工业自动化技术研究范文

导语：如何才能写好一篇工业自动化技术研究，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：工业自动化；控制技术；发展趋势

中图分类号：F407文献标识码： A 文章编号：

引言

工业自动化控制技术可以提高工业生产产量与生产质量，并且确保生产安全，可以说是一种综合性能较高的技术。伴随着社会的不断发展，我国的工业自动化控制技术一贯受到国家政策的支持，逐渐缩小了与国际先进水平的巨大差距，并且与此同时暴露出的问题也越来越多。

一、工业自动化控制技术内涵

随着科学技术的不断进步，工业控制技术也越来越朝着先进趋势迈进，进而使各大工厂中的生产效率明显提高。工业自动化控制从通俗意义上来说，就是在工业生产过程中尽可能的减少消耗人力资源的次数，而充分利用机器等除动物以外的能源或者动力来进行生产，也可以说是一种能够让工业流程不消耗人力，自动生产的一种过程。

作为现代制造业最重要的一种技术，自动化在现代制造业，特别是需要大批生产的制造业中发挥着重要作用。随着第三次科技革命的到来，计算机、微电子、纳米等技术不断更新，自动化技术也在不断发展，各国开始认识到研究工业自动化控制技术的必要性，在这样的背景下使工业自动化控制技术得到了空前绝后的发展。当前工业自动化技术在社会各个领域应用十分广泛，我们经常可以在机械制造、建筑、计算机等行业领域中发现自动化技术的影子。在中国社会随着改革开放的脚步加快，自动化控制技术也渐渐传入大陆被人们所接受，为现代机械生产作出了很大贡献，提高了工业生产产量与生产质量，并且从一定程度上降低了能耗，保证日常的生产安全。

二、工业自动化控制系统的特点

用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心，所要执行的信息处理任务庞大，而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，一些系统设备在维持正常运行时，可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次；电气设备所需要的保护装置要求高，动作速度快，一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点，而控制方式也主要是厂用电系统，其主要设备监控需要接入DCS系统，如果两台系统一起运行，一台系统的检修不得影响另一台系统的运行，因此，需要考虑两台机组DCs电气控制的模式，保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道，在构建ECs时，其系统结构、与DCs的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行，还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性，同时提出相应的应急措施，确保电气系统可以在最好的状态下运行。

三、我国的自动化控制技术发展现状分析

1、PLC（可编程序控制器）

PLC—可编程序控制器的英文为ProgrammableLogicController，1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求①编程简单，可在现场修改和调试程序；②维护方便，采用插入式模块结构；③可靠性高于继电器控制系统；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制系统竞争；⑦可直接用115V交流电压输入；⑧输出量为115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨通用性强，易于扩展；⑩用户程序存储器容量至少4kB。

为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的PLC（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了PLC的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产PLC的厂家分别是：德国西门子、AEG，日本的三菱、美国AB，GE法国的TE公司等。

我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显着的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。

目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司，北京和利时和杭州和利时，浙大中控等。

2、工控PC

由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样，并且作和维护人员接受，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，他们现在也加入到了PC控制“浪潮”中。近年来，工业PC在我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，取而代之的将是其他工控机，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。

四、我国的自动化控制技术未来发展方向与策略

工业的自动化控制技术是通过丰富的科学理论基础作为支撑力量，其发展离不开计算机、通讯、建筑、微电子等技术，需要多种科学技术的共同开发，进而实现自身的发展。我国引进工业自动化控制技术与西方国家相比来说时间较晚，缺乏稳固基础与科技支撑力量。企业自动化控制技术在快速发展的道路上时常会遇到瓶颈期，然而又好又快地渡过一段段瓶颈期，是我们即将面临的最大问题。

首先，国家政策的支持。我国在向工业国迈进的路上，政策支持是必不可少的。我国是社会主义市场化经济体制，国家的工业发展战略对于每个领域行业的前景发展有着重要作用。我国工业自动化控制行业的战略规划在当前受到了考验，我们必须将一贯推行的劳动密集型产品转化为技术密集型产品，进而实现技术的创新与改革。

其次，借鉴外国先进经验。我国最早的工业自动化控制技术引进是在上个世纪80年代左右，自身起步时间比国外先进技术要晚的多，我们在将来的发展中一定要借鉴外国先进技术和经验以弥补自身的理论缺陷。

第三，重视市场效应。虽然在今后的发展当中，我们必须要借鉴国外先进的技术和丰富的经验，但是仅仅是毫无意识的模仿和跟随，只会在国际市场中让我国诸多企业自身竞争力越来越弱。我们必须要转变思想理念，拓展自身的市场，打出自己的品牌，试图走自己有特色的一条道路，进而才能够与拥有先进科学技术的西方发达国家相抗衡，争夺属于自己的一片天地。

结束语

工业自动化控制技术的不断发展，可以将人们从繁重的体力和脑力中解救出来，也可以使人们远离不良的工作环境。在另一方面，有助于能源消耗，提高工业生产产量与劳动生产率，增加人类寿命，获得更高的经济效益。所以，我国应该重视工业自动化控制技术这一行业的发展，尽快对相关政策进行调整；而各大企业也要抓住第三次科技革命的机遇，及时调整企业结构，跟上社会发展的脚步，这样才能够真正实现可持续发展。

参考文献

[1]陈军进.工业自动化技术在各个工程领域中的应用[J].硅谷，2010，（5）.

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【关键词】流程工业 综合自动化

所谓流程工业指的是一种能够连续生产的工业体系，其本身被用于我国多个行业的生产制造中，在我国经济与社会的发展中发挥着重要作用。随着我国计算机信息技术的不断发展，人工智能与智能控制被引入流程工业的过程控制中，这种引入在一定程度上解决了我国流程工业的能耗能、生产产品质量低、竞争力弱的现状，所以为了推动我国流程工业的相关发展，对流程工业的综合自动化技术进行相关研究，就有着很强的现实意义。

1 流程工业综合自动化的必要性

在我国市场竞争日益激烈的今天，在流程工业中采用综合自动化技术，对企业来说有着非同一般的意义，这也是因为流程工业本身的特点决定了其本身在生产中对综合自动化的需求。具体来说，由于近年来计算机信息技术的飞速发展，企业本身对市场的应对能力变强，这种变强使得相关企业为了生存就必须对自身的生产效率、产品质量等进行充分提高，这样才能保证自身的安全发展。此外，流程工业本身就是一个较为复杂的生产系统，这种复杂不仅使得其在综合自动化前的生产效率、生产质量较低，更使得其本身具有较强的危险性，而由于工业生产的连续性，这就使得传统的设备优化工作较难进行，在种种的流程工业发展现状中，我们能够深切感受到流程工业综合自动化的必要性。

2 流程工业综合自动化体系结构

在本文中提到的流程工业综合自动化技术，又被称为现代集成制造技术，其通过综合自动化系统完成自身对于流程工业的具体支持。在当下世界范围的流程工业自动化技术中，由于很多国家都认识到这一技术形式所能够起到的推动流程工业发展的效果，所以当下流程工业中运用的综合自动化系统有着多种类别，例如欧共体的CIM-OSA、法国的GRAI-GIM、美国的PURDUE等，在下文中笔者将对美国的PURDUE流程工业综合自动化系统与BPS/MES/PCS三层结构的流程工业综合自动化系统的结构进行具体论述。

