最新的自動化技術(shù)，我國電氣自動化的發(fā)展方向和新技術(shù)的運(yùn)用

來源：整理時間：2023-05-23 18:07:00 編輯：智能門戶手機(jī)版

1，我國電氣自動化的發(fā)展方向和新技術(shù)的運(yùn)用

電氣自動化與電氣工程及其自動化的區(qū)別是:電氣自動化一般偏于控制理論和實(shí)踐。你不要說你準(zhǔn)備搞設(shè)計(jì)~ 工業(yè)自動化儀表：重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；加速具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自動化軟件的商品化。電工儀器儀表：重點(diǎn)發(fā)展長壽命電能表、電子式電能表、特種專用電測儀表和電網(wǎng)計(jì)量自動管理系統(tǒng)。到2005年，中低檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率要達(dá)到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率應(yīng)達(dá)到80%。科學(xué)測試儀器：重點(diǎn)發(fā)展過程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀、電子速測儀、測量型全球定位系統(tǒng)以及其他實(shí)驗(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主，到2005年在總產(chǎn)值中占50%～60%。環(huán)保儀器儀表：重點(diǎn)發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品，鑒于加強(qiáng)環(huán)保執(zhí)法力度加快環(huán)保建設(shè)步伐，加大環(huán)保建設(shè)投資、培育環(huán)保產(chǎn)業(yè)這一國民經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)的需要，面對我國5000多個環(huán)境檢測站和大量的城鎮(zhèn)污水處理及企業(yè)廢水處理這個巨大的市場，今后環(huán)保儀器儀表工業(yè)產(chǎn)品市場將有大幅度的增長。據(jù)有關(guān)方面不完全統(tǒng)計(jì)，1998年我國環(huán)保儀器儀表及監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)值約11.7億元，到2005年將擴(kuò)至42億元達(dá)到20世紀(jì)90年代后期國際先進(jìn)水平，國內(nèi)市場占有率達(dá)到50%～60%，而到2010年將擴(kuò)至110億元，到2010年國內(nèi)市場占有率達(dá)到70%以上。由此可見，其市場前景十分廣闊。分析化學(xué)儀器：重點(diǎn)研究方向包括：一是高通量分析，即在單位時間內(nèi)可分析測試大量的樣品。二是極端條件分析，其中單分子單細(xì)胞分析與操縱為目前熱門的課題。三是在線、實(shí)時、現(xiàn)場或原位分析，即從樣品采集到數(shù)據(jù)輸出，實(shí)現(xiàn)快速的或一條龍的分析。四是聯(lián)用技術(shù)，即將兩種(或兩種以上)分析技術(shù)聯(lián)接，互相補(bǔ)充，從而完成更復(fù)雜的分析任務(wù)。聯(lián)用技術(shù)及聯(lián)用儀器的組合方式，特別是三聯(lián)甚至四聯(lián)系統(tǒng)的出現(xiàn)，已成為現(xiàn)代分析儀器發(fā)展的重要方向。五是陣列技術(shù)，如果把聯(lián)用分析技術(shù)看成計(jì)算機(jī)中的串行方法，那么陣列技術(shù)就等同于計(jì)算機(jī)中的并行運(yùn)算方法。和計(jì)算機(jī)一樣，陣列方法是大幅度提高分析速度或樣品批處理量的最佳方案。一旦將并行陣列思路與集成和芯片制作技術(shù)完美結(jié)合，分析化學(xué)就將向新的領(lǐng)域進(jìn)發(fā)。儀器儀表元器件：“十五”及2010年以前，盡快開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產(chǎn)品，品種占有率達(dá)到70%～80%，高檔產(chǎn)品市場占有率達(dá)到60%以上。通過科技公關(guān)、新品開發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到國際20世紀(jì)90年代末水平，部分產(chǎn)品接近國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。醫(yī)療儀器，重點(diǎn)發(fā)展醫(yī)用光學(xué)儀器；以數(shù)字成像、高檔黑白超、彩超、彩超換能器為研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的超聲醫(yī)用儀器；Ｘ線圖像處理系統(tǒng)，開放式超導(dǎo)型核磁共振系統(tǒng)等大型醫(yī)療儀器和臨床信息系統(tǒng)；高能智能化腫瘤治療大型儀器系統(tǒng)。根據(jù)我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展提出的需求，在充分認(rèn)識到國際儀器儀表發(fā)展的趨勢后，國家制定出儀器儀表發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)：在未來10～15年內(nèi)，充分利用我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和巨大的市場優(yōu)勢，大力推進(jìn)新技術(shù)新工藝在儀器儀表中的應(yīng)用研究，掌握各類儀器儀表的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝等關(guān)鍵技術(shù)，使我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)總體水平同國際水平的差距縮短到3～5年，約30%的產(chǎn)品達(dá)到國際同期先進(jìn)水平，國產(chǎn)儀器儀表在大工程中的配套能力達(dá)到85%以上，在國內(nèi)市場需求中占領(lǐng)75%以上的份額。現(xiàn)代儀器儀表在當(dāng)今社會具有重要的作用和地位。面對我國國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)以及社會生活各方面發(fā)展的迫切需求，儀器儀表必須加快發(fā)展。

