工业自动化PCB打样组装

定义概述        

       工业自动化是在不需要机器设备或生产过程直接人为干预的情况下，根据预期目标进行测量和操纵等信息处理和过程控制的总称。 自动化技术就是探索和研究实现过程自动化的方法和技术。 它是一门涉及机械、微电子、计算机、机器视觉等技术领域的综合性技术。 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，自动化技术才破壳而出，蓬勃发展。 同时，自动化技术也推动了工业的进步。 如今，自动化技术已广泛应用于机械制造、电力、建筑、交通、信息技术等领域，成为提高劳动生产率的主要手段。

       工业自动化是德国启动工业4.0的重要前提之一，主要体现在机械工程和电气工程领域。 目前在德国和国际制造业中广泛使用的“嵌入式系统”是将机械或电气元件嵌入到被控设备中。 它是为特定应用而设计的专用计算机系统。 数据显示，这一“嵌入式系统”每年的市场效益高达200亿欧元，到2020年这一数字将增至400亿欧元。

介绍

工业自动化技术是一种利用控制理论、仪器仪表、计算机等信息技术，实现对工业生产过程的检测、控制、优化、调度、管理和决策，以达到增产、提质、降耗的目的。 并确保安全。 综合性高新技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三部分。 工业自动化技术作为20世纪现代制造领域最重要的技术之一，主要解决生产效率和一致性问题。 无论是高速大批量制造企业，还是追求柔性化、定制化的企业，都离不开自动化技术的应用。 自动化系统本身并不直接创造效益，但对改善企业的生产过程有很大的作用：

(1)提高生产过程的安全性；

(2) 提高生产效率；

(3) 提高产品质量；

(4) 降低生产过程中的原材料和能源消耗。

据国际权威咨询机构统计，自动化系统的投资与产出提高的企业效益比约为1：4至1：6。 特别是在资金密集型企业，自动化系统占设备总投资的不到10%，起到“四两千元”的作用。 传统的工业自动化系统，即机电一体化系统，主要控制设备和生产过程，即由机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、驱动器等硬件元件组成 部分，控制和信号处理单元，以及接口。 在软件程序和电子电路逻辑有目的的信息流的引导下，它们协调、有机地结合、集成，形成物质和能量有序、有规律的运动，从而形成工业自动化系统或产品。

在工业自动化领域，传统的控制系统经历了底座式气动仪表控制系统、电气单元组合模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统和分布式控制系统DCS的发展。

随着控制技术、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交互和通信领域正迅速覆盖从工厂现场设备级到控制管理级的各个层面。 工控机系统泛指对工业生产过程进行测量和控制的自动化技术工具（包括自动测量仪器和控制装置）及其机电设备和过程设备的总称。 今天，对自动化最简单的理解也转变为：用广义的机器（包括计算机）来部分替代或完全替代或超越人的体力。

发展历程

第一阶段

1940 年代 - 1960 年代初

需求驱动力：市场竞争、资源利用、降低劳动强度、提高产品质量、满足大批量生产的需要。 主要特点： 该阶段主要是单机自动化阶段。 主要特点是：各种单机自动化加工设备出现，其应用不断扩大和向纵深发展。 典型成果和产品： 数控机床，配备硬件数控系统。

第二阶段

60 年代中期 - 70 年代初

需求驱动力：市场竞争加剧，要求产品更新快，产品质量高，适应大中批量生产和降低劳动强度的需要。 主要特点：这一阶段主要以自动化生产线为标志，其主要特点是：在单机自动化的基础上出现各种组合机床和组合生产线，同时出现软件数控系统 并应用于机床，CAD、CAM等软件开始应用于实际项目的设计和制造，现阶段的硬件加工设备适用于大中批量生产加工。 典型业绩及产品：钻、镗、铣等加工自动化生产线。

