是电网调度为了做到“防患于未然”而配备的功能。它通过计算机对当前电网 运行状态 的分析，估计出可能出现的故障，预先采取措施，避免事故发生。如果 电网调度自动化系统 具有了SCADA+AGC/EDC+SA功能，就称为能量管理系统EMS（Energy Management System）。数字 传输技术 和 光纤通信技术 的提高，使得电网调度自动化也进入了网络化，如今电网调度中的 计算机配置 大多采用了开发 分布式计算机系统 。随着中国国民经济的发展，中国也进入了大电网、大机组、 超高压输电 的时代。完全可以相信，随着中国新建电网自动化系统的发展， 中国电网 调度 自动化水平 会进一步地提高，达到世界先进水平。

工业自动化 柔性制造

简介
柔性制造技术 (FMS）是对各种不同形状加工对象实现程序化 柔性制造 加工的各种技术的总和。柔性制造技术是 技术密集型 的技术群，凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小批量（包括单件产品）的加工技术都属于柔性制造技术。
柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部 环境变化 的能力，可用系统满足新产品要求的程度来衡量；第二方面是系统适应内部变化的能力，可用在有干扰（如机器出现故障）情况下，这时系统的 生产率 与无干扰情况下的生产率 期望值 之比可以用来衡量柔性。“
柔性”是相对于“刚性”而言的，传统的“刚性” 自动化生产线 主要实现单一品种的 大批量生产 。其优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以 设备利用率 也很高，单件产品的成本低。但价格相当昂贵，且只能加工一个或几个相类似的零件。如果想要获得其他品种的产品，则必须对其结构进行大调整，重新配置系统内各要素，其工作量和经费投入与构造一个新的生产线往往不相上下。刚性的大批量制造自动化生产线只适合生产少数几个品种的产品，难以应付多品种中小批量的生产。随着社会进步和生活水平的提高，市场更加需要具有特色、符合顾客个人要求样式和功能千差万别的产品。激烈的 市场竞争 迫使传统的大规模 生产方式 发生改变，要求对传统的零部件 生产工艺 加以改进。传统的 制造系统 不能满足市场对多品种小批量产品的需求，这就使系统的柔性对系统的生存越来越重要。随着批量生产时代正逐渐被适应 市场动态 变化的生产所替换，一个制造自动化系统的生存能力和 竞争能力 在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内，生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。
工业自动化
●维护柔性 采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行的能力。
● 生产能力柔性 当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统，这一点尤为重要。
●扩展柔性 当生产需要的时候，可以很容易地扩展 系统结构 ，增加模块，构成一个更大系统的能力。
●运行柔性 利用不同的机器、材料、 工艺流程 来生产一系列产品的能力和同样的产品，换用不同工序加工的能力。
柔性制造系统
是有一个由计算机集成管理和控制的、用于高效率地制造中小批量多品种零部件的自动化制造系统。它具有：
●多个标准的制造单元，具有自动上下料功能的 数控机床 ；
●一套物料存储 运输系统 ，可以在机床的 装夹 工位之间运送工件和刀具；FMS是一套可编程的制造系统，含有自动物料 输送设备 ，能在计算机的支持下实现 信息集成 和物流集成，它
●可同时加工具有相似形体特征和加工工艺的多种零件；
●能自动更换刀具和工件；
●能方便地上网，容易于其它 系统集成 ；
●能进行 动态调度 ， 局部故障 时，可 动态重组 物流路径。
FMS规模趋于小型化、低成本，演变成 柔性制造单元 FMC，它可能只有一台加工中心，但具有独立 自动加工 能力。有的FMC具有自动传送和监控管理的功能，有的FMC还可以实现24小时无人运转。用于装备的FMS称为柔性装备系统（FAS）。
工业自动化
毫无疑问，智能化是制造自动化的发展方向。在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。专家 系统技术 可以用于 工程设计 ， 工艺过程 设计， 生产调度 ， 故障诊断 等。也可以将神经网络和 模糊控制技术 等先进的 计算机智能 方法应用于产品配方，生产调度等，实现制造过程智能化。而人工智能技术尤其适合于解决特别复杂和不确定的问题。但同样显然的是，要在企业制造的全过程中全部实现智能化，如果不是完全做不到的事情，至少也是在遥远的将来。有人甚至提出这样的问题，下个世纪会实现智能自动化吗？而如果只是在企业的某个局部缓解实现智能化，而又无法保证全局的优化，则这种智能化的意义是有限的。
从广义概念上来理解，CIMS（ 计算机集成制造系统 ），敏捷制造等都可以看作是智能自动化的例子。的确，除了制造过程本身可以实现智能化外，还可以逐步实现 智能设计 ， 智能管理 等，再加上信息集成，全局优化，逐步提高系统的智能化水平，最终建立智能制造系统。这可能是实现智能制造的一种可行途径。
工业自动化
● 合作性 ，每个整子可以请求其它整子执行某种操作行为，也可以对其他整子提出的操作申请提供服务；
●智能性，整子具有推理、判断等智力，这也是它具有自治性和合作性的内在原因。整子的上述特点表明，它与智能体的概念相似。由于整子的 全能性 ，有人把它也译为全能系统。
