電氣自動化技術在工業控制中的應用

許銘軒 郝麗娟

1. 內蒙古科技大學信息工程學院 內蒙古 包頭 014010；

2. 唐鋼國際工程技術有限公司 河北 唐山 063000

引言

在現代經濟的快速發展過程中，電氣工程一直扮演著重要的角色，對于社會的進步和人們生活水平的提高具有重要價值。在現代經濟發展中，持續推動自動化技術的發展，將其廣泛應用于電氣工程中，能夠在最大程度上提高自動化生產的水平，更有效滿足人們生活生產生活對于工業產品的需求。因此，加強對電氣自動化在工業生產中應用的研究，分析電氣自動化技術應用的優勢，預測電氣自動化技術在未來的發展趨勢，對于工業產業的發展具有重要的價值和意義。

1 電氣自動化技術的基本概述

電氣自動化技術是一種廣泛應用于工業生產、農業生產以及國防科研等領域的一種現代高新技術，包含了電氣技術、電氣設備技術、電氣自動化技術等多個門類，是一種能夠實現“設計-安裝-調試-維護-改造”等多樣化功能一體化發展和自動化控制的專業技術[1]。在當前的國民經濟發展中，電氣自動化技術發揮了極其重要的價值，其觸角已經延伸到社會各行各業的生產實踐活動中，大到宇宙飛船的研究，小到一個開關及按鈕的設計，都會應用到電氣自動化技術。因此，通過電氣自動化技術能夠實現軟件技術與硬件技術的融合，體現了電力電子控制以及計算機等多門學科的融合性特點，為工業生產提供更好的技術支持。

在實踐應用的過程中，可以通過電氣自動化技術實現對各類機械設備的自動化控制，實現各類機械設備的自動化的改造，確保人為輸入和設定的各類信息、指令和命令等，能夠及時做出快速、準確的判斷。同時，還能夠實現輸入信息與輸出結果的匹配，有效滿足人們在生產生活中的實際需要。在科學技術的發展過程中，不斷推動了電子自動化技術的發展，從最初的電氣式控制、軟件式控制發展到現如今的計算機控制、無線信號控制等，推動了電氣自動化技術的升級，也推動現代工業機械的生產實現[2]。例如，應用電氣自動化中的可編程邏輯控制技術，能夠實現對工業生產設備的有效控制，全面提高了工業生產的效率和整體水平。通過可編程邏輯控制技術與通信、互聯網等高新技術的融合發展，促進各類信息技術與自動化控制技術、管理技術、制造技術的充分融合，更好地提高連續化生產的效率，推動國民經濟獲得更好的發展。

2 電氣自動化技術在工業控制中的應用優勢

在工業生產過程中，通過應用電氣自動化技術能夠為企業的生產注入強勁的動力，它是一項決定了企業在現代環境中的生產質量、生產效率、生產規模和生產水平的關鍵技術，它的廣泛應用是工業現代化發展的重要標志。在現代生產中，通過應用電氣自動化技術，能夠全面提高設備的生產效率，提高信息傳輸能力，全面降低人工勞動強度，為企業的發展提供更強的支持。在具體的應用中，電氣自動化技術還呈現出諸多優勢和特點。

2.1 工控系統抗干擾力能力更強

在工業設備控制過程中，通過應用電氣自動化技術能夠提高工業設備控制的效率。例如采用西門子S7-1500型號PLC能夠適應各類場景的工業環境。在應用過程中，西門子S7-1500型號PLC根據實際需求編制并存儲具體的操作程序和各種指令，從而實現模擬式和數字式的信息輸出和輸入，實現對工業現場機械和電氣、儀表設備的控制。同時，還能夠優化設計外圍設備，實現系統集成，根據生產的需求擴展功能[3]。在此過程中，西門子S7-1500型號PLC運用大量的現代集成電路技術，整個生產的工藝非常嚴格，內部的電路也應用了最先進的抗干擾技術，進而提高了整個控制系統的可靠性。通過應用電氣自動化技術能夠持續增強工控系統的抗干擾能力，同時還會還具備硬件自檢功能，及時發現故障并發出預警，更有利于強化對系統的維護，提高生產的效率。

2.2 工業控制場景的適應性更強

電氣自動化技術的快速發展過程中，根據各類應用場景進行產品開發，這就形成了不同尺寸、不同規格的產品體系，能夠被應用于各種規模化生產的工控場合中。除了能夠實現邏輯層面的功能處理外，現代化的電氣自動化技術還具備極其強大的數據整合與計算能力，能夠適應各種場景下的數字控制要求[4]。尤其是近年來DCS控制系統的功能控制單元更是大量涌現，能夠被廣泛應用到溫度控制系統、位置控制系統等各類工業系統控制中，具有極強的適應性，功能也日趨完善。例如艾默生Deltav-DCS系統，不僅含有常用DI/DO模塊、AI/AO模塊，還有熱電偶/熱電阻信號模塊，DP通信模塊，串口通信模塊。艾默生Deltav-DCS系統的DP通信模塊為作為主站可以與第三方的PLC進行DP通信，不僅能接收PLC系統的狀態信息，還能發送指令給PLC系統，驅動PLC完成現場設備的啟動、停止等功能。應用艾默生Deltav-DCS系統的DP通信模塊，還可以與現場的馬達保護器、變頻器、電能計量表等含有DP通信接口的電氣設備進行通信，采集以上設備的狀態，并可以遠程參與控制。