第三阶段

70 年代中期--至今

需求动因：市场环境的变化使得多品种、中小批量生产的共性问题越来越严重，要求自动化技术向广度和深度发展，使其相关技术高度集成， 才能发挥整体的最佳性能。 主要特点：自从70年代初美国学者首次提出CIM的概念以来，自动化领域发生了很大的变化。 其主要特点是：CIM作为一种理念和方法逐渐被人们所接受； 相应的技术将分散的、独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。 所谓理念，就是企业要根据需要，分析和克服现有的“瓶颈”，以实现不断提高实力和竞争力的思想战略； 而作为实现融合的相应技术，一般认为是：数据采集、分发、共享； 网络和通信； 工厂级设备控制器； 计算机硬件和软件规范、标准等。同时，并行工程作为一种经营理念和工作模式，从20世纪80年代后期开始在自动化技术领域得到应用和活跃，将进一步推动单元集成 自动化技术。 典型成果及产品：CIMS工厂、柔性制造系统（FMS）。

设备技术与生产

管理控制

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，对电能的需求量也越来越大，发电设备也相应增加。 电网结构和运行方式越来越复杂，人们对电能质量的要求也越来越高。 为了保证用户用电，必须对电网进行管理和控制。

电力系统运行管理和调度的任务很复杂，但简单来说就是：

①尽量保持电力系统的正常运行。 安全是电力系统的重中之重。 一旦系统发生事故，其危害是难以估计的。 因此，努力维护电力系统的正常运行是重中之重；

②为用户提供优质电能。 反映电能质量的三个参数是电压、频率和波形。 这三个参数必须在规定的范围内，才能保证电能的质量。 稳压的关键是调整系统中无功功率的平衡，而频率的变化是整个系统有功功率的平衡，波形由发电机决定；

③保证电力系统运行的经济性，使发电成本最经济。    

电力系统是一个分布区域广、设备量大、信息参数多的系统。 发电厂向用户发出电能，必须经过多级变压器变压后才能输送。 各级电压通过输电线路提供给用户，电压由低到高，再由高到低，便于能量的传输。 电压的变换形成不同的电压等级，形成不同电压等级的变电站，以及变电站之间的输电线路，从而形成复杂的电力网络拓扑结构。 电网调度就是按照这种电网拓扑结构进行管理和调度的。

一般来说，电网按照电压等级设置调度中心，电压等级越高，调度中心等级越高。 整个系统是一个宝塔形的网络图。 分层调度可以简化网络的拓扑结构，使信息的传输更加合理，从而大大节省通信设备，提高系统运行的稳定性。 根据我国国情，电力系统调度分为国家调度中心、区域网局级调度控制中心、省级调度控制中心、区域调度控制中心、县级调度中心。 每一级直接管理和调度其下一级调度中心。

电网调度

电网调度自动化是一个总称。 由于各级调度中心的任务不同，调度自动化系统的规模也不同，但无论是哪一级调度自动化系统，都有一个最基本的功能，就是监控控制和数据传输。 收集系统。 又称为SCADA系统功能。

SCADA主要包括以下功能：

⑴数据采集； ⑵信息显示； ⑶监控控制； ⑷报警处理； ⑷信息存储与上报 ⑩事件序列记录； ⑺数据计算； ⑻具有RTU（远程终端单元）处理功能； ⑼事件回顾功能。

       自动发电控制功能AGC：AGC系统的主要要求是实现发电机的发电量不由电厂直接控制，而是由电厂的上级调度中心根据原理进行控制 的全局优化。

       经济调度控制功能EDC（EconomIC Dispatch Control）：EDC的目的是控制电力系统中每台发电机的出力分配，使电网的运行成本最小化。 EDC 通常包含在 AGC 中。

安全分析功能SA（Security Analyze）：SA功能是电网调度配备的“防患于未然”的功能。 它通过计算机对当前电网运行状况的分析，预估可能发生的故障，提前采取措施，避免事故的发生。 如果电网调度自动化系统具有SCADA+AGC/EDC+SA的功能，则称为能源管理系统EMS（Energy Management System）。 随着数字传输技术和光纤通信技术的提高，电网调度自动化也进入了网络。 目前，电网调度中的计算机配置大多采用分布式计算机系统的发展。 随着我国国民经济的发展，我国也进入了大电网、大机组、特高压输电时代。 完全相信，随着我国新建电网自动化系统的发展，我国电网调度自动化水平将进一步提高，达到世界先进水平。

柔性制造

介绍

柔性制造技术(Flexible manufacturing Technology,FMS)是对各种形状的加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。 柔性制造技术是一个技术密集型技术群。 凡是注重柔性，适用于多品种、中小批量（包括单件产品）的加工技术，都属于柔性制造技术。