整子系统的特点是：
● 敏捷性 ，具有自组织能力，可快速、可靠地组建新系统。
●柔性，对于 快速变化 的市场、变化的制造要求有很强的适应性。除此之外，还有 生物制造 、 绿色制造 、 分形 制造 等模式 。 制造模式 主要反映了 管理科学 的发展，也是自动化、系统技术的研究成果，它将对各种单元自动化技术提出新的课题，从而在整体上影响到制造自动化的发展方向。展望未来，21世纪的制造自动化将沿着历史的轨道继续前进。
工业控制 自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。
中国 工控 自动化的发展道路，大多是在 引进成套设备 的同时进行消化吸收，然后进行 二次开发 和应用。 中国工业 控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，中国 工业计算机 系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
⒈以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流
众所周知，从20世纪60年代开始， 西方国家 就依靠 技术进步 （即新设备、新工艺以及 计算机应用 ）开始对 传统工业 进行改造，使工业得到飞速发展。20世纪末世界上最大的变化就是全球市场的形成。全球市场导致竞争空前激烈， 促使企业必须加快新产品投放 市场时间 （Time to Market）、改善质量（Quality）、 降低成本 （Cost）以及完善 服务体系 （Service），这就是企业的T.Q.C.S.。虽然计算机集成制造系统（CIMS）结合信息集成和系统集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企业实现“在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传给正确的人，以便作出正确的决策”，即“五个正确”。然而这种自动化需要投入大量的资金，是一种高投资、高效益同时是 高风险 的 发展模式 ，很难为大多数中小企业所采用。在中国， 中小型企业 以及准大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路。
工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、 过程自动化 和 管理自动化 ，其核心是基础自动化和过程自动化。
传统的自动化系统，基础自动化部分基本被 PLC 和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或 小型机 组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。
20世纪90年代以来，由于PC-based的 工业计算机 （简称工业PC）的发展，以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成的PC-based的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径。
由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样可靠，并且被操作和维护人员接受，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 可编程控制器 （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，他们也加入到了PC控制“浪潮”中。
工业PC在中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工控机和Compact PCI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CompactPCI-based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。
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 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。
和PLC一样，工业PC市场在过去的两年里保持平稳。与PLC相比，工业PC软件很便宜。
⒉PLC在向微型化、网络化、PC化和 开放性 方向发展
全世界PLC生产厂家约200家，生产300多种产品。国内PLC市场仍以国外产品为主，如Siemens、Modicon、 A-B 、 OMRON 、 三菱 、 GE 的产品。经过多年的发展，国内PLC生产厂家约有三十家，但都没有形成颇具规模的 生产能力 和 名牌产品 ，可以说PLC在中国尚未形成制造产业化。在PLC应用方面，中国是很活跃的，应用的行业也很广。专家估计，2000年PLC的国内市场销量为15~20万套（其中进口占90%左右），约25~35亿元 人民币 ，年 增长率 约为12%。预计到2005年全国PLC 需求量 将达到25万套左右，约35~45亿元人民币。
PLC市场也反映了全世界制造业的状况，2000后大幅度下滑。但是，按照Automation Research Corp的预测，尽管全球 经济下滑 ，PLC市场将会复苏，估计全球PLC市场在2000年为76亿美元，到2005年底将回到76亿美元，并继续略微增长。