在PURDUE流程工业综合自动化系统中，其本身分为经营决策层、企业管理层、生产调度层、过程监控层以及过程控制层五个层次，这种构成机构本身将生产过程管理过程进行明显的区分，而在这一系统中这些分层的功能实现则需要依靠计算机网络系统与数据库管理系统。PURDUE流程工业综合自动化系统的体系结构，在流程工业中能够发挥很大的促进作用，但PURDUE流程工业综合自动化系统由于本身对五层结构的分工有着不明确的问题，这就使得这一系统的开发出现了很大的困难，在这种情况下，采用BPS/MES/PCS三层结构的流程工业综合自动化系统成为了业界主流。在这一流程工业综合自动化系统的结构中，其由BPS经营计划系统、MES生产执行系统、PCS过程控制系统三层结构组成，这种结构组成有效避免了分工不明确问题的出现，在极大程度上促进了流程工业的相关发展。在BPS/MES/PCS三层结构的流程工业综合自动化系统中，其中BPS经营计划系统负责对整个生产过程的监控，以此保证流程工业生产的优化控制；而MES生产执行系统则负责对整个系统生产与经营管理中产生的诸多信息进行承上启下的管理，以此保证整个系统的顺利运行；而PCS过程控制系统在系统中则负责对产品的处理对象、客户、交货期等信息进行处理，以此保证原料供应商与客户的较好连接，在这一系列的系统功能发挥中，流程工业的产品质量与生产效率都将得到大幅度增长。

3 流程工业综合自动化的支撑环境

在流程工业的综合自动化系统中，计算机网络与数据库技术在其中发挥着举足轻重的作用，也正是因为这些作用的发挥，使得综合自动化系统能够在企业的流程工艺中起到共享资源、协调作业的作用，在下文中笔者将结合自身实际工作经验，对计算机网络系统这一流程工业综合自动化的支撑环境进行具体论述。

3.1 综合自动化系统计算机网络系统的特点

在流程工业的综合自动化系统中，作为其支撑环境的计算机网络系统本身由三级不同职责类型的局部子网络互联构成，其中作为局部子网络之一的PCS级网络、MES级网络以及BPS级网络所发挥的功能我们在上文中已经有了具体介绍，但在这里需要注意的是，流程工业综合自动化系统支撑环境的计算机网络系统本身的三级局部子网络中，其对通讯等方面的要求也存在的不同之处，这些要求的不同主要集中在通讯的吞吐量、延时、实时性等方面，针对这种情况，相关企业在对其进行应用时，就需要对相关通讯协议、拓扑结构等进行针对性准备，以此保证自身流程工业综合自动化技术的较好使用。

3.2 综合自动化系统计算机网络系统的计算模式

在流程工业的综合自动化系统中，其采用的计算模式也是其重要组成部分之一，在我当下流程工业的综合自动化系统中，采用C/S或B/S两层、三层的混合计算模式的综合自动化系统，是业界的主流。在这其中的C/S或B/S两层结构的计算模式，需要配置网络浏览器进行使用；而B/S/S三层结构的计算模式，则能够通过减少网络通信和竞争，增强综合自动化系统的处理性能；而混合结构的计算模式，则能够通过综合利用C/S或B/S两层与B/S/S三层结构的计算模式进行具体的工作。在实际运用中，B/S/S三层结构的计算模式是当下业界的主流。

4 结论

综上所述，在我国当下的流程工业中，综合自动化技术的采用能够在很大程度上促进其本身的相关进步，而为了这种进步的步伐拉大，笔者结合自身工作经验进行了本文的相关研究，希望能够以此推动我国流程工业的相关发展。

参考文献

[1]徐用懋，张猛.流程工业的综合自动化技术[J].工业控制计算机，2002（11）：5-10.

[2]邵惠鹤.流程工业自动化发展趋向与先进控制技术[J].自动化博览，2002（02）：30-35.

[3]徐用懋，张猛.流程工业的综合自动化技术概述[J].自动化博览，2003，S1：63-66.

[4]徐用懋，张猛.流程工业的综合自动化技术[J].数字化工，2003（05）：20-21.

作者简介

王金爽，男，辽宁省丹东市人。现就读于沈阳理工大学自动化专业。

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【关键词】办公自动化系统 信息化建设 协同办公

1 企业信息化建设现状

在当前的信息化时代，办公自动化系统是每一个企业信息化建设的重要组成部分，对于集团型机构而言，如何借助办公自动化系统深化企业信息化应用、全面提升企业管理效益显得尤为重要。

随着企业信息化建设的快速发展，一般的企业办公自动化系统已经逐渐不能满集团型机构的应用需求，因为与一般的企业相比，大型集团型机构有以下特点：

（1）集团机构内办公层次较多，总部下设多个部门或下属机构，甚至这些下属子机构也有多个部门或分支机构，集团机构和下属单位跨地域分布。

（2）企业规模大，业务范围广，下属单位的业务类型多种多样。例如：生产型、销售型、研究型、服务型等，各下属单位的办公自动化系统功能即有联系又相对独立。

（3）人员众多，人员情况各异，计算机和网络应用水平参差不齐。

（4）在集团企业中已经有一支拥有多年业务信息系统建设和维护经验，比较成型的信息系统维护队伍，具备一定的系统管理和维护能力。

（5）企业中运行着多种不同类型的业务信息系统，这些信息系统中保存着大量数据，系统中的信息对于企业业务运行和领导决策都有着重要的价值。

2 企业信息化建设总体分析

基于对协同办公领域的深入研究和对集团型机构协同办公需求的充分理解，设计的集团型机构办公自动化系统方案解决了企业的应用管理问题，为企业建立统一的信息访问和管理平台，加强各部门之间的协同工作，有效利用企业内外信息资源，提高管理效率提供了完备的方法，为企业的经营管理和科学决策提供了便利的信息服务支持。同时，系统具有卓越的扩展性，能够根据企业的发展进行随需应变的扩展。以更加有力的支持公司办公现代化、信息资源化、传输网络化和决策科学化。现代办公自动化主要涉及到以下几方面的内容：

（1）运用先进的管理理论和方法，实行企业经营业务、办公业务流程优化，使办公自动化系统所依赖的企业环境有明显改善。

（2）系统覆盖范围：横向覆盖公司内各部门，纵向覆盖各下属公司。建立一个友好的、多功能的、全方位的网络环境下愉快的桌面办公环境，解决领导间、部门间的协同工作以及上下级之间请求、批复等下情上达、上情下达信息传递。

（3）信息资源化：通过本系统的建设，实现文档共享数据库的分布式统一管理。逐步消除各文档数据库间无法共享信息的“信息孤岛”现象。

（4）传输网络化：充分发挥已有网络的潜力，建立高质量、高效率的企业内部网，更好的实现信息的全面共享和快速传播。

（5）决策科学化：通过办公系统，将企业内各专业业务系统的信息集成，经过统计分析，将各种信息直观地呈现在各级领导面前，为决策提供辅助支持。

（6）建立一个易维护、易二次开发、易扩展的系统，尽可能地降低信息系统的维护工作量。

3 集团型办公自动化系统的建设

3.1 集团型办公系统的体系架构

集团型企业拥有数量较多的分支机构，各分支机构分布在不同地点， 散布在全国不同地点的分支机构之间，都需要通过办公系统来实现内部行政事务处理、业务处理以及相互间信息传递的功能要求。

目前市场上的协同办公系统，在用户数不断增加的情况下，系统受到服务器性能及系统软件性能的制约，单服务器、集中式部署方式不能很好的适应公司化用户的需要。而基于多服务器、多应用的体系架构的协同办公系统，解决了大型企业在实施协同办公系统时经常遇到的如下问题：

大型企业组织结构的变化、人员的调整以及业务内容的改变，都会引起办公系统中功能的拆分、迁移、重组。协同办公系统应该能够对这种变化做出及时的响应，通过简单的配置而不是复杂的代码编写，实现对变化的支持。性能再高的服务器也难以独立支撑庞大的应用，也会有瓶颈出现，所以集团化协同办公系统采用分布式体系架构。分布式体系架构具有“随需应变”的能力，支持应用的无限拆离，这样在服务器选型上只需要服务器性能能够满足当前阶段 OA 应用和用户使用就可以，在未来系统扩展的时候再添置性能满足扩展需要的服务器即可，将应用分拆在几个服务器上，这样既满足系统更长远扩展的需要，也保证了资源的合理有效利用。

