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!
1、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、多功能、高机动灵活等性能。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。
2、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(NetworkedControlSystem,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。
3、工业通信无线化
工业通信无线化也是当前自动化领域探讨比较热烈的问题。工业控制企业已经逐步认识到无线技术将是下一个技术腾飞的基础,将能够大大提升工厂效能与保证用户的安全。
随着无线技术日益普及,各家供应商正在提供一系列软硬件技术,协助在产品中增加通信功能。这些技术支持的通信标准包括蓝牙、Wi-Fi、GPS(全球定位系统)、5G以及WiMax(全球微波接入互操作)。然而,在增加无线连网功能时,芯片及相关软件的选择(假设所选择的实现能正常工作,并满足相关的论证要求)可能极具挑战性。即使做出了一个可行的设计,但如果未优化性能、功耗、成本和规模,则可能不会取得市场上的成功。
但随着可靠性的增强,无线技术将会有更广范围的应用。无线通讯将在未来的若干年快速地增长,但无线并不会替代有线通讯。有线具有稳定、可靠和安全性并不会消失,无线只有在有线不方便实现或成本高的地方去替代有线方案。如果无线与有线有机地结合起来,双方发挥各自的优势,将为增长生产率提供新的方案。在适宜有线通讯的地方使用有线通讯,在适宜无线通讯的地方使用无线通讯,由于有线和无线通讯都支持TCP/IP协议,这两种通讯方式能够有机地结合在一起,发挥各自特长,并能够提高生产效率。
4、物联网与自动化
物联网只是更加强调无线、海量采访、智能计算。物联网与自动化技术是有着十分密切地联系的。两者的区别是:“传统的自动化网络多是通过有线网络来实现,网络连接范围较窄,而在传感网络中,无线网络成为主要的传输路径,且连接的范围更加广泛。”一脉相承的天性,让工业自动化厂商寻机物联网的发展是顺其自然的事情。
物联网的应用领域,诸如:物联网技术在物流、供应链、仓储的管理系统的应用;物联网技术在工业制品生产、进度监管、质量追踪等方面的应用;物联网技术在贵重商品、追踪和防伪应用系统;物联网技术在大型会议、高层会议以及重要会议的大型赛事、演唱会、景区等人员快递流通区的电子门票的应用;物联网技术在交通收费、各类型车辆的远距离自动识别和管理的应用;物联网技术在区域内的人员自动识别、定位以及查询的应用;物联网技术在动物、食品行业链的全流程追溯应用;农业、救灾与抢险等方面的各个领域都会用到物联网;物联网技术在智能城市领域的应用;以及短距离通讯技术:zigbee芯片、zigbee通讯模块、zigbee网络、GPS、RTLS实时定位系统、蓝牙技术、UWB(超宽带)技术及应用;EPC(产品电子码)网络:EPC贴标、EPC中间件、EPC服务器、EPC公共服务平台,EPC网络;传感网络、移动通讯网、全球定位网络等相关应用网络、商业智能分析软件系统等等。