工業電氣自動化的重要性和發展趨勢

摘要：電氣自動化是運用電子技術、微機控制技術和計算機網絡技術實現電氣自動控制，是結合電氣技術和計算機技術實現直接或間接程序控制，通過系統集成，實現自動控制電力系統運行和維護功能。集成化、智能化和綜合化，以及故障時迅速自動反應是其顯著特征。我國工業電氣自動化的發展，當前的趨勢和未來的發展走向，最后并提出我國工業電氣自動化的發展戰略目標。

關鍵字：工業電氣；自動化；自動化系統

隨著社會的不斷進步與發展，21世紀正是我國全面地實現信息化、工業化和高科技化的嶄新時代。自動化、信息化、智能化和數字化的方式將會在社會的各個城市領域得到廣泛地關注和普及。

1 我國電氣自動化的重要性

隨著時代的進步，世界開始進入新技術革命時代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，現代工業生產過程中，要用各種自動化設備來監視和控制整個生產過程，使各個設備能夠在工作過程中呈現出最佳狀態，生產出最好的產品。因此，沒有電氣自動化的發展，現代化生產也就失去了根基。伴隨著我國工業化的到來，信息化時代已經先一步到達，如果我們沒有實現工業化，那信息化就更不可能完成，因為信息和工業化有著密不可分的關系。當然，也不可能先把工業化發展的很好再去發展信息化，這樣做只會使我們的發展速度變的更慢。所以，工業自動化就是將信息化和工業化一起發展。大力發展工業電氣自動化技術，既可以對傳統產業有所幫助，又可以加快信息化的發展，以實現我國電氣的全面工業化。

2 工業電氣自動化的發展現狀

2.1 平臺開放式發展

OPC（OLE for Process Control）技術的出現，IEC61131的頒布，以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應用，使得未來的電氣技術的結合，計算機日益發揮著不可替代的作用。

2.1.1 IEC61131標準使得編程接口標準化

目前，世界上有200多家PLC廠商，近400種PLC產品，不同產品的編程語言和表達方式各不相同，IEC61131使得各控制系統廠商的產品的編程接口標準化。IEC61131同時定義了它們的語法和語義。這就意味著不會有其他的非標準的方言。IEC61131已成為了一個國際化的標準，正被各大控制系統廠商廣泛采納。結構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。

2.1.2 Windows正成為事實上的工控標準平臺

微軟的技術如 Windows NT、Windows CE 和Internet Explorer已經正在成為工業控制的標準平臺、語言和規范。PC和網絡技術已經在商業和企業管理中得到普及。在工業自動化領域，基于PC的人機界面已經成為主流，基于PC的控制系統以其靈活性和易于集成的特點正在被更多的用戶所采納。

在控制層采用Windows作為操作系統平臺的好處就是其易于使用和維護以及與辦公平臺簡單的集成。

3 現場總線和分布式控制系統的應用

現場總線（Profibus、FF、Interbus等）是一種串行的連接智能設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸的分支結構的通訊總線。它通過一根串行電纜將位于中央控制室內的工業計算機、監視/控制軟件和PLC的CPU與位于現場的遠程I/O站、變頻器、智能儀表、馬達啟動器、低壓斷路器等連接起來，并將這些現場設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模塊和現場設備通過總線連接起來，將輸入輸出模塊轉換成現場檢測器和執行器。

4 技術與電氣工業自動化

PC、客戶機/服務器體系結構、以太網和Internet技術引發了電氣自動化的一次又一次革命。正是市場的需求驅動著自動化和IT平臺的融合，電子商務的普及將加速著這一過程。信息技術對工業世界的滲透來自于兩個獨立的方向：一方面是從管理層縱向的滲透。企業的業務數據處理系統要對當前生產過程的數據進行實時的存取；另一方面，信息技術橫向擴展到自動化的設備、機器和系統中。信息技術已滲透到產品所有的層面，不僅包括傳感器和執行器，而且包括控制器和儀表。

Internet/Intranet技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景。企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務、人事等管理數據，也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控，在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用，將對未來的自動化產品，如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響。

5 自動化系統的發展策略

5.1 采用統一的系統開發平臺

統一的系統開發平臺應當可以支持一個自動化項目周期中的設計、實施和測試、調試和開機、運行及維護等各個階段和環節。這樣可以大大降低從設計到完成的時間和費用。統一的系統開發平臺還應滿足用戶另一個重要需求即開發平臺獨立于最終的運行平臺。根據項目的特點和最終用戶的需求決定將統一的運行代碼下載到硬件PLC、基于Windows NT的軟件PLC、嵌入式NT系統還是基于Windows CE的控制系統中。

在這方面，基于PC的自動化產品滿足了以上要求。

5.2 通用的網絡結構通用的網絡結構對于一個成功的自動化系統來說非常重要。整個企業的網絡結構應保證現場控制設備、計算機監督系統、企業管理系統之間的數據通訊暢通無阻。企業管理層可通過Intemet/Intranet對現場設備進行實時監督。在進行系統網絡規劃時，無論選擇與現場設備通訊的現場總線還是與上級計算機或辦公系統通訊的以太網，所選擇的網絡產品必須能夠保證從辦公自動化環境到控制級直至元件級的整個系統范圍內的通訊。而且，在整個網絡中貫穿著集成 的網絡配置和編程、集成的數據管理以及集成的通訊等功能，即所謂的全集成自動化技術。

5.3 工業自動化的發展趨勢

工業自動化的發展趨勢應該是分布式、開放化和信息化。

分布式的結構是一種能確保網絡中每個智能的模塊能夠獨立的工作的網絡，達到系統危險分散的概念；開放化則是系統結構具有與外界的借口，實現系統與外界網絡的連接；信息化則是使系統信息能夠進行綜合處理能力與網絡技術結合實現網絡自動化和管控一體化。

參考文獻

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［2］羅玲，戰京濤.我國工業電氣節能產品現狀與營銷對策.北京化工大學學報：（社會科學版），2008（2）