自動控制裝置市場分析

Ⅰ 自動控制原理的國內外的研究現狀

自動化科學作為一門學科起源於 20 世紀初，自動化科學與技術的基礎理論來自於 物理等自然科學和數學、系統科學、社會科學等基礎科學。自動控制理論在現代科學 技術的發展中有著重要的地位，起著重要的作用。在第 40 屆 IEEE 決策與控制年會的 全會開篇報告中，美國學者 John Doyle 教授引用了國際著名學者，哈佛大學的何數奇 教授的新觀點：「控制將是 21 世紀的物理學」。
自動控制系統的早期應用可以追溯到兩千多年前古埃及的水鍾控制與中國漢代的 指南車控制，但當時未建立起自動控制的理論體系。1769 年，英國科學家 James Watt
設計的內燃機引發了現代工業革命，1788 年 Watt 為內燃機設計的飛錘調速器會出現 震盪現象，所以後來出現了 Maxwell 對微分方程系統穩定性的理論研究，他指出線性 系統穩定的條件是其特徵根均有負實部，Roth 和 Hurwitz 等人提出了間接的穩定判據，
使得高階系統穩定性判定成為可能。控制器的設計問題是由 Minor sky 在 1922 年開始 研究的，其研究成果可以看成是現代廣泛應用的 PID 控制器的前身，而 1942 年，Ziegler 和 Nichols 提出了調節 PID（Proportion Integration Differentiation，比例積分
微分）控制器參數的經驗公式方法，此方法對當今的 PID 控制器整定仍有影響。

自動控制理論是自動控制技術的理論基礎，是一門理論性較強的科學。按照自動
控制理論發展的不同階段，自動控制理論一般可分為「經典控制理論」和「現代控制 理論」兩大部分。
20 世紀中葉，由於自動控制技術的發展，逐漸形成並日臻成熟了「經典控制理論」。
這些理論主要是以傳遞函數為基礎，研究單輸入單輸出自動控制系統的分析和設計問 題。採用的方法主要是微分方程分析法、根軌跡分析法和頻域分析法。這些方法對控 制系統的分析設計和運行發揮了重要的作用，並積累了豐富的經驗，成功地解決了一 系列以輸出反饋為主要控制手段的自動控制問題。
20 世紀 60 年代開始，由於生產的發展，自動控制系統日趨復雜、規模日趨龐大， 特別是空間技術的發展，使自動控制理論有了一次新的飛躍，逐漸形成了「現代控制
理論」。這些理論主要是以狀態空間法為基礎，研究多輸入多輸出及變參數、非線性控 制系統的分析設計問題。
近年來，由於計算機技術的迅猛發展和應用數學研究的進展，特別是一些新型控
制技術，諸如最優控制、自適應控制、預測控制、模糊控制、人工神經網路控制、魯 棒控制等的出現，使自動控制理論又有了日新月異的發展。目前主要是龐大的系統工 程的基礎上發展起來的大系統理論和在模仿人類智能活動的基礎上發展起來的智能控 制方面，都取得了許多重大進展。
「經典控制理論」和「現代控制理論」是自動控制理論發展的兩個階段，但它們 又是相互聯系，相互促進的。「現代控制理論」不能看成是「經典控制理論」簡單的延
伸和推廣，在所採用的數學工具、理論基礎、研究方法、研究對象等多方面有著明顯 的不同，可以說是一次質的飛躍。但是，這並不意味著這兩種方法原理截然分離。特 別是在解決實際工程問題中，許多用經典理論控制解決的問題，同樣可以用現代控制
理論從方法上看更加完備或結果更強，但是，經典控制理論簡潔實效的分析方法和控 制方式，往往是現代控制理論難以實現的。也就是說，它們又有很強的互補性。現代 科學技術的發展和生產技術的提高，為經典和現代控制理論的發展及應用都提供了廣
闊的前景。
系統的頻域分析技術是在 Nyquist、Bode、Nichols 等進行的早期關於通信學科的 頻域研究工作的基礎上建立起來的，Harris 於 1942 年提出的傳遞函數概念將通信學
科的頻域技術移植到了控制領域，構成了控制系統頻域法理論研究的基礎。Evans 在
1946 年提出的線性反饋系統的根軌跡分析技術是那個時代的另一個里程碑，在這些成 果的基礎上誕生了第一代控制理論——經典控制理論。
前蘇聯學者 Portraying 於 1956 年提出的極大值原理、美國學者 Bellman 的動態 規劃和美國學者 Kalmar 的狀態空間分析技術開創了控制理論研究的新時代，這三個代 表性成果構成了第二代控制理論——即當時所謂的「現代控制理論」的理論基礎。在

那個時期以後，控制理論研究中出現了線性二次型最優調節器、極點配置狀態反饋、
最優狀態觀測器及線性二次型 Gauss 問題的研究，並在後來出現了引入迴路傳輸恢復 技術的 LQG（Linear Quadratic Gaussian，線性二次高斯）控制器。
控制的對象和過程自動地按照預定的規律運行。例如使導彈能夠命中目標；宇宙
飛船准確地登上月球，並按預定的時間與地點返回地球；機床能夠自動加工出符合一 定形狀與精度的零件；機器人能按一定的規律進行某種操作；化學反應器在一定的壓 力、溫度所謂自動控制，就是在沒有人直接參與的情況下，通過自動控制裝置使被下 反應並生產出合格的產品等，都離不開自動控制理論與自動控制技術的發展。自 20 世紀 40 年代以來自動控制應用的領域越來越廣泛，除了在航天航空技術、軍事裝備及 部門、工業生產過程中，自動控制技術起著特別重要的作用外，目前大至世界及國家 政治經濟管理、能源控制、醫療衛生、地區規劃、交通運輸，小至人的日常生活，都 離不開自動控制理論及自動控制技術的應用。

Ⅱ 誰來幫幫我啊 急 急 急!!!!!!!!!!!

汽車基礎書
1、什麼是ABS
ABS是Anti-LockBrakeSystem的英文縮寫，翻譯過來可以叫做「剎車防抱死系統」。在沒有ABS時，如果緊急剎車一般會使輪胎 抱死，由於抱死之後輪胎與地面是滑動摩擦，所以剎車的距離會變長。如果前輪鎖死，車子失去側向轉向力，容易跑偏；如果後輪鎖死，後輪將失去側向抓地力，就易發生甩尾。特別是在積雪路面，當緊急制動時，就更容易發生上述的情況。

ABS是通過控制剎車油壓的收放，來達到對車輪抱死的控制。其工作過程實際上是抱死—松開—抱死—松開的循環工作過程，使車輛始終處於臨界抱死的間隙滾動狀態。

但是在一些電影特技場景中，有的車子是不裝ABS的，所以我們才能看到它們側滑、甩尾等多種高難度的刺激場面。對於一些想追求駕駛刺激的高級賽車手，他們同樣不喜歡給汽車裝上ABS。終究一點，ABS不是給特級演員和高級賽車手設計的，而是針對一般駕駛者，以保證他們駕車的安全。

什麼是 EBD ?

近幾年，汽車的流行里又多了EBD。許多車型，如廣本奧德賽、派力奧、西耶那等，都在制動中說明是「ABS+EBD」。那麼EBD是ABS功能的擴充，還是EBD比ABS更先進？

EBD的英文全稱是ElectricBrakeforceDis-tribution，中文直譯就是「電子制動力分配」。汽車制動時，如果四隻輪胎附著地面的條件不同，比如，左側輪附著在濕滑路面，而右側輪附著於乾燥路面，四個輪子與地面的摩擦力不同，在制動時（四個輪子的制動力相同）就容易產生打滑、傾斜和側翻等現象。

EBD的功能就是在汽車制動的瞬間，高速計算出四個輪胎由於附著不同而導致的摩擦力數值，然後調整制動裝置，使其按照設定的程序在運動中高速調整，達到制動力與摩擦力（牽引力）的匹配，以保證車輛的平穩和安全。
當緊急剎車車輪抱死的情況下，EBD在ABS動作之前就已經平衡了每一個輪的有效地面抓地力，可以防止出現甩尾和側移，並縮短汽車制動距離。

EBD實際上是ABS的輔助功能，它可以改善提高ABS的功效。所以在安全指標上，汽車的性能又多了「ABS+EBD」。

什麼是 ESP

ESP是英文ElectronicStabilityProgram的縮寫，中文譯成「電子穩定程序」。這一組系統通常是支援ABS及ASR（驅動防滑系統，又稱牽引力控制系統）的功能。它通過對從各感測器傳來的車輛行駛狀態信息進行分析，然後向ABS、ASR發出糾偏指令，來幫助車輛維持動態平衡。ESP可以使車輛在各種狀況下保持最佳的穩定性，在轉向過度或轉向不足的情形下效果更加明顯。

