基于PC的電氣自動化技術(shù)的論述

崔方

【摘要】隨著科技的進步，我國電氣自動化技術(shù)不斷更新，基于PC的電氣自動化技術(shù)在革新中不斷實現(xiàn)突破。本文將從以下幾個方面來具體分析基于PC的電子自動化技術(shù)。以期能夠通過研究為我國電氣自動化技術(shù)提供參考。

【關(guān)鍵詞】PC；電氣自動化技術(shù)

中圖分類號：S24 文獻標(biāo)識碼： A

一、前言

從目前我國國內(nèi)工業(yè)發(fā)展情況來看，工業(yè)自動化已經(jīng)成為了一種趨勢，企業(yè)為了能夠提高經(jīng)濟效益，必須要不斷提高自動化水平，這就需要完善和優(yōu)化電氣自動化技術(shù)。

二、基于PC的電氣自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1、開放式的平臺應(yīng)用。在電氣自動化應(yīng)用與發(fā)展中，一個具有統(tǒng)一性、開放性的平臺對系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用起到重要作用。一方面，全面采IEC61131標(biāo)準(zhǔn)，既可優(yōu)化管理程序，也可提高平臺應(yīng)用效率，縮短編程更改或升級的周期，具有廣泛的應(yīng)用價值。在該標(biāo)準(zhǔn)平臺中，除了規(guī)范語義、語法之外，也實現(xiàn)了產(chǎn)品編程接口的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，以此保證電氣化系統(tǒng)的合格率，實現(xiàn)各個程序之間的有效通訊；另一方面，Window。已成為工控標(biāo)準(zhǔn)化平臺。當(dāng)前，我國普遍采用Windows系統(tǒng)，操作簡單、維護便捷，應(yīng)用廣泛；采用PC控制系統(tǒng)，具有極強的靈活性，可在各行各業(yè)發(fā)揮作用；對于商業(yè)管理或者企業(yè)管理來說，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、PC技術(shù)不再陌生，同時工業(yè)自動化領(lǐng)域也逐漸普及了人機界面，Windows操作平臺發(fā)揮積極作用。

2、IT技術(shù)與電氣自動化的融合。伴隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息技術(shù)在很多電氣產(chǎn)品中都得到了廣泛的應(yīng)用，其中傳感器、執(zhí)行器、控制器和儀表等很多電氣產(chǎn)品中都包含有信息技術(shù)的成分，而多媒體技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣自動化領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。比如在企業(yè)內(nèi)部，企業(yè)的管理者可以將企業(yè)的財務(wù)及人事等數(shù)據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)的IE瀏覽器進行存取等。

3、電氣工程與人工智能相結(jié)合。AI(Artificial Intelligence)即人工智能，隨著經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，我國在人工智能方面的研究取得了令人矚目的成就。尤其在電氣工程方面，越來越多的技術(shù)研究人員致力于兩方面的集合工作。目前，電氣工程中計算機輔助工作的比例逐漸增大，以電氣工程設(shè)計為例，CAD技術(shù)早已代替了手工設(shè)計。技術(shù)人員在研究電氣工程與人工智能的結(jié)合時，通常會從三方面入手:

(一)用于電氣工程故障的監(jiān)測和診斷維修；

(二)用于電氣工程生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品保護和序列控制；

(三)用于后期電氣工程系統(tǒng)的優(yōu)化。人工智能的運用不僅涉及到電路、電機、聲、光、磁電等知識的綜合運用、硬件和軟件的結(jié)合，還要依靠以往的設(shè)計經(jīng)驗和使用經(jīng)驗，參考實驗基礎(chǔ)上的參數(shù)。

三、基于PC的數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動化的應(yīng)用策略

盡管數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制中具有其他技術(shù)所沒有的優(yōu)點,而且運營狀況也良好,但是,這些并不能把不利于數(shù)字化發(fā)展的因素排除,同時,由于數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展時間很短,沒有統(tǒng)一性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,專業(yè)人才也不足,更為主要的是數(shù)字化的運行基礎(chǔ),互聯(lián)網(wǎng)的智能化程度還很低。所以,數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動化的應(yīng)用中也要有一定的創(chuàng)新。

