工业自动化软件系统技术及其发展
自动化历史及其专业发展
自动化历史及其专业发展一、引言自动化是指通过使用各种机械、电子、计算机和信息技术，以及控制系统和软件，实现对生产过程、工业设备和机器人的自动控制和运行。
自动化技术的发展已经深刻改变了人类社会的生产方式和生活方式。
本文将介绍自动化的历史发展过程以及相关专业的发展情况。
二、自动化的历史发展1. 工业革命前的自动化在工业革命之前，人们主要依靠人力和动物力量进行生产。
然而，随着科学技术的进步，人们开始尝试使用机械设备来代替人力。
早期的自动化技术包括水力驱动的机器和基于钟摆原理的自动控制装置。
2. 工业革命时期的自动化工业革命的到来极大地推动了自动化技术的发展。
蒸汽机的出现使得机械设备的驱动更加灵活，进一步推动了自动化的发展。
在这一时期，出现了许多自动化机械，如自动纺织机、自动织布机等。
3. 电气自动化的兴起20世纪初，电力技术的发展为自动化技术的进一步发展提供了基础。
电气自动化的兴起标志着自动化技术进入了一个新的阶段。
电气自动化技术的代表是自动控制系统，它利用电气信号来控制机械设备的运行。
4. 计算机控制的自动化20世纪60年代，计算机技术的快速发展为自动化技术的进一步突破提供了条件。
计算机控制的自动化系统可以实现更加复杂的控制和运行，大大提高了生产效率和质量。
此时期出现了控制算法和编程语言等重要的自动化技术。
5. 现代自动化技术的发展随着信息技术和通信技术的迅猛发展，自动化技术进入了一个全新的阶段。
现代自动化技术包括传感器技术、人工智能、机器视觉等，它们使得自动化系统更加智能化和灵活化。
现代自动化技术的应用领域也越来越广泛，涵盖了工业生产、交通运输、医疗卫生、农业等各个领域。
三、自动化专业的发展1. 自动化专业的起源自动化专业起源于20世纪初的电气工程领域，最初主要关注工业自动化技术的研究与应用。
随着自动化技术的发展，自动化专业逐渐形成了一个独立的学科体系。
2. 自动化专业的学科内容自动化专业的学科内容涉及电气工程、计算机科学、控制科学等多个学科领域。
自动化系统的软件开发与编程
自动化系统的软件开发与编程一、引言自动化系统是现代工业生产中的关键组成部分，它通过使用各种软件和编程技术，实现了工业生产的自动化、高效化和智能化。
本文将探讨自动化系统软件开发与编程的相关内容，并介绍其在实际应用中的重要性和挑战。
二、自动化系统软件开发的基本流程1.需求分析：在开发自动化系统软件前，首先需要明确系统的需求和目标，包括功能需求、性能需求、安全需求等。
通过与客户的沟通和调研，收集各方面的需求，并对其进行详细分析和整理。
2.系统设计：根据需求分析的结果，进行系统设计。
包括系统的整体架构设计、模块设计、数据库设计等。
设计过程中需要考虑系统的可靠性、可扩展性、稳定性等因素。
3.软件编码：根据系统设计的要求，进行软件编码工作。
根据编程语言的选择，编写相应的源代码，并进行严格的编码规范和质量控制。
编码过程中需要考虑代码的可读性、可维护性和可测试性。
4.软件测试：完成编码后，进行软件测试工作。
通过单元测试、集成测试、系统测试等手段，验证软件的功能和性能是否符合需求。
同时，发现和修复潜在的缺陷和问题，确保软件的质量和可靠性。
5.软件部署与维护：经过测试合格的软件，进行部署和安装，并进行系统的调试和优化。
随着系统运行的不断积累和用户的反馈，进行软件的维护和升级，不断改进和完善系统。
三、自动化系统软件开发中的关键技术1.嵌入式系统开发：自动化系统通常需要集成各种硬件设备和传感器，在嵌入式系统开发中，需要借助C/C++等编程语言，编写底层的驱动程序和控制程序，与硬件进行交互。
2.数据采集与处理：自动化系统需要对各种传感器采集的数据进行处理和分析，常用的方法包括数据信号处理、模式识别、数据挖掘等。
同时，需要使用数据库、数据仓库等技术，对大量的数据进行存储和管理。
3.人机交互与界面设计：为了方便用户操作和监控自动化系统，需要通过人机界面进行交互。
界面设计需要考虑用户的使用习惯和体验，使用图形化界面或者触摸屏等技术，提升用户的操作效率和便利性。
2023年工业控制软件行业市场规模分析
2023年工业控制软件行业市场规模分析工业控制软件是指将计算机程序应用于实现工业控制系统的软件。
随着工业自动化程度的不断提高，工控软件已经成为工业控制系统中不可或缺的一部分。
目前，全球工业控制软件市场持续增长，各国都对其投入了大量的研发资金和人才，以此来推动工业自动化与信息化的发展。
一、全球工业控制软件市场概况目前，全球工业控制软件市场规模在不断扩大。
据市场研究公司Mordor Intelligence发布的报告显示，全球工业控制软件市场规模从2019年的306.8亿美元增长至2024年的428.4亿美元，年复合增长率为6.9%。
其中，在工业4.0、工业物联网、智能制造等新技术的推动下，各地将大力推进数字化转型，工业控制软件市场更是得到了迅速的发展。
在全球范围内，北美地区是最大的工业控制软件市场之一，其市场规模在全球占据近三分之一的份额。
在北美，大型制造企业一直是工业控制软件市场的主要需求方，同时，随着工业自动化和智能化的发展，小型企业和中小型企业对工业控制软件市场的需求也在逐渐增长。
除了北美之外，欧洲地区在工业控制软件市场中也有着重要的地位。
阿莱克斯集团发布的数据显示，欧洲工业控制软件市场在2019年的市场规模达到121.5亿美元，占全球市场份额的三成左右。
而在欧洲，德国是最大的工业控制软件市场，其市场规模占欧洲市场的比重达29.3%。
在亚太地区，随着各国对工业自动化的重视程度日益提升，亚太地区的工业控制软件市场也在快速发展。
根据市场研究公司Transparency Market Research发布的报告，亚太地区的工业控制软件市场规模在2025年有望增长至132.41亿美元，年平均增长率为7.5%。