ESP一般需要安裝轉向感測器、車輪感測器、側滑感測器、橫向加速度感測器等。ESP可以監控汽車行駛狀態，並自動向一個或多個車輪施加制動力，以保持車子在正常的車道上運行，甚至在某些情況下可以進行每秒150次的制動。目前ESP有3種類型：能向4個車輪獨立施加制動力的四通道或四輪系統；能對兩個前輪獨立施加制動力的雙通道系統；能對兩個前輪獨立施加制動力和對後輪同時施加制動力的三通道系統。 ESP最重要的特點就是它的主動性，如果說ABS是被動地作出反應，那麼ESP卻可以做到防患於未然。

總之，不管是ABS、EBD還是ESP都是為了提高人們駕車的安全性。但這也並不意味著，所有的車都有必要安裝這些設備。如果你想追求賽車手那樣的駕駛快感和刺激，那麼可以肯定：你的需求不在這些安全裝備的考慮范圍之內。

2、要想學會修車，應該了解一些關於汽車的基本常識。讓我們先從總體上把握汽車的構成吧。通常汽車由發動機、底盤、車身、電氣設備四個部分組成。 ��

發動機：作用是使供入其中的燃料燃燒而發出動力。大多數汽車都採用往復活塞式內燃機，它一般是由缸體、曲柄連桿機構、配氣機構、供給系、冷卻系、潤滑系、點火系（汽油發動機採用）、起動系等部分組成。 ��
底盤：接受發動機的動力，使汽車產生運動，並保證汽車按照駕駛員的操縱正常行駛。 ��
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車身：駕駛員工作的場所，也是裝載乘客和貨物的場所。車身應為駕駛員提供方便的操作條件，以及為乘客提供舒適安全的環境或保證貨物完好無損。 ��
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電氣設備：由電源組、發動機起動系和點火系、汽車照明和信號裝置等組成。此外，在現代汽車上愈來愈多地裝用各種電子設備：微處理機、中央計算機系統及各種人工智慧裝置等。

3、現在很多人都知道了，渦輪增壓簡稱TURBO，如果在轎車尾部看到TURBO或者T，即表明該車採用的發動機是渦輪增壓發動機。其實渦輪增壓主要是為了提高發動機進氣量，從而提高發動機的功率和扭矩，讓車子更有勁。一台發動機裝上渦輪增壓器後，其輸出的最大功率與未裝增壓器的相比，可增加大約40％，甚至更多。這意味著一台尺寸和重量相同的發動機經增壓後可以產生較多的功率，或者說，一台小排量的發動機經增壓後，可以產生較大排量發動機相同的功率。另外，發動機在採用了增壓技術後，還能提高燃油經濟性和降低尾氣排放。不過，發動機在採用廢氣渦輪增壓技術後，工作中產生的最高爆發壓力和平均溫度將大幅度提高，從而使發動機的機械性能、潤滑性能都會受到影響。為了保證增壓發動機在較高的機械負荷和熱負荷條件下，能可靠耐久地工作，必須在發動機主要熱力參數的選取、結構設計、材料、工藝等方面做必要的改變，而不是簡單地在發動機上裝一個增壓器就行了。由於這個改變過程在實行中難度頗大，而且還要考慮增壓器與發動機的匹配問題，因此在一定程度上也限制了廢氣渦輪增壓技術在發動機上的應用。

有專家曾比較過奧迪A62．4與1．8T的發動機工作狀況，可以看出奧迪A62．4的發動機排量比1．8T的要大，而其最大功率和最大扭矩卻相差不多。同時從發動機工作曲線圖中可以看出：在低轉速時，1．8T的扭矩和功率要比2．4的小。這是因為渦輪增壓在中、高轉速時作用更明顯。因此，奧迪A61．8T的起步就要比2．4略慢，若匹配自動變速器，這點更為明顯。不過，僅以發動機來論，1．8T滿足車輛一般性需要，已是綽綽有餘了。

1、最大功率與最大扭矩越大好嗎?
車商在宣傳或推銷自己的汽車時,都將汽車技術參數附上,其中少不了最大功率與最大扭矩兩項。如本田AccordEX最大功率為145馬力/5500轉/分。它們的意思是：當發動機轉速達到5500轉/分時，輸出功率最大，最大功率為145匹馬力。當轉速為4500轉/分時，輸出扭矩最大，並為20.3公斤·米。那麼，最大功率和最大扭矩越大，是否說明發動機越「有勁」或越好呢？其實不是，因為這里有個產生最大功率和最大扭矩的條件：當轉速分別達到5500轉/分和4500轉/分時。

開過車的人都知道，常在市區行駛時，發動機轉速很難超過4000轉/分，一般維持在1500轉/分到3500轉/分之間。如果AccordEX在轉速3000轉/分時的功率為80匹馬力，那麼，它就不如一部最大功率僅為100馬力/3000轉/分的汽車感覺更有力量。當然，一旦上了高速公路，高轉速大功率的汽車表現會較佳。

因此，經常在市區跑的汽車，最大功率和最大扭矩出現在較低轉速的汽車更好開，特別是在自動檔汽車更是如此。評價汽車性能時千萬不可被最大功率和最大扭矩值所迷惑，還要看產生的轉速大小。

4。何謂性價比？
「性價比」，即性能與價格的比值。指的是產品本身具有的特性和功能與其單個產品價格之間的比率關系。如果產品的性能越好，價格越低，那麼性能與價格的比值就達到最大。

首先，性價比是一個比較的概念，一款車型的性價比必須和其他車型作比較，才能顯示性價比的優劣，也就是說，性價比不是自己吹出來的；其次，性價比是一個發展的概念，一款車型的性價比是不斷變化的，性價比最優的車型可能隨著時間的推移變成性價比最差的車型，任何一款性價比優的車型如果滿足於現狀，很快就會被其他車型代替。

汽車進入家庭的歷史實際上是性價比的演變史，注重汽車性能與價格的有機結合是汽車生產與銷售的大趨勢。十年前，花20萬元只能買普桑，現在可以買寶來。隨著國內汽車消費日趨理性，汽車行業的競爭將由先前的價格大戰轉向整車性能價格比的較量。搞懂了性價比的真實含義，我們在選購汽車的時候就會更加趨於理智，買到物超所值的車型。

5、馬力扭力如何區別？
馬力和扭力這個問題，通常很多人都搞不清楚，如果用專業的用詞來解釋，可能會有更多人陷入迷思中，永遠無法了解，我們就用簡單的方法來看這個問題吧。
其實，馬力大最高極速(Max Speed)就大；扭力大，瞬間加速的力道就大，簡單來說，起步或突然加速時會比較快。

舉個簡單的例子來說，一般商用車輛的扭力輸出值都相當大，所以這些車子在低轉速(大約2500rpm到4000rpm)區域內，瞬間加速力道都很強。但是弱點是馬力輸出比較小。

因此，我們看到一些貨車在紅燈起步時，可能不遜於汽車，但是在高速公里上，即使不限制時速，它們也很難上到120公里的時速。

再舉個汽車的例子。一輛1.6公升馬力為115匹的Civic和一輛2.0公升，馬力同樣為115匹的Golf比較。兩輛車的最高極速應該相去不遠，不過，Golf的最大扭力是16.9kgm/3200rpm，而Civic的最高扭力是14.6kgm/5500rpm。

在低轉速區域時，Golf的表現會比Civic優異，時速從0到100公里的加速，Golf肯定也佔了優勢。但當時速超過100公里後，兩輛車的表現，就得看誰的齒輪比配搭得比較得宜了。

6、我在國內開手排擋(MT)的車， 這里全是自動檔(AT) 的，有何區別？

各有利弊。自動檔因操作較較簡單，減輕了一些右手的勞動量，頗受女士青睞。同時亦減輕了駕車人的壓力。中檔的新車如配備自動檔要比手排擋貴1000多塊。一般來講，同樣的車自動檔的燃油消耗量要比手排擋多10-25% 左右。同時，車的動力性（指由速度為零起加速）亦不如手排擋。手排擋因出的速度交易被駕駛者控制，在燃油消耗和動力性方面均只有一定的優勢。同時價格略低。

7. 汽車越重越費油
從節油觀點來看，汽車自重與油耗成正比關系，即重量越大的汽車越耗油，使用經濟性相對較差。小型車自重每增加40公斤要多耗燃油1％。但自重大的汽車具備急轉彎和急剎車狀況下穩定性較好的優點，不易發生"發飄"的現象。