3.2 实现快速部署、快速扩展，适应企业推广要求

随着企业的发展，其业务流程、组织结构会发生变化，在信息化方面，信息系统的容量，用户数，服务器配置，都会随着公司业务量和人数、技术的更新而发生变化，在这些变化发生以后，为了让公司的信息系统更好地为公司服务，需要在保护已有投资、减少新预算的情况下，保证公司的 IT 应用系统在部署上不断适应公司业务流程和组织结构的变化，这样，要求公司的 IT 应用系统在部署上具有很大的灵活性。

大型企业管理模式多种多样，管理方法千差万别。作为管理工具的办公系统需要具有灵活的调整能力，适应不同的管理需求。需要协同办公系统具有的集中管理与分散管理相结合的特点，可以为不同的办公应用指定不同的应用管理员，同时一个应用中的不同功能模块也可以分别设置各自的模块管理员，可以将系统配置与管理工作分布到各个业务单元中进行，从而大大提升系统的应变能力和管理效率。

办公系统具有的“随需应变”的部署和管理能力，能够全方位的适应大型企业经营规模庞大、组织结构复杂、业务动态调整的特点，从而帮助集团及下属单位达到节省实施成本、降低维护费用、保护前期投资以及充分利用现有资源的目的。

3.3 对业务流程进行图形化定制管理

系统提供先进的工作流管理平台，工作流平台具有技术领先、定制灵活等特点，具有很好的系统结构和系统扩展性，能够灵活定义业务审批流程，能够处理基于表单的业务流程，能够灵活定义工作角色，管理角色与业务审批流程、角色与用户之间的 关系，从而能够实现业务流程在不同层次、不同单位的普遍适用性，并可将审批流程的管理权限下放到各使用部门及下属单位，提升流程适应企业业务变化的能力，降低信息部门维护负担。

流程定义工具中提供了会签、流程嵌套、多选一流程等功能的支持，可以根据公司的各个业务模块中对流程的要求，定义出应用到业务中的工作流。支持驳回上一环节、驳回到指定环节、撤回到上一环节、文书任意撤转、发文撤回等异常处理能力。多人并发处理时支持文件锁定功能。

3.4 灵活应对组织机构、业务模式的变化

该模块用于对公司内所有部门（中心）及其下属单位进行编码管理和维护。具有管理员权限的用户可以通过本模块新建或修改相应的组织信息，这样，即使公司内的组织单位发生了调整或增减，系统均能够通过简单地调整来适应这样的变化，从而极大地增强了系统的可维护性和适应能力。

组织机构的迁移功能，可以充分满足集团型企业组织机构不断调整变化的要求，大大提升了OA系统的适应能力，管理员通过本系统进行对整个公司的组织机构、人员职务、用户信息等的管理和维护，实现对系统用户合理分类管理。用户是机构的核心，支持添加、 删除和修改人员信息，同时可以对个人设置权限，同时支持通过鼠标选择用户的隶属部门，系统自动变更其所属的组织结构树等功能。

3.5 全面安全设计，使系统具有高级别的安全性

在系统设计和部署过程中，确保应用和数据存储的高可靠性和高安全性；保证内外网之间数据传递的有效安全防护；针对不同密级的数据和文件，提供分等级管理的手段；确保数据传输的安全加密。

办公自动化系统属内部信息管理系统，它对所有信息使用者的权限进行严格的控制，通过采用技术和行政措施手段有效阻止一切越权使用行为。具体来讲，系统的安全措施主要包括以下几方面：

（1）采用应用开发平台提供优秀的安全机制，它提供了验证、存取控制、字段级加密安全措施，系统采用身份验证来保证用户和服务器、服务器和服务器之间连接的可靠性。

（2）用户注册一天后，系统检测到用户的密码为初始密码后，自动修改为任意值，并定期发送修改密码通知，保障了OA用户的信息安全。

3.6 基于 Web 浏览器的访问模式

浏览器/服务器（Browser/Server）的体系架构已经逐渐成为目前信息化建设的默认标准，系统支持主流的浏览器，如 IE 、Netscape、Firefox 等；采用浏览器/服务器的体系机构将能够大幅度降低系统的使用和维护成本，更符合大多 数人的使用习惯，有效地支持远程办公和移动办公。

大幅度降低系统的使用和维护成本采用客户机/服务器方式，经常由于误操作导致的系统不稳定使系统维护人员在较长的时间里疲于奔命；采用浏览器/服务器方式，由于系统的应用通过应用服务器的解释在服务器端进行统一，因而可以远程维护客户的大部分需求，从而降低系统的运行成本。

更符合大多数人的使用习惯，由于 Internet 的普及，人们以及习惯于使用浏览器进行上网浏览。我们在日常办公系统中采用浏览器作为用户界面，将使得系统的用户能够轻松地进行办公系统的使用和操作，而无需去学习和掌握对他们来说十分陌生的 Lotus Notes 客户端的使用。

3.7 卓越的系统性能才能保证系统的高效办公支持

大型企业的员工数量通常较多，随之产生的问题就是办公系统内有大量的注册用户。企业分支机构众多，各分支机构都会有自己的管理机关，从而导致活跃用户总量非常庞大。

大规模用户使用协同办公系统，系统性能显得尤为重要，系统性能需要从系统硬件环境、操作系统、平台设置及应用程序等各方面对系统优化配置上，只要保证了大规模用户同时在线访问的优异性能指标，能够满足大用户并发的企业日常办公的不间断运行。

作为企业级应用的信息化管理平台，系统除了要具备完善的功能外，还要有良好的性能。目前我公司用户注册数已达2530余人，使用管理流程近260个，每日访问量约1700次/天，并行用户数达400余人，整个系统由中心节点和多个终端用户组成。办公系统部署2台服务器，分别是OA应用、OA邮件系统，同时将2台服务器连接盘阵系统，并通过HA部署成双机互备实现高可用。

3.8 全面支持移动办公，方便异地办公

在公司的办公系统中，很多的文件或报告需要相关管理人员及时的审查和批示，各级领导也需要及时掌握企业实时的生产经营情况。但是，如果对于经常出差在外的领导和员工，以及各下属单位来说，他们不能在单位办公，这样会造成大量需要处理的文件堆积，严重影响了管理业务的效率，有些时候甚至会造成重大损失。可以根据需要，提供两种技术实现领导出差和下属单位人员的异地办公工作的需要，出差人员可以通过安全加密的VPN通道访问进入公司的办公自动化系统，也可以通过智能手机访问公司的办公自动化系统，这样很好的支持移动用户随时随地接入公司内部网络、安全高效的移动办公。

4 系统的功能

神东电力办公自动化系统能处理企业具体的各项办公业务，其功能涵盖了个人事务、个人邮箱、公文管理、办公信息、公共信息、系统管理等方面的内容，下面将对各项功能作简单的描述：

（1）个人邮箱：包括邮件的收发管理。是公司内部使用最广的文件传输工具。

（2）个人事务：完成各级管理者个人的日常事务处理工作。主要有领导交办、委托办理、个人设置、传真信箱等。

（3）办公信息：行政办公方面的工作。主要功能有领导日程、工作平台、文档中心、督察督办、工作计划等。

（4）公文管理：使用系统公文管理模块， 通过管理流程可以完成工作计划、方针目标、反馈信息的编制、审核、批准、下发等工作。主要功能有发文管理、收文管理、会议纪要、签报管理、公文统计等。