1、采用統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺

統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺應(yīng)當(dāng)可以支持一個自動化項目周期中的設(shè)計、實施和測試、調(diào)試和開機、運行及維護等各個階段和環(huán)節(jié),這樣可以大大降低從設(shè)計到完成的時間和費用。統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺還應(yīng)滿足用戶另一個重要需求即開發(fā)平臺獨立于最終的運行平臺。根據(jù)項目的特點和最終用戶的需求決定將統(tǒng)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(tǒng)還是基于Win-dows CE的控制系統(tǒng)中。

在這方面,基于PC的自動化產(chǎn)品滿足了以上要求。如西門子公司的SIMATIC Win AC產(chǎn)品系列。類似的產(chǎn)品還有Rockwell AB公司的Softlogix,Won.derware公司的In Control等產(chǎn)品。

2、在現(xiàn)實中運用智能終端技術(shù)

當(dāng)前的數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動化的應(yīng)用中也存在著一定的弊端需要進行改進和完善,主要的弊端存在于應(yīng)用時限限制大,數(shù)字技術(shù)的操作人員短缺,智能化水平不高的影響。因此在當(dāng)前采用智能終端技術(shù)進行分析和創(chuàng)新是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的主要方式,是用光纖作為連接設(shè)備,通過智能終端對數(shù)據(jù)進行自動化的收集與控制,雙重設(shè)備相互配合,其中一個用來保護電力中斷、遠程測控以及信號發(fā)送,另一個則給以跳閘雙重保護,更加提高了數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的智能性與可靠度。此外,數(shù)字化程序借口的標(biāo)準(zhǔn)化是工業(yè)電氣自動化能夠有效運行的主要條件,所以,這就解決了個人計算機平臺的自動化問題,有利于企業(yè)的事件相關(guān)電位系統(tǒng)與制造執(zhí)行系統(tǒng)之間的連接,將TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)作為通訊標(biāo)準(zhǔn),這樣,個人計算機就會在管理與控制自動化中建立一個接口。

3、在數(shù)字化技術(shù)中混合使用面向通用對象的變電站事件的虛端子

該虛端子可以把傳統(tǒng)的二次回路進行改造,讓它的設(shè)計原理更加的簡單,不論是設(shè)計，還是裝置，都體現(xiàn)著創(chuàng)新的理念。此外，通用對象的變電站事件技術(shù)能為裝置和裝置之間提供良好的通信,從而實現(xiàn)管控變電站線路連接、開關(guān)的目的,達到了遠程控制變電站的目標(biāo)。變電站的事件技術(shù)可以完全取代傳統(tǒng)的二次回路,可以很好的控制信號管理、環(huán)境測試等等要素,其管理性能的優(yōu)化得益于智能性。

4、培養(yǎng)程序代碼控制觀念

要不斷優(yōu)化程序代碼控制的方法，做到先把檢測數(shù)據(jù)存到電腦，再發(fā)出指令。同時，在具體操作的環(huán)節(jié)，也要做到人工干預(yù)，工作人員要定時的給閘刀、開關(guān)等等的設(shè)備進行檢查和控制，從而實現(xiàn)優(yōu)化系統(tǒng)的目標(biāo)。最后，要對系統(tǒng)進行定期的功能測試，為系統(tǒng)運行的穩(wěn)定高效運行奠定基礎(chǔ)，是系統(tǒng)最終達到?jīng)]有工作人員干預(yù)也可以穩(wěn)定運行的效果，即高度自動化。

四、我國電氣自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

1、操作人員專業(yè)化

電氣自動化系統(tǒng)在設(shè)計時十分復(fù)雜，需要專業(yè)人士，而其操作方式往往十分簡單，所以許多公司是等到整個系統(tǒng)安裝完之后，對直接操作人員進行簡單的操作方法培訓(xùn)，而很少涉及內(nèi)部的構(gòu)造原理，這樣操作人員了解的只是皮毛，只會機械的觀察、操作。以后的操作人員也應(yīng)加強設(shè)計原理的培訓(xùn)，最好是在系統(tǒng)安裝過程中就讓操作者進行學(xué)習(xí)、觀察，了解內(nèi)部構(gòu)造可以幫助操作者更加深入理解整個設(shè)備，操作時更加得心應(yīng)手，再出現(xiàn)簡單的故障時可單獨進行檢測、維修。