8. 不同驅動方式的利弊
根據動力傳動方式，汽車可分為"四輪驅動"，"發動機前置、後橋驅動"，"發動機前置、前橋驅動"，"發動機後置、後橋驅動"四種: 四輪驅動方式主要用在一些越野車上,優點使前後輪都有驅動力，牽引力大，通過性強，附著力大，穩定性好，車身和傳動系統的鋼板比轎車厚、 安全系數高，適於越野。但缺點是重量大，節油性差。 發動機前置、後橋驅動方式主要用在一些中、高級轎車上,優點是前後橋承載的負荷基本一樣，動力性強，牽引力大，在爬坡、泥濘道路和顛簸路上行駛時，動力性、防後輪側滑和穩定性明顯優越於"前置前驅動"的汽車。但其缺點是傳動軸退至後橋，導致地板凸起，幾個總成分開布置，占據空間較大，很難使汽車小型化。 發動機前置、前橋驅動方式主要用在中小型汽車上,優點是省了傳動軸，地板平坦，傳動系緊湊，重量減輕，地板降低，重心下降。但其缺點是上坡時重量向後移，前橋負荷減輕，不能產生足夠的牽引力，在較滑的路面上因前橋重量不夠而產生不了足夠的牽引力；下坡時前橋負荷過重，特別是在下坡剎車時前橋負荷會進一步加重。這種車型不宜在上下坡較多的山區使用。 發動機後置、後橋驅動方式主要用在微型車上，優點是省了傳動軸，附著力大，牽引力也大，軸距較小，地板下沒有排氣管，發動機廢氣、噪音不會污染車廂內。但其缺點是後橋負荷大，轉彎易側滑，操縱系統太長，結構復雜，冷卻系統復雜，行李箱太小。

9. 自動檔汽車省事不省錢
自動檔（又稱自動變速）裝備有自動控制裝置，行車中可根據車速自動調整檔位，無需人工操作，省去了許多換檔及踏踩離合的工作。其不足之處在於價格昂貴、維修費用很高，而且使用起來比手動檔車費油，因為自動變速器的動力傳遞是通過液壓來完成的，在工作中會造成動力損失。尤其是低速行駛或堵車中走走停停時，更會增大油耗。

選用裝配子午線輪胎的汽車
裝有子午線輪胎的汽車與裝有斜交輪胎的汽車相比，耐磨性可以提高50%～100%，滾動阻力降低20%～30%，而且可以節油6%～8%。

10. 選用鋁台金輪圈的汽車
目前鋁合金輪圈的價格仍是鋼制輪圈的2～3倍左右，但其使用的效益也遠高於鋼輪：
（1）. 質量輕，省油；
（2）. 散熱性能好，增加輪胎壽命；
（3）. 真圓度高，可以提高車輪運動精度，適合高速行駛；
（4）. 彈性好，提高車輛行駛中的平順性，更易於吸收運動中的振動和噪音；
（5）. 可100％回收，屬環保產品。
買零公里汽車

零公里汽車是指車輛出廠後未經任何運營，直接銷出或經專用運輸車送到銷售商手中，其行駛里程為零。在購買時，不要選擇已經行駛了一定里程的新車（盡管這段里程是送車里程）。因為送車司機常常會違反新車磨合期的行駛規定，為趕時間而超速行駛，造成磨合不良，甚至發動機早期磨損，買回這種車會後"患"無窮。

11．購車渠道
應到實力雄厚、信譽可靠的銷售商處選購汽車，認真驗明其正規進貨手續，不要圖便宜購買走私車、私售車或不在國家汽車生產計劃中的小車廠。因為在一定規模的汽車交易市場，通常都有工商管理部門、稅務部門、保險公司等單位現場辦公，這些單位一方面為消費者提供服務，另一方面也履行管理市場的職責。此外在這些市場內經營的汽車經銷商，都經過市場管理部門的資格審查，如果有個別不法經銷商侵害消費者的利益，一般也都能在市場內得到解決。

買國產車還是進口車
進口車從質量上看要明顯優於國產車，但從綜合利弊方面來分析，除了前面的性能價格比之外，在日後的修理費用及配件供應方面，進口車並不佔任何優勢。國產車修配網點較多，且收費相對便宜。而進口車輛一旦出現故障或事故，修理起來就相對麻煩，一是進口車的性能、構造變化較快，一些修理人員技術不全面，難以提供高質量的服務，同時進口配件不但價格昂貴，而且還存在許多假冒產品。 因此，不論從經濟性還是實用便捷方面考慮，都應盡量選擇國產名牌車

12。認識壓縮比
壓縮比就是氣缸內活塞的最大行程容積與最小行程容積的比值，也等於整個活塞的運動行程上止點和下止點所在位置的容積比值。不論這輛車所選裝的是汽油發動機還是柴油發動機，能保持穩定且適當的壓縮比才能使發動機的運轉得以平順和穩定。

目前，絕大部分汽車採用所謂的往復式發動機，簡單地講，就是在發動機氣缸中，活塞周而復始地做著直線往復運動，一直循環不已，所以在這周而復始又持續不斷的工作行程之中有其一定的運動行程范圍。就發動機某個氣缸而言，當活塞的行程到達最低點，此時的位置點便稱為下止點，整個氣缸包括燃燒室所形成的容積便是最大行程容積；當活塞反向運動，到達最高點位置時，這個位置點便稱為上止點，所形成的容積為整個活塞運動行程容積最小的狀況，需計算的壓縮比就是這最大行程容積與最小容積的比值。

壓縮比越高動力就越好
我們知道，汽油發動機在運轉時，吸進來的是汽油與空氣混合而成的混合氣，在壓縮過程中活塞上行，除了擠壓混合氣使之體積縮小之外，同時也發生了渦流和紊流兩種現象。當密閉容器中的氣體受到壓縮時，壓力隨著溫度的升高而升高。若發動機的壓縮比較高，壓縮時所產生的氣缸壓力與溫度相應提高，混合氣中的汽油汽化得更完全，加上高壓縮比的作用，當火花塞跳出火花時就能使混合氣在瞬間內完成燃燒，釋放出能量，成為發動機的動力輸出。反之，燃燒的時間延長，能量會耗費並增加發動機的溫度，而並非參與發動機動力的輸出，所以，高壓縮比的發動機就意味著具有較大的動力輸出。

壓縮比決定用油標號
我們通常說的90號、93號、97號汽油，這個數值到底代表什麼呢？

汽油的標號，即實際汽油抗爆性與標准汽油的抗爆性的比值。標號越高，抗爆性能就越強。標准汽油是由異辛烷和正庚烷組成。異辛烷的抗爆性好，其辛烷值定為100；正庚烷的抗爆性差，在汽油機上容易發生爆震，其辛烷值定為0。如果汽油的標號為90，則表示該標號的汽油與含異辛烷90%、正庚烷10%的標准汽油具有相同的抗爆性。

汽車喝什麼油，壓縮比說了算。一般壓縮比越大的要求汽油標號越高。通常，壓縮比在7.5-8.0應選用90-93號車用汽油；壓縮比8.0-8.5應選用90-93號車用汽油；壓縮比在8.5-9.0應選93-95號車用汽油；壓縮比在9.5-10.0應選用95-97號汽油。具體你的車到底選用什麼標號的汽油，在說明書上都有寫明，按照說明書加油是不會錯的。

普通自動波」和」無極變速自動波(CVT)」 有什麼不同？

簡單的說，普通自動檔的車只是把手動的模式（踩離合、掛檔）轉換成自動完成罷了。
CVT是用鏈條的傳動，改變傳動比來改變模式的。
目前國內的自動擋大多是液力自動變速器，這種變速器並不是真正的無級變速，還是有擋位的。其所能實現的是在兩擋之間的無級變速。而無級變速器則是兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的，它可以自由改變傳動比，從而實現全程無級變速，使汽車的車速變化平穩
好處嘛～～自然，CVT最好，比手動檔還省油、提速也比手動檔快，因為減少了兩檔位之間轉換的時間，畢竟人操作還是要一個時間的。

Ⅲ 自動控制技術全國及世界現狀及發展趨勢

工業控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術，對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術，主要包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。

工業控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術，對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術，主要包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。工業控制自動化技術作為20世紀現代製造領域中最重要的技術之一，主要解決生產效率與一致性問題。雖然自動化系統本身並不直接創造效益，但它對企業生產過程有明顯的提升作用。

我國工業控制自動化的發展道路，大多是在引進成套設備的同時進行消化吸收，然後進行二次開發和應用。目前我國工業控制自動化技術、產業和應用都有了很大的發展，我國工業計算機系統行業已經形成。目前，工業控制自動化技術正在向智能化、網路化和集成化方向發展。