（5）公共信息：公共使用及阅览的公用平台。主要功能有常用资料、常用信息、培训资料、信息报送平台、公共通讯录、沟通平台等。

（6）综合业务管理

人力资源管理：人力资源管理方面的审批。主要有：出差审批、辞职流程、请假审批、企业年金支取审批、医疗保险住（转）院审批表、例外报表材料报送审批。

财务管理：公司财务管理方 面的审批。主要有：个人借款审批、客饭审批、零星费用审批、住房公积金支取审批。

培训管理：公司培训管理涉及到的审批。主要有：公司培训审批、培训教材需求审批、外出培训审批、学历教育申请、资质资格培训申请。

招投标管理：公司招标项目的合同及实施情况进行全面管理。主要有：合同管理、招标管理、招标项目登记、招标台帐管理。

行政管理：公司行政管理方面涉及到的审批。主要有：固定资产审批、接待管理、用印审批、综合报表管理等。

（7）电子期刊：电子期刊将在企业内部的办公自动系统中定期生成企业内部电子刊物，整个电子刊物的浏览和管理都能够基于浏览器。电子类的读物，主要有决策参考、安全简报。

（8）系统设置：对整个OA系统各个模块进行统一调度管理，本模块只有系统管理员有权限操作。由于该系统是对收发文的全过程通过角色、权限进行控制， 对查询文档资料也要通过角色分级浏览等。所以需要用系统设置来注册、管理用户，并分配用户相应的角色或权限， 建立用户组， 定制公司及各部门、各下属单位公文，定制网上流转所需的各类管理流程。

以信息化技术为支撑，构建一个实用、高效的企业信息化管理平台。实现业务的协作和流程的管控。通过系统的实施与应用，为企业的信息化管理提供支撑。改进目前的管理与决策方式，进一步提高公司的整体管理水平、工作效率和市场竞争力。

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【关键词】工作过程 电气自动化技术 课程体系 优化

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）05C-0083-03

近年来，随着广西区经济的高速增长、电气自动化行业的迅速发展，新知识、新技能、新技术、新设备层出不穷。因而，社会对电气自动化技术人才的需求也更加迫切，企业对毕业生的技能结构与知识结构提出了更高新的要求与希望，要求毕业生要具备一定的岗位针对性和适应性，具有一定的运用高新技术的能力和一定的横向扩展能力。在此情形下，柳州职业技术学院电气自动化教学团队与时俱进，对本专业课程体系进行了不断调整与优化，走出了一条创新电气自动化技术专业办学之路，培养出满足职业岗位群工业控制系统设计、安装、调试、运行、维护、检修、营销，满足电气自动化事业发展需求的高素质技术技能型人才。

自2006年以来，柳州职业技术学院在行业企业工程技术专家、教学管理专家的指导参与下，通过对广西工业重镇的柳州市汽车制造、钢铁冶金、机械加工等行业企业相关的岗位进行工作任务分析，构建了以典型工作任务为导向的高职电气自动化技术专业课程体系及教学内容，并进行了教学实施。虽然取得了一定的成效，但是以工作过程的典型工作任务为主线的课程体系不突出，加上学院国家级示范性课程改革建设和内涵建设需求，也迫切需要对电气自动化技术专业课程体系进行调整与优化建设。如何调整与优化专业课程体系，培养满足电气自动化事业发展需求的高素质技术技能型人才，是值得高职院校研究的重要课题。本文试对基于工作过程的高职电气自动化技术专业课程体系优化进行研究。

一、课程体系的优化原则

电气自动化技术专业课程体系的重新优化必须满足培养人才知识、能力（见表1）以及素质与职业道德（见表2）的要求（见图1）。达到基础理论知识够用、专业岗位实践能力能用；素质与职业道德培养应包括团队协作精神、忠诚责任质量意识、纪律规范诚信意识的培养。

专业课程体系优化需要考虑：要全面兼顾素质与职业道德、知识、能力的培养；要努力适应时代要求；要依托行业、满足服务地方经济发展的需求。因此，在创建专业课程体系时，应着重考虑以下几方面：第一，巩固基础知识；第二，强调岗位针对性；第三，突出灵活性；第四，体现以人为本的“教”与“学”的合作性；第五，课程内容整合的有机性；第六，课程体系衔接的合理性；第六，课程内容体现前瞻性、超前性和先进性等。

二、课程体系优化的设置

电气自动化技术专业课程体系结构设计的优化是根据专业人才职业岗位群、技术领域及横向扩展的要求，确定职业岗位能力和专业技术知识；结合柳州职业技术学院所处地方行业产业情况及生源情况，确定专业课程体系优化设置。

（一）课程体系总体结构设置

我们按照“学生需求与企业需求并重”的原则，形成了由“内容维度”和“形式维度”构成的课程体系“二维”模型（见图2）。两个维度包括四个模块的教育教学活动，共同构成完整的课程体系，形成教育合力。

（二）专业课程体系结构设计优化的分析

1.内容维度，包括“基本素质教育体系”和“专业能力培养体系”，教学目标来源于行业企业对学生的需求，二者相互协调彼此渗透，共同构成完整优化的课程体系。第一，“基本素质教育体系”是人才培养的前提与基础，主要以学生思想道德、职业素养、身心健康等基本素质和职业综合能力培养为主，同时渗透专业特点和行业企业需求，重点解决学生“如何做一个社会人”的问题。第二，“专业能力培养体系”是人才培养的深化与专业化，主要以学生专业理论知识和专业技能培养为主，渗透职业素养和职业综合能力的培养，解决学生“如何做一个职业人”的问题。

2.形式维度，包括第一、第二课堂，二者是课程体系中不可缺少的重要组成部分。其中第一课堂以课堂教学为主，侧重传授理论知识和培养专业技能，是教育教学的主渠道；第二课堂以学生课外实践活动为主，侧重实践锻炼和学生个性的发展。

（三）专业课程体系结构设计的优化

按照学院“校企合作，工学结合”人才培养模式的思路，通过多次对地方行业企业，尤其是对柳州市三大支柱产业的深入调研分析，充分了解人才需求情况，根据企业对学生的能力要求和证书要求，形成并实施了电气自动化技术专业“343”工学结合人才培养模式，既注重学生素质、技能、能力的全面提升，又满足岗位职业资格证书要求。重新调整教学模式，新“343”教学模式见图3所示。

从图3可看出，新的专业课程体系包含以下四个领域：基础领域、专业领域、特色与拓展领域、创新领域，突出职业素质、职业技能的培养。新的专业课程体系详见表3所示。

围绕专业人才培养目标，深入开展社会调研与工作分析，归纳出本专业毕业生对应的新19项典型工作任务，根据新典型工作任务与职业能力需求，以工作过程为导向，系统设计专业课程结构。典型工作任务表如表4所示，电气自动化技术专业课程体系结构如表5所示。

（四）专业课程的实施

1.专业课程的教学实施普遍采用以解决问题、完成任务为主的“教、学、做”一体化教学模式。以学生作为教学活动的主体，以完成项目任务的过程作为教学活动的中心，以工作过程为主线组织实施教学，让学生通过参与项目任务，发现问题、提出问题、解决问题，充分调动学生的学习积极性，激发自主学习的动力，提高学生学习能力，使学生在完成一个个完整的任务中掌握解决问题的方法，学到知识和技能，提高职业综合能力。

2.专业课程的教学方法大多运用项目教学法、引导教学法、任务驱动教学法、案例教学法、角色扮演法、仿真教学法等，努力培养学生专业能力、社会能力、方法能力，促进教学质量及教学效率的提高。

3.专业课程普遍采用过程性考核与终结性考核相结合的方式，注重学习过程的监控，根据不同课程特点制定考核标准，创建以职业综合能力为主的考核方式，以社会能力、专业能力与方法能力等为考核内容，对学生综合能力进行全面、公正、客观的评价。

三、专业课程体系优化的成效

在学院示范性课程改革建设和内涵建设过程中，通过对基于工作过程的电气自动化技术专业课程体系优化与实施，柳州职业技术学院取得了以下成绩：一是国家级示范专业建设项目、国家级高职建设中央财政重点支持专业、自治区级教学团队、自治区级示范实训基地等4个方面都实现了零的实破。二是可编程控制器、机床电气线路维修两门课程均获得自治区级精品课程；《“环网柜的操作与维护”实践教学设计》获第三届全国实践教学竞赛课程建设方案设计比赛三等奖；三是拓宽了学生的校外专业顶岗实习的实现空间和途径。四是毕业生专升本率、就业率、就业对口率明显提高。由于培养目标明确，教学管理规范，毕业生深受企业欢迎，近三年平均就业率为96%。用人单位对本专业毕业生在遵纪守法、吃苦耐劳、团结协作、爱岗敬业和诚实守信等方面予以充分肯定，100%的毕业生得到用人单位“称职”以上的认可，特别是对学生在基层工作岗位上的实践动手能力给予了高度的评价。涌现出一批受到用人单位欢迎的优秀毕业生。五是近三年的维修电工（中级）职业资格技能初次鉴定的平均通过率达98%以上。

