簡論工業電氣自動化系統

【摘要】 工業自動化是現代先進工業科學的核心技術，是工業現代化的物質基石，是工業現代化的重要標志。本文闡述了工業電氣自動化系統的發展現狀，展望了工業電氣自動化未來的發展趨勢，并對工業電氣自動化系統的發展戰略目標，有著極其深遠的現實意義和時代意義。

【關鍵詞】 工業電氣 自動化 自動化系統

1.工業電氣自動化的發展現狀

平臺開放式發展

OPC（OLEforProcessControI）技術的出現，IEC61l3l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。

1.1 IEC6113l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。IEC6113l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。IEC6113l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。

1.2Windows正成為事實上的工控標準平臺

微軟的技術如WindowsNT、Wind0WSCE和IntemetExplore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。

2.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。

3.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Intemet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。Intemet/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。信息技術革命的原動力是微電子和微處理器的發展。隨著微電子和微處理器技術應用的增加，原本定義明確的設備界線，如PLC、控制設備和控制系統變的模糊了。相對應的軟件結構、通訊能力及易于使用和統一的組態環境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。

4.自動化系統的發展策略

4.1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WindowsNT的軟件PLC、嵌入式NT系統還是基于WindowsCE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。

4.2通用的網絡結構

通用的網絡結構對于一個成功的自礬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lntemet/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。

4.3標準化的程序接口

成功的自動化系統的另一個重要因素在于標準化的程序接口。基于Microsoft的標準和技術，如Windows2000、OPC、ActiveX和WindowsCE，減少了工程時間和費用，方便了自動化系統和辦公系統的數據交換與共享。在與企業的MES系統、ERP系統連接時，基于Pc平臺的自動化解決方案意義非同尋常。使用Windows2000作為操作系統，使用TCP/IP作為辦公環境的通訊標準，PC可以在自動控制和管理平臺之間建立一種最好的接口。標準化的程序接口還保證了不同廠家的軟硬件產品的數據交換，不需擔心它們之間的通訊問題。

4.4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。

5.我們應以“科學發展觀”的位置，高度看符“工業自動化”

企業若想開創起工業自動化的新局面，就必須圍繞我國發改委和國家科技等部們的產業化指南目標，方可做到“綱舉目張”，不僅如此，還要緊緊抓住將要到來的大型國際活動的機遇，如2010年的“上海世博會”之類的大型國際活動，這里面都蘊藏著巨大的“工業自動化”商機。另外，我們在開創工業自動化新局面的時候，還需牢牢把握住從“中國制造”向“中國創造”的道路轉變。在保持產品價格競爭力的同時，我們中國的企業還需要在原有的基礎上，繼續尋找一條更為健康，更適合自己的發展道路。因為工業自動化企業，惟有不停地吸收著高技術的新營養。方可為開創工業自動化的新局面添加全新的動力。所以，我們要全面地把握好“科學發展觀”的精神和內涵，結合起本部門、地區和行業的客觀實際，按照“以人為本、全面協調可持續發展的要求”，嚴謹態度，端正目標，仔細找出差距，并總結出經驗和教訓，從而來轉變原始的發展觀念，調整原始的發展路線，切實將行動和思想統一到“科學發展觀”的要求上來，把“科學發展觀”貫徹到改革開放和我國“工業自動化”進一步實現現代化、國際化和全球化的過程上來。

參考文獻：

[1]賢陽.應用技術的發展是工業電氣自動化系統的關鍵-自動化博覽，2008（1）.

[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）.

（作者單位：杭州和利時自動化有限公司）