灵活性可以表现在两个方面。 第一个方面是系统适应外部环境变化的能力，可以用系统满足新产品要求的程度来衡量； 第二个方面是系统适应内部变化的能力，可以在出现干扰（如机器故障）的情况下使用。 在没有干扰的情况下，生产率与预期生产率的比率可以用作灵活性的度量。“柔性”是相对于“刚性”而言的。传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的批量化生产，其优势在于生产率非常高。由于设备固定，设备利用率高 也非常高，每一种产品的成本都低。但价格相当昂贵，只能加工一个或几个类似的零件。如果要获得其他类型的产品，则必须对其结构进行重大调整 并重新配置系统中的各个要素，其工作量和资金投入往往堪比新建一条生产线。刚性大批量生产的自动化生产线只适合少数几个品种的产品生产，难度较大 以应对中小批量多品种的生产 随着社会的进步和生活水平的提高 市场的增加，市场需要更多有特色的产品 满足客户在款式和功能上的个性化要求的产品。 激烈的市场竞争迫使传统的批量生产方式发生变化，需要对传统的零部件生产工艺进行改进。 传统的制造系统无法满足市场对多品种、小批量产品的需求，使得系统的灵活性对系统的生存越来越重要。 随着大规模生产的时代逐渐被适应市场动态变化的生产所取代，一个制造自动化系统的生存能力和竞争力很大程度上取决于它能否在很短的时间内生产出成本更低、质量更高的不同品种的产品。 开发周期。 灵活性占据了非常重要的位置。

分类

●机器灵活性 当需要生产一系列不同类型的产品时，机器加工不同零件的难易程度会随着产品的变化而变化。

●工艺灵活性 首先是在工艺流程不变的情况下，能够适应产品或原材料的变化； 二是难以改变制造系统中的相应流程以适应产品或原材料的变化。

●产品灵活性 首先是系统在产品更新或完全改变后能够非常经济快速地生产新产品的能力； 二是产品更新后对老产品有用特性的继承和兼容。

●维护灵活 采用多种方式查询和处理故障，保证正常生产的能力。

●生产能力灵活性 当生产量发生变化时，系统也能经济地运行。 这对于按订单组织生产的制造系统尤为重要。

●扩展的灵活性 当生产需要时，系统结构可以方便地进行扩展，可以添加模块，形成更大的系统容量。

●操作灵活性 使用不同的机器、材料和工艺流程生产一系列产品的能力，以及用不同工艺加工同一产品的能力。

柔性制造系统

它是由计算机管理和控制的自动化制造系统，用于高效地制造中小批量的各种零件。 它有：

● 多台标准制造单元，具有自动上下料功能的数控机床；

●一套物料储运系统，可在机床装夹工位之间运输工件和刀具； FMS是一个可编程的制造系统，包括自动物料输送设备，在集成它的计算机的支持下，可以实现信息集成和物流

●可同时加工多个具有相似物理特性和加工工艺的零件；

●自动更换刀具和工件；

●易于上网，易于与其他系统集成；

● 可动态调度，部分故障可动态重组物流路径。

FMS的规模趋向于小型化和低成本化，演化为柔性制造单元FMC，可能只有一台加工中心，但具有独立的自动化加工能力。 有的FMC具有自动传输和监控管理功能，有的FMC还可以实现24小时无人值守。 用于武装的 FMS 称为灵活武器系统 (FAS)。

智能制造

介绍

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是由智能机器和人类专家组成的人机一体化智能系统。 它可以在制造过程中进行分析、推理、判断、构思等智能活动。 和决策等。通过人与智能机器的合作，扩大、延伸和部分替代人类专家在制造过程中的脑力劳动。 它更新了制造自动化的概念，并将其扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

说起智能制造，首先要介绍的是日本于1990年4月发起的“智能制造系统IMS”国际合作研究计划，美国、欧共体、加拿大、澳大利亚等许多发达国家都参与了该计划。 程序。 计划计划总投资10亿美元，实施100个项目的前期科研计划。