一、 以工業PC為基礎的低成本工業控制自動化將成為主流

眾所周知，從20世紀60年代開始，西方國家就依靠技術進步（即新設備、新工藝以及計算機應用）開始對傳統工業進行改造，使工業得到飛速發展。20世紀末世界上最大的變化就是全球市場的形成。全球市場導致競爭空前激烈，促使企業必須加快新產品投放市場時間（Time to Market）、改善質量（Quality）、降低成本（Cost）以及完善服務體系（Service），這就是企業的T.Q.C.S.。雖然計算機集成製造系統
（CIMS）結合信息集成和系統集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企業實現「在正確的時間，將正確的信息以正確的方式傳給正確的人，以便作出正確的決策」，即「五個正確」。然而這種自動化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效益同時是高風險的發展模式，很難為大多數中小企業所採用。在我國，中小型企業以及准大型企業走的還是低成本工業控制自動化的道路。

工業控制自動化主要包含三個層次，從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是基礎自動化和過程自動化。

傳統的自動化系統，基礎自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷，過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成，其硬體、系統軟體和應用軟體的價格之高令眾多企業望而卻步。

20世紀90年代以來，由於PC-based的工業計算機（簡稱工業PC）的發展，以工業PC、I/O裝置、監控裝置、控制網路組成的PC-based的自動化系統得到了迅速普及，成為實現低成本工業自動化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業的幾乎全部大型加熱爐，也拆除了原來DCS或單迴路數字式調節器，而改用工業PC來組成控制系統，並採用模糊控制演算法，獲得了良好效果。

由於基於PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠，並且被操作和維護人員接受，所以，一個接一個的製造商至少在部分生產中正在採用PC控制方案。基於PC的控制系統易於安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，PC控制系統維護成本低。由於可編程式控制制器（PLC）受PC控制的威脅最大，所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。事實上，他們現在也加入到了PC控制「浪潮」中。

近年來，工業PC在我國得到了異常迅速的發展。從世界范圍來看，工業PC主要包含兩種類型：IPC工控機和CompactPCI工控機以及它們的變形機，如AT96匯流排工控機等。由於基礎自動化和過程自動化對工業PC的運行穩定性、熱插拔和冗餘配置要求很高，現有的IPC已經不能完全滿足要求，將逐漸退出該領域，取而代之的將是 CompactPCI-based工控機，而IPC將占據管理自動化層。國家於2001年設立了「以工業控制計算機為基礎的開放式控制系統產業化」工業自動化重大專項，目標就是發展具有自主知識產權的PC-based控制系統，在3(5年內，佔領30%(50%的國內市場，並實現產業化。

幾年前，當「軟PLC」出現時，業界曾認為工業PC將會取代PLC。然而，時至今日工業PC並沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統集成原因；另一個是軟體操作系統Windows NT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點：一是所有工作要由一個平台上的軟體完成；二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見，工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數據復雜且設備集成度高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看，控制系統的將來很可能存在於工業PC 和 PLC之間，這些融合的跡象已經出現。

和PLC一樣，工業PC市場在過去的兩年裡保持平穩。與PLC相比，工業PC軟體很便宜。據Frost & Sullivan公司估計，全世界每年7億美元工業PC市場里，大約8500萬美元為控制軟體，一億美元為操作系統。到2007年會翻一番，工業PC市場變得非常可觀。

二、 PLC在向微型化、網路化、PC化和開放性方向發展

長期以來，PLC始終處於工業控制自動化領域的主戰場，為各種各樣的自動化控制設備提供非常可靠的控制方案，與DCS和工業PC形成了三足鼎立之勢。同時，PLC也承受著來自其它技術產品的沖擊，尤其是工業PC所帶來的沖擊。

目前，全世界PLC生產廠家約200家，生產300多種產品。國內PLC市場仍以國外產品為主，如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產品。經過多年的發展，國內PLC生產廠家約有三十家，但都沒有形成頗具規模的生產能力和名牌產品，可以說PLC在我國尚未形成製造產業化。在PLC應用方面，我國是很活躍的，應用的行業也很廣。專家估計，2000年PLC的國內市場銷量為15(20萬套（其中進口佔90%左右），約25(35億元人民幣，年增長率約為12%。預計到2005年全國PLC需求量將達到25萬套左右，約35(45億元人民幣。

PLC市場也反映了全世界製造業的狀況，2000後大幅度下滑。但是，按照Automation Research Corp的預測，盡管全球經濟下滑，PLC市場將會復甦，估計全球PLC市場在2000年為76億美元，到2005年底將回到76億美元，並繼續略微增長。

微型化、網路化、PC化和開放性是PLC未來發展的主要方向。在基於PLC自動化的早期，PLC體積大而且價格昂貴。但在最近幾年，微型PLC（小於32 I/O）已經出現，價格只有幾百歐元。隨著軟PLC（Soft PLC）控制組態軟體的進一步完善和發展，安裝有軟PLC組態軟體和PC-based控制的市場份額將逐步得到增長。

當前，過程式控制制領域最大的發展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展，PLC也不例外。現在越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet介面。可以相信，PLC將繼續向開放式控制系統方向轉移，尤其是基於工業PC的控制系統。

三、 面向測控管一體化設計的DCS系統

集散控制系統DCS（Distributed Control System）問世於1975年，生產廠家主要集中在美、日、德等國。我國從70年代中後期起，首先由大型進口設備成套中引入國外的DCS，首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當時，我國主要行業（如電力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部進口。80年代初期在引進、消化和吸收的同時，開始了研製國產化DCS的技術攻關。

近10年，特別是「九五」以來，我國DCS系統研發和生產發展很快，崛起了一批優秀企業，如北京和利時公司、上海新華公司、浙大中控公司、浙江威盛公司、航天測控公司、電科院以及北京康拓集團等。這批企業研製生產的DCS系統，不僅品種數量大幅度增加，而且產品技術水平已經達到或接近國際先進水平。在2001年全國應用的4426套DCS系統中，國產DCS系統為1486套，佔35%。短短幾年，國外DCS系統在我國一統天下的局面從此不再出現。這些專業化公司不僅占據了一定的市場份額，積累了發展的資本和技術，同時使得國外引進的DCS系統價格也大幅度下降，為我國自動化推廣事業做出了貢獻。與此同時，國產DCS系統的出口也在逐年增長。

雖然國產DCS的發展取得了長足進步，但國外DCS產品在國內市場中佔有率還較高，其中主要是Honeywell和橫河公司的產品。我國DCS的市場年增長率約為20%，年市場額約為30(35億元。由於近5年內DCS在石化行業大型自控裝置中沒有可替代產品，所以其市場增長率不會下降。據統計，到2005年，我國石化行業有1000多套裝置需要應用DCS控制；電力系統每年新裝1000多萬千瓦發電機組，需要DCS實現監控；不少企業已使用DCS近15(20年，需要更新和改造。所以，今後5年內DCS作為自動化儀錶行業主要產品的地位不會動搖。

根據中國儀器儀錶行業協會公布的調查數據顯示，2002年我國DCS市場狀況如下：

小型化、多樣化、PC化和開放性是未來DCS發展的主要方向。目前小型DCS所佔有的市場，已逐步與PLC、工業PC、FCS共享。今後小型DCS可能首先與這三種系統融合，而且「軟DCS」技術將首先在小型DCS中得到發展。PC-based控制將更加廣泛地應用於中小規模的過程式控制制，各DCS廠商也將紛紛推出基於工業PC的小型DCS系統。開放性的DCS系統將同時向上和向下雙向延伸，使來自生產過程的現場數據在整個企業內部自由流動，實現信息技術與控制技術的無縫連接，向測控管一體化方向發展。

四、 控制系統正在向現場匯流排（FCS）方向發展

由於3C（Computer、Control、Communication）技術的發展，過程式控制制系統將由DCS發展到FCS（Fieldbus Control System）。FCS可以將PID控制徹底分散到現場設備（Field Device）中。基於現場匯流排的FCS又是全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動化系統，它將取代現場一對一的4(20mA模擬信號線，給傳統的工業自動化控制系統體系結構帶來革命性的變化。

根據IEC61158的定義，現場匯流排是安裝在製造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網路。現場匯流排使測控設備具備了數字計算和數字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統與設備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組於1984年開始致力於推出世界上單一的現場匯流排標准工作，走過了16年的艱難歷程，於1993年推出了IEC61158-2，之後的標准制定就陷於混亂。2000年初公布的IEC61158現場匯流排國際標准子集有八種，分別為：

類型1 IEC技術報告（FFH1）；
類型2 Control-NET（美國Rockwell公司支持）；
類型3 Profibus（德國Siemens公司支持）；
類型4 P-NET（丹麥Process Data公司支持）；
類型5 FFHSE（原FFH2）高速乙太網（美國Fisher Rosemount公司支持）；
類型6 Swift-Net（美國波音公司支持）；
類型7 WorldFIP（法國Alsto公司支持）；
類型8 Interbus（美國Phoenix Contact公司支持）。