二、中国工业控制软件市场分析中国是全球工业控制软件市场的巨头之一，其市场规模在全球位于前列。
根据研究机构营销智库发布的数据显示，2018年中国工业控制软件市场规模达到782亿元人民币，同比增长15.9%。
工业自动化控制网络技术的发展
“ 网络化” ・ 由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品， 因而它所需要的 控制信息（ 如实时测量数据） 不采取￣ ３ Ｐ Ｌ Ｃ 或计算机存取的方式， 而可直接从处 于同等层上的另一个节点上获取 ， 在现场总线控制系统（ Ｆ ㈣ 的环境下， 借助其 计算和通信能力 ， 在现场就可进行许多复杂计算， 形成真正分散在现场的完整 的控制系统， 提高了系统的自治性和可靠性 。 Ｆ ｃ ｓ 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 ，
工 业 技 术
Ｃ ｈｉ ｎ ａ ｓ ｃｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
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工业 自动 化 控 制 网 络技 术 的 发 展
刘树 峰
（ 唐 山 首信 自动化 信 息技 术 有限 公 司 河 北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要］ 本文针对工业 自动化控制网络领域的发展趋势： 控制系统的智能化、 分散化 、 网络化及管理控制一体化加以阐述分析。 ［ 关键 词］ 工 业 自动 化 控 制技 术 网络 中 图分类 号 ： Ｕ２ ８ ５ ． ２ １ ＋ 文献 标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ７ — ０ ０ ６ ７ — ０ １
１ ． 控一系统的■船化． 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 。
工业软件行业分析报告
工业软件行业分析报告工业软件行业分析报告一、定义工业软件行业是指为工业领域开发和提供解决方案的软件和技术服务的产业。
它主要应用于制造业、能源、交通、通信等领域。
根据不同的应用领域，工业软件可以分为工艺流程模拟软件、计算机辅助设计软件、工业自动化控制软件、工业信息化软件等。
二、分类特点1.复杂性工业软件的使用对象是大型企业、复杂系统和生产环境，所以软件设计难度很大，需要深入了解客户的业务流程、工艺流程等方面，才能满足客户的需求。
2.高可用性工业软件的使用场景都是关键领域，需要具备高可用性、高可靠性、高稳定性，一旦出现故障会影响企业的生产，带来巨大的经济损失。
3.自动化工业软件需要具备自动化特点，能够自动识别系统中的数据，并发现问题，自动调整参数，提高工作效率。
4.高智能随着人工智能、机器学习等技术的发展，未来的工业软件需要具备高度智能化、自我学习、自我优化、自我适应等特点。
三、产业链工业软件行业的产业链可以分为硬件、软件和服务三个环节。
硬件环节：包括计算机、服务器、控制器、传感器等硬件设备。
软件环节：包括操作系统、数据库、应用程序、开发工具等软件产品。
服务环节：包括系统集成、软件开发、技术咨询、售后服务等服务。
四、发展历程工业软件的发展可以分为三个阶段：1.初期阶段（20世纪50年代至70年代初）这个阶段的工业软件基本是自主开发的，该产业主要应用于核工业、航空航天、国防军工领域。
2.中期阶段（70年代末至90年代中期）这个阶段的工业软件已经进入商业化发展阶段，软件和服务不再局限于特定的行业，并且与计算机硬件的巨大进展有关。
3.现代阶段（90年代末至今）现代阶段的工业软件呈现多样化和集成化趋势，并且在人工智能和大数据等技术的推动下，逐渐发展为信息技术领域的重要产业。
五、行业政策文件及其主要内容1.《分类目录》该政策文件主要规定了工业软件的范畴和技术标准，加速工业软件产业化进程，促进工业软件行业的发展，调节工业软件行业结构和竞争方式。
工业自动化控制系统创新
工业自动化控制系统创新工业自动化控制系统是现代工业发展的重要组成部分，在制造、能源、交通、化工等领域起着至关重要的作用。
随着科技的进步和社会的发展，工业自动化控制系统也在不断创新和演进。
本文将从硬件技术、软件技术以及智能化应用等方面，探讨工业自动化控制系统的创新。
一、硬件技术创新随着信息技术和通信技术的飞速发展，工业自动化控制系统的硬件技术也得到了长足的进步。
首先，传感器技术的创新使得控制系统能够实时感知和采集各种参数，如温度、压力、液位等，使得工业控制更加精确。
其次，自动控制器的技术水平日益提高，不仅可以实现智能化控制，还具备更强的抗干扰能力和可靠性。
最后，网络通信技术的应用使得工业自动化控制系统能够实现分布式控制，实现设备之间的快速、可靠的数据传输。
二、软件技术创新软件技术在工业自动化控制系统中的应用也愈发重要。
首先，控制算法的创新使得控制系统更加灵活和高效。
传统的PID控制算法已经是基本的控制手段，而现在越来越多的先进控制算法如模糊控制、神经网络控制、模型预测控制等也被广泛应用于工业自动化控制系统中。
其次，大数据分析技术的引入使得工业自动化控制系统可以通过对海量数据的分析和处理来挖掘出潜在的规律和优化方案。
此外，软件辅助设计和仿真技术的发展，使得工程师可以在电脑上进行系统设计和调试，大大提高了工作效率和质量。
三、智能化应用创新工业自动化控制系统的智能化应用是未来的发展趋势。
首先，在工业自动化控制系统中引入人工智能技术，如机器学习、深度学习等，可以使得系统具备自学习和自适应能力，更好地适应不断变化的工业环境。