毫无疑问，智能化是制造自动化的发展方向。 人工智能技术广泛应用于制造过程的几乎所有环节。 专家系统技术可用于工程设计、工艺设计、生产调度、故障诊断等，神经网络、模糊控制技术等先进的计算机智能方法也可应用于产品配方、生产调度等，实现 制造过程的智能化。 人工智能技术特别适用于解决特别复杂和不确定的问题。 但同样明显的是，企业制造全过程智能化如果不是完全不可能，至少在遥远的未来是不可能的。 甚至有人提出疑问，下个世纪能实现智能自动化吗？ 但是，如果智能只在企业的某个部分实施，不能保证整体的优化，那么这种智能的意义是有限的。

从广义上讲，CIMS（计算机集成制造系统）、敏捷制造等都可以看作是智能自动化的例子。 的确，除了制造过程本身的智能化，还可以逐步实现智能设计、智能管理等，再加上信息集成、全局优化，逐步提高系统的智能化水平，最终建立一个 智能制造系统。 这可能是通往智能制造的可行途径。

多代理

Agent原为代理人，是指被授权在商品经济活动中代表委托人的一方。 后来借用到人工智能和计算机科学领域，用来描述计算机软件的智能行为，称为代理。 1992年，有人预言：“基于代理的计算可能成为下一代软件开发的重大突破”。 随着人工智能和计算机技术在制造业的广泛应用，多智能体系统技术对产品的设计、生产和制造产生了巨大的影响。 甚至产品全生命周期中多个领域之间的协调与合作，提供了智能化的方法，也为系统集成、并行设计、智能制造的实现提供了更有效的手段。

整个子系统

整个子系统的基本组成部分是整个子系统（Holon）。 Holon 是从希腊语借来的。 人们用 Holon 来表示系统中最小的组件。 整个子系统由许多不同类型的整体组成。 整体最本质的特征是：

●自主性，各单元可规划自己的操作行为，应对突发事件（如制造资源变化、制造任务货物需求变化等），其行为可控；

●合作，每个实体可以请求其他实体执行某些操作，也可以为其他实体的操作申请提供服务；

●智力，整个孩子都具有推理、判断等智能，这也是其自主、合作的内在原因。 整个子体的上述特征表明它类似于代理的概念。 由于全sub的全能性，也有人将其译为万能系统。

整个子系统的特点是：

●敏捷，具有自组织能力，可以快速可靠地构建新系统。

●灵活，高度适应快速变化的市场和不断变化的制造要求。 此外，还有生物制造、绿色制造、分形制造等模式。 制造模式主要反映了管理科学的发展，也是自动化和系统技术的研究成果。 它将为各种单元自动化技术提出新的课题，从而影响整个制造自动化的发展方向。 展望未来，21世纪的制造自动化仍将沿着历史的轨道继续前行。

热门技术

工业控制自动化技术是一种利用控制理论、仪器仪表、计算机等信息技术，实现对工业生产过程的检测、控制、优化、调度、管理和决策，以达到提高产量、提高质量、降低成本的目的。 消费、保障安全等。目的综合技术主要包括工业自动化软件、硬件和系统三部分。 工控自动化技术作为20世纪现代制造领域最重要的技术之一，主要解决生产效率和一致性问题。 虽然自动化系统本身并不能直接创造效益，但可以显着改善企业的生产流程。

我国工控自动化的发展路径多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，再进行二次开发和应用。 我国工控自动化技术、产业和应用取得长足进步，中国工控机系统产业已经形成。 工控自动化技术正朝着智能化、网络化、集成化的方向发展。

1、基于工业PC的低成本工控自动化将成为主流

众所周知，自20世纪60年代以来，西方国家依靠技术进步（即新设备、新技术和计算机应用）改造传统产业，导致产业快速发展。 20世纪末世界最大的变化是全球市场的形成。 全球市场导致前所未有的激烈竞争，促使企业加快新产品上市时间（Time to MARKet）、提高品质（Quality）、降低成本（Cost）和完善服务体系（Service），这就是T.Q.C.S. 企业的。 计算机集成制造系统（CIMS）虽然将信息集成和系统集成结合起来，追求更完善的T.Q.C.S.，但它使企业能够“在正确的时间以正确的方式将正确的信息传递给正确的人，从而做出正确的产品”。 正确的决定。” ，即“五正”。 然而，这种自动化需要投入大量资金。 这是一种高投入、高效率、高风险的发展模式，大多数中小企业难以采用。 在中国，中小企业和准大型企业仍在走低成本的工控自动化之路。