总之，在基于工作过程为导向电气自动化技术专业课程体系优化建设中，以培养专业技术应用能力和职业素质为主线，构建专业课程结构体系，实施“343”教学模式，使课程体系结构设计更趋合理，课程内容更具有时代性。从柳州职业技术学院近三年毕业生就业形势与用人单位对电气自动化技术专业人才评价来看，改革后的课程体系更符合高职教育的发展，紧扣专业人才培养目标，更有助于高素质技术技能型人才的培养。

【参考文献】

[1]邓英剑，刘忠伟，邓根清.高职冶金机械专业课程体系优化建设研究[J].职业教育研究，2008（8）

[2]张映红.关于高职机电设备维修与管理专业课程体系的探索[J].职教论坛，2011（2）

[3]黄依珍.谈谈虚拟实验在课程教学中应用[J].装备制造技术，2011（3）

【基金项目】2012年柳州职业技术学院教改项目（2012C002）；2009年柳州职业技术学院基金项目（2009B18）

篇5

关键词：职业标准；维修电工；电气自动化技术专业；学习领域课程开发

【中图分类号】G71

基于工作过程的学习领域课程的开发，已成为近年来高等职业教育课程改革的热点。基于工作过程的学习领域课程的实质，在于课程的内容和结构追求的不是学科架构的系统化，而是工作过程的系统化。职业教育的课程开发必须打破传统学科系统化的束缚，将学习过程、工作过程与学生的能力和个性发展联系起来，将“工作过程的学习”和“课堂上的学习”整合为一个整体，将职业资格研究（包括职业分析、工作分析、企业生产过程分析）、个人发展目标分析与教学分析和教学设计结合在一起。

高职电气自动化技术专业中维修电工的考证及学习是重要项目之一，该专业的核心能力对应的职业是维修电工。因此，以“维修电工”国家职业资格为标准、以高职人才培养为目标，将维修电工职业标准有机地融合到专业学习领域课程开发中，以项目为导向、工作任务为载体，重建专业方向课程体系，以解决专业教学与“维修电工”考证相互脱节的问题。

一、确立专业及其面向的职业岗位分析

根据企业调研，维修电工在不同工业部门如机械与设备制造、汽车与配件工业、电子工业，从事自动化生产。除操作自动化生产设备以外，这些设备的维护成为其专业工作的重点。此外，维修电工参加生产设备的建造和改造，进行电子维修，在车间维修并制造电子、自动化和信息技术的组件和仪器。符合专业要求的工具、测量仪器和测试材料、旨在有效完成任务的工作和工作岗位设计以及与同事进行符合专业要求的交流，都属于维修电工的任务要求。同时，还要考虑经济、社会和生态的不同要求以及由此引起的对职业行动的要求。维修电工能对任务进行整体性观察并在完整性的工作过程背景下对其进行组织，也就是说，借助其企业关联知识关注过程的衔接并与其他部门（机械保养、物流、制造计划等）合作。

二、提取、划分、分析典型工作任务学习难度范围

电气自动化技术专业中以电气设备的运行、安装、调试与维护及营销服务等职业岗位为导向，重点突出技能培养，根据职业能力要求提炼难度1-4级的典型工作任务。

（一）职业定向的工作任务（学习难度范围1）

工厂车间照明设备的安装与维修、普通机床电气设备的安装与维修、电机的安装与维修、小型电子设备的调整与改装、工厂供电系统的计划与实施、做计算机控制系统的计划与实施、印刷电路板的设计与制作、现场总线与工业以太网的构建与维护。

（二）系统的工作任务（学习难度范围2）

交直流调速系统的安装与调试、设备运行的检测与控制、电气设备控制的安装于调试、生产过程的组织与实施。

（三）蕴含问题的特殊工作任务（学习难度范围3）

电气设备的调整与改装、数控设备的维护。

（四）无法预测的工作任务（学习难度范围4）

生产设备的调整及生产质量保障。

三、构建电气自动化技术专业维修电工方向教学计划

根据典型的工作任务，提炼支撑课程，形成了12门理实一体化的学习领域课程。

学习领域课程编号 学习领域课程 基准学时

小计 第一学年 第二学年 第三学年

1 电工基本技能 2周 2周

2 电气设备安装与维护 4周 4周

3 电子技术应用实训 4周 4周

4 电气绘图技术实训 8周 8周

5 PLC应用技术 5周 5周

6 组态控制技术 2周 2周

7 传感器技术及应用 4周 4周

8 交直流调速系统与应用 3周 3周

9 集散控制与现场总线 3周 3周

10 单片机应用技术 4周 4周

11 自动化课程综合实训 5周 5周

12 自动化课程设计 2周 2周

合计学时 1196 468 286 442

四、建立学习领域课程教学计划（举例）

以《自动化课程综合实训》学习领域课程为例，建立讲授单元和行动单元学习任务和内容。讲授单元主要对PLC的组成与基本工作原理；PLC的编程软件及编号范围；基本逻辑指令表示方法及其应用方法；掌握梯形图的绘制原则及PLC设计原则、步骤和方法；对典型生产线工业控制对象进行系统的意见设计、系统的软件设计、安装调试设计，共计150课时。

行动单元中建立五个子学习领域课程：

1、控制方案的初步设计（学时：12），学生根据项目设计要求对现有自动化生产线及需改造的生产线进行调查，并据此形成初步控制方案，讨论并完善，最后提交具体可操作性的控制方案。

2、交流电机的PLC变频控制（学时：48），根据项目设计要求对交流电机的控制所需器件进行选型，了解并掌握器件使用完成交流电机的PLC变频控制子系统，并进行系统测试调试，最后提交相关技术文档。

3、物料分控系统的PLC控制（学时：24），根据控制方案要求对物料分控所需器件进行选型，了解并掌握器件的使用方法，完成物料分控子系统，并进行系统测试调试，最后提交相关技术文档。

4、机械手的PLC控制（学时：30），根据控制方案要求，了解并掌握机械手的使用方法，完成机械手控制子系统，并进行测试与调试，最后提交相关技术文档。

5、系统综合计划与调试（学时：36），根据控制方案要求，对全系统进行联合调试，分析并找出其中的问题，完成全系统了，并提交相关技术文档。

将维修电工职业标准融合到高职电气自动化技术专业的学习领域进行课程开发中，解构原有的基于知识储备的学科体系架构课程，重构基于知识应用的行动体系架构课程，凝练工作过程要素，在现实的职业资格基础上，培养学生普适的职业资格，为未来的职业资格奠定基础，提升学生的“职业竞争力”。通过学习领域课程的开发研究，可有效的优化学校课程资源，在有限的课时内发挥课程最大的作用；可优化课程结构，提高人才培养质量，体现高等职业教育人才培养的特色；为相关专业的课程结构的改革提供思路，使之更加适应培养学生综合职业能力和全面素质的需求。

参考文献：

[1]王平均，王伟，韩宝如.基于工作过程的课程考核评价体系研究――以高职维修电工实训课程为例[J].辽宁高职学报2013(5):49-51.

[2]刘勇,段保才.高职教育课程模式的选择――基于工作过程系统化的学习领域课程模式.中国高教研究,2011(6):85-89.