我國電氣自動化的發(fā)展方向和新技術(shù)的運(yùn)用

2，自動化技術(shù)在船舶工程中的應(yīng)用

1. 機(jī)艙自動化發(fā)展歷史及現(xiàn)狀艦艇裝備武器、觀導(dǎo)、通信系統(tǒng)的自動化、電子程控化是衡量艦艇現(xiàn)代化程度的主要尺度，而機(jī)艙自動化是當(dāng)代艦船共同研發(fā)的課題。然而，由于艦船使用任務(wù)的差異，受其戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求或和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的制約，在船舶自動化設(shè)計(jì)上也會有不同的定位和取向。艦艇機(jī)艙自動化設(shè)置的目的在于避免和防止船員判斷和操作失當(dāng)，貽誤戰(zhàn)機(jī)，其次為減輕船員大量重復(fù)體力消耗，進(jìn)而提高其戰(zhàn)斗力和生命力。民用船舶機(jī)艙自動化除安全可靠因素外，尤以追求船舶運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性為目的。從本世紀(jì)50年代機(jī)電設(shè)備單元(或單機(jī))自動化在艦船上大量采用，1961年日本建成“金華山丸”號，實(shí)現(xiàn)機(jī)艙集中控制和駕駛室遙控主機(jī)，成為世界上第一艘自動化船。60年代中期發(fā)展無人值班機(jī)艙，出現(xiàn)了第二代自動化船，如1964年日本為丹麥建造的“賽靈月”號(SELEM DAM)65型油船。該船除了機(jī)艙集中控制和駕駛室遙控主機(jī)外，還有火災(zāi)探測及自動滅火裝置。在機(jī)艙、駕駛室和船員居住區(qū)之間設(shè)有通信和報(bào)警裝置。其后，各國船級社陸續(xù)出臺了滿足不同程度自動化分級的一人或無人值班機(jī)艙船舶的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而使艦船機(jī)艙自動化納入規(guī)范化。2. 電站自動化系統(tǒng)的歷史與發(fā)展船舶電站是船舶的重要組成部分，而電站自動化是船舶自動化的主要內(nèi)容之一。電站運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性及自動化程度對保證船舶安全、經(jīng)濟(jì)航行具有重要意義。隨著船舶向大型化和多功能化發(fā)展，對船舶電站提出的要求也越來越高，因而船舶電站在近幾十年中有了很大的發(fā)展，其發(fā)展的突出標(biāo)志是自動化。國外船舶自動化一開始大多是從電氣部分著手，從最原始的手動本地操縱進(jìn)化成手動遙控操縱，再進(jìn)一步發(fā)展成半自動控制，最后發(fā)展到目前的最高水平的電站全自動控制的無人值班機(jī)艙。早在60年代初期，日本、德國、英國等國就有電站單元自動化裝置，如:英國的MMF自并車裝置，日本的XET自動并車裝置和XPT自動負(fù)荷分配裝置。到70年代中后期，人們在單元自動化裝置的基礎(chǔ)上，把它們系統(tǒng)地組合成成套電站自動化設(shè)備，系統(tǒng)可在集控室進(jìn)行集中控制，如:“里言斯頓”號船上的SEPA電站自動化控制系統(tǒng)，日本“星光”號船上電站自動化系統(tǒng)。隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和推廣應(yīng)用，在80年代初期國外研制成功了微型計(jì)算機(jī)單機(jī)控制系統(tǒng)，如:用在我國“德大”輪上的日本大發(fā)公司配套的電站自動化控制系統(tǒng)，廣州遠(yuǎn)洋公司15000噸上使用的丹麥SEMCO公司的APM電動自動化系統(tǒng)。到80年代中后期，隨著微機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日趨成熟，國外眾多國家相繼開發(fā)研制多微機(jī)分布式網(wǎng)絡(luò)型自動化控制系統(tǒng)，如:西門子、AEG等國際著名的大公司近期的產(chǎn)品，是目前國際上最新技術(shù)產(chǎn)品。我國在船舶電站自動化方面起步較晚，而且計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用落后于國際水平。因此，在電站自動化技術(shù)方面存在很大差距。前兒年，國內(nèi)研制生產(chǎn)并投入使用的電站自動化產(chǎn)品，在技術(shù)上大都相當(dāng)于國外六七十年代的產(chǎn)品，是分立元件單元化控制裝置，在測量、控制精度及性能穩(wěn)定性和可靠性方面均不太理想。近幾年，也有不少單微機(jī)電站自動化系統(tǒng)，但由于其存在著一旦微機(jī)出現(xiàn)故障則整個電站自動化功能將全部失效等這一系統(tǒng)性先天不足問題，因此這一產(chǎn)品的推廣應(yīng)用也受到限制。隨著船舶向大型化、自動化方向發(fā)展，對船舶電站提出了更高的要求，因此，一個高可靠性、功能齊全的網(wǎng)絡(luò)型多微機(jī)分布式電站自動化控制系統(tǒng)將是未來船舶電站自動化的發(fā)展趨勢。3. 主機(jī)遙控系統(tǒng)的歷史與發(fā)展概況艦船機(jī)艙主機(jī)遙控系統(tǒng)是艦船機(jī)艙自動化的重要組成部分。在本世紀(jì)60年代以前的幾十年里，船舶機(jī)艙里只有個別的或局部的機(jī)組、系統(tǒng)采用自動化技術(shù)，從局部自動到全面自動化經(jīng)歷了一段較長的歲月。隨著自動化裝置的設(shè)計(jì)、制造和管理各方面的日趨成熟，單項(xiàng)和局部的自動化逐漸增多。1961年1月，日本建成世界上第一艘具有機(jī)艙集中監(jiān)視報(bào)警和主機(jī)遙控裝置的8000噸級“金華山丸”貨船，只需一人值班，船員人數(shù)減少至37人。引起了世界各國的極大關(guān)注，此后，機(jī)艙集中監(jiān)視報(bào)警和主機(jī)遙控系統(tǒng)得以了迅速發(fā)展。70年代中期起，隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，微機(jī)隨即被用到船上。80年代微機(jī)迅猛發(fā)展，集成度不斷提高，中央處理單元由4位、8位發(fā)展到16、32位以上。使微機(jī)在機(jī)艙集中監(jiān)視報(bào)警和主機(jī)遙控系統(tǒng)中的應(yīng)用得以迅速發(fā)展。我國在70年代后期，緊跟世界輪機(jī)自動化發(fā)展步伐。1978年，萬噸級貨船“長順”輪使用了自行設(shè)計(jì)制造的主機(jī)遙控系統(tǒng)。1990年誕生了我國第一套完整的網(wǎng)絡(luò)型微機(jī)控制主機(jī)遙控系統(tǒng)(CY880型)。該系統(tǒng)成功地安裝于我海軍某綜合補(bǔ)給船上。

自動化技術(shù)在船舶工程中的應(yīng)用

3，過程控制與自動化儀表有哪些新技術(shù)

