摘要：工業(yè)自動化就是工業(yè)生產(chǎn)中的各種參數(shù)為控制目的，實現(xiàn)各種過程控制，在整個工業(yè)生產(chǎn)中，盡量減少人力的操作，而能充分利用動物以外的能源與各種資訊來進(jìn)行生產(chǎn)工作，即稱為工業(yè)自動化生產(chǎn)，而使工業(yè)能進(jìn)行自動生產(chǎn)之過程稱為工業(yè)自動化。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化,自動化建設(shè),論文發(fā)表

　　工業(yè)自動化技術(shù)是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的綜合性高技術(shù)，包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。 工業(yè)自動化技術(shù)作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。無論高速大批量制造企業(yè)還是追求靈活、柔性和定制化企業(yè)，都必須依靠自動化技術(shù)的應(yīng)用。隨著控制技術(shù)、計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交互溝通的領(lǐng)域正迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設(shè)備層到控制、管理各個層次。工業(yè)控制機系統(tǒng)一般是指對工業(yè)生產(chǎn)過程及其機電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行測量與控制的自動化技術(shù)工具(包括自動測量儀表、控制裝置)的總稱。今天，對自動化最簡單的理解也轉(zhuǎn)變?yōu)椋河脧V義的機器(包括計算機)來部分代替或完全取代或超越人的體力。

　　一、工業(yè)自動化技術(shù)的特點

　　通常把工業(yè)自動化系統(tǒng)分為5級：企業(yè)管理級、生產(chǎn)管理級、過程控制級、設(shè)備控制級和檢測驅(qū)動級。兩級管理級涉及到的高技術(shù)主要是計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)。過程控制級涉及到的高技術(shù)主要是智能控制技術(shù)和工程方法。設(shè)備控制級和檢測驅(qū)動級涉及的高技術(shù)主要是三電一體化技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和新器件交流數(shù)字調(diào)速技術(shù)。由此不難看出，工業(yè)自動化技術(shù)是當(dāng)今微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)領(lǐng)域中高技術(shù)的綜合應(yīng)用技術(shù)。這是工業(yè)自動化技術(shù)的特點之一。

　　二、工業(yè)自動化的關(guān)鍵技術(shù)

　　從控制的角度看，工業(yè)自動化系統(tǒng)包括檢測、控制和驅(qū)動三個系統(tǒng)。這三個系統(tǒng)既自成體系又互相聯(lián)系，既要研究每一個系統(tǒng)的技術(shù)又要研究三個系統(tǒng)的軟硬件連接及最佳配合技術(shù)，這稱之為三電一體化技術(shù)。三電一體化是工業(yè)自動化技術(shù)的第三個特點。下面重點從三個方面描述工業(yè)自動化技術(shù)所包括的關(guān)鍵技術(shù)。

　　1.計算機集成制造技術(shù)(CIMS)。廣義的CIMS技術(shù)指整個計算機控制系統(tǒng)。由于CIMS必須在設(shè)備自動化和過程自動化的基礎(chǔ)上建立，所以通常講的CIMS主要指企業(yè)管理和生產(chǎn)管理兩級管理級。當(dāng)今的企業(yè)管理和生產(chǎn)管理實質(zhì)上就是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，這方面的文章很多，本文不做重點論述。由于我國CIMS的研究和應(yīng)用剛剛起步，所以強調(diào)下面的一些問題是很必要的。

　　1.1連續(xù)型與離散型生產(chǎn)方式的不同與研究內(nèi)容的差異。鋼鐵工業(yè)屬于連續(xù)型生產(chǎn)方式，與離散型生產(chǎn)方式(如機械加工)的不同使得在研究CIMS時，兩者的側(cè)重點和難點就不同。

　　第一，在產(chǎn)品加工過程方面，離散型基本是可視的，在冷狀態(tài)下物理加工居多;而鋼鐵工業(yè)加工過程基本處于“黑匣子”狀況和處于高溫、高濕、高速的環(huán)境中，物理加工和化學(xué)反應(yīng)居多。上述差異，使離散型過程建立數(shù)學(xué)模型較容易;而鋼鐵工業(yè)建立數(shù)學(xué)模型較難多采用機理模型和經(jīng)驗?zāi)Ｐ拖嘟Y(jié)合，應(yīng)用專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)建立控制模型。

　　第二，離散型生產(chǎn)過程，隨時改變其工藝設(shè)備和流程較容易，產(chǎn)品外形也多變;但連續(xù)型的鋼鐵企業(yè)，工藝設(shè)備和生產(chǎn)流程基本不變(如高爐煉鐵)，產(chǎn)品外形也基本不變。離散型的產(chǎn)品質(zhì)量保證和品種改變靠參數(shù)、符號、圖形就可實現(xiàn);而連續(xù)型的要靠調(diào)整工藝參數(shù)、控制設(shè)備穩(wěn)定、使工況運行最佳來達(dá)到。

　　第三，企業(yè)為了適應(yīng)快速變化的市場經(jīng)濟，需要柔性。離散型的柔性體現(xiàn)在工藝流程和設(shè)備的改變上;連續(xù)型的工藝流程和裝備改變較難，屬剛性，它的柔性體現(xiàn)在生產(chǎn)調(diào)度、計劃安排、參數(shù)改變、設(shè)備控制等，實現(xiàn)起來難度較大。第四，離散型產(chǎn)品屬單件或小批量生產(chǎn)，物料流可以單件搬動;而連續(xù)型產(chǎn)品大量連續(xù)生產(chǎn)，物料流是連續(xù)的致使連續(xù)型生產(chǎn)調(diào)度管理實時性強，時效性要求高，生產(chǎn)節(jié)奏要嚴(yán)格控制。如軋鋼生產(chǎn)線，每秒幾十米或上百米的軋速，工序一環(huán)扣一環(huán)，若節(jié)奏脫節(jié)、控制不好，瞬間就會產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