篇6

【关键词】石油化工 经济 自动化 关键技术

中图分类号： F407.22文献标识码：A 文章编号：

虽然，目前我国的石油化工业的整体产品质量、生产工艺、以及管理水准、自动化技术、信息化工作进程水平等方面与国外发达国家相比还有着不小差距。但我国高度重视石油化工自动化技术的发展。目前我国在石油化工业自动化技术研究与发展所取得的长足进展也说明了石油化工业综合自动化的应用前景非常广阔。

1 石油化工能源性产业关键技术的结构构成

一般而言，大型石油化工集团企业或相关行业都非常注重自动化发展水准以及实践应用成效的优化体现。因此，这些企业无不具备先进规模化的信息集成系统。如，美国、日本、英国等的上百家炼油企业、化工产业都已经实施过了CIMS计划。而其目的就是进一步提升自动化应用管理水平，促进产业化经济迅猛发展。常规而言，石油化工业在引入自动化应用技术时一般都会考虑以下几点。

其一，安全。所谓安全则是为自动化控制系统、检测板块、以及设备的运作装置等提供安全运行保障，具体的保障举措则是对装置系统、控制系统、检测系统等进行定期检查故障或阶段性维护等。

其二，成本。显然，成本问题则是考虑投入自动化技术应用研究所用的总体投资，这种投资一般需要先进技术工艺、技术指标权重等的分析与测评，以此才能衡量出具体的建模技术、控制技术等的最高输出作业效率，最终分析出降低生产物料能耗、资源耗损等的投资比重，保证最大化成产效益。

其三，运作效率。通过有组织、有规划的计划调度与先进工艺流程模拟技术等来加强设备的生产效率以及实际作业利用率等。其四，核心竞争力。这种核心竞争力的体现显然与自动化应用技术有着直接重要联系，一般会通过诸如ERP、SCM、CRM，电子商务，以及价值链等技术进行辅助，从而才能确保企业价值增值，在原有的技术硬件基础上提高自身综合实力。具体而言，结合国内外先进自动化技术的发展形势去看待自动化关键技术结构，可将其主要划分为三层结构。

PCS（过程控制系统）为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统（DCS）、现场控制系统（FCS）、多总线网络化控制系统、传感器技术、特种执行机构等。这是最基础的一层，是过程控制层,即按照生产计划,使用尽可能低的消耗,稳定的生产出更为优质的产品;

以MES（生产过程制造执行系统）为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术、先进计划与调度技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术等。中间一层是数据处理及工厂管理层,是由管理网及网上的服务设备构成的;

（3）以ERP（企业资源管理）为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理（ERP）、供应链管理（SCM）、客户关系管理（CRM）、产品质量数据管理（PqDM）、数据仓库技术、企业电子商务平台等等。这是决策层,生产是由计算机自动管理的按公司决策、市场分析、经济利益进行的。

2 石油化工业自动化的关键技术

2.1 数据库信息集成

石油化工业自动化技术的主要载体是信息集成，而数据库管理则是确保信息集成得以实现的必要基础。由于石油化工行业有着自身行业特性，它往往需求庞大的海量数据加以处理、同时能够对数据进行开发与应用，以此才能体现数据库管理系统的强大功能与实用价值，促进石油化工业实现管理系统的各项经济指标控制。所以，数据库管理系统基于此种海量信息需求处理的形态下，就要实时对数据的产生加工过程进行监督与控制。而负责监督与控制的数据库运用载体则为关系数据库与实时数据库。这两种数据库能够作为系统信息的集散地，并可独立完成相应操作，且能相互协调进行。这样，通过信息集成化的数据库后台数据加工处理，就能把各种信息加以充分运用，并实现信息集成共享，以此保障了信息的增值与充分利用。

2.2 决策支持

（1）经营决策分析。石油化工业生产经营过程同样与其他企业一样需求决策支持，即经营决策是指导石油化工业生产经营活动的执行准则，同时也是一项重点执行内容。但是，由于传统管理模式下的决策支持往往缺乏相应的经验积累、决策质量不高、随意性幅度较大等缺点。而当前结合信息产业技术下的ERP、CRM、SCM等信息系统的出现，使得各项决策与同行业信息、数据等能够加以整合并实现优化，从而利于当前石油化工业的经营生产决策部署，提高自动化应用水准。

（2）成本效益分析。成本效益分析的本质目的在于提高各项业绩指标的利润最大化。一般而言，石油化工业自动化生产经营过程中，所必须加以进行盈亏生产方案分析的一项工作就是实际成本投入与计划成本之间的对照工作。即分析好这一过程的经济指标并进行及时调整，能够利于企业决策质量上升一个档次，更贴近企业生产经营实际情况。

2.3 流程模拟运用技术

简单说，流程模拟就是对石油化工自动化经营生产过程加以模拟，即建立出反映生产原貌形态的过程模型。我们知道，炼油生产直至后续的原料油品经营过程所涉及到的内容非常多，并且过程复杂，因此，当前在石油化工业运用综合自动化技术中的流程模拟加以充分运用，将生产工艺机理与整个系统化炼油生产过程加以紧密结合开来，势必会提高石油化工生产过程的结构优化能力。而除此之外，在石油化工业中还有着测量、机械故障诊断等技术都是自动化领域研究的重点问题。

2.4自动化技术未来增长点

以低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构为基础建立低排放、低能耗、低污染的新经济发展模式促进了自动化技术的发展。我国二氧化碳排放量、工业能耗普遍偏高。其中，原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于国际领先水平。为实现到 2020年单位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 40％~45％，需要探索一条适合我国国情的低碳经济发展途径，石油化工行业是重要行业之一。而发展新经济无疑将促进自动化技术的发展，风能、核能、太阳能综合利用，市政、楼宇、环保等自动化技术将成为未来自动化市场的增长点。黄步余总结说：“石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求，这促进了石油化工自动化技术的不断发展，另一方面，自动化技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。”

结束语

总之，在当前石油化工行业中努力开发自动化工作建设进程应用技术非常重要。一方面，提高石油化工业的自动化水准能够提高产业价值、降低生产经营成本，提高产品质量；另一方面，随着当前市场经济需求的愈发强劲，自动化应用技术的前景也愈发广泛，各行各业中也必然脱离不开自动化应用技术。为此，石油化工业加强自动化技术的研究与应用并最终再次做出突破，势必会提高自身产业核心竞争能力，在国内市场中占据主导地位。

参考文献

[1] 王晓光,王厉,厉励. 石油化学工业信息化和自动化控制技术的现状及发展[J]. 河南化工, 2004,(03) .

[2] 李志阳,胡晓亮. 论石油化工自动化技术的发展现状及关键所在[J]. 民营科技,2009,(10) .

篇7

关键词：水工业 自动化控制技术

1．控制系统的智能化、分散化、网络化

工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化，而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。

1.1现场总线的崛起

半个多世纪以来，工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统，当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点，DCS既是一个过程控制体系的名称，有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品，这种DCS系统相对较为封闭，而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的，因此相对较为开放。

与早期的一些控制系统相比，DCS系统在功能和性能上有了很大进步，可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制，但其仍然是一种模拟数字混合系统，从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递，仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输，而不是数据通信，难以实现仪表之间的信息交换，因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现，从而由集散控制过渡到彻底的分散控制，正是在这种需求的驱动下，自20世纪80年代中期起，现场总线便应运而生，并通过激烈的市场竞争而不断崛起。

FCS成为发展的趋势之一，是它改变了传统控制系统的结构，形成了新型的网络集成全分布系统，采用全数字通信，具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点，形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络，顺应了控制网络的发展要求。

1.2现场总线的现状和标准化问题

目前，国内、外的现场总线有60几种之多，由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景，在商业利益的驱动下，导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下，修改后的IEC 61158.3～6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集，它们分别是：①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158)；②Control Net；③Profibus；④P―Net；⑤FF HSE；⑥Swift Net；⑦Word FIP；⑧Intferbus。这8种现场总线中，④、⑥是用于有限领域的专用现场总线；②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来，本质上以远程I/O总线技术为基础，通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能；①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来，具有总线供电和本征安全功能；①、⑧属于现场设备级总线，②、⑤属于监控级现场总线；③、⑦则是包括两个层次的现场总线。