新技術(shù)專題過程控制的發(fā)展過程及應(yīng)用過程控制的發(fā)展過程及應(yīng)用過程控制通常是指石油、化工、電力、冶金、輕工、建材、核能等工業(yè)生產(chǎn)中連續(xù)的或按一定周期程序進(jìn)行的生產(chǎn)過程自動控制，它是自動化（Automation）技術(shù)的重要組成部分。過程控制技術(shù)是利用測量儀表、控制儀表、計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)工具，自動獲取各種過程變臉的信息，并對影響過程狀況的變量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)和操作.以達(dá)到控制要求等目的的技術(shù).由于被控過程的多樣性.而且控制參數(shù)多屬予多變量.非線性、分布參數(shù)和時變參數(shù).因此過程控制中應(yīng)用的控制方案的種類和內(nèi)容十分豐富。過程控制系統(tǒng)組成：被控過程（Process），過程檢測控制儀表（Instrumentation），被控過程是指運(yùn)行中的多種多樣的工藝生產(chǎn)設(shè)備；過程檢測控制儀表包括：測量變送元件（Measurement），控制器（Controller），執(zhí)行機(jī)構(gòu)（Control Element）。過程控制系統(tǒng)的發(fā)展.隨著工業(yè)生產(chǎn)要求的提高和技術(shù)的進(jìn)步經(jīng)歷了一個相當(dāng)長的過程.生產(chǎn)過程要求的不斷提高、控制理論及策略算法的深入研究。控制技術(shù)工其及手段的進(jìn)展三者相互影響、相互促進(jìn).推動過程控制技術(shù)不斷的向前發(fā)展。過程控制技術(shù)的發(fā)展歷史主要是圍繞自動化儀表(包括微型計(jì)算機(jī))技術(shù)和校制理論兩方面展開的，大致經(jīng)歷了以下幾個階段。一，儀表化與周部自動化階段 20世紀(jì)40年代以后，生產(chǎn)過程基本上處于手工操作狀態(tài)，只有少徽的檢側(cè)儀表用于生產(chǎn)過程監(jiān)側(cè)，操作人員主要根據(jù)觀側(cè)到的反映生產(chǎn)過程的關(guān)鍵今數(shù)，用人工來改變操作條件。憑經(jīng)臉去控制生產(chǎn)過程。20世紀(jì)40年代未.生產(chǎn)過程進(jìn)人儀表化與局部自動化階段.這一階段的主賈特點(diǎn)是采用的控制儀表為基地式儀表和部分單元組合式儀表(氣動I型和電動I型).而且多效是氣動式儀表.其結(jié)構(gòu)方案大多是單抽人一單拍出的單回路定值系統(tǒng)。到20世紀(jì)60年代自動化儀表發(fā)展到以單元組合儀表為主要控側(cè)儀表?？刂评碚摶A(chǔ)是以傾域法和根軌跡法為主的經(jīng)典控制理論?？刂频闹饕康氖潜３止I(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性和毯定性，減少擾動.實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的集中控制.以單回路PID，比例、積分、徽分控制策略為主.針對不同的對象與要求制造專門的控制器，如物料按比值配里的比值控制器、克服大滯后的史密斯預(yù)估器、克眼特定干擾的前抽控制器等。同時.簡單的串級、比值、均勻和選擇性等多種復(fù)雜控側(cè)系統(tǒng)開始得到應(yīng)用?？刂评碚摲矫?，出現(xiàn)了以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，以極小值原理和動態(tài)規(guī)劃等最優(yōu)控制理論為本特征的現(xiàn)代控制理論，傳統(tǒng)的單物人/單輸出系統(tǒng)發(fā)展到多物人/多輸出系統(tǒng)。以現(xiàn)代控制理論為主要基礎(chǔ)，以微型計(jì)算機(jī)和高檔儀表為工具，對較復(fù)雜的工業(yè)過程進(jìn)行控制。這階段的建模理論、在線辨識和實(shí)時控制已突破前期的形式，繼而涌現(xiàn)了大量的先進(jìn)控制系統(tǒng)和高級控制策略，如克服對象特性時變和環(huán)境干擾等不確定影響的自適應(yīng)控制，消除因模型失配而產(chǎn)生不良影響的預(yù)測控制等。這階段的主要任務(wù)是克服干擾和模型變化，滿足復(fù)雜的工藝要求，提高控制質(zhì)量。二，計(jì)算機(jī)集中式數(shù)字控制階段 20世紀(jì)70.80年代.微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大規(guī)模集成電路側(cè)造成功且集成度越來越高(80年代切一片硅片可集成十幾萬個晶體管.32位微處理器問世)，單片機(jī)及其他微19計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用.都促使過程控側(cè)系統(tǒng)與微必計(jì)算機(jī)技術(shù)深度勝合，大大推動了過程控制技術(shù)的發(fā)展。這期間，多樣化自動化儀表的基本格局已經(jīng)形成.雖然棋擬式儀表仍然廣泛存在，但已非主流.以微處理器為主要構(gòu)成單元的韌能儀表、可編程邏輯校制器、集散式控制系統(tǒng)、工業(yè)PC機(jī)等儀表架構(gòu).構(gòu)成了控制裝盆的主流.