我國電氣自動化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

劉剛毅

摘 要：近年來，我國電氣自動化技術(shù)發(fā)展飛速，部分成果已相對比較成熟，在電力系統(tǒng)等各個行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。文章首先分析了電氣自動化技術(shù)的特點，然后重點研究了我國電氣自動化的現(xiàn)狀與未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）17-0127-02

電氣自動化技術(shù)是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用可以幫助企業(yè)降低員工的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，降低企業(yè)運行成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，為社會經(jīng)濟平穩(wěn)、快速發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

1 電氣自動化技術(shù)的特點

電氣自動化技術(shù)是電氣信息領(lǐng)域的一門新技術(shù)，由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，它的發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在也相對比較成熟，它已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防教育等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著越來越重要的作用。電氣自動化技術(shù)既包含了傳統(tǒng)的電機電器領(lǐng)域同時又涉及到電力電子技術(shù)、信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等新興領(lǐng)域，因此，它具有強弱電結(jié)合、機電結(jié)合、軟硬件結(jié)合等特點。

1.1 強弱電結(jié)合

隨著信息科學(xué)及技術(shù)在人們經(jīng)濟活動、社會生活等方面所產(chǎn)生影響力的不斷增長，信息學(xué)科對傳統(tǒng)學(xué)科的滲透與改造已經(jīng)越來越廣泛和深入。原本與信息技術(shù)相關(guān)的電氣自動化技術(shù)也與信息學(xué)科更緊密地結(jié)合在一起，其主要體現(xiàn)就是電氣自動化技術(shù)的強弱電結(jié)合特點。電氣自動化技術(shù)的重點是借助新型電子設(shè)備實現(xiàn)信號的自動收集、處理、保存和傳輸，無論是進(jìn)行信號收集的傳感器還是進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的存儲器甚至是信號傳輸過程中的傳輸元件，它們都廣泛采用了電子信息技術(shù)，即強電電氣量的收集、處理過程與弱電電子技術(shù)息息相關(guān)。隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展，微機化、電子信息化、以弱控強、強弱結(jié)合的微機控制系統(tǒng)的出現(xiàn)都昭示著作為電氣自動化技術(shù)的特點之一的強弱電結(jié)合技術(shù)正得到廣泛的發(fā)展、應(yīng)用。

1.2 機電結(jié)合

電氣自動化技術(shù)主要是用來對機械設(shè)備進(jìn)行控制、數(shù)據(jù)采集的。在電氣自動化技術(shù)發(fā)展早期人們總是利用電子技術(shù)來改善機械產(chǎn)品的性能，電子技術(shù)的巨大優(yōu)越性刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的機械設(shè)備可以完成傳統(tǒng)機械設(shè)備無法完成的工作，而且控制、操作更加簡單，解放了大量的勞動力，有效地提高了生產(chǎn)效率。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電結(jié)合的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)，甚至有學(xué)者提出了“機電一體化”的概念。目前，機電結(jié)合的產(chǎn)品正推動著行業(yè)的電氣自動化發(fā)展。

1.3 軟硬件結(jié)合

電氣自動化技術(shù)往往涉及到先進(jìn)的控制理論，控制手段往往是通過微型計算機來實現(xiàn)的，因此，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時，與系統(tǒng)相關(guān)的硬件、軟件都要進(jìn)行設(shè)計，兩者缺一不可。

2 我國電氣自動化現(xiàn)狀

2.1 平臺開放式發(fā)展

PC的快速發(fā)展給我們的生活帶來了巨大的改變，在電氣自動化領(lǐng)域，基于PC的人機界面可以方便操作人員對系統(tǒng)的監(jiān)控和查看，正逐漸被普遍采用，由于其靈活性、直觀性和易于集成的特點，基于PC的控制正在被更廣泛地被采納。

電氣自動化的主要實現(xiàn)方式是通過在傳統(tǒng)的測量控制儀表中放置微處理器，讓測量控制儀表均具備數(shù)字通信與計算功能，再將所有測量控制儀表相互連接和遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機相互連接起來，完成信息與數(shù)據(jù)傳輸交換程序。在這個過程中，不同廠家的設(shè)備可能因為標(biāo)準(zhǔn)不同而無法通信，而且對平臺的要求也會不同，因此，開放式平臺發(fā)展的關(guān)鍵是要制定一個標(biāo)準(zhǔn)讓不同廠家的產(chǎn)品之間可以相互通信，同時開發(fā)出可以被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)化平臺。