微型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的主要方向。在基于PLC自动化的早期，PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型PLC（小于32 I/O）已经出现，价格只有几百欧元。随着软PLC（Soft PLC）控制 组态软件 的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-based控制的 市场份额 将逐步得到增长。
当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是 Ethernet 技术的扩展，PLC也不例外。如今越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。
⒊面向测控管 一体化设计 的 DCS系统
集散控制系统 DCS（Distributed Control System）问世于1975年，生产厂家主要集中在美、日、德等国。中国从70年代中后期起，首先由大型进口 设备成套 中引入国外的DCS，首批有 化纤 、 乙烯 、化肥等进口项目。当时，中国主要行业（如电力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部进口。80年代初期在引进、 消化和吸收 的同时，开始了研制国产化DCS的技术攻关。
中国DCS的市场年增长率约为20%，年市场额约为30（35亿元。由于近5年内DCS在 石化行业 大型自控装置中没有可 替代产品 ，所以其 市场增长率 不会下降。据统计，到2005年， 中国石化 行业有1000多套装置需要应用DCS控制；电力系统每年新装1000多万千瓦 发电机组 ，需要DCS实现监控；不少企业已使用DCS近15~20年，需要更新和改造。
⒋控制系统正在向 现场总线 （FCS）方向发展
由于3C（Computer、Control、Communication）技术的发展， 过程控制系统 将由DCS发展到FCS（ Fieldbus Control System）。FCS可以将 PID控制 彻底分散到现场设备（Field Device）中。基于现场总线的FCS又是全分散、全数字化、全开放和可 互操作 的新一代生产过程自动化系统，它将取代现场一对一的4~20mA模拟 信号线 ，给传统的工业自动化控制 系统体系结构 带来革命性的变化。
根据 IEC61158 的定义，现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的 自动控制装置 之间的数字式、 双向传输 、多分支结构的 通信网络 。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字 通信能力 ，提高了信号的测量、传输和 控制精度 ，提高了系统与设备的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作组于1984年开始致力于推出世界上单一的 现场总线标准 工作，走过了16年的艰难历程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的标准制定就陷于混乱。
计算机控制系统 的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统（DCS）后，将朝着 现场总线控制系统 （FCS）的方向发展。虽然以现场总线为基础的FCS发展很快，但FCS发展还有很多工作要做，如统一标准、仪表智能化等。另外，传统控制系统的维护和改造还需要DCS，因此FCS完全取代传统的DCS还需要一个较长的过程，同时DCS本身也在不断的发展与完善。可以肯定的是，结合DCS、 工业以太网 、 先进控制 等新技术的FCS将具有强大的生命力。工业以太网以及现场总线技术作为一种灵活、方便、可靠的 数据传输方式 ，在工业现场得到了越来越多的应用，并将在控制领域中占有更加重要的地位。
⒌仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展
经过五十年的发展，中国仪器仪表工业已有相当基础，初步形成了门类比较齐全的生产、科研、 营销体系 ，成为 亚洲 除日本之外第二大仪器仪表 生产国 。随着国际上数字化、智能化、网络化、微型化的产品逐渐成为主流，差距还将进一步加大。中国高档、大型仪器设备大多依赖进口。中档产品以及许多 关键零部件 ，国外产品占有中国市场60%以上的份额，而国产分析仪器占全球市场不到千分之二的份额。
今后仪器仪表技术的主要发展趋势：仪器仪表向智能化方向发展，产生智能仪器仪表；测控设备的PC化， 虚拟仪器技术 将迅速发展；仪器仪表网络化，产生网络仪器与远程 测控系统 。
几点建议：开发具有自主知识产权的产品，掌握 核心技术 ；加强仪器仪表行业的系统集成能力；进一步拓展仪器仪表的 应用领域 。
⒍ 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 ，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。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。
中国数控系统的开发与生产，通过“七五”引进、消化、吸收，“八五”攻关和“九五”产业化，取得了很大的进展，基本上掌握了 关键技术 ，建立了数控开发、生产基地，培养了一批数控人才，初步形成了自己的数控产业，也带动了机电 控制与传动 控制技术的发展。同时，具有中国特色的经济型数控系统经过这些年来的发展，产品的性能和可靠性有了较大的提高，逐渐被用户认可。