其次，工业自动化控制系统与物联网的结合，可以实现设备之间的互联互通，实现工厂的无缝连接和生产的智能化管理。
最后，虚拟现实和增强现实技术的应用，可以将控制系统的监控和调试工作移入虚拟环境，提高安全性和便捷性。
总之，工业自动化控制系统在硬件技术、软件技术以及智能化应用等方面都有着广阔的发展空间。
我国工业自动化市场的发展状况及前景展望
陈立平：关于中国工业软件技术创新与应用发展的思考
陈立平：关于中国工业软件技术创新与应用发展的思考近日，华中科技大学机械学院CAD中心陈立平教授撰文，针对我国工业软件技术创新与应用发展现状，做了深入的思考并提出了很有价值的建议，认为基于统一模型规范的全系统建模、分析、仿真优化及软件自动生成技术是国际智能系统与产品研发技术的重要创新方向，中国在该领域应有所作为，快速赶上。
本文版权归作者所有，由陈立平教授授权《走向智能论坛》微信公号发布，转载请注明作者及出处。
关于中国工业软件技术创新与应用发展的思考陈立平科技部国家企业信息化应用支撑软件工程技术研究中心（武汉）华中科技大学机械学院 CAD中心近一年来，随着中美贸易战的开启，特别是“中兴事件”的爆发，引发了国人对自主核心技术的广泛焦虑和深入思考。
近期“走向智能论坛”、“知识自动化”等知名微信公众号曾连续发表了关于中国工业软件发展的历史思考与回顾的系列文章，引起了业界读者强烈反响。
笔者作为从事自主可控数字化设计技术研究、开发及产业化推广长达26年的一线从业者更是感慨万千。
谨以此文向关注、关心、思考、坚守中国工业软件的同仁表示最诚挚的敬意。
一、破“集成创新”，立工业软件软件是智能的载体，是智能社会最重要的基础要素。
运行于智能产品、工业装备与系统全生命周期活动中的先进软件是工业乃至社会发展水平的重要标志，是未来智能工业的重要基础支撑，是不能受制于人的关键核心技术。
工业软件不同于IT软件，是工业知识创新长期积累、积淀并在应用中迭代进化的工具产物，正如赵敏先生在《为工业软件正名》鲜明指出“工业软件是一个典型的高端工业品，它首先是由工业技术构成的！研制工业软件是一门集工业知识与“Know-how”大成于一身的专业学问。
没有工业知识，没有制造业经验，只学过计算机软件的工程师，是设计不出先进的工业软件的！”。
工业软件是工业创新实践的技术溢出，是先进生产力的关键要素，只要工业技术创新不息，工业软件创生不止。
林雪萍、赵敏先生在《工业软件黎明静悄悄|“失落的三十年”工业软件》对中国工业软件历史给出了“亲历的全景式”回望，彻腹的“哀其不幸、怒其不争”让人嘘唏不已。
工业自动化控制的现状和发展趋势研究
工业自动化控制的现状和发展趋势研究作者：王玉铎来源：《科技与企业》2013年第20期【摘要】工业控制自动化技术是一种现代生产技术，它综合了精密仪器、计算机软件技术、控制论、统筹学等多种学科技术，通过对工业生产过程实施检测、修正、调整、优化和管理等，不断提高工业生产效率，以最少的工业投入收到更高的产出，不断提高产品质量。
工业自动化控制系统主要由三个部分组成：即工业自动化软件、工业机械和信息系统。
通过发挥工业控制自动化技术能够有效提高工业生产效率，帮助企业不断优化生产流程，提升综合生产效益。
工业自动化技术的出现，是工业化水平提高的重要标志。
今天，自动化技术已得到十分广泛的应用，在机械设计、机床加工、石化冶炼、信息科技、建筑施工以及航空航天等领域都有它的影子。
本文将全面分析工业自动化技术以及其的未来发展方向。
【关键词】工业自动化控制；系统组成；趋势；分析一、工业自动化简介工业自动化以生成活动中的各项参数为基础，采用现代管理技术和设备对整个生产过程实施控制，通过大量使用现代工业设备和技术不断降低人力资本投入，充分利用人以外的生产性资源来组织生产活动，这就是工业自动化生产模式，而工业生产过程自动化就是工业自动化。
1、我国工业自动化的发展过程随着经济、科技发展水平的不断提高，我国工业自动化水平也得了快速提升，如今在多个生产部门和领域都应用到了工业自动化技术。
自动化技术是实现工业生产完全自动化或者部分自动化的基础，它可以有效节省工业生产人力资本的投入。
自动化技术涉及到多个学科知识和内容，例如机械、力学、电子信息、软件等。
当前，工业自动化技术应用水平成为衡量一国工业化水平的重要指标和尺度，也是提高工业生产效率的重要手段。
我国工业自动化主要经历了三个主要阶段，即20世纪40年代至60年代，以单机自动化加工设备出现为标志的初级发展阶段；20世纪60年代中至70年代初期，以流水线工业自动化技术应用为标志的阶段；20世纪70年代中期至今，以高科技技术为应用的现代发展阶段。
工业软件发展历史
工业软件发展历史工业软件：将计算机技术应用于设计与制造。
有一个类比：机器如何改变体力劳动，计算机如何改变人类智力解决问题的方式。
在20世纪90年代有一些提法：技术自动化服务、工程自动化、工程设计过程自动化。
一切是从工程制图开始的。
最早描述机器和建筑的工程图纸可以追溯到十四世纪和十五世纪，主要是供学术研究人员阅读的草图。
现代的工程制图追溯到17世纪的笛卡尔和18世纪的蒙日做了大量工作的画法几何。
工程制图在18世纪后期开始迅速发展，并伴随着19世纪的工业革命而加速发展。
有一种说法是：工业革命期间，设计从制造中分立出来。
现代的制图标准在一战期间才被认真对待，1935年起草了第一个工程制图的美国标准。
为了辅助工程绘图，出现了“刻字模板”和“万能绘图机”等多种设备。
工程设计中有两个基本问题，一个是绘图，另一个是计算。
在电子计算机出现之前，计算通常会用到计算尺、机电计算器、数学图表和工程数据手册。
绘图很难，计算也很难。
可想而知，任何细节的错误都有可能带来可怕的返工。
计算机行业存在“反食物链”的现象，低层的技术会吸收高层技术的能力。