除了IEC61158的8種現場匯流排外，IEC TC17B通過了三種匯流排標准：SDS（Smart Distributed System）；ASI（Actuator Sensor Interface）；Device NET。另外，ISO公布了ISO 11898 CAN標准。其中Device NET於2002年10月8日被中國批准為國家標准，並於2003年4月1日開始實施。

目前在各種現場匯流排的競爭中，以Ethernet為代表的COTS(Commercial-Off-The-Shelf)通信技術正成為現場匯流排發展中新的亮點。其關注的焦點主要集中在兩個方面：

(1) 能否出現全世界統一的現場匯流排標准；
(2) 現場匯流排系統能否全面取代現時風靡世界的DCS系統。

採用現場匯流排技術構造低成本的現場匯流排控制系統，促進現場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統開放化，符合工業控制系統的技術發展趨勢。國家在「九五」期間為了加快現場匯流排技術在我國的發展，重點放在智能化儀表和現場匯流排技術的開發和工程化上，補充和完善工藝設備、開發裝置和測試裝置，建立智能化儀表和開發自動化系統的生產基地，形成適度規模經濟。2000年，「九五」國家科技攻關計劃「新一代全分布式控制系統研究與開發」和「現場匯流排智能儀表研究開發」兩個項目相繼完成。這兩個項目以及先期完成的「現場匯流排控制系統的開發」項目，針對國際上已經出現的多種現場匯流排協議並存的局面，重點選擇了HART協議和FF協議現場匯流排技術攻關。

總之，計算機控制系統的發展在經歷了基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統（DCS）後，將朝著現場匯流排控制系統（FCS）的方向發展。雖然以現場匯流排為基礎的FCS發展很快，但FCS發展還有很多工作要做，如統一標准、儀表智能化等。另外，傳統控制系統的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個較長的過程，同時DCS本身也在不斷的發展與完善。可以肯定的是，結合DCS、工業乙太網、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。工業乙太網以及現場匯流排技術作為一種靈活、方便、可靠的數據傳輸方式，在工業現場得到了越來越多的應用，並將在控制領域中佔有更加重要的地位。

五、儀器儀表技術在向數字化、智能化、網路化、微型化方向發展

經過五十年的發展，我國儀器儀表工業已有相當基礎，初步形成了門類比較齊全的生產、科研、營銷體系。現有各類儀器儀表企業6000餘家，年銷售額約1000億元，成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產國。據海關統計，除去隨成套工程項目配套引進的儀器儀表不計，去年進口各類儀器儀表近60億美元，約占我國儀器儀表工業總產值的50%。但目前我國儀器儀錶行業產品大多屬於中低檔水平，隨著國際上數字化、智能化、網路化、微型化的產品逐漸成為主流，差距還將進一步加大。目前，我國高檔、大型儀器設備大多依賴進口。中檔產品以及許多關鍵零部件，國外產品佔有我國市場60%以上的份額，而國產分析儀器佔全球市場不到千分之二的份額。

2001年3月，第九屆全國人大四次會議批準的「十五」計劃綱要首次提出「把發展數控機床，儀器儀表和基礎零部件放到重要位置，努力提高質量和技術水平」。2001年8月，國家計委把儀器儀表明確列為國民經濟重要技術裝備，國家經貿委制定並公布的儀器儀錶行業 「十五」規劃，確立了6項高技術產業化項目：

1. 基於現場匯流排技術的全開放分散控制系統及智能儀表；
2. 新型感測器；
3. 智能化工業控制部件與執行機構；
4. 環境與污染源監測儀器及自動監測系統；
5. 城市污水處理利用成套工藝設備中的儀表自動化控制系統；
6. 煉鋼轉爐煤氣凈化回轉成套裝置中的儀表自動化控制系統。

根據儀器儀錶行業的預測，「十五」期間我國儀器儀表市場大致是：2002年1628億，2003年1790億，2004年1969億，2005年2165億。五年間，平均年市場容量為1806億（相當於220億美元），其中工業自動化儀表和控制系統佔41%、科學測試儀器佔25%、醫療儀器佔17%、其它佔17%，平均年增長率將不會低於10%。

今後儀器儀表技術的主要發展趨勢：
* 儀器儀表向智能化方向發展，產生智能儀器儀表；
* 測控設備的PC化，虛擬儀器技術將迅速發展；
* 儀器儀表網路化，產生網路儀器與遠程測控系統。

幾點建議：
* 開發具有自主知識產權的產品，掌握核心技術。
* 加強儀器儀錶行業的系統集成能力。
* 進一步拓展儀器儀表的應用領域。

六、 數控技術向智能化、開放性、網路化、信息化發展

從1952年美國麻省理工學院研製出第一台試驗性數控系統，到現在已走過了51年的歷程。近10年來，隨著計算機技術的飛速發展，各種不同層次的開放式數控系統應運而生，發展很快。目前正朝著標准化開放體系結構的方向前進。就結構形式而言，當今世界上的數控系統大致可分為4種類型：

1. 傳統數控系統；
2. 「PC嵌入NC」結構的開放式數控系統；
3. 「NC嵌入PC」結構的開放式數控系統；
4. SOFT型開放式數控系統。

我國數控系統的開發與生產，通過「七五」引進、消化、吸收，「八五」攻關和「九五」產業化，取得了很大的進展，基本上掌握了關鍵技術，建立了數控開發、生產基地，培養了一批數控人才，初步形成了自己的數控產業，也帶動了機電控制與傳動控制技術的發展。同時，具有中國特色的經濟型數控系統經過這些年來的發展，產品的性能和可靠性有了較大的提高，逐漸被用戶認可。

國外數控系統技術發展的總體發展趨勢是：
* 新一代數控系統向PC化和開放式體系結構方向發展；
* 驅動裝置向交流、數字化方向發展；
* 增強通信功能，向網路化發展；
* 數控系統在控制性能上向智能化發展。

進入21世紀，人類社會將逐步進入知識經濟時代，知識將成為科技和生產發展的資本與動力，而機床工業，作為機器製造業、工業以至整個國民經濟發展的裝備部門，毫無疑問，其戰略性重要地位、受重視程度，也將更加鮮明突出。

近年來，我國數控機床一直保持兩位數增長。2001年，我國機床工業產值已進入世界第5名，機床消費額在世界排名上升到第3位，達47.39億美元，僅次於美國的53.67億美元。2002年產值達260億元，產量居世界第4。但與發達國家相比，我國機床數控化率還不高，目前生產產值數控化率還不到30%；消費值數控化率還不到50%，而發達國家大多在70%左右。由於國產數控機床不能滿足市場的需求，高檔次的數控機床及配套部件只能靠進口，使我國機床的進口額呈逐年上升態勢，2001年進口機床躍升至世界第2位，達24.06億美元，比上年增長27.3%。

智能化、開放性、網路化、信息化成為未來數控系統和數控機床發展的主要趨勢：
* 向高速、高效、高精度、高可靠性方向發展；
* 向模塊化、智能化、柔性化、網路化和集成化方向發展；
* 向PC-based化和開放性方向發展；
* 出現新一代數控加工工藝與裝備，機械加工向虛擬製造的方向發展。
* 信息技術（IT）與機床的結合，機電一體化先進機床將得到發展。
* 納米技術將形成新發展潮流，並將有新的突破。
* 節能環保機床將加速發展，佔領廣大市場。

七、 工業控制網路將向有線和無線相結合方向發展

自從1977年第一個民用網系統ARCnet投入運行以來，有線區域網以其廣泛的適用性和技術價格方面的優勢，獲得了成功並得到了迅速發展。然而，在工業現場，一些工業環境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜，有線區域網很難發揮作用，因此無線區域網技術得到了發展和應用。隨著微電子技術的不斷發展，無線區域網技術將在工業控制網路中發揮越來越大的作用。

無線區域網（Wireless LAN）技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備，人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源，是現代數據通信系統發展的重要方向。無線區域網可以在不採用網路電纜線的情況下，提供乙太網互聯功能。在推動網路技術發展的同時，無線區域網也在改變著人們的生活方式。無線網通信協議通常採用IEEE802.3和802.11。802.3用於點對點方式，802.11用於一點對多點方式。無線區域網可以在普通區域網基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現，以無線網卡使用最為普遍。無線區域網的未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫遊、網路管理以及與3G等其它移動通信系統之間的關系等問題上。

在工業自動化領域，有成千上萬的感應器，檢測器，計算機，PLC，讀卡器等設備，需要互相連接形成一個控制網路，通常這些設備提供的通信介面是RS-232或RS-485。無線區域網設備使用隔離型信號轉換器，將工業設備的RS-232串口信號與無線區域網及乙太網絡信號相互轉換，符合無線區域網IEEE 802.11b和乙太網絡IEEE 802.3標准，支持標準的TCP/IP網路通信協議，有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。

