電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展方向

劉燕江

【摘 要】電氣自動(dòng)化對(duì)于提高機(jī)器的運(yùn)行效率和社會(huì)生產(chǎn)力，具有極其重要的作用?，F(xiàn)在我國正在大力的發(fā)展電氣自動(dòng)化技術(shù)，只有合理的運(yùn)了這項(xiàng)技術(shù)，才能夠促進(jìn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。本文即詳細(xì)介紹了電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)未來的發(fā)展方向做了展望。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化；現(xiàn)場總線；接口標(biāo)準(zhǔn)；安全；信息化

一、發(fā)展電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要性

隨著時(shí)代的進(jìn)步，世界開始進(jìn)入新技術(shù)革命時(shí)代，在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，要用各種自動(dòng)化設(shè)備來監(jiān)視和控制整個(gè)生產(chǎn)過程。使各個(gè)設(shè)備能夠在工作過程中呈現(xiàn)出最佳狀態(tài)，生產(chǎn)出最好的產(chǎn)品。

信息化時(shí)代已經(jīng)先一步到達(dá)，如果我們沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，那信息化就更不可能完成，因?yàn)樾畔⒑凸I(yè)化有著密不可分的關(guān)系。當(dāng)然，也不可能先把工業(yè)化發(fā)展的很好再去發(fā)展信息化，這樣做只會(huì)使我們的發(fā)展速度變的更慢。所以，工業(yè)自動(dòng)化就是將信息化和工業(yè)化一起發(fā)展，大力發(fā)展工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)，既可以對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有所幫助，又可以加快信息化的發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)我國電氣的全面工業(yè)化。

二、我國電氣自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）電氣自動(dòng)化的發(fā)展歷程

1、20世紀(jì)50年代

電氣自動(dòng)化的誕生可追溯到二十世紀(jì)五十年代，這是電氣設(shè)備的偉大轉(zhuǎn)變。隨著現(xiàn)代化電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化是集多種電子技術(shù)、信息技術(shù)為一體的綜合性學(xué)科，得到了較快的發(fā)展。

2、20世紀(jì)70年代

20 世紀(jì)70年代，通訊技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了技術(shù)的自動(dòng)化與智能化，此時(shí)電氣自動(dòng)化的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不斷復(fù)雜，并大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)發(fā)展。

3、20世紀(jì)80年代

電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展越來越快，并成為了現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，另外，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展還有效的推動(dòng)了我國其他領(lǐng)域的發(fā)展，并在各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

（二）電氣自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

1、平臺(tái)開放式發(fā)展

OPC（OLE for Process Control）技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131 的頒布，以及Microsoft 的 Windows 平臺(tái)的廣泛應(yīng)用， 使得未來的電氣技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。

（1）IEC61131 標(biāo)準(zhǔn)使得編程接口標(biāo)準(zhǔn)化。

目前，世界上有 200多家 PLC廠商，近 400 種 PLC產(chǎn)品，不同產(chǎn)品的編程語言和表達(dá)方式各不相同，IEC61131 使得各控制系統(tǒng)廠商的產(chǎn)品的編程接口標(biāo)準(zhǔn)化。IEC61131 同時(shí)定義了它們的語法和語義。這就意味著不會(huì)有其他的非標(biāo)準(zhǔn)的方言。IEC61131 已成為了一個(gè)國際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。結(jié)構(gòu)化的編程方式使得程序更易管理，也提高了代碼的使用效率，縮短了程序編程的周期。

（2）Windows 正成為事實(shí)上的工控標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)

微軟的技術(shù)如Windows NT、Windows CE 和 Internet Explore 已經(jīng)正在成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)、語言和規(guī)范。PC和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在商業(yè)和企業(yè)管理中得到普及。在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域，基于 PC的人機(jī)界面已經(jīng)成為主流，基于 PC的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點(diǎn)正在被更多的用戶所采納。在控制層采用 Windows 作為操作系統(tǒng)平臺(tái)的好處就是其易于使用和維護(hù)以及與辦公平臺(tái)簡單的集成。

2、現(xiàn)場總線和分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用

現(xiàn)場總線（Profibus、FF、Interbus等）是一種串行的連接智能設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸?shù)姆种ЫY(jié)構(gòu)的通訊總線。它通過一根串行電纜將位于中央控制室內(nèi)的工業(yè)計(jì)算機(jī)、監(jiān)視/控制軟件和 PLC 的 CPU 與位于現(xiàn)場的遠(yuǎn)程I/O站、變頻器、智能儀表、馬達(dá)啟動(dòng)器、低壓斷路器等連接起來，并將這些現(xiàn)場設(shè)備的大量信息采集到中央控制器上來。分布式控制意味著 PLC、I/O 模塊和現(xiàn)場設(shè)備通過總線連接起來，將輸入/輸出模塊轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場檢測(cè)器和執(zhí)行器。