2.3 控制設備的操作界面更簡單

在工業系統中通過應用電氣自動化技術，能夠使整個操作界面更加簡單清晰，使整個公共系統易學易用。西門子WINCC系統是一種傳統工控計算機上位畫面應用軟件，能夠兼容西門子開發的如S7-200 Smart/S7-1200/S7-1500/S7-300/S7-400等PLC產品，尤其是以西門子PCS7系統為主要編程軟件的工業控制系統，其面向對象的編程方式，操作界面非常簡單，編程語言也在行業內受到工程師的高度認可。即使不具備工業軟件專業知識背景的維護人員，或是不太了解計算機技術原理和語言的編程人員，也能夠通過短時間應用該PCS7系統軟件實現對自動化項目上的設備的進行簡單的編程控制。再比如，現在的工業控制中普遍應用的變頻器或軟啟動器，都有HMI控制面板，維護人員通過面板的中文化界面，可以對變頻器或是軟啟動器進行參數設置，也可以通過設備的“自學習”功能，完成現場電氣設備參數的自動識別，方便工業控制系統的維護人員或是調試人員對電氣設備進行調試。

2.4 控制系統的維護改造更方便

在工控系統中通過應用電氣自動化技術，更有利于后期的維護及改造。在PLC或DCS系統中采用的存儲邏輯，能夠在更大程度上減少外部接線，在維護和改造中能夠在更大程度上縮短施工的整個周期[5]。同時，還可以通過更改同一套設備上的程序，進而完成整個生產過程的優化，更大程度上提高工控系統的應用效率。通過應用電氣自動化技術還能夠發揮較好的節能效率，在更大程度上降低電能傳輸過程中出現的損耗。當前PLC或DCS系統普遍都具備擴展功能，通過添加遠程控制站，可以對現有控制系統進行升級或是擴展，在應用原有CPU的基礎上，通過添加I/O模塊和通信模塊，可以在現有系統的基礎上進行有效的擴展，這樣能節約成本，提高原有設備的利用效率。

3 電氣自動化技術在工業控制中的應用趨勢

在社會經濟的快速發展過程中，制造業產業的發展也面臨日益激烈的競爭，各類生產企業要不斷提高生產效益，降低生產成本，提高產品質量，才能在新經濟環境中獲得更好的發展。為此，企業要謀求更大的發展，就必須全面提升自身的生產水平和裝配水平，持續推進自動化技術，才能夠更好地推動企業順應時代發展的需求，滿足現代工業生產的要求。因此，在企業的發展中，應當高度重視電氣自動化技術的應用，提高生產水平，塑造市場競爭力。在未來，通過應用電氣自動化技術，能夠幫助企業構建“集成化”的生產模式，建設“智能化”的應用場景，實現“自動化”的工序設計，推進“無人化”的應用模式，推動企業在新環境中獲得更好發展。

3.1 全面整合生產資源，構建“集成化”的生產模式

企業在工業生產過程中，通過電氣自動化的應用，能夠充分發揮集成效應，對生產過程中的各類生產內容、生產過程和生產資源進行有效排序，充分整合整個生產工作。通過計算機制定局部功能，進一步細化到各個分支系統中，完成系統的集成化建設，確保系統之間有科學合理的明確的分工，在運行過程中能夠實現相互協作，進而完成機械設備的生產和制造，全面保證產品的質量。因此，在后期的發展中，電氣自動化將不斷強化集成化的應用模式，推動企業全面整合各項生產資源，構建起全新的集成化生產模式，提高工業生產的質量和效率

3.2 高度模擬生產活動，建設“智能化”的應用場景

智能化是電氣自動化技術的主要特點之一，也是今后機械制造技術發展的主要方向。通過應用計算機技術、智能化技術以及系統工程技術等，構建起一種全新的、先進的智能化應用技術，集合“機械制造技術”和“人工智能技術”，實現工控系統的革新。在此過程中，將把智能化技術融入機械制造的各個環節和系統中，以此來實現工業生產活動的高度模擬，在最大程度上提高機械設備的運行效率。因此，在今后的發展中，電氣自動化技術將不斷推動工業控制的智能化應用水平。

3.3 自動控制生產流程，實現“自動化”的工序設計

在機械生產過程中，需要通過一定的工序來統籌整個生產流程，機械自動化就是通過應用自動化技術實現自動化生產，使生產線能夠實現自動化控制，完成“原料篩選-初步加工-精細加工-產品成型-封裝打包-存儲運輸”等各個環節的自動化控制。在今后的發展中，電氣自動化技術將被廣泛應用于工序設計，能夠根據生產的實際工序流程，并按照相應的標準編制具體的程序實現自動化控制。還能夠完成各個過程的分工、調整等等，不斷提高機械設備生產的精度，實現工序設計的自動化。

3.4 強化專業知識培訓，推進“無人化”的應用模式

在未來的發展中，電氣自動化技術將與人工智能化技術實現高度融合，更廣泛地應用于工業設備中，不斷推動應用場景的無人化。同時，工業生產機械設備也將日趨走向小型化、多樣化的發展方向，不斷推動無人化管理的模式。為此，電氣化技術的廣泛應用也將不斷增強企業的管理意識，加強對操作人員的專業知識培訓，不斷提高職業綜合素質操作技能，積累豐富的機械自動化應用知識，為企業的更好發展提供有效的保障，持續推進工業生產無人化的新發展。

4 結束語

綜上所述，在工業生產中應當強化電氣自動化技術的應用，能夠更好地實現各類生產機械設備的自動化控制和智能化控制，使整個生產能夠實現高效率生產連續生產，不斷提高機械設備的生產效率，提高安全運行的保障。與此同時，還能夠更好地完成細致加工，使整個工業生產的流程更順暢、更智能。另外，通過自動化技術的應用，能夠節約人力資源、物力資源，工業企業可以將更多優勢資源應用到企業的管理和創新中，不斷提高生產效率，提高產品質量，促使各個專業領域的核心競爭力得以快速提升，為國民經濟的發展奠定堅實的基礎。