計算機網路技術、無線技術以及智能感測器技術的結合，產生了「基於無線技術的網路化智能感測器」的全新概念。這種基於無線技術的網路化智能感測器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網路上傳輸、發布和共享。無線區域網技術能夠在工廠環境下，為各種智能現場設備、移動機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高帶寬的無線數據鏈路和靈活的網路拓撲結構，在一些特殊環境下有效地彌補了有線網路的不足，進一步完善了工業控制網路的通信性能。

八、工業控制軟體正向先進控制方向發展

自20世紀80年代初期誕生至今，工業控制軟體已有20年的發展歷史。工業控制軟體作為一種應用軟體，是隨著PC機的興起而不斷發展的。工業控制軟體主要包括人機界面軟體（HMI），基於PC的控制軟體以及生產管理軟體等。目前，我國已開發出一批具有自主知識產權的實時監控軟體平台、先進控制軟體、過程優化控制軟體等成套應用軟體，工程化、產品化有了一定突破，打破了國外同類應用軟體的壟斷格局。通過在化工、石化、造紙等行業的數百個企業（裝置）中應用，促進了企業的技術改造，提高了生產過程式控制制水平和產品質量，為企業創造了明顯的經濟效益。2000年，「九五」國家科技攻關計劃項目「大型骨幹石化生產系統控制及計算機應用技術」通過了驗收。

作為工控軟體的一個重要組成部分，國內人機界面組態軟體研製方面近幾年取得了較大進展，軟體和硬體相結合，為企業測、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。在此基礎上，工業控制軟體將從人機界面和基本策略組態向先進控制方向發展。

先進過程式控制制APC（Advanced Process Control）目前還沒有嚴格而統一的定義。一般將基於數學模型而又必須用計算機來實現的控制演算法，統稱為先進過程式控制制策略。如：
* 自適應控制；
* 預測控制；
* 魯棒控制；
* 智能控制（專家系統、模糊控制、神經網路）等。

由於先進控制和優化軟體可以創造巨大的經濟效益，因此這些軟體也身價倍增。國際上已經有幾十家公司，推出了上百種先進控制和優化軟體產品，在世界范圍內形成了一個強大的流程工業應用軟體產業。因此，開發我國具有自主知識產權的先進控制和優化軟體，打破外國產品的壟斷，替代進口，具有十分重要的意義。

在未來，工業控制軟體將繼續向標准化、網路化、智能化和開放性發展方向。

結束語

工業信息化是指在工業生產、管理、經營過程中，通過信息基礎設施，在集成平台上，實現信息的採集、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等。在「十五」期間，國家用信息化帶動工業化的工作重點有三個方面：一是以電子信息技術應用為重點，提高傳統產業生產過程自動化、控制智能化和管理信息化水平；二是以先進製造技術應用為重點，推進製造業領域的優質高效生產，振興裝備製造業；三是改造提升重點產業的關鍵技術、共性技術及其相關配套技術水平、工藝和裝備水平。國家實施高技術產業化的主要目標有兩個：一是發展高技術，形成新興產業，培育新的增長點；二是利用先進技術改造和優化傳統產業，提高經濟增長的質量。

由於大力發展工業自動化是加快傳統產業改造提升、提高企業整體素質、提高國家整體國力、調整工業結構、迅速搞活大中型企業的有效途徑和手段，國家將繼續通過實施一系列工業過程自動化高技術產業化專項，用信息化帶動工業化，推動工業自動化技術的進一步發展，加強技術創新，實現產業化，解決國民經濟發展面臨的深層問題，進一步提高國民經濟整體素質和綜合國力，實現跨越式發展。

Ⅳ 工業自動化的核心是什麼

工業自動化的核心是以機器大生產提高生產效率。
工業自動化是在工業生產中廣泛採用自動控制、自動調整裝置，用以代替人工操縱機器和機器體系進行加工生產的趨勢。在工業生產自動化條件下，人只是間接地照管和監督機器進行生產。工業自動化，按其發展階段可分為：(1) 半自動化。即部分採用自動控制和自動裝置，而另一部分則由人工操作機器進行生產。(2) 全自動化。指生產過程中全部工序，包括上料、下料、裝卸等，都不需要人直接進行生產操作 (人只是間接地看管和監督機器運轉)，而由機器連續地、重復地自動生產出一個或一批產品。

Ⅳ PLC自動控制系統是什麼

什麼是PLC自動控制系統發布時間：2007-03-29 來源： 列印該頁
自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發展，在世界各地得到了廣泛應用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網路技術的不斷發展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限於邏輯控制，在運動控制、過程式控制制等領域也發揮著十分重要的作用。
作為離散控的制的首選產品，PLC在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發展，世界范圍內的PLC年增長率保持為20%～30%。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC市場容量基數的不斷擴大，近年來PLC在工業發達國家的增長速度放緩。但是，在中國等發展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動化領域占據著十分重要的位置。
PLC是由摸仿原繼電器控制原理發展起來的，二十世紀七十年代的PLC只有開關量邏輯控制，首先應用的是汽車製造行業。它以存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和運算等操作的指令；並通過數字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控製程序表達了生產過程的工藝要求，並事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序步存儲地址的程序計數器，在程序運行過程中，每執行一步該計數器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執行到最終步（通常為END指令），然後再返回起始步循環運算。PLC每完成一次循環操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現出快速的優點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結果送給PLC的控制器。
相同I/O點數的系統，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟體和硬體都是通用的，所以維護成本比DCS要低很多。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點（最多可達8000多個I/O）。如果被控對象主要是設備連鎖、迴路很少，採用PLC較為合適。PLC由於採用通用監控軟體，在設計企業的管理信息系統方面，要容易一些。
近10年來，隨著PLC價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設備開始採用PLC進行控制，PLC在我國的應用增長十分迅速。隨著中國經濟的高速發展和基礎自動化水平的不斷提高，今後一段時期內PLC在我國仍將保持高速增長勢頭。
通用PLC應用於專用設備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩定性。實際工作中碰到的一些用戶原來採用嵌入式控制器，現在正逐步用通用PLC或定製PLC取代嵌入式控制器。