以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议，例如：Profibus采用的是令牌环和主/从站方式；FFHSE是CSMA/CD方式；WordFIP是总线裁决方式。因此，要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面，系统集成将面临更为复杂的任务，系统集成技术也将会有很大的发展。

1.3现场总线的新动向―工业以太网

长期以来的标准之争，实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展，人们开始寻求新的出路，一个新的动向是从现场总线转向Ethernet，用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术，在IT领域已被使用多年，已有广泛的硬、软件开发技术支持，更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架，可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用，国际上成立了工业以太网协会，开展工业以太网关键技术的研究。

2．管理控制一体化

工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。

2.1何谓管控一体化

在市场经济与信息时代的飞速发展中，企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大，现代工业企业对生产的管理要求不断提高，这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制，同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。

2.2现场总线为管控一体化铺平了道路

企业信息网络是管控信息集成的基本条件，没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集，建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享，以及与外部世界的信息沟通。

水工业和一般企业网络大致可分为3层，即企业管理层，过程监控层和现场控制层。

管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成，把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备，此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络，充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点，为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。

2.3管控一体化的支持环境与系统集成

基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加，现场总线的应用越来越广泛，制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局，管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。

如前所述，在多总线并存的局面下，系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接，并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通，使之成为一个可以满足用户需求的整体。

目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品，形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等，管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think&DO、Lntellntion公司的iFIX等。

3．对水工业自动化发展的思考

篇8

在安监总局〔2011〕108号文的要求下，神东煤炭集团（以下简称神东集团）已逐步实现了“六大系统”的建设工作。整个系统在建设完成后，可实现井下生产井上呈现、井下生产井上控制，但同时由于缺乏统一规划，建设分散，也面临着系统多、管理分散、维护困难等诸多问题。为了解决所面临的问题，神东集团在业界首次提出了“一网一站”系统建设构想。

去年底，神东集团把该项目列为2013年十大科技创新项目之一，由神东集团与其合作方共同成立专门的团队对该项目进行研发，并于今年5月份完成上湾矿的实验试点，获得圆满成功。

记者了解到，其中的“一网”是指通过建设万兆环网实现对无线通讯系统、人员定位系统、车辆定位系统、监视监控系统（工业电视）、语音广播系统、调度指挥系统、工业自动化系统、安全监控系统（各类安全传感器）系统的统一接入、统一承载、统一管理。高达万兆的环网及千兆的子环网组网方案，不仅可满足大颗粒业务（如监视监控系统）的承载需求，还支持HQoS，确保分用户分业务保证服务质量，最重要的是具有多重保护功能，可保障极端环境下通信顺畅，为矿山安全作业保驾护航。

“一站”是指通过一个综合分站集成包含3G无线通信、定位、IP电话、语音广播以及Wi-Fi在内五大业务分站。综合分站可对外提供5种本安接口，与矿山现有的业务支撑系统无缝对接，实现井下多种业务的统一数据接入、统一通道回传。

上湾煤矿是神东煤炭集团主力生产矿井之一，位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，定生产能力为1400万吨/年，服务年限65年，曾创造过矿井原煤生产效率158吨/工，回采工作面原煤生产效率859吨/工，井工矿单井单面原煤生产效率世界最好水平。在“一网一站”项目实施中，上湾矿采用CDMA2000制式，打造了井下移动通信专网，并实现专网与公网互联互通，一部手机即可井下井上通用，并通过Wi-Fi技术实现井下数据业务的高速无线接入；在调度上首次实现了有线调度与无线调度融合，通过一个调度台即可同时对井下手机及固定电话发送调度指令；在定位上选择了基于Zigbee技术的飞行时间定位方案，将定位精度由以前的区域性定位缩小至10米，使得井下人员车辆管理、协助事故应急救援及遏制超定员生产等更加便利；在广播上选择AllIP数字广播方案，使得广播分区更灵活，声音穿透力更强。

目前，“一网一站”项目已经在神东集团下属各矿逐渐推广。而同样作为今年大力推进的十大科技创新项目之一的神东区域自动化控制技术研究与应用也取得了重要进展，基于PSI系统平台建设的五个阶段已完成项目分析、系统规格书、数据分析和系统模型建立这三个阶段，目前正在积极进行第四阶段的系统开发和功能配置；第五阶段调试验收预计从今年11月开始，年底实现在大柳塔煤矿上线试运行。

篇9

【关键词】机器视觉 应用研究 识别 预处理 labVIEW

1 引言

机器视觉主要研究用计算机来模拟人的视觉功能，通过摄像机等得到图像，然后将它转换成数字化图像信号，再送入计算机，利用软件从中获取所需信息，做出正确的计算和判断，通过数字图像处理算法和识别算法，对客观世界的三维景物和物体进行形态和运动识别，根据识别结果来控制现场的设备动作。从功能上来看，典型的机器视觉系统可以分为：图像采集部分、图像处理部分和运动控制部分，计算机视觉是研究试图建立从图像或者多维数据中获取“所需信息”的人工智能识别系统。正广泛地应用于医学、军事、工业、农业等诸多领域中。

2 视觉技术研究与应用的必要性

视觉技术在国内外发展极其必要。2008年经济危机极大冲击了美国至全球的各个领域。美国汽车制造业 “Big Three”频临破产，进一步自动化是唯一出路。美国政府推行“Made in US” 计划。出台多个政策刺激鼓励企业技术发明创新，视觉技术的应用就显得非常必要。近年在国内，劳动力工资成本大幅提高，很多生产企业迁移到人力资源更低廉的国家和区域，食品、医药质量事件不断。“Made in China”在世界声誉亟需提高，为提高质量保持竞争力，各领域的视觉检测及高度自动化势在必行。视觉检测对工业自动化的重要性与日俱增，工业自动化需求对视觉技术的推动高度集成化。

3 国外典型研究与应用

对于机器视觉技术，世界各国都在研究与应用。1994年S.T rika等研究了一种基于机器视觉的多面体零件特征提取技术，获得零件特征。1998年，J.Merlet等将机器视觉技术应用于部件装配。同年， Du-Ming Tsai等将机器视觉和神经网络技术相结合， 实现对机械零件表面粗糙度的非接触测量。2003年，Eladaw .iA.E将机器视觉技术用于数控铣加工中， 以获得实时加工数据。日本的视觉识别机器人研究，从数量或研究成果看都占据着明显的领先地位.美英德韩也都在开展相关研究。国外的卡耐基-梅隆M.A.Smith等提出了一种在视频帧中检测文字的方法。韩国Soongsil大学的Kim基于支持向量机和Camshift算法检测视频帧中的文字。

4 国内典型研究与应用

相对国外，国内计算机视觉技术应用研究起步较晚，与国外有差距，还需进一步在深度、广度及实践方面作出努力。国内的李留格等采用BP神经网络来进行轮胎胎号字符识别；李朝辉等利用形态算子提取视频帧的高频分量，把文本字符从复杂的视频中分离出来；周详等利用改进的BP神经网络对字符进行识别，提高了识别率和识别速度。字符识别技术是机器视觉领域的一个重要分支，在文字信息处理，办公自动化、实时监控系统等高技术领域，都有重要的使用价值和理论意义。本文以输血袋的字符识别为例介绍机器视觉在工业智能检测中的应用。

5 机器视觉识别技术应用实例

当前，机器视觉已成功地应用于工业检测领域，大幅度地提高了产品的质量和生产效率。企业中用于检测输血袋编号。在血袋生产过程中，血袋上的字符编号的正确和唯一是必不可少的检测信息。依靠工人的肉眼逐条检测带状转印薄膜上的字符串，来追踪血袋编号是否错印，劳动强度大，效率低，不能从根本上保证检测质量。一旦血袋编号出现重印、错印将会发生严重医疗事故，因此一种基于机器视觉技术的血袋编号字符的提取、识别与错误反馈于一体的检测系统就适时、必要的诞生了，用以提高一次性血袋出厂编号的检测精度和自动化水平，保证产品质量，解决生产实际问题。