曾经必须作为应用程序包的功能现在由操作系统完成，曾经由操作系统完成的功能现在由CPU完成。
CAD软件的技术栈自下而上分别是：计算机系统，操作系统，图形系统，建模与绘图系统，数据库技术，应用开发工具，信息服务标准应用，定制应用，培训与使用应用等。
（不能从现成产品中看出技术发展的脉络，现在的产品已经是技术链整合的结果。
）早期的CAD供应商必须投入极大的精力处理底层的技术，但之后这些底层技术基本上都成了操作系统的内置功能，CAD供应商就可以专注开发应用程序。
计算机改变了工程行业的实践。
计算机大约是在1940年左右由美英等国的军方开发用来计算炮弹弹道以编制火炮射表。
到了二十世纪五十年代，IBM等公司开始向汽车和国防行业的大型工程组织提供计算机，于是为解决工程问题而开发的计算机程序就出现了。
工业自动化软件系统技术及其发展
工业自动化软件系统技术及其发展【摘要】随着科技的进步，工业自动化软件技术正朝着智能化的方向发展，网络化和集成化方向也随之快速发展，在网络环境下运行复杂的系统，在网上实现复杂系统的优化控制与管理已是指日可待。
本文从软件系统技术发展的角度对此做出讨论。
【关键词】工业自动化软件系统优化控制一、引言近年来，传统自动化技术与计算机技术加快了其进程，it技术快速进入工业自动化系统的各个层面，并改变了自动化系统长期以来不能与it技术同步增长的局面。
基于internet技术的it包括：windowspc、webtechnology、ethernet、security等技术，其中的任何一项都会推动工业自动化系统新的发展。
美国一家电气公司顺应市场，抓住机遇，不断创新，推出了it动力自动化系统，从而推动了工业自动化系统的快速发展。
二、自动化软件发展历史从20世纪80年代初期诞生至今，自动化软件已经有了20年的发展历史：: 80年代的组态软件，像on spec、paragon 500等早期的fix等都运行在磁盘操作系统（dos）环境下，图形界面的功能不是很强，软件中包含着大量的控制算法，这是因为dos具有很好的实时性；90年代，随着微软的windows 3.0风靡全球，以国外某家公司为代表的人机界面软件开创了windows下运行工控软件的先河。
2.1工业自动化软件的网络化由于工业自动化软件间的信息交互越来越多，需要在单台机器上实现对多台机器上的软件系统进行集中远程管理的功能，因此网络化的管理也是自动化软件的发展方向。
更随着网络的多样性与数据的分散的性质，工业自动化软件正朝着信息总线的方向发展，信息总线的方式改变了过去需要将数据集中采集和处理的观念，类似于在数据监控层上铺设一条信息总线，再由各个子系统链接在该信息总线上，这样就能够实现各个系统间的相互通讯，实现了监控系统的全分布。
2.2从集中自动化到分布式自动化传统的工业自动化系统都采用具有集中运算能力的中央控制器，按照传统的软件技术，软件程序是面向过程的，编制面向过程的程序十分复杂，需要做大量程序编制的开发工作；同时，微软公司的windows平台也提供了com/dcom技术，为实现分布式自动化提供了技术基础。
工业软件行业发展现状
工业软件行业发展现状篇一工业软件行业发展现状一、引言随着全球数字化转型的加速，工业软件行业已经成为了当今世界经济发展的重要引擎。
工业软件是指专门设计用于支持、优化和自动化工业生产过程的计算机程序，其应用范围涵盖了制造业、能源、交通运输、医药、航空航天等众多领域。
本文将对工业软件行业的现状、特点、发展趋势等方面进行深入分析，旨在为相关企业和机构提供参考和启示。
二、工业软件行业现状1.市场规模持续扩大近年来，随着全球制造业的快速发展，工业软件市场规模持续扩大。
根据市场研究机构的数据显示，全球工业软件市场预计在未来几年内将以每年6%的速度增长，到2025年市场规模将达到7000亿美元。
产业结构不断优化随着云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展，工业软件行业产业结构也在不断优化。
传统工业软件企业正在加快数字化转型，推出更加智能化、个性化的产品和服务。
同时，新兴的工业软件企业则更加注重技术创新和模式创新，不断拓展新的应用领域和市场。
行业应用不断深化工业软件的应用范围不断扩大，从最初的制造业逐渐扩展到能源、交通运输、医药、航空航天等领域。
同时，工业软件的应用层次也在不断深化，从最初的流程自动化逐渐升级为数据驱动的智能化决策和管理。
三、工业软件行业特点技术门槛高工业软件需要具备深厚的专业知识、技能和经验，以及先进的计算机技术。
由于其技术门槛高，工业软件行业的发展受到一定限制。
定制化程度高由于不同行业的生产过程和业务流程存在差异，因此工业软件需要高度定制化才能满足不同客户的需求。
这也导致了工业软件开发的复杂性和成本较高。
更新换代快随着技术的不断进步和市场需求的变化，工业软件也需要不断更新换代。
因此，工业软件企业需要保持持续的技术创新和市场敏锐度。
四、工业软件行业发展趋势云计算技术的应用将更加广泛随着云计算技术的不断发展，未来工业软件企业将更加注重云计算技术的应用。
通过云计算技术，可以实现工业软件的即插即用、资源共享和协同工作等功能，提高工业软件的灵活性和可扩展性。
工业自动化发展趋势
工业自动化发展趋势工业自动化发展趋势一、引言工业自动化是指通过采用先进的技术手段，实现生产线或工厂的自动化控制和管理。
随着信息技术的不断快速发展，工业自动化的应用越来越广泛。
本文将详细介绍工业自动化的发展趋势及其相关内容。
二、工业自动化的定义和背景1.工业自动化的定义：工业自动化是指在生产过程中使用机械、电子、计算机和软件等设备和控制系统，对生产过程进行智能化、自动化控制的一种方式。
2.工业自动化的背景：工业自动化的发展与工业革命密切相关，随着科学技术的进步和产业结构的变迁，工业自动化得到了广泛的应用和推广。