工控自动化主要包括三个层次，从下到上依次为基础自动化、过程自动化和管理自动化，其中核心是基础自动化和过程自动化。

在传统的自动化系统中，基础自动化部分基本由PLC和DCS垄断，过程自动化和管理自动化部分主要由各种进口过程计算机或小型机组成。 其硬件、系统软件和应用软件的高昂价格让很多商家敬而远之。

20世纪90年代以来，由于基于PC的工业计算机（简称工业PC）的发展，由工业PC、I/O设备、监控设备、控制网络等组成的基于PC的自动化系统得到迅速普及，成为 实现低成本工业自动化的重要途径。

由于基于 PC 的控制器已被证明与 PLC 一样可靠，并被操作和维护人员所接受，一家接一家的制造商至少在他们的部分生产中采用了基于 PC 的控制。 基于PC的控制系统易于安装和使用，并具有先进的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择。 从长远来看，基于PC的控制系统维护成本低。 由于可编程逻辑控制器（PLC）受到PC控制的威胁最大，因此PLC供应商对PC的使用感到不安。 事实上，他们也加入了PC控制的“浪潮”。

工业PC在中国发展极为迅速。 从全球范围来看，工控机主要有IPC工控机和Compact PCI工控机两类及其变形机，如AT96总线工控机。 由于基础自动化和过程自动化对工控机的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求较高，现有工控机已不能完全满足要求，将逐步退出该领域，取而代之的是基于CompactPCI的 工控机，而工控机则占据管理自动化层。 2001年，国家设立了“基于工业控制计算机的开放式控制系统产业化”的工业自动化重大专项。 50%的国内市场并实现产业化。

几年前，当“软PLC”出现时，业界认为工业PC将取代PLC。 但是，今天的工业PC并没有取代PLC，主要有两个原因：一是系统集成的原因； 二是软件操作系统Windows NT的原因。 一个成功的基于PC的控制系统必须具备两点：一是所有的工作都必须在一个平台上由软件来完成； 另一种是为客户提供他们需要的一切。 可以预见，工业PC与PLC的竞争将主要集中在高端应用，数据复杂，设备集成度高。 工业 PC 不可能与低成本微型 PLC 竞争，后者是 PLC 市场增长最快的部分。 从发展趋势来看，未来的控制系统很可能存在于工业PC和PLC之间，而且这些融合的迹象已经出现。

与 PLC 一样，工业 PC 市场在过去两年中保持平稳。 与 PLC 相比，工业 PC 软件便宜。

2、PLC向小型化、网络化、PC化、开放化方向发展

全球约有200家PLC制造商，生产300多种产品。 国内PLC市场仍以西门子、莫迪康、A-B、欧姆龙、三菱、GE等国外产品为主。 经过多年发展，国内PLC生产企业约有30家，但还没有形成规模化生产能力和名牌产品。 可以说PLC在中国还没有形成制造业产业化。 在PLC应用方面，中国非常活跃，应用行业也非常广泛。 专家估计，2000年国内市场PLC销量为15万～20万台（其中进口约占90%），约2.5～35亿元，年增长率约为12%。 预计到2005年，全国PLC需求量将达到25万台左右，约合3.5～45亿元。

PLC市场也反映了世界制造业的状况，在2000年后急剧下滑。不过，根据Automation Research Corp的预测，尽管全球经济不景气，PLC市场仍将复苏。 预计2000年全球PLC市场为76亿美元，到2005年底将恢复到76亿美元，并继续小幅增长。

小型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的主要方向。 在基于 PLC 的自动化的早期，PLC 体积庞大且价格昂贵。 但最近几年出现了微型PLC（小于32 I/O），价格只有几百欧元。 随着软PLC（Soft PLC）控制组态软件的进一步完善和发展，软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步增加。

目前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是以太网技术的扩展，PLC也不例外。 现在越来越多的PLC供应商开始提供以太网接口。 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。