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。
进入21世纪，人类社会将逐步进入知识经济时代，知识将成为科技和生产发展的资本与动力，而 机床工业 ，作为 机器制造业 、工业以至整个国民经济发展的装备部门，毫无疑问，其战略性重要地位、受重视程度，也将更加鲜明突出。
智能化、开放性、网络化、信息化成为未来数控系统和数控机床发展的主要趋势：向高速、高效、高精度、 高可靠性 方向发展；向模块化、智能化、柔性化、网络化和集成化方向发展；向PC-based化和开放性方向发展；出现新一代 数控加工 工艺与装备，机械加工向虚拟制造的方向发展； 信息技术 （IT）与机床的结合， 机电一体化 先进机床将得到发展；纳米技术将形成新发展潮流，并将有新的突破； 节能环保 机床将加速发展，占领广大市场。
⒎工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展
无线局域网 （Wireless LAN）技术可以非常便捷地以无线方式连接 网络设备 ，人们可随时、随地、随意地访问 网络资源 ，是现代 数据通信 系统发展的重要方向。无线局域网可以在不采用网络 电缆 线的情况下，提供 以太网 互联功能。在推动网络技术发展的同时，无线局域网也在改变着人们的生活方式。 无线网 通信协议 通常采用 IEEE802.3 用于 点对点 方式， 802.11 用于一点对多点方式。无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、 无线接入 站（ AP ）、无线网桥、 无线Modem 及 无线网卡 等来实现，以无线网卡使用最为普遍。无线局域网的未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、 网络管理 以及与3G等其它 移动通信系统 之间的关系等问题上。
在工业自动化领域，有成千上万的 感应器 ， 检测器 ，计算机，PLC， 读卡器 等设备，需要互相连接形成一个控制网络，通常这些设备提供的 通信接口 是 RS-232 或 RS-485 。无线局域网设备使用隔离型 信号转换器 ，将 工业设备 的RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换，符合无线局域网 IEEE 802 .11b和以太网络IEEE 802.3标准，支持标准的TCP/IP 网络通信协议 ，有效的扩展了工业设备的联网通信能力。
计算机网络技术、 无线技术 以及 智能传感器 技术的结合，产生了“基于无线技术的网络化智能传感器”的全新概念。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。无线局域网技术能够在工厂环境下，为各种智能现场设备、移动机器人以及各种 自动化设备 之间的通信提供高带宽的 无线数据链路 和灵活的 网络拓扑结构 ，在一些 特殊环境 下有效地弥补了 有线网络 的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能。
⒏工业 控制软件 正向先进控制方向发展
作为 工控软件 的一个重要组成部分，国内 人机界面 组态 软件研制方面近几年取得了较大进展，软件和硬件相结合，为企业测、控、管一体化提供了比较完整的解决方案。在此基础上，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）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。
由于先进控制和 优化软件 可以创造巨大的 经济效益 ，因此这些软件也身价倍增。国际上已经有几十家公司，推出了上百种先进控制和优化软件产品，在世界范围内形成了一个强大的流程工业应用软件产业。因此，开发中国具有自主知识产权的先进控制和优化软件，打破外国产品的垄断，替代进口，具有十分重要的意义。
在未来，工业控制软件将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。
工业信息化是指在 工业生产 、管理、经营过程中，通过 信息基础设施 ，在 集成平台 上，实现信息的采集、信息的传输、信息的处理以及信息的综合利用等。
由于大力发展工业自动化是加快 传统产业 改造提升、提高企业整体素质、提高国家整体国力、调整 工业结构 、迅速搞活大中型企业的有效途径和手段，国家将继续通过实施一系列工业过程自动化 高技术产业化 专项，用信息化带动工业化，推动工业自动化技术的进一步发展，加强技术创新，实现产业化，解决国民 经济发展 面临的深层问题，进一步提高国民经济整体素质和 综合国力 ，实现 跨越式发展 。 工业自动化
是自动化仓储技术阶段，自动化技术对仓储技术和发展起了重要的 促进作用 。50年代末和60年代，相继研制和采用了自动导引小车（ AGV ）、自动货架、自动存取机器人、 自动识别 和自动分拣等系统。70年代和80年代，旋转体式货架、 移动式货架 、 巷道式堆垛机 和其他搬运设备都加入了自动控制的行列，但这时只是各个设备的 局部自动化 并各自独立应用，被称为" 自动化孤岛 "。随着 计算机技术 的发展，工作重点转向物资的控制和管理，要求实时，协调和一体化，计算机之间、 数据采集点 之间、 机械设备 的控制器之间以及它们与主计算机之间的通信可以及时地汇总信息，仓库计算机及时地记录订货和到货时间，显示 库存量 ，计划人员可以方便地作出供货决策，他们知道正在生产什么、订什么货、什么时间发什么货、管理人员随时掌握货源及需求。信息技术的应用已成为仓储技术的重要支柱。