三、工业自动化的技术趋势1.的应用：技术能够模拟人类的智能行为，通过学习和优化算法，实现智能化的生产控制和管理。
2.机器视觉技术：机器视觉技术利用计算机算法和传感器设备，实现对生产过程中的图像信息进行处理和分析，用于质量控制和生产监控。
3.云计算与大数据：云计算和大数据技术能够实现设备和系统之间的数据共享和协同，提高生产效率和资源利用率。
4.物联网技术：物联网技术将传感器、通信技术和云计算技术等相结合，实现设备之间的连接与数据交换，为工业自动化提供更高效的方法。
5.3D打印技术.3D打印技术能够快速制造复杂形状的产品，为工业生产提供更灵活的方式。
6.智能制造技术：智能制造将信息技术与传统制造业相融合，实现生产过程的数字化、网络化和智能化。
四、工业自动化的应用领域1.制造业：工业自动化在制造业中的应用最为广泛，包括汽车、电子、机械等诸多领域。
2.能源领域：工业自动化在能源领域的应用主要包括电力、石油和天然气等。
3.化工行业：化工行业对生产过程的精细化控制要求较高，工业自动化在该领域的应用具有重要意义。
4.食品行业：食品行业对生产的卫生要求较高，工业自动化能够提高生产过程的卫生条件和质量管理。
五、工业自动化的挑战和前景1.安全问题：工业自动化安全问题是工业自动化发展的重要挑战之一，如网络攻击、数据泄露等。
工业自动化技术和发展历史
需求动力：市场竞争加剧,要求产品更新快,产品质量高,并适应大中批量 生产需要和减轻劳动强度。主要特点：此阶段主要以自动生产线为标志,其主产线出现,同时软件 数控系统出现并用于机床,CAD、CAM等软件开始用于实际工程的设计和制造 中,此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。 典型成果和产品：用 于钻、镗、铣等加工的自动生产线。
典型成果和产品： CIMS 工厂, 柔性制造系统(FMS)。
我国现代工业自动化技术
我国自动化技术在各个领域，无论是科学还是民生方面，都取得积极巨 大的成就，我国的工业自动化技术更是给我国带来生产质的提升。而我国， 正在努力慢慢像工业化方向发展。所谓工业现代化，就是用电子计算机等最 新的技术装备来武装工业的各个部门，用现代化的管理工具和管理方法来管 理工业，使工业生产实现高度的自动化，使工业劳动生产率达到或超过世界 先进水平。
工业自动化技术和发展历史
工业自动化技术简介
工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制目的，实现 各种过程控制，在整个工业生产中,尽量减少人力的操作,而能 充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作,即称为 工业自动化生产，而使工业能进行自动生产之过程称为工业自 动化。
工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直 接干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处 理和过程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现 自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子、计 算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化 技术的助产士。正是由于工业革命的需要，自动化技术 才冲破了卵壳，得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促 进了工业的进步，如今自动化技术已经被广泛的应用于 机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域， 成为提高劳动生产率的主要手段。
工业软件行业发展历程
工业软件行业发展历程工业软件是一种专门用于工业领域的软件，它主要用于工业设备的控制和监测，生产流程的规划和管理，工厂的信息化建设等方面。
工业软件的发展与工业自动化、信息化密切相关，它的发展历程可以追溯到上世纪70年代。
上世纪70年代，工业自动化开始兴起，机械设备和生产线逐渐开始采用数字化控制系统。
在这个背景下，工业软件开始兴起，并逐渐发展成熟。
在这一时期，工业软件主要用于控制系统和生产流程的模拟、仿真和监控等功能。
这些软件通常由工业自动化设备厂家或专门的软件公司开发，其功能主要围绕工控系统展开。
在这个时期，工业软件的应用主要集中在工业控制、机械加工和生产线的监测等方面。
80年代，随着信息技术和计算机技术的快速发展，工业软件呈现出了进一步的发展。
在这一时期，工业软件开始应用于更广泛的领域，比如制造业的生产计划与调度、质量管理、物流管理等方面。
同时，一些专门从事工业软件研发的软件公司开始兴起，它们致力于研发更为灵活、高效的工业软件，以满足不断增长的市场需求。
在这个时期，德国西门子、美国通用电气等工业自动化巨头开始大规模投入工业软件的研发和应用，并取得了不错的成绩。
90年代，随着计算机网络技术和互联网的快速普及，工业软件进入了一个新的发展阶段。
在这一时期，工业软件开始向信息化方向发展，出现了一些新的软件类型，比如MES（制造执行系统）、ERP（企业资源计划）、SCADA（监控与数据采集系统）等。
这些软件主要用于整合和优化生产流程、机器设备的监测与维护、企业资源的管理与调度等方面。
同时，一些传统的工业软件也在功能上进行了进一步的扩展和改进，比如PLC编程软件、CAD/CAM软件等。
21世纪初，随着云计算、大数据、人工智能等新技术的不断涌现，工业软件进入了一个全新的发展时期。