Ⅵ 機電一體化中自動化控制就業前景怎麼樣工資高嗎

就業前景
機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟體結合起來所構成的系統的總稱.實操性人才缺乏，各企業高薪聘請機電一體化專業人才，在深圳地區例如：富士康、三星、華為、等一線企業擁有大量高薪職位就業前景十分廣闊.以下由工控行業網為您進行的機電一體專業就業前景的方向分析。
機電一體專業就業方向
1、從事機電一體化液體灌裝生產線及商品包裝自動化機械運行、維護、管理、技術改造等工作的機電一體化高等技術應用性專門人才.
可在大型啤酒、飲料、食品及商品包裝生產企業從事現代化自動機與生產線的維護和管理工作，也可在相關的自動機與生產線的生產廠家或設計部門、營銷單位從事技術工作.
2、機電一體化專業（計算機輔助設計與製造方向 )
從事機電產品的計算機輔助設計（CAD）與計算機輔助製造（CAM），並熟練使用和維修數控加工設備的機電一體化高等技術應用性專門人才.
可在模具設計也製造、機械加工、塑料、五金、電子產品、計算機生產等企業從事數控機床的加工工藝設計編程，數控機床的調試、維護及加工操作，從事生產和技術管理工作，也可以從事國內外數控設備的營銷工作.
3、機電一體化專業（模具CAD/CAM方向）
從事利用計算機技術和數控加工技術對模具進行設計和製造等工作的機電一體化高等技術應用性專門人才.
可在模具、機械、五金、塑料、家電等生產企業從事模具計算機輔助設計與製造等方面的技術工作，也可在企事業單位從事與本專業有關的經營、管理工作.
4、機電一體化專業（機電CAD技術方向）
在機電一體化產品、設備的設計、製造、維修、管理、技術改造與服務過程中專門從事用電腦繪圖設計、信息處理和資料管理的高等技術應用性專門人才.
可在機械設計、製造與裝備行業、模具製造業，輕工、家用電器、電子製造業從事設計、製造、技術改造、產品營銷、設備管理與維護等工作.
機電一體專業就業前景
有關研究報告顯示「機電一體化」一詞最早是日本提出的，在上世紀80年代初，日本名古屋大學最早設置了機電一體化專業.如今已改稱為「機械電子工程」專業；在高職高專則仍延用機電一體化專業名稱. 機電一體化專業是精密機械--電子技術（含電力電子）--計算機技術等多門學科交叉融合的產物，屬高新技術，也是當前發展最快的技術之一，它是先進製造技術的主要組成部分.它的發展推動了當前製造技術的迅速更新換代，是產品向高、精、快迅速邁進，使勞動生產率迅速提高.由於中國逐漸成為世界製造業基地加上傳統企業面臨大規模的技術改造與設備更新，國內急需大量先進製造技術專業人才.因此該專業畢業生就業前景很好，而且待遇也高.畢業生主要在各行政、企業、事業單位從事機械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調試以及技術管理等工作.
機電一體化專業就業前景到底怎樣呢?市場調研發現機電一體化專業是一個寬口徑專業，適應范圍很廣，學生在校期間除學習各種機械、電工電子、計算機技術、控制技術、檢測感測等理論知識外，還將參加各種技能培訓和國家職業資格證書考試，充分體現重視技能培養的特點.學生畢業後主要面向珠江三角洲各企業、公司，從事加工製造業，家電生產和售後服務，數控加工機床設備使用維護，物業自動化管理系統，機電產品設計、生產、改造、技術支持，以及機電設備的安裝、調試、維護、銷售、經營管理等等。[1]
隨和經濟的發展和科技的進步，越來越多的產品智能化、自動化、網路化，這些產品除了要用到機械驅殼，還需要用電路來控制，電的部分已經不再是簡單的開關電路，而是用大規模的集成電路，單片機、感測器、可編程式控制制器等智能元件被用來和設備的機械部分想結合。單純的機械活著單純的電子已經不能適應行業發展的需要，漸漸地就出現了機電一體化①這個學科。機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，到目前這個學科已經逐漸成熟了。機電一體化技術包含六個部分，它們分別是：第一， 機械技術。 機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在於如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統製造過程中，經典的機械理論與工藝應藉助於計算機輔助技術，同時採用人工智慧與專家系統等，形成新一代的機械製造技術。第二， 計算機與信息技術 。其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機信息處理技術。 第三， 系統技術 。系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，介面技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統各部分有機連接的保證。 第四， 自動控制技術 。其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計後的系統模擬，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。 第五，感測檢測技術。感測檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求感測器能快速、精確地獲取信息並能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。 第六， 伺服傳動技術。 包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。[1]機電一體化系統主要由五個部分組成：機械本體、檢測感測部分、電子控制單元、執行器和動力源。機械本體包括機架、機械連接、機械傳動等，它是機電一體化的基礎，起著支撐系統中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產品相比，機電一體化系統的技術性能得到提高、功能得到增強，這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應，具有高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀的特點；檢測感測部分包括各種感測器及其信號檢測電路，其作用就是檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化，並將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發出相應的控制；電子控制單元又稱ECU（Electrical Control Unit ），是機電一體化系統的核心，負責將來自各感測器的檢測信號和外部輸入命令進行集中、存儲、計算、分析，根據信息處理結果，按照一定的程度和節奏發出相應的指令，控制整個系統有目的地進行；執行器的作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。執行器是運動部件，通常採用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式；動力源是機電一體化產品能量供應部分，其作用是按照系統控制要求向機械繫統提供能量和動力使系統正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。[2]機械作為減輕人類勞動強度的一種工具，自從出現以來就一直不斷地發展進步。模塊化、網路化、智能化、自動化、系統化和綠色化已經成為機械發展的方向。在未來的幾個世紀，並沒有什麼東西能取代機械的位置。也就是說，這個行業還有很長的路要走，它在人們消費的比重將不斷提高。而這個行業的競爭也會變得越來越激烈，只有不斷創新，只有把機電一體化產品的軟硬部分完美地結合起來才能做成優異的機電一體化產品。
發展方向
機電一體化向智能化方向邁進.20世紀90年代後期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由於人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。

Ⅶ PLC自動控制系統是什麼啊

目前，PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況主要分為如下幾類：
1．開關量邏輯控制 取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用於單台設備的控制，也可用於多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。
2．工業過程式控制制 在工業生產過程當中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續變化的量（即模擬量），PLC採用相應的A/D和D/A轉換模塊及各種各樣的控制演算法程序來處理模擬量，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的一種調節方法。過程式控制制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。
3．運動控制 PLC可以用於圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用於各種機械、機床、機器人、電梯等場合。
4．數據處理 PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的採集、分析及處理。數據處理一般用於如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。
5．通信及聯網
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著工廠自動化網路的發展，現在的PLC都具有通信介面，通信非常方便。
三、PLC的應用特點
1．可靠性高，抗干擾能力強 高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能——PLC由於採用現代大規模集成電路技術，採用嚴格的生產工藝製造，內部電路採取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬體故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟體中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統將極高的可靠性。
2．配套齊全，功能完善，適用性強——PLC發展到今天，已經形成了各種規模的系列化產品，可以用於各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數據運算能力，可用於各種數字控制領域。多種多樣的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。
3．易學易用，深受工程技術人員歡迎——PLC是面向工礦企業的工控設備。它介面容易，編程語言易於為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人從事工業控制打開了方便之門。
4．系統的設計，工作量小，維護方便，容易改造——PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設備經過改變程序而改變生產過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產場合。 [編輯本段]PLC死機的原因有哪些?引起PLC死機的原因很多，軟硬體的錯誤都可能引起死機。 1、硬體方面
（1）I／O竄電，PLC自動偵測到I／O錯誤，進入STOP模式。
（2）I／O損壞，程序運行到需要該I／O的反饋信號，不能向下執行指令。
（3）擴展模塊(功能型，如A／D)線路干擾或開路等。
（4）電源部分有干擾或故障。
（5）PLC的連接模塊及地址分配模塊出故障。
（6）電纜引起的故障。
2、軟體方面
（1）觸發了死循環。
（2）程序改寫了系統參數區的內容，卻沒有初始化部分。
（3）保護程序啟動：硬體保護、限制使用時間(針對貨款收回)
（4）數據溢出，步長過大、看門狗 (可修改DOG時間)動作。
PLC的維修與保養
一、 保養規程、設備定期測試、調整規定
（1） 每半年或季度檢查PLC櫃中接線端子的連接情況，若發現松動的地方及時重新堅固連接；
（2） 對櫃中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓；
二、 設備定期清掃的規定
（1） 每六個月或季度對PLC進行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進行吹掃、清掃後再依次原位安裝好，將全部連接恢復後送電並啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內衛生；
（2） 每三個月更換電源機架下方過濾網； 三、 檢修前准備、檢修規程 （1） 檢修前准備好工具； （2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護裝置及認真作防靜電准備工作；
（3） 檢修前與調度和操作工聯系好，需掛檢修牌處掛好檢修牌；
四、 設備拆裝順序及方法
（1） 停機檢修，必須兩個人以上監護操作；
（2） 把CPU前面板上的方式選擇開關從「運行」轉到「停」位置；
（3） 關閉PLC供電的總電源，然後關閉其它給模坂供電的電源；
（4） 把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置後拆下，然後拆下電源機架與機櫃相連的螺絲，電源機架就可拆下；
（5） CPU主板及I/0板可在旋轉模板下方的螺絲後拆下；
（6） 安裝時以相反順序進行；
五、 檢修工藝及技術要求
（1） 測量電壓時，要用數字電壓表或精度為1%的萬能表測量
（2） 電源機架，CPU主板都只能在主電源切斷時取下；
（3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數據不混亂；
（4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮時取下模塊PAM內容將丟失；
（5） 輸入/輸出板取下前也應先關掉總電源，但如果生產需要時I/0板也可在可編程式控制制器運行時取下，但CPU板上的QVZ（超時）燈亮；
（6） 撥插模板時，要格外小心，輕拿輕放，並運離產生靜電的物品；
（7） 更換元件不得帶電操作；
（8） 檢修後模板安裝一定要安插到位
PLC主適用於小批量多變工藝型設備的控制核心，以縮短開發周期，快速適用於生產。

Ⅷ 自動化(網路控制和控制技術)這個專業是學什麼的

專業特點：
非常鮮明的跨學科特徵；
基礎知識面寬、應用領域廣闊的綜合性科學技術專業，涉及到工業、國防、交通運輸、信息產業等各個應用領域；
要求學生知識面寬，尤其對數學、物理、電子技術、計算機、信息處理等領域的基礎知識有很高的要求；
要求學生的動手能力強，能夠進行機器智能化、計算機網路測控、感測器檢測、系統模擬與優化、工業過程式控制制系統、綜合自動化等方面的系統分析與設計。

專業方向：自動控制技術；機械電子工程。
自動控制技術專業方向的主要研究內容為：各種自動控制裝置涉及的自動控制理論研究；信息的自動獲取方法研究；連續工業過程式控制制理論方法研究；人工智慧理論方法研究；計算機集成製造系統研究；導航與飛行器控制；模式識別與智能機器人；系統設計與優化等。
機械電子工程專業研究的內容是在微電子技術高度發展的基礎上，綜合運用機械技術、傳動技術、微電子技術、自動控制技術、信息技術、感測技術、電力電子技術、介面技術、軟體編程技術，根據系統工程和優化組織結構目標，合理配置機械本體、執行機構、動力驅動單元、感測測試元件、控制元件及微電子信息接受、分析、加工、處理、生產、傳輸單元和線路銜接元件的硬體元素，並使之在程序和微電子電路邏輯的有目的的信息流導向下，相互協調，有機地融合和集成，形成以微電子技術為主導的現代高新技術支持下的機電一體化系統或機電一體化產品。