目前，國際上廣泛接受的通信標(biāo)準(zhǔn)是IEC61131標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的制訂使得編程接口標(biāo)準(zhǔn)化，這樣即使不同產(chǎn)品的編程語言和表達(dá)方式各不相同，但它們之間仍然可以正常通信。標(biāo)準(zhǔn)化的接口必將推動電氣自動化的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。在操作平臺層面，微軟公司憑借著自身強大的技術(shù)實力，正推動Windows成為標(biāo)準(zhǔn)化的工控平臺，由于Windows作為操作系統(tǒng)平臺具有易于使用和維護的優(yōu)點，諸如Windows NT、Windows CE和Internet Explore等微軟技術(shù)已經(jīng)或正在成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)平臺、語言和規(guī)范。

2.2 現(xiàn)場總線技術(shù)的使用

信息技術(shù)的進(jìn)步改變了自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成了以網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)，現(xiàn)場總線技術(shù)也就此誕生。現(xiàn)場總線是一種串行的連接智能設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸?shù)姆种ЫY(jié)構(gòu)的通訊總線?，F(xiàn)場總線是底層設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)，通過一根串行電纜就能將控制設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備連接起來并最終和中央控制器之間建立起數(shù)據(jù)流聯(lián)系。由于現(xiàn)場總線具有協(xié)議簡單、容錯能力強、安全性好、系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)能力強、成本低等特點，它已受到世界范圍內(nèi)的關(guān)注，并逐步發(fā)展成為工廠設(shè)備之間的基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)。

2.3 IT技術(shù)與電氣自動化的融合

傳統(tǒng)的電氣自動化系統(tǒng)往往不能跟上IT技術(shù)的發(fā)展腳步，最近幾年，由于市場不斷增長的需求，傳統(tǒng)自動化技術(shù)與IT技術(shù)融合的進(jìn)程明顯加快，IT技術(shù)快速進(jìn)入自動化系統(tǒng)的各個層面。每一項技術(shù)的融合都將推動著自動化系統(tǒng)新的發(fā)展趨勢。

IT技術(shù)對工業(yè)電氣自動化的影響來自于兩個方向：一方面是對管理層的影響，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，管理人員可以高效地進(jìn)行生產(chǎn)管理、人員管理和財務(wù)管理，大大提高了辦公效率，通過第一時間獲知生產(chǎn)過程的各關(guān)鍵數(shù)據(jù)，管理人員可以科學(xué)制定下一階段的生產(chǎn)任務(wù)；另一方面就是對自動化的設(shè)備和系統(tǒng)的影響，IT技術(shù)對產(chǎn)品所有的層面都有影響，原本功能單一的設(shè)備如傳感器、執(zhí)行器、控制器等正逐步向多功能、集成化的設(shè)備取代，IT技術(shù)的廣泛采用也確保了系統(tǒng)各個部分可以相互通信，提高了系統(tǒng)的集成度。

3 我國電氣自動化發(fā)展趨勢

隨著國家整體經(jīng)濟實力和科技水平的提升，我國電氣自動化技術(shù)已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，但我國電氣自動化技術(shù)起步較晚，和發(fā)達(dá)國家仍有較大的發(fā)展差距，這就要求我國電氣自動化研發(fā)人員大力推進(jìn)技術(shù)發(fā)展，從業(yè)人員努力提高自身專業(yè)水平，同時通過市場化的改革給電氣自動化技術(shù)注入活力，促進(jìn)其健康快速發(fā)展。

3.1 自主創(chuàng)新電氣自動化技術(shù)

我國電氣自動化技術(shù)起步較晚，但發(fā)展速度迅猛，目前，我國已經(jīng)成為了世界上重要的電氣自動化生產(chǎn)基地，部分關(guān)鍵技術(shù)的研究也取得了突破性進(jìn)展，整體實力水平有了較大提升，與發(fā)達(dá)國家的差距正不斷縮小，部分技術(shù)甚至達(dá)到或接近國際領(lǐng)先水平。