在这一时期，工业软件开始逐渐向智能化、云化方向发展，出现了一些新的软件类型，比如工业物联网平台、工业大数据分析软件、智能制造系统等。
工业自动化技术应用分析与发展展望
工业自动化技术应用分析与发展展望作者：肖彩红田秀成来源：《电子世界》2013年第14期【摘要】随着IT技术和控制技术的发展，工业自动化系统正在发生一些变化和变革。
文章分析了当前工业自动化技术的应用特点和现状，对工业自动化的发展前景进行了简要的探讨。
【关键词】工业自动化；智能控制；PLC工业自动化技术是当今微电子技术和电力电子技术领域中高技术的综合应用技术，这也是工业自动化技术的特点之一。
工业自动化是工业技术改造和进步的主要手段，它综合应用系统科学、认知科学、信息科学、控制科学与工程等理论，形成相应的自动化软硬件及系统，实施检测、控制、优化、调度、管理与决策，达到增加产量、提高质量、降低成本、减少资源消耗、环境污染和确保安全的目的。
1.工业自动化控制技术的应用1.1 智能控制智能控制作为人工智能的一个研究与应用方面，与自动控制、运筹学、系统论、信息论等学科的结合，已形成一个新兴的交叉学科系统，在实际应用中已产生了许多类型的智能控制系统，如多级递阶智能控制、基于知识的专家系统、基于模糊逻辑的智能——模糊控制、基于神经网络的智能——神经控制、基于规则的仿人控制、基于模式识别的智能控制、多模变结构智能控制、学习控制与自学习控制、基于混沌理论的智能——混沌控制等类型。
与其它行业一样，智能控制作为一项关键技术，在钢铁工业中也得到了较多的应用。
在各个生产工序中，用于设定与控制、生产计划的安排与调整，以及设备诊断、监测、学习等方面。
智能控制能在钢铁工业中得到较多应用，是与它的特点分不开的，它适合于那些含有复杂性、不完全性、模糊性或不确定性以及不存在已知算法的非数字过程，并以知识进行推理，以启发引导求解过程；也可以对具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的过程进行混合控制。
智能控制的发展，将会使工业自动化的过程控制有更大进展。
1.2 以PLC为基础的分布式控制系统PLC作为专为工业环境应用而设计的数字运算电子系统，实现了单机、车间、工厂的自动化控制。
工业控制的应用现状和发展趋势
工业控制的应用现状和发展趋势随着计算机、通信、自动控制、微电子等技术的发展,大量智能控制芯片和智能传感器的不断出现,以及在传感器、通信和计算机领域所取得的巨大成就使人们对系统综合性能尤其是安全性能提出了越来越高的要求:希望能对系统设备的工作状况进行实时监测和控制,并在此基础上实现设备的智能维护。
对企业自动化设备而言,对其工作状况进行远程监测和控制,不仅可方便设备管理者随时了解设备工作状态,设备出现异常时主动报警,便于及时维修,还可拓宽设备服务范围,提高工作性能,延长使用寿命。
这一目标的实现对控制网络在开放性、互连性、分散性等方面提出了更高要求。
一分散控制系统(DCS)当前工业控制计算机的应用范围仍以大系统、分散对象、连续生产过程(如冶金、石化、电力)为主,采用分布式系统结构的分散控制系统仍在发展。
由于开放结构和集成技术的发展,进一步扩展了大型分散控制系统的应用。
1. 应用现状DCS自1975年问世以来,大约有3次比较大的变革,70年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的,由各DCS厂家自己开发并没有动态流程图,通信网络基本上是轮询方式;80年代通信网络较多使用令牌方式;90年代操作站出现了通用系统,90年代末通信网络有的部分遵循TCP/IP协议,有的开始采用以太网。
20多年来,DCS已广泛应用于各工业领域并趋于成熟,成为工业控制系统的主流。
虽以现场总线为基础的FCS发展很快,最终将取代传统DCS,但其发展仍面临一些问题,如统一标准、仪表智能化等。
而传统控制系统的维护和改造还需DCS,因此FCS完全取代传统DCS尚有较长过程。
现DCS的新产品的特点为:系统开放、管控一体化及带有先进控制软件,DCS生产厂家也从事FCS的研发、生产和推广应用。
2. DCS存在的问题(1)1对1结构。
1台仪表,1对传输线,单向传输1个信号。
这种结构造成接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难。
(2)可靠性差。
模拟信号传输不仅精确度低,且易受干扰。
我国工业控制自动化技术的现状与发展趋势
我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
一、 以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流
工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。
传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。
根据中国仪器仪表行业协会公布的调查数据显示，2002年我国DCS市场状况如下：
（资料来源：工控网）
小型化、多样化、PC化和开放性是未来DCS发展的主要方向。目前小型DCS所占有的市场，已逐步与PLC、工业PC、FCS共享。今后小型DCS可能首先与这三种系统融合，而且“软DCS”技术将首先在小型DCS中得到发展。PC-based控制将更加广泛地应用于中小规模的过程控制，各DCS厂商也将纷纷推出基于工业PC的小型DCS系统。开放性的DCS系统将同时向上和向下双向延伸，使来自生产过程的现场数据在整个企业内部自由流动，实现信息技术与控制技术的无缝连接，向测控管一体化方向发展。
当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展，PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。