同時受馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)的影響.白動化儀表出現(xiàn)了組裝儀表。時至今日.這些控制裝置結(jié)構(gòu)基本沒有變化，只是硬件水平和性能逐步提高.控制理論方面，出現(xiàn)了最優(yōu)控制、非線性分布式參數(shù)控制等現(xiàn)代控制理論。由于生產(chǎn)過程的強(qiáng)化、控制對象的復(fù)雜和多樣，如高維、大時滯、嚴(yán)重非線性、價合及嚴(yán)重不確定性等.簡單的控制系統(tǒng)已無力解決這些控制問題.用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)替代模擬控制儀表，即模擬技術(shù)由數(shù)字技術(shù)來替代。我國過程控制技術(shù)的發(fā)展。50年代末期，主要采用機(jī)械式和氣動儀表。60年代廣泛采用Ⅰ型電動單元組合儀表。70年代中期，Ⅱ型電動單元組合儀表成為過程檢測和控制的主流產(chǎn)品。80年代初，開始采用Ⅲ型電動單元組合儀表，相繼引進(jìn)了分布式控制系統(tǒng)（DCS）、可編程序控制器（PLC）和工業(yè)PC機(jī)（IPC）。過程自動化系統(tǒng)中的軟件和控制裝置能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其在最佳速度下運(yùn)行，從而大大降低能耗。它們還能夠確保質(zhì)量的一致性，降低次品率，減少浪費(fèi)。過程自動化系統(tǒng)還能預(yù)測何時需要對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，從而減少了對設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢查的次數(shù)。常規(guī)檢查次數(shù)的降低可以減少停止和重新啟動機(jī)器所花費(fèi)的時間和能源?，F(xiàn)代控制理論，基于時域內(nèi)的狀態(tài)空間分析法，著重時間系統(tǒng)最優(yōu)化控制的研究?？刂葡到y(tǒng)的特點(diǎn)為多輸入---多輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)可以是線性或非線性，定?；驎r變的，單變量與多變量，連續(xù)與離散系統(tǒng)?？刂扑悸肥腔跁r域內(nèi)的狀態(tài)方程與輸出方程對系統(tǒng)內(nèi)的狀態(tài)變量進(jìn)行實(shí)施控制，運(yùn)用極點(diǎn)配置、狀態(tài)反饋、輸出反饋的方法，解決最優(yōu)化控制、隨機(jī)控制、自適應(yīng)控制問題。經(jīng)過20 多年的發(fā)展，它已日臻完善，在眾多的控制系統(tǒng)中，顯示出出類拔萃的風(fēng)范，因此，可以毫不夸張地說，分散控制系統(tǒng)是過程控制發(fā)展史上的一個里程碑。目前，過程控制正朝高級階段走來，不論是從過程控制的歷史和現(xiàn)狀看，還是從過程控制發(fā)展的必要性、可能性來看，過程控制是朝綜合化、智能化方向發(fā)展，即計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)：以智能控制理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)為主要手段，對企業(yè)的經(jīng)營、計(jì)劃、調(diào)度、管理和控制全面綜合，實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)庫到產(chǎn)品出廠的自動化、整個生產(chǎn)系統(tǒng)信息管理的最優(yōu)化。它表現(xiàn)的最大特征是仿人腦功能，這一點(diǎn)在某種程度上是回復(fù)到初級階段的人工控制，但更多的是在人工控制基礎(chǔ)上的進(jìn)步與飛躍。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，過程控制技術(shù)正在為實(shí)現(xiàn)各種最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動生產(chǎn)率、改善勞動條件、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等起著越來越大的作用。自動控制的發(fā)展過程經(jīng)過了漫長的過程，為人類的科學(xué)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，推動了人類的進(jìn)步?？傮w來說，“自動控制理論”就是一門研究自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的科學(xué)，是控制理論與控制工程學(xué)科的主要內(nèi)容?？刂评碚撆c控制工程作為一門學(xué)科，研究并且提出有關(guān)自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的理論與方法，用于指導(dǎo)工程實(shí)。我們應(yīng)該好好學(xué)習(xí)這門學(xué)科，為人類事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

過程控制與自動化儀表有哪些新技術(shù)