2、由低頻向高頻發(fā)展

隨著電子時代的發(fā)展，電子設(shè)備的運行速率日益提升，“頻率”是運行速率的重要指標(biāo)，隨著人們對高速電路的需要，低頻向高頻發(fā)展已經(jīng)成為了必然趨勢。例如電流變換器，早起時是使用晶閘管來進行相控整流，速度過慢，已無法滿足現(xiàn)在的要求。隨著技術(shù)的發(fā)展，后來采用了PWM技術(shù)，功率得到了提高，并且可減小對電網(wǎng)的高次諧波影響。但PWM變換器中的低次諧波會對電機產(chǎn)生干擾轉(zhuǎn)矩，使電機在運行時產(chǎn)生震動和噪聲。為了應(yīng)對這種情況，可以提高開關(guān)頻率，降低振動和噪聲。但開關(guān)損耗比較大，開關(guān)頻率也不可能進行大幅度提高，美國科學(xué)家提出了諧振式直流環(huán)逆變器，可使電力電子器件工作在零電壓、電流狀態(tài)下，最大程度減少開關(guān)損耗，提高開關(guān)頻率。

3、與計算機技術(shù)結(jié)合更加緊密

電氣自動化技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展的目的就是要提高勞動效率，使人們的工作和生活的環(huán)境更加舒適。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們工作與生活的許多方面都與計算機發(fā)生關(guān)聯(lián)，當(dāng)今電氣自動化技術(shù)中，計算機已經(jīng)得到應(yīng)用，但依賴程度不是很深，大多只是進行簡單的監(jiān)控。未來的電氣自動化技術(shù)中，計算機的使用將會占到更大比重，并且計算機的作用也將不會僅僅局限于監(jiān)控和簡單的操作，一些現(xiàn)場的控制設(shè)備都可以集成到計算機中來，例如現(xiàn)在的很多虛擬仿真軟件就可以代替一些現(xiàn)場的控制器，節(jié)約成本、操作方便、不易出錯。電氣自動化技術(shù)與計算機的聯(lián)系日益加深，是電氣自動化技術(shù)未來發(fā)展的重要趨勢。

4、技術(shù)更新更加頻繁

我國整體的科技水平與發(fā)達國家相比，相對落后，很多先進技術(shù)都是依賴國外進口。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展進入快速時期，國家對科技研究的投入力度加大，大力培養(yǎng)科研人才，推動科技創(chuàng)新。電氣自動化技術(shù)的創(chuàng)新極大的依賴與電子與信息技術(shù)的更新，電氣自動化技術(shù)的研究者們會不斷吸收其他領(lǐng)域的成果，同時提高自身的創(chuàng)新能力，增加設(shè)計的技術(shù)含量，研究出更多更先進的電氣自動化裝備，滿足日益復(fù)雜的工業(yè)與生活需求。

5、通用性提高

現(xiàn)在的電氣自動化技術(shù)大多只是應(yīng)用于某一方面，例如工業(yè)上，一般只應(yīng)用于生產(chǎn)部門，并且是獨立操作，外界無法干預(yù)。將來企業(yè)在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)時，要考慮將辦公網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)進行連接，這樣管理部門可更方便的進行生產(chǎn)管理，生產(chǎn)部門的數(shù)據(jù)也可方便的傳輸給辦公部門進行分析保存。

五、結(jié)束語

綜上所述，基于 PC 的自動化技術(shù)符合當(dāng)下工業(yè)發(fā)展的趨勢,能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)所需要的技術(shù)需要，提高工業(yè)生產(chǎn)的效益和質(zhì)量控制，因此，基于PC的自動化技術(shù)是當(dāng)下發(fā)展的一個機遇。

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