三、 面向测控管一体化设计的DCS系统
集散控制系统DCS（Distributed Control System）问世于1975年，生产厂家主要集中在美、日、德等国。我国从70年代中后期起，首先由大型进口设备成套中引入国外的DCS，首批有化纤、乙烯、化肥等进口项目。当时，我国主要行业（如电力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部进口。80年代初期在引进、消化和吸收的同时，开始了研制国产化DCS的技术攻关。
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工业自动化软件系统技术及其发展1 引言随着计算机软硬件技术、信息技术与制造业工业技术的高速发展和企业信息化进程的推进，工业自动化系统变得越来越复杂，对自动化系统的要求也越来越高。
在大型复杂系统中，如大型工业生产过程、计算机集成制造系统、工业流程对象控制系统等，具有多种形式的复杂性，在整体结构上表现为非线性、不确定性、无穷维、分布式及多层次等; 在被处理信息上，表现为信号的不确定性、随机性和不完全性、图象及符号信息的混合等; 在计算机上，表现为数量运算与逻辑运算的混合; 随着管理的深化和细化，表现为管理方式的日渐扁平化等等，可见对复杂大系统不但在系统辨识、分析、设计等方面与常规不同，更重要的是在系统建模、控制策略方面也有不同。
设计系统着重点在于以全软件方式实现管理与控制的一体化。
由于复杂系统结构复杂、变量众多、信息交错，按什么原则将大系统科学合理地分解为相对小的子系统，而子系统之间又如何协调，才能保证系统的优化运行和控制，这些都是急待解决的热点问题，也是控制工程界热切关注的焦点，许多问题至今尚无定论。
复杂大系统控制对工业自动化软件系统提出了越来越高的要求，因此如何提供更加有效的先进软件系统受到广泛的关注。
随着技术的进步，工业自动化软件技术正在向智能化、网络化和集成化方向飞速发展，复杂大系统在网络环境下运行、在网上实现复杂系统的优化控制与管理已经不是遥遥无期，而是指日可待。
本文从软件系统技术发展角度对此作某些探讨。
2 监控组态软件系统2.1组态软件的主要功能“监控”是对被控过程的监视与控制，从工业自动化控制角度一般将监控软件称为工业组态软件或组态控制软件。
自20 世纪80 年代初期诞生至今，组态软件已有20 年的发展历史。
应该说组态软件作为一种应用软件，是随着PC 机的兴起而不断发展的。
80 年代的组态软件，像Onspec 、Paragon 500 、早期的FIX 等都运行在DOS 环境下，图形界面的功能不是很强。
自1987 年Wonderware 公司开发出第一套基于微软的Windows 下的工业及过程自动化领域的人机视窗界面组态软件InTouch 以来，以Intouch 为代表的人机界面软件开创了Windows 下运行工控软件的先河，并随作计算机硬软件技术的高速发展，使基于PC 及其兼容机的组态软件的不管是功能和还是其性能都有了质的飞跃和提高。
目前的InTouch 作为一种典型的工业自动化组态软件，具有良好的实时性，更具有高性能的图形界面功能，因而Wonderware 公司也因此称InTouch 为过程可视化软件，这样命名也似乎更为确切。
监控组态软件是面向监控与数据采集(Supervisory Control And Data Acquisition ，SCADA) 的软件平台工具，具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。
监控组态软件最早出现时，HMI(Human Machine Interface) 或MMI(Man Machine Interface) 是其主要内涵，即主要解决人机交互图形界面问题。
组态软件系统包含有实时数据库、实时控制、SCADA 、通讯及联网、开放数据库接口、对I/O 设备的驱动等内容。
随着软件技术的发展，监控组态软件不断地被赋予新的内容，在社会信息化进程中将扮演越来越重要的角色，未来的发展前景十分看好。
组态软件有以下主要功能。
(1)采用图形化编辑设计技巧编程人员可采用拼图、搭积木和简单连线的方式构建人机交互界面。
组态软件包含有设计开发图库，如各种模拟仪表、电动机、控制按钮等。
编程人员也可以利用基本绘图工具自行设计图库和对象图元。
在操作和监控的人机界面上，用相应于这些现场设备、检测装置和控制器的图元，代表和指示真实对象，就得到了现场生产设备运行的模拟图面。
从而，通过对模拟现场图面上相应于对象的图元进行操作，就可以实现对现场设备和控制器等的操作和管理。
这是组态软件的最大优点之一，它使编程和操作非常直观，易于让具有不同知识背景和水平的人员都能接受。
由上述分析可以看出，评价一种组态软件. 优劣水平的一个重要标准是: 该种软件的设计图库的大小和丰富性以及图库中图元的直观代表性。
(2)对实际监控对象实现状态迁移管理组态软件应用动画连接技术，将描述现场对象的图元与一定的参数或函数联系起来，形成映射关系。
编程或操作人员通过对这些参数或函数的编程和处理，就可以实现对现场设备数据的采集、分析和处理，参数的传递是通过组态计算机与现场设备之间的输入和输出通道完成的，从而实现远程监测和控制，即状态管理。
状态迁移的内容包括对象运动规律设置、运行状态监测和故障报警显示等。
从应用角度看，对象参数的编辑和处理是被屏蔽的，用户对监控界面上的图元进行激励(如通过计算机鼠标点击图元) ，也就是对该图元所对应的对象参数进行激励和设定，该对象参数依照编程预定的运算规律进行改变或重定，并影响其它图元的对象参数同步改变，其结果是变化了的那些差数引起对应的图元发生变化或激发其它一些图象信息到人机界面上，使用户知道操作结果，从而确定下一步的操作，这样就完成了人机交互。