就業方向
電氣工程及其自動化專業培養的畢業生就業面寬、適應性強。該專業的畢業生主要面向電力行業就業，可從事電力設計、建設、調試、生產、運行、市場運營、科技開發和技術培訓等工作，也可從事其他行業中的電氣技術工作。主要就業單位有電力公司、電力設計院、電力規劃院、電力建設部門、電力生產單位、電氣工程研究開發公司和研究院以及具有電氣相關專業的院校。
自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研製開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等領域的工作。

Ⅸ 自動控制的歷史發展

最早的自動化控制要追溯到我國古代的自動化計時器和漏壺指南車，而自動化控制技術的廣泛應用則開始於歐洲的工業革命時期。英國人瓦特在發明蒸汽機的同時，應用反饋原理，於1788年發明了離心式調速器。當負載或蒸汽量供給發生變化時，離心式調速器能夠自動調節進氣閥的開度，從而控制蒸汽機的轉速。
150多年前第一代過程式控制制體系是基於5－13psi的氣動信號標准（氣動控制系統PCS，Pneumatic Control System）。簡單的就地操作模式，控制理論初步形成，尚未有控制室的概念。
第二代過程式控制制體系（模擬式或ACS,Analog Control System）是基於0－10mA或4－20mA的電流模擬信號，這一明顯的進步，在整整25年內牢牢地統治了整個自動控制領域。它標志了電氣自動控制時代的到來。控制理論有了重大發展，三大控制論的確立奠定了現代控制的基礎；控制室的設立，控制功能分離的模式一直沿用至今。
第三代過程式控制制體系（CCS，Computer Control System）.70年代開始了數字計算機的應用，產生了巨大的技術優勢，人們在測量，模擬和邏輯控制領域率先使用，從而產生了第三代過程式控制制體系（CCS，Computer Control System）。這個被稱為第三代過程式控制制體系是自動控制領域的一次革命，它充分發揮了計算機的特長，於是人們普遍認為計算機能做好一切事情，自然而然地產生了被稱為「集中控制」的中央控制計算機系統，需要指出的是系統的信號傳輸系統依然是大部分沿用4－20mA的模擬信號，但是時隔不久人們發現，隨著控制的集中和可靠性方面的問題，失控的危險也集中了，稍有不慎就會使整個系統癱瘓。所以它很快被發展成分布式控制系統（DCS）。
第四代過程式控制制體系（DCS，Distributed Control System分布式控制系統）：隨著半導體製造技術的飛速發展，微處理器的普遍使用，計算機技術可靠性的大幅度增加，目前普遍使用的是第四代過程式控制制體系（DCS，或分布式數字控制系統），它主要特點是整個控制系統不再是僅僅具有一台計算機，而是由幾台計算機和一些智能儀表和智能部件構成一個了控制系統。於是分散控製成了最主要的特徵。除外另一個重要的發展是它們之間的信號傳遞也不僅僅依賴於4－20mA的模擬信號，而逐漸地以數字信號來取代模擬信號。
第五代過程式控制制體系（FCS，Fieldbus Control System現場匯流排控制系統）：FCS是從DCS發展而來，就象DCS從CCS發展過來一樣，有了質的飛躍。「分散控制」發展到「現場控制」；數據的傳輸採用「匯流排」方式。但是FCS與DCS的真正的區別在於FCS有更廣闊的發展空間。由於傳統的DCS的技術水平雖然在不斷提高，但通信網路最低端只達到現場控制站一級，現場控制站與現場檢測儀表、執行器之間的聯系仍採用一對一傳輸的4-20mA模擬信號，成本高，效率低，維護困難，無法發揮現場儀表智能化的潛力，實現對
現場設備工作狀態的全面監控和深層次管理。所謂現場匯流排就是連接智能測
量與控制設備的全數字式、雙向傳輸、具有多節點分支結構的通信鏈路。簡
單地說傳統的控制是一條迴路，而FCS技術是各個模塊如控制器、執行器、檢測器等掛在一條匯流排上來實現通信，當然傳輸的也就是數字信號。主要的總
線有Profibus，LonWorks等。
1、 40年代--60年代初：
需求動力：市場競爭,資源利用，減輕勞動強度，提高產品質量，適應批量生產需要。主要特點：此階段主要為單機自動化階段，主要特點是:各種單機自動化加工設備出現，並不斷擴大應用和向縱深方向發展。典型成果和產品：硬體數控系統的數控機床。
2、60年代中--70年代初期：
需求動力：市場競爭加劇，要求產品更新快，產品質量高，並適應大中批量生產需要和減輕勞動強度。主要特點：此階段主要以自動生產線為標志，其主要特點是:在單機自動化的基礎上，各種組合機床、組合生產線出現，同時軟體數控系統出現並用於機床，CAD、CAM等軟體開始用於實際工程的設計和製造中，此階段硬體加工設備適合於大中批量的生產和加工。典型成果和產品：用於鑽、鏜、銑等加工的自動生產線。
3、70年代中期--至今：需求動力：市場環境的變化，使多品種、中小批量生產中普遍性問題愈發嚴重，要求自動化技術向其廣度和深度發展，使其各相關技術高度綜合，發揮整體最佳效能。主要特點：自70年代初期美國學者首次提出CIM概念至今，自動化領域已發生了巨大變化，其主要特點是:CIM已作為一種哲理、一種方法逐步為人們所接受；CIM也是一種實現集成的相應技術，把分散獨立的單元自動化技術集成為一個優化的整體。所謂哲理，就是企業應根據需求來分析並克服現存的「瓶頸」，從而實現不斷提高實力、競爭力的思想策略；而作為實現集成的相應技術，一般認為是:數據獲取、分配、共享；網路和通信；車間層設備控制器；計算機硬、軟體的規范、標准等。同時，並行工程作為一種經營哲理和工作模式自80年代末期開始應用和活躍於自動化技術領域，並將進一步促進單元自動化技術的集成。典型成果和產品：CIMS工廠，柔性製造系統(FMS)。
隨著現代應用數學新成果的推出和電子計算機的應用，為適應宇航技術的發展，自動控制理論跨入了一個新階段——現代控制理論。主要研究具有高性能，高精度的多變數變參數的最優控制問題，主要採用的方法是以狀態為基礎的狀態空間法。目前，自動控制理論還在繼續發展，正向以控制論，資訊理論，仿生學為基礎的智能控制理論深入。
為了實現各種復雜的控制任務，首先要將被控制對象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機的總體，這就是自動控制系統。在自動控制系統中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恆定值，例如溫度，壓力或飛行航跡等；而控制裝置則是對被控對象施加控製作用的機構的總體，它可以採用不同的原理和方式對被控對象進行控制，但最基本的一種是基於反饋控制原理的反饋控制系統。
在反饋控制系統中，控制裝置對被控裝置施加的控製作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實現對被控量進行控制的任務，這就是反饋控制的原理。

Ⅹ 簡述工業自動化控制系統發展分哪幾個階段發展趨勢如何

由中國提出的《工業自動化系統與集成 機床數控系統 一般要求》國際標准提案，經國際標准化組織自動化系統與集成技術委員會物理設備控制分會（ISO/TC184/SC1）批准正式立項，是ISO/TC184/SC1中首次由中國提出並成功立項的項目。

在「高檔數控機床與基礎製造裝備」科技重大專項等國家科技計劃支持及機床行業共同努力下，中國數控系統在功能、性能等方面得到了大幅提升，有效支撐了數控系統產業創新發展。這項國際標準的成功立項，標志著中國在國際標准規則工作中的主導權和話語權將進一步提升。下文將對我國工業自動控制系統裝置製造行業的發展現狀與趨勢作出分析。

一、工業增加值達到28萬億元

經過新中國成立以來60餘年的工業化進程，尤其是改革開放以來的30餘年的快速工業化進程，中國工業化取得了巨大的成就，經濟發展水平得到了極大的提升，中國已經整體步入工業化中期的前半階段。中國的基本經濟國情已從一個農業經濟大國轉變為工業經濟大國。

2007-2017年，我國工業增加值保持著逐年上升的趨勢，但同比增速有所下降。2017年全部工業增加值28.00萬億元，比上年增長6.4%。規模以上工業增加值增長6.6%。

圖表1：2007-2017年全國工業增加值及其增長情況（單位：萬億元，%）

——更多數據參考前瞻產業研究院發布的《2020-2025年中國工業自動控制系統裝置製造行業產銷需求預測與轉型升級分析報告》。