5.1 字符在线识别系统组成

为达到识别目的，识别系统由硬件和软件构成。硬件系统主要有血袋编号检测台机械结构、LED阵列照明系统、血袋编号图像采集系统、摄像机和计算机等。软件部分是系统的核心，主要由图像预处理、字符定位、字符倾斜校正、字符分割、字符识别等部分组成。

5.2 识别系统的实现

本系统基于labVIEW编程、图像处理、微型计算机接口技术等实现输血袋的文字在线识别。使用图像灰度化技术、平滑、校正、直方图均衡化等技术进行图像预处理。使用投影定位法等对字符进行定位。使用投影法、模版匹配等进行倾斜角度调整。使用垂直投影法对字符进行分割。使用了BP神经网络来识别分割后的字符。为提高识别率，设计训练了三个神经网络：字母网络、数字网络、字母与数字网络。

5.3 实验结果

利用该系统做过多次实验，测试了大量数据，整体看，系统稳定可靠，系统对输血袋文字识别程度非常高。本系统提高生产效率和生产过程的自动化程度，并为机器视觉系统应用于此种生产线，提供了成功的先例和经验。但由于各种原因，也会对识别的结果有一定的影响，因此，在识别率方面，尚有一定的差距。

6 机器视觉技术在应用中存在问题

虽然机器视觉技术目前已广泛应用到各领域，但由于其自身或配套技术上仍有不完善的地方，要广泛的应用还有一定限制。而图像处理算法的效率高低是计算机视觉成功应用的关键，尽管国内外都提出一些新的算法， 但是大部分仍处于实验阶段。特别是有复杂背景的工业现场，对视觉识别技术的识别率和精度降低。

7 结束语

机器视觉技术应用前景极为广阔，目前应用于生产生活各领域，但我国发展滞后，在工业检测中离实用化、商业化还有差距，因此亟待提高我国机器视觉技术的发展速度和水平，达到工业生产的智能化、现代化，为我国的现代化建设做出应有贡献。

参考文献

[1]周平，王思华.基于机器视觉技术的压缩机编码识别系统设计[J].PLC技术应用200例，2009.

[2]范祥，卢道华，王佳.机器视觉在工业领域中的研究应用[J].现代制工程，2007.

作者单位

篇10

关键词：智能制造；机联网；机械行业；两化融合

“两化融合”就是通过工业信息化过程达到建成信息化工业目标。手段方法是信息化，实现目标是信息化的工业。信息化的工业是现代经济、信息社会的基础。所谓“两化”，工业化的需求是牵引；信息化的技术是驱动。在“两化融合”发展框架下智能制造是提高我国装备、产品自主知识产权，提高技术含量的重要技术手段。

1.机械智能制造的发展现状

（1）我国对智能制造的研究始于20世纪80年代末。在最初的研究中在智能制造技术方面取得一些成果，进入21世纪以来的十年中智能制造在我国得到迅速发展，在许多重点项目方面取得成果，智能制造相关产业也初具规模。我国已取得了一大批相关的基础研究成果和长期制约我国产业发展的智能制造技术，例如：机器人技术、感知技术、工业通信网络技术、控制技术、可靠性技术、机械制造工艺技术、数控技术与数字化制造、复杂制造系统、智能信息处理技术等；攻克了一批长期严重依赖并影响我国产业安全的核心高端装备，如盾构机、自动化控制系统、高端加工中心等。建设了一批相关的国家重点实验室、国家工程技术研究中心、国家级企业技术中心等研发基地，培养了一大批长期从事相关技术研究开发工作的高科技技术人才。

（2）智能制造装备产业体系初步形成。随着信息技术与制造技术的高速发展，我国智能制造装备的发展深度和广度日益提升，以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系初步形成，一批具有自主知识产权的智能制造装备实现突破，2013年以来工业自动化控制系统、仪器仪表、数控机床、工业机器人及其系统等智能制造装备产业领域销售收入超过4000亿元。

（3）我国对智能制造的扶持力度不断加大。近年来，我国对智能制造的发展也越来越重视，越来越多的研究项目成立，研究资金大幅增长。我国了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》和《智能制造科技发展“十二五”专项规划》，并设立《智能制造装备发展专项》，加快智能制造装备的创新发展和产业化，推动制造业转型升级。

2.智能制造的产业升级的必然选择

决定一个国家的智能化、自动化程度有几个因素：其一，它是国家产业发展到一定阶段的产物，例如：生产要求很高的高端设备，或在高温、高腐蚀、高危等恶劣的环境下，人工无法完成，需要机器人来完成；其二，当人工能效太低时，人的单位能效与之相比差十几二十倍，则需要使用机器人或自动化的装备来生产制造；其三，劳动力成本的快速增加也是一个重要影响因素，自动化设备和智能制造迎来了新的外部环境，对智能制造来讲是一个推动力。

目前中国已是世界第二大经济体和制造业大国，但自主创新能力薄弱、先进装备贸易逆差严重、高端装备与智能装备严重依赖进口，严重制约我国制造产业健康发展。随着世界经济迅速的发展与成长，智能化制造工厂将给所有产业升级带来冲击，也将引领全球制造业发展模式的前进与革新，对于中国制造业的产业升级来说已是必然选择。将专家的知识不断融入制造过程以实现设计过程智能化、制造过程智能化和制造装备智能化，实现拟人化制造，目的是使制造过程具有更完善的判断与适应能力，提高产品质量、生产效率，并将显著减少制造过程物耗、能耗和排放。

3.机械智能制造的发展方向

3.1以3D打印为代表的“数字化”技术崭露头角

“数字化”制造技术有可能改变未来产品的设计、销售和交付用户的方式，使大规模定制和简单的设计成为可能，使制造业实现随时、随地、按不同需要进行生产，并彻底改变自“福特时代”以来的传统制造业形态。3D打印技术呈现三个方面的发展趋势：打印速度和效率将不断提升；将开发出多样化的3D打印材料；3D打印机价格大幅下降。

3.2智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程

先进制造技术的加速融合使得制造业的设计、生产、管理、服务各个环节日趋智能化，智能制造正引领新一轮的制造业革命，主要体现在以下四个方面：一是建模与仿真使产品设计日趋智能化；二是以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日趋广泛；三是全球供应链管理创新加速；四是智能服务业模式加速形成。

3.3智能制造技术通讯网络化日趋成熟

机联网就是机器联网，指应用物联网、云计算、现代通信技术，对企业制造设备、工艺流程，空调、照明、仓储等辅助设备进行统一的改造升级管理，形成集中管理、资源共享的现代化智能制造模式，以提高生产效率，改善产品质量，促进节能减排，提高企业综合能力。“机联网”是实现“机器换人”的重要形式，是推进两化深度融合的重要载体。目前企业机器设备管理水平落后，一线劳动用工缺口持续扩大，加快机器设备联网成为企业提升生产经营水平、加快转型升级的重要突破口。实施“机联网”工程，推进企业生产制造从单机控制向多机控制，从“一人负责一机”向“一人负责多机”，甚至“一人负责一个车间”、“无人车间”方向发展，大幅减少生产一线尤其是脏活、累活、污染岗位、危险岗位的劳动用工。

4.结论

可以预见，智能制造装备在引领制造业在低碳、节能、高效发展进一步得到显现；同时，机械行业将在工业机器人、智能机床和基础制造装备、智能仪器仪表、三D打印装备、新型传感仪器、自动化成套生产线、机联网等重点领域形成快速发展。

参考文献：

[1]赵同春，麻洪秋， 金成海， 张军，黄赞军.金属注射成形用水雾化不锈钢粉末的制备

与应用.粉末冶金工业，2013年6月第23卷第3期

[2]王先逵.《制造工艺核心论》WMEM.2005.6

[3]《关于开展企业“机联网”工程建设的意见》（浙经信信息[2013]559号）