从设计开发角度看，对象参数的编辑和处理是透明的，随时可以根据控制要求更改参数和运算规律，而且这种更改可以在人机监控界面上进行，如将人机监控界面设置为开发环境，通过计算机鼠标双击图元，就可以进入对象参数对话框进行编辑和修改。
由此可以看出，组态软件对现场的监控和管理不仅继承了传统的汇编或高级语言控制结构，而且极大地扩展了编程直观性，这是用户和编程人员都非常乐于接受的。
(3)监控和管理对象更加形象化和深刻化组态软件不仅能与其它常用编程语言开发工具一样，可以对对象参数进行设定，实时采集数据，编程参数算法，打印控制规律和结果，存储数据记录等，而且能很容易地将上述功能和步骤形象化的表示出来，并且可以反映到人机界面上供编程或操作人员直观分析和修改。
如组态软件可以将实时采集数据以实时曲线的形式直观反映在监控界面上，对于历史和现时控制信息及结果同样可以以实时曲线图的形式直观反映在监控界面上。
这样，人们可以采用高级知识库、智能控制和预测的方法，如图表法、二次曲线拟合法和回归预测法等来分析和处理输入输出参数及数据，从而达到对监控对象的更深刻认识和把握状态、报警显示等。
(4)实时开放性和互连操作性好自动化软件大量采用标准化的互连技术，如OPC 、DDE 、ActiveX控件、COM/DCOM 、ODBC 、OLE-DB 等，这样使其成为一自动化软件平台，具有良好的实时开放性和互连操作性。
组态软件采用ODBC( 开放式数据库互连) 技术使对象参数能够共享或为其它软件程序读取;应用DDE( 动态数据交换) 技术实现参数传递，如将过程对象参数链接到MICRO EXCEL 表格文件中，将对象参数变化实时反映到该表格文件中，同时对表格文件中相应数据处理后，结果返传给对应参数。
这样就实现了组态软件和MICRO EXCEL 表格数据文件的互连操作，从而发挥各自的技术优势以达到对现场系统的更好控制和管理;应用OLE( 对象链接与嵌入)技术包容和扩展其它功能，如将MICRO OFFICE 办公软件嵌入组态软件操作平台，便于操作人员处理文本工作报告和报表，应用ActiveX 技术将媒体播放软件嵌入组态软件操作平台，实现在监控界面上看到闭路监控现场图象等; 应用TCP/IP 协议将组态监控信息发布到Internet 网络上，实现网络化管理和监控。
(5)应用操作平台开发周期短用组态软件设计制作监控操作平台，避免了大量的源程序语言汇编及其调试工作。
其图形化的直观性编程风格，大大缩短了编程开发周期，容易满足实际工程建设的时间要求，而且在应用中(在线)修改和更新操作平台也较容易和快捷。
然而，组态软件作为一种新兴的面向对象的工业自动化监控开发编程工具也在与时俱进，正在进一步研究改进提高，如对于不同的监控对象及环境，如何平衡调节数据共享度和实时性要求;对于多线程并举的应用环境和对象，如何满足各线程不同的实时性要求以及避免数据冲突和阻塞; 如何解决网络远程控制的实时性和现场监控的实时性之间的匹配问题等。
2.2过程可视化软件的特点随着软件技术的发展，监控组态软件不断地被赋予新的内容，在社会信息化进程中将扮演越来越重要的角色，实时多任务是组态软件最突出的特点。
例如，数据采集与输出、数据处理与算法实现、图形显示及人机对话、实时数据的存储、检索管理、实时通讯等。
组态软件主要解决的问题是:(1)如何在数据采集与控制设备间进行数据交换;(2)使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来;(3)处理数据报警及系统报警;(4)存储历史数据并支持历史数据的查询;(5)各类报表的生成和打印输出;(6)提供灵活、多变的组态方式，以适应不同领域的需求;(7)与第三方软件程序的接口，以实现数据共享。
组态软件可利用图形功能把被控对象形象地画出来，再通过内部数据链接把被控对象的属性与I/O 设备的实时数据进行逻辑连接。
当由组态软件生成的应用系统投入运行后，I/O 设备数据发生变化将会直接带动被控对象属性的变化。
组态软件的实时数据库是一个开放式的数据平台，可以使管理者得到现场设备运行的所有实时数据，并实行统一管理。
此外，组态软件还能根据历史趋势分析，进行优化控制和调度决策。
2.3监控组态软件的作用组态软件是工业自动化软件系统的基石，是实现控制网络与信息网络集成的关键之一，通过组态软件开放的接口技术，将实时数据库与现场设备数据互联，从而为系统提供综合全面的信息和数据。
监控组态软件是一种控制系统开发工具，用户可根据应用对象及控制任务的要求，通过简单形象的组态，利用组态软件提供的工具，以“搭积木”的方式灵活配置、组合各功能模块，构成用户应用软件。
“组态”的概念是伴随着集散控制系统(Distributed Control System ，DCS) 的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟悉的。
现在的组态软件实际上就是早期每个DCS 厂商在DCS 中预装的应用软件，但一直没有人给出明确的定义，只是将使用这种应用软件设计生成目标应用系统的过程称为“组态(Config) ”或“做组态”。
组态的概念最早来自英文Configuration ，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先配置(Configuration) 自动执行任务的目的，以满足使用者的要求。
工业企业是一个复杂的大系统，按照发展新型工业和企业信息化的要求，自动化应该是集管理和控制于一体的，它包含低层的控制与高层次的管理的自动化。
人们常常把高层次的控制称为管理，而把低层次的管理称为控制。
对低层的控制而言，其控制任务主要由物理系统设备完成。