工业自动化 第四阶段

第四阶段是集成自动化仓储技术阶段，在70年代末和80年代，自动化技术被越来越多地用到生产和分配领域，显然，“自动化孤岛”需要集成化，于是便形成了“集成系统”的概念。在集成化系统中，整个系统的有机协作，使总体效益和生产的 应变能力 大大超过各部分独立效益的总和。
集成化 仓库技术作为 计算机集成制造系统 （ CIMS -Computer Integrated Manufacturing System）中物资存储的中心受到人们的重视。虽然人们在80年代已经注意到系统集成化，但至今在中国已建成的集成化 仓储系统 还不多。在集成化系统里包括了人、设备和控制系统，前述三个阶段是基础。
70年代初期，中国开始研究采用巷道式堆垛机的 立体仓库 。据不完全统计，中国已建成的立体仓库近三百座，其中 全自动 的立体仓库有30多个。中国的 自动化仓库 技术已实现了与 其他信息 决策系统 的集成，正在做智能控制和 模糊控制 的研究工作。

工业自动化 分类方式

1．按 建筑形式 分为整体和分离式。
2．按货物存取形式分为单元货架式，移动货架式和拣选货架式。
3．按货架构造形式分为单元货架式，贯通式，水平循环式和垂直循环式仓库。
4．按所起的作用分为生产性仓库和 流通性 仓库。
5．按自动化仓库与生产联接的紧密程度分为 独立型 ，半紧密型和紧密型仓库。

工业自动化 课程设置

工业自动化考试课程及学分
序号
课程代码
课程名称
学分
01
3708
中国近现代史纲要
2
02
3709
马克思主义基本原理概论
4
03
0015
英语（二）
14
04
0023
高等数学（工本）
10
05
0420
物理（工）
5
06
2141
计算机网络技术
4
07
2293
检测与转换技术
3
08
2294
微机控制技术
3.5
09
2296
控制系统数字仿真
3
10
2297
电力拖动自动控制系统
3.5
2299
工业自动化仪表与过程控制
3.5
11
2306
自动控制理论（二）
4
12
2328
面向对象程序设计
3
13
2365
计算机软件基础（二）
4
14
0144
企业管理概论
5
S1
0421
物理（工）（实践）
1
S2
2295
微机控制技术（实践）
0.5
S3
2298
电力拖动自动控制系统（实践）
0.5
3198
工业自动化仪表与过程控制（实践）
0.5
S4
2307
自动控制理论（二）（实践）
1
S5
2329
面向对象程序设计（实践）
1
S6
2366
计算机软件基础（二）（实践）
1
S7
7999
毕业设计

合计
73
15
2225
电机与拖动基础
5
2226
电机与拖动基础（实践）
1
16
2269
电工原理
6
2270
电工原理（实践）
1
17
2288
自动控制原理与系统
6
工业 自动化 专业报考条件
凡国家承认 学历 的专科及专科以上毕业生均可以报考，并根据具体情况作如下分类：
1、工业自动化、 工业电气自动化技术专业 专科毕业生可直接报考；
2、电工类非工业自动化、工业电气自动化技术专业专科及专科以上毕业生报考，须加考 自动控制原理 与系统课程；
3、其他 工科类专业 专科及专科以上毕业生报考，须加考电机与拖动基础（含实践）、电工原理（含实践）、自动控制原理与系统等三门课程。
 
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