3、與IT平臺(tái)的結(jié)合

如今一些企業(yè)已經(jīng)做到了將IT技術(shù)與電氣自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，電子商務(wù)也迅速的融合進(jìn)來，加大了技術(shù)含量。因?yàn)槠髽I(yè)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)要對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的存取。另一方面，信息技術(shù)橫向擴(kuò)展到自動(dòng)化的設(shè)備、機(jī)器和系統(tǒng)當(dāng)中，并且還滲透到產(chǎn)品的各個(gè)層面，除了傳感器以外還有控制器與儀表。

4、與物理科學(xué)的聯(lián)系更加緊密

二十世紀(jì)末，工業(yè)的不斷發(fā)展促進(jìn)了電氣自動(dòng)化的發(fā)展。首先，固體電子學(xué)是隨著三級(jí)電子管的發(fā)明以及各種集成電路制造技術(shù)的發(fā)展不斷發(fā)展起來的，這在很大程度上促進(jìn)了電氣工程的進(jìn)一步發(fā)展；其次， 物理學(xué)科仍然是現(xiàn)在及未來電氣自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)節(jié)學(xué)科；最后，隨著社會(huì)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化的發(fā)展領(lǐng)域已經(jīng)逐漸拓展到生物學(xué)科、光子學(xué)科中。

三、電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向展望及發(fā)展建議

（一）電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向展望

1、電氣自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用化

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用化對(duì)于一個(gè)成功的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說非常重要。整個(gè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)保證現(xiàn)場控制設(shè)備、計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊暢通無阻。企業(yè)管理層可通過 Internet/Intranet對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督。

2、電氣自動(dòng)化系統(tǒng)程序接口標(biāo)準(zhǔn)化

基于微軟公司的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，如 Windows XP、OPC 和 ActiveX，減少了工程時(shí)間和費(fèi)用，方便了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換與共享。在與企業(yè)的MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)連接時(shí)，基于PC平臺(tái)的自動(dòng)化解決方案至關(guān)重要。使用 Windows XP 作為操作系統(tǒng)，使用 TCP/IP作為辦公環(huán)境的通訊標(biāo)準(zhǔn)，PC可以在自動(dòng)控制和管理平臺(tái)之間建立一種最好的接口。標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口還保證了不同廠家的軟硬件產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交換，切實(shí)解決它們之間的通訊障礙。

3、電氣自動(dòng)化生產(chǎn)安全化

我國的電氣自動(dòng)化生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)有安防行業(yè)技術(shù)多系統(tǒng)集成一體化的趨勢(shì)和走向，將安全控制系統(tǒng)和非安全控制系統(tǒng)集合在一起，使用戶在目前的非安全控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)自己的安全方案，并且?guī)椭脩魷p少了人力、財(cái)力的浪費(fèi)，同時(shí)，它的自動(dòng)化安全系統(tǒng)和產(chǎn)品將會(huì)成為未來的一個(gè)亮點(diǎn)，這也是電氣自動(dòng)化現(xiàn)在和以后的發(fā)展趨勢(shì)。首先從安全等級(jí)最高的應(yīng)有領(lǐng)域入手，逐漸的蔓延到其他安全等級(jí)低的領(lǐng)域。從軟件到硬件，從工廠生產(chǎn)設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)用，并且努力的進(jìn)行電氣自動(dòng)化安全防范系統(tǒng)研發(fā)。

4、系統(tǒng)平臺(tái)的開放化和信息化

開放化是實(shí)現(xiàn)管理、決策、設(shè)計(jì)、控制和制造一體化的關(guān)鍵，也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)交換和共享的重要基礎(chǔ)設(shè)施。與外界建立一個(gè)接口實(shí)現(xiàn)與外界網(wǎng)絡(luò)的連接，它廣泛的被應(yīng)用在電力系統(tǒng)各元件和局部系統(tǒng)的監(jiān)視、調(diào)節(jié)、管理控制上，是電力系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)技術(shù)、信息管理、調(diào)度自動(dòng)化等方面的技術(shù)核心。

（二）促進(jìn)電氣自動(dòng)化深入發(fā)展的建議

1、提高現(xiàn)有產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性

電氣自動(dòng)化生產(chǎn)企業(yè)要充分的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，并且進(jìn)一步開發(fā)和拓展產(chǎn)品的新功能。目前，一些企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出了具有通信功能的自動(dòng)化產(chǎn)品，而且它的通信模塊有很好的開放性和可靠性，方便與控制網(wǎng)絡(luò)連接，這種產(chǎn)品可運(yùn)用于煤礦行業(yè)中，它能夠判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備在工作的時(shí)候，對(duì)采集的參數(shù)進(jìn)行分析，及時(shí)的判斷出故障及故障原因。

2、關(guān)注新技術(shù)的發(fā)展

電氣自動(dòng)化企業(yè)要不斷的吸收高新技術(shù)的營養(yǎng)，這樣才能為促進(jìn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，還要全面的把握“科學(xué)發(fā)展觀”的內(nèi)涵和實(shí)質(zhì)，結(jié)合社會(huì)實(shí)際情況和行業(yè)的特征，認(rèn)真尋找與新技術(shù)之間的差距，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并且轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念，調(diào)整發(fā)展思路，將科學(xué)發(fā)展觀貫徹到科學(xué)技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)中，這樣才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)代化、國際化和全球化。

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