3、专为测量、控制和管理一体化而设计的DCS系统

集散控制系统DCS（Distributed Control System）于1975年问世，生产厂家主要集中在美国、日本、德国等国家。 20世纪70年代中后期以来，我国首先从大型进口成套设备引进国外DCS，首批引进的项目包括化纤、乙烯、化肥等。 当时，我国主要行业（如电力、石化、建材、冶金等）的DCS基本靠进口。 20世纪80年代初期，在引进消化吸收的同时，开始了国产化DCS开发的技术研究。

中国DCS市场年增长率约20%，年市场规模约30亿（35亿元人民币。由于DCS近5年在石化行业大型自控装置中无替代产品 ，其市场增速不会下降 据统计，到2005年，我国石化行业需要DCS控制的设备超过1000台套；电力系统新装发电机组超过1000万千瓦 每年都需要DCS进行监控，很多公司DCS用了将近15-20年，需要更新改造。

4、控制系统向现场总线（FCS）方向发展

由于3C（计算机、控制、通信）技术的发展，过程控制系统将从DCS向FCS（现场总线控制系统）发展。 FCS可以将PID控制完全分散到现场设备（Field Device）上。 基于现场总线的FCS是新一代全分散、全数字化、全开放、可互操作的生产过程自动化系统。 结构带来革命性的变化。

根据IEC61158的定义，现场总线是安装在制造或过程区域的现场设备与控制室的自动控制装置之间的一种数字化、双向传输、多分支的通信网络。 现场总线使测控设备具有数字计算和数字通信能力，提高了信号的测量、传输和控制精度，提高了系统和设备的功能和性能。 IEC/TC65的SC65C/WG6工作组于1984年开始致力于在全球范围内引入单一的现场总线标准，经过16年的努力，IEC61158-2于1993年推出，随后的标准制定陷入混乱 . .

计算机控制系统的发展在经历了底座式气动仪表控制系统、电动单元组合模拟仪表控制系统、集中数字控制系统和集散控制系统（DCS）之后，将朝着 现场总线控制系统（FCS）的发展。 虽然基于现场总线的FCS发展迅速，但是FCS的发展还有很多工作要做，比如标准的统一和仪表的智能化。 此外，传统控制系统的维护和改造也需要DCS，因此FCS要完全替代传统DCS需要一个漫长的过程，DCS本身也在不断发展和完善。 可以肯定的是，FCS与DCS、工业以太网、先进控制等新技术相结合，将具有强大的生命力。 工业以太网和现场总线技术作为一种灵活、方便、可靠的数据传输方式，在工业领域得到越来越多的应用，并将在控制领域占据更重要的地位。

5、仪器仪表技术向数字化、智能化、网络化、小型化方向发展

经过50年的发展，我国仪器仪表行业基础稳固，初步形成了较为完善的生产、科研、营销体系，成为亚洲除日本外第二大仪器仪表生产国。 随着数字化、智能化、网络化、小型化产品逐渐成为国际主流，差距将进一步拉大。 我国高端、大型仪器设备大部分依赖进口。 就中端产品和许多关键部件而言，国外产品占中国市场的60%以上，而国产分析仪器占全球市场的比例不到2/1000。

未来仪器仪表技术的主要发展趋势：仪器仪表将向智能化方向发展，从而产生智能化仪器仪表； 基于PC的测控设备、虚拟仪器技术将快速发展； 仪器仪表将联网，从而产生网络仪表和远程测控系统。

几点建议：开发具有自主知识产权的产品，掌握核心技术； 增强仪器仪表行业的系统集成能力； 进一步扩大仪器的应用领域。

6、数控技术向智能化、开放化、网络化、信息化方向发展

自1952年麻省理工学院研制出第一台实验性数控系统以来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，发展迅速。 就结构而言，当今世界上的数控系统大致可分为四种类型： 1. 传统数控系统； 2、具有“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统； 3、开放式“NC嵌入式PC”结构型数控系统； 4. SOFT型开放式数控系统。

我国数控系统的研制生产经过“七五”、“八五”和“九五”产业化的引进、消化吸收，取得了长足的进步。 ，生产基地，培养了一批数控人才，初步形成了自己的数控产业，也带动了机电控制和传动控制技术的发展。 同时，经过多年的发展，具有中国特色的经济型数控系统大大提高了产品的性能和可靠性，逐渐得到用户的认可。