　　1.2堅持“以人為本”，實現(xiàn)“業(yè)務(wù)重組”的原則CIMS是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，此系統(tǒng)的實現(xiàn)不可能離開人，完全靠自動化是不可能的。美國有個公司提出，影響CIMS實現(xiàn)的主要障礙的70%來自于人，11%來自于對成本的評估，9%是技術(shù)原因，還有其它原因，可見人的因素的重要性。“業(yè)務(wù)重組”是指改變過去的經(jīng)營模式、舊的生產(chǎn)管理體制、舊的信息交換模式，建立適應(yīng)CIMS的新的組織體系，采用先進(jìn)技術(shù)等。這對搞活大中企業(yè)、實現(xiàn)現(xiàn)代化的先進(jìn)企業(yè)也是重要的內(nèi)容。“以人為本”，主要包括實現(xiàn)“第一把手”原則;進(jìn)行CIMS的宣傳，使領(lǐng)導(dǎo)和群眾都要認(rèn)識實現(xiàn)CIMS的必要性、緊迫性;進(jìn)行教育和培訓(xùn)，提高人的文化素質(zhì)和技術(shù)水平，建立良好的企業(yè)文化氛圍。同時也應(yīng)該認(rèn)識到，要較好地實現(xiàn)這一目標(biāo)，就要經(jīng)歷一個有序的過程，需要時間，不是一蹴而就的事。

　　2.智能控制。智能控制作為人工智能的一個研究與應(yīng)用方面，與自動控制、運籌學(xué)、系統(tǒng)論、信息論等學(xué)科的結(jié)合，已形成一個新興的交叉學(xué)科系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中已產(chǎn)生了許多類型的智能控制系統(tǒng)，如多級遞階智能控制、基于知識的專家系統(tǒng)、基于模糊邏輯的智能———模糊控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能———神經(jīng)控制、基于規(guī)則的仿人控制、基于模式識別的智能控制、多模變結(jié)構(gòu)智能控制、學(xué)習(xí)控制與自學(xué)習(xí)控制、基于混沌理論的智能———混沌控制等類型。

　　與其它行業(yè)一樣，智能控制作為一項關(guān)鍵技術(shù)，在鋼鐵工業(yè)中也得到了較多的應(yīng)用。在各個生產(chǎn)工序中，用于設(shè)定與控制、生產(chǎn)計劃的安排與調(diào)整，以及設(shè)備診斷、監(jiān)測、學(xué)習(xí)等方面。

　　智能控制能在鋼鐵工業(yè)中得到較多應(yīng)用，是與它的特點分不開的，它適合于那些含有復(fù)雜性、不完全性、模糊性或不確定性以及不存在已知算法的非數(shù)字過程，并以知識進(jìn)行推理，以啟發(fā)引導(dǎo)求解過程;也可以對具有以知識表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型表示的過程進(jìn)行混合控制。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程控制，非常適合于采用智能控制。如煉鐵、煉鋼等生產(chǎn)過程是在“黑匣子”狀態(tài)下進(jìn)行的，環(huán)境有許多不確定因素，是一個復(fù)雜的過程，多年來，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，即使建立起控制模型，也有好多不如人工控制效果好，所以難以推廣應(yīng)用。智能控制的發(fā)展，將會使鋼鐵工業(yè)自動化的過程控制有更大進(jìn)展。在鋼鐵工業(yè)自動化發(fā)展過程中，基礎(chǔ)自動化在各個工序中占40%～60%，過程控制占10%左右。可見過程控制水平是較低的，主要是數(shù)學(xué)模型難以建立，有了智能控制將會有起色。

　　3.鋼鐵工業(yè)自動化工程方法。隨著鋼鐵工業(yè)自動化的飛速發(fā)展，我國的鋼鐵工業(yè)自動化工程將日益增多，技術(shù)水平也將不斷提高。因此，無論是對生產(chǎn)企業(yè)，還是從事自動化工程單位，有一個好的工程方法是非常必要的。工程方法就是為了達(dá)到實現(xiàn)自動化工程而采用的手段、途徑和方法。有了好的方法，可以提高效率，較順利地達(dá)到目標(biāo)。

　　通過實踐，鋼鐵工業(yè)自動化工程方法應(yīng)該包括:成套的工程管理方法，從簽合同、工程實施管理至工程的驗收等，管理要規(guī)范化、文檔標(biāo)準(zhǔn)化;成套的控制設(shè)備配套方法，堅持以自己的“拳頭”產(chǎn)品和國內(nèi)設(shè)備為先，掌握外國先進(jìn)設(shè)備的性能及具有系統(tǒng)設(shè)備配套的能力;成套的控制技術(shù)實施的方法，體現(xiàn)三電一體化，機電、工藝一體化，具備計算機輔助軟件工程的工具，或工具箱，或平臺，或環(huán)境，使軟件制造更自動化，并使軟件具有可復(fù)用性等。

　　三、總結(jié)

　　大力發(fā)展工業(yè)自動化技術(shù)，既可以促進(jìn)信息化的發(fā)展又可以武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，帶動工業(yè)化的實現(xiàn)。因此把工業(yè)自動化作為一個行業(yè)重點發(fā)展，應(yīng)作為我國實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的戰(zhàn)略方針。工業(yè)化包括機械化、電氣化、自動化，應(yīng)該說我國工業(yè)的機械化、電氣化已基本實現(xiàn)了，工業(yè)化應(yīng)該著重實現(xiàn)的是自動化，用工業(yè)自動化技術(shù)武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使設(shè)備控制自動化、工藝流程自動化，從而實現(xiàn)我國的工業(yè)化建設(shè)。