雖然我國在電氣自動化領(lǐng)域取得了一定的成就，但是，我國電氣自動化技術(shù)整體技術(shù)水平還偏低，國際競爭力還不強，技術(shù)研發(fā)人員還需通過引進(jìn)、吸收、消化國外的先進(jìn)技術(shù)和自主創(chuàng)新來突破一些關(guān)鍵技術(shù)。但引進(jìn)技術(shù)只能解決一時之需，自主創(chuàng)新才是推動我國電氣自動化技術(shù)長遠(yuǎn)發(fā)展的根本，研發(fā)人員應(yīng)順應(yīng)時代需求，積極開拓創(chuàng)新，滿足各個領(lǐng)域?qū)﹄姎庾詣踊岢龅男滦枨?。要堅持引進(jìn)、吸收、消化、升華的原則進(jìn)行電氣自動化技術(shù)創(chuàng)新，不斷地提高自身的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

3.2 提高電氣自動化工作人員的專業(yè)化

目前，部分企業(yè)對在產(chǎn)品的設(shè)計和設(shè)備安裝時操作人員的培訓(xùn)不到位，導(dǎo)致設(shè)備受損的可能性增大，也為將來設(shè)備運行過程中埋下了發(fā)生事故的隱患。這主要是由于企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者為了盡快使用自動化設(shè)備來提高生產(chǎn)效率，認(rèn)為電氣自動化技術(shù)操作簡便，不需要對工作人員進(jìn)行專門的培訓(xùn)或者經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可上崗。事實上，這樣不僅不能提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，反而會因為電氣自動化操作員對流程不熟悉而影響企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度，并且會造成一些安全事故。因此，相關(guān)企業(yè)必須高度重視電氣自動化裝備操作人員的專業(yè)素質(zhì)的提高，在電氣自動化技術(shù)的設(shè)計和安裝時，一定要對相關(guān)人員進(jìn)行到位、專門的培訓(xùn)，讓操作員熟悉設(shè)備工作原理和操作流程，并且對電氣自動化系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效及時的處理，從而將故障造成的影響降到最小。

3.3 電氣自動化技術(shù)和設(shè)備的市場化

隨著我國經(jīng)濟體制改革的不斷深化，任何企業(yè)的生產(chǎn)都終將直接面向客戶、面向市場。電氣自動化企業(yè)也要根據(jù)市場需求調(diào)整自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行優(yōu)化升級。企業(yè)要把市場研究和技術(shù)研發(fā)放到同等重要的位置，在分析市場需求的基礎(chǔ)上發(fā)揚創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，遵循市場規(guī)律，和同類企業(yè)進(jìn)行社會化的分工協(xié)作，根據(jù)市場的變化及時調(diào)整運行措施；同時有計劃的對關(guān)鍵技術(shù)項目進(jìn)行開發(fā)與研究，利用技術(shù)優(yōu)勢擴大市場占有率，生產(chǎn)出更多市場需求的電氣自動化設(shè)備。

4 結(jié) 語

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國在電氣自動化方面的應(yīng)用和研究也取得了很大的發(fā)展。電氣自動化技術(shù)的發(fā)展有力地提高了企業(yè)生產(chǎn)的智能化、信息化和自動化水平，大大促進(jìn)我國社會發(fā)展進(jìn)程。但是，和國際先進(jìn)水平相比，我國的電氣自動化水平還很落后，因此，電氣自動化的相關(guān)科研人員應(yīng)當(dāng)更加重視電氣自動化新技術(shù)的開發(fā)，利用先進(jìn)的技術(shù)提高各個行業(yè)電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用程度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃雪芳.探討電氣工程中自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].廣東科技，2012，（7）.

[2] 郭紅生.電氣自動化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2011，（12）.

[3] 樊航.電氣自動化技術(shù)發(fā)展趨勢探討[J].技術(shù)與市場，2013，（7）.

[4] 嚴(yán)世平.淺談電氣自動化的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].科技風(fēng)，2011，（3）.

[5] 高琳琳，任杰.淺議電氣自動化的發(fā)展趨勢[J].科技致富向?qū)В?011，（8）.

[6] 盧秀浩.我國電氣自動化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].才智，2011，（5）.