国外数控系统技术发展的总体发展趋势是：新一代数控系统向PC和开放式体系结构发展； 驱动装置向通信化、数字化方向发展； 向智能化发展。

进入21世纪，人类社会将逐步进入知识经济时代，知识将成为科学技术和生产发展的资本和动力，而机床工业作为机械制造发展的装备部门 ，产业乃至整个国民经济，无疑具有战略性和重要性，也将更加凸显。

智能化、开放化、网络化、信息化已成为未来数控系统和数控机床发展的主要趋势：向高速、高效、高精度、高可靠性； 向模块化、智能化、柔性化、网络化和集成化方向发展； 向PC化、开放化方向发展； 新一代数控加工技术和装备的出现，机械加工向虚拟制造方向发展； 信息技术（IT）与机床的结合，将发展先进的机电一体化机床； 纳米技术将形成新的发展趋势，并有新的突破； 节能环保机床将加速发展，占据广阔市场。

7、工业控制网络将向有线与无线相结合的方向发展

无线局域网（Wireless LAN）技术可以非常方便地将网络设备无线连接起来，人们可以随时随地、随意地访问网络资源，是现代数据通信系统发展的一个重要方向。 无线局域网可以在不使用网线的情况下提供以太网互连功能。 WLAN在推动网络技术发展的同时，也在改变着人们的生活方式。 无线网络通信协议通常采用IEEE802.3点对点方式，802.11点对多点方式。 无线局域网可以在普通局域网的基础上通过无线集线器、无线接入点（AP）、无线网桥、无线调制解调器和无线网卡等方式实现，其中无线网卡是最常用的。 WLAN未来的研究方向主要集中在安全、移动漫游、网络管理以及与3G等其他移动通信系统的关系等问题上。

在工业自动化领域，有数以千计的传感器、检测器、计算机、PLC、读卡器等设备需要相互连接，形成一个控制网络。 通常，这些设备提供的通讯接口是RS-232或RS-485。 无线局域网设备采用隔离信号转换器，将工业设备的RS-232串口信号转换为无线局域网和以太网信号，符合无线局域网IEEE 802.11b和以太网IEEE 802.3标准，支持标准TCP/IP 网络通信协议有效扩展了工业设备的网络通信能力。

计算机网络技术、无线技术和智能传感器技术的结合，产生了“基于无线技术的网络化智能传感器”的新概念。 这种基于无线技术的联网智能传感器使工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。 无线局域网技术可以为工厂环境中各种智能现场设备、移动机器人和各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构，有效弥补了在一些特殊环境下的不足。 有线网络，进一步提高了工业控制网络的通信性能。

8、工控软件向先进控制方向发展

作为工控软件的重要组成部分，近年来国内人机界面组态软件的开发取得了长足的进步。 软硬件结合，为企业测控管一体化提供了较为完善的解决方案。 在此基础上，工控软件将从人机界面、基本策略配置向高级控制发展。

高级过程控制APC（Advanced Process Control）没有严格统一的定义。 一般将以数学模型为基础的、必须由计算机实现的控制算法统称为先进过程控制策略。 如：自适应控制； 预测控制； 稳健的控制； 智能控制（专家系统、模糊控制、神经网络）等

因为先进的控制和优化软件可以创造巨大的经济效益，所以这些软件的价值成倍增加。 全球数十家公司推出了数百款先进的控制和优化软件产品，在全球范围内形成了强大的过程工业应用软件产业。 因此，开发我国具有自主知识产权的先进控制与优化软件，打破国外产品垄断，替代进口具有重要意义。

未来，工控软件将继续朝着标准化、网络化、智能化、开放化的方向发展。

工业信息化是指在工业生产、经营、经营过程中，通过信息基础设施，在一个综合平台上实现信息采集、信息传输、信息处理和信息综合利用。

大力发展工业自动化是加快传统产业改造升级、提高企业综合素质、增强国家综合国力、调整产业结构、快速振兴大中型企业的有效途径和手段。 中型企业，国家将继续实施一系列工业过程自动化高新技术产业产业化专项，以信息化带动工业化，推动工业自动化技术进一步发展，加强技术创新，实现产业化，深化解决 ——解决国民经济发展面临的突出问题，进一步提高国民经济整体素质和综合国力，实现跨越式发展。

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