工業(yè)電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

郭斯嘉

（貴州開磷控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州開陽 550302）

工業(yè)電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

郭斯嘉

（貴州開磷控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州開陽 550302）

電氣自動(dòng)化指的是通過電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到電氣自動(dòng)控制的目的，以確保電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。在工業(yè)社會(huì)中，工業(yè)現(xiàn)代化的一大重要標(biāo)志即為工業(yè)電氣自動(dòng)化，其也是提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展不可缺少的一環(huán)。首先分析了工業(yè)電氣自動(dòng)化重要性及其發(fā)展歷程，其后分別闡述了我國工業(yè)電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展前景。

工業(yè)電氣自動(dòng)化；發(fā)展歷程；現(xiàn)狀；發(fā)展前景

眾所周知，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，因此工業(yè)的持續(xù)發(fā)展必然離不開各大高新技術(shù)的支持。當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)中，新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝使用十分廣泛，生產(chǎn)流程越加復(fù)雜，生產(chǎn)控制難度越來越大?；诖耍仨氄J(rèn)識到電氣自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位，其有利于實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)、設(shè)備故障，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，大大提高生產(chǎn)效率，最終為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。

1 工業(yè)電氣自動(dòng)化重要性及其發(fā)展歷程

1.1工業(yè)電氣自動(dòng)化重要性

當(dāng)前，大量的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，為企業(yè)發(fā)展提供了一個(gè)良好的外部環(huán)境。從另外一個(gè)角度來看，企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的大型化、復(fù)雜化發(fā)展，令其控制難度加大，對此必須加強(qiáng)自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制，確保設(shè)備運(yùn)行可靠，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)[1]。近些年，我國逐漸步入信息社會(huì)，工業(yè)領(lǐng)域中信息技術(shù)的應(yīng)用也越加廣泛，而工業(yè)自動(dòng)化就是信息化與工業(yè)化的一個(gè)有機(jī)結(jié)合，通過工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的大力推廣，有利于幫助傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，提高生產(chǎn)效效率，最終實(shí)現(xiàn)效益的有效提升?？偟膩碚f，對于企業(yè)發(fā)展而言，工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用必不可少。

1.2工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展歷程

“自動(dòng)化”一詞最早來源于美國福特公司，其隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。20世紀(jì)五十年代，局部自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)，自動(dòng)化裝置不斷增多，精密性也逐漸提高，形成第一代自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用高潮；20世紀(jì)六七十年代，電子數(shù)字計(jì)算機(jī)被發(fā)明出來，使得控制系統(tǒng)內(nèi)使用大量程序成為可能，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過程[2]。自此以后，電氣自動(dòng)化發(fā)展迅猛，在建筑、交通、醫(yī)療、軍事等各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展前景不可估量。

2 工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

我國工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展迅速，業(yè)已取得了不少成就，具體如下所示：

2.1開放式平臺(tái)普及

當(dāng)前，國際電工委員會(huì)（IEC）頒布了IEC6113，即可編程邏輯控制器標(biāo)準(zhǔn)；OLE技術(shù)被開發(fā)并應(yīng)用于過程式控制制；Windows平臺(tái)應(yīng)用廣泛。上述均表明我國工業(yè)電氣自動(dòng)化正處于平臺(tái)開放式的發(fā)展階段。

（1）自國際電工委員會(huì)（IEC）正式頒布了IEC6113以來，該可編程邏輯控制器標(biāo)準(zhǔn)令編程界面逐漸向著標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展[3]。當(dāng)前，全球PLC廠商就有兩百多家，而PLC編程產(chǎn)品種類更是高達(dá)400多，每一種產(chǎn)品的編程語言、表述方法均存在一定的差異，嚴(yán)重阻礙了工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展?；诖耍琁EC61131的頒布，有效實(shí)現(xiàn)了不同生產(chǎn)控制系統(tǒng)商品編程界面的標(biāo)準(zhǔn)化，編程方式的結(jié)構(gòu)化，為工業(yè)電氣自動(dòng)化平臺(tái)開放式發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

（2）當(dāng)前，Windows已經(jīng)成為Industria標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制語言的規(guī)范化發(fā)展。基于PC控制系統(tǒng)靈活、易用的優(yōu)勢，PC人機(jī)界面逐漸成為國內(nèi)主流，應(yīng)用十分廣泛。

2.2現(xiàn)場總線控制、分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛

當(dāng)前，在工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展過程中，現(xiàn)場總線控制（FCS）、分布式控制（DCS）系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛。其中，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)主要是利用串行電纜，實(shí)現(xiàn)工業(yè)計(jì)算機(jī)、監(jiān)控軟件以及可編程邏輯控制CPU，與現(xiàn)場低壓斷路器、變頻器、變頻器、智能電表以及馬達(dá)啟動(dòng)器的連接，以便中央控制器能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集。分布式控制系統(tǒng)，則主要是利用總線，實(shí)現(xiàn)分布式控制與現(xiàn)場設(shè)備、I/O模塊的連接，從而令輸入/出模塊成為現(xiàn)場檢測器、執(zhí)行器[4]。

2.3信息技術(shù)引發(fā)工業(yè)電氣自動(dòng)化革命

近些年，計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，客戶機(jī)/服務(wù)器的架構(gòu)逐漸引發(fā)了工業(yè)工業(yè)電氣自動(dòng)化革命，隨著工業(yè)設(shè)備大型化、復(fù)雜化的發(fā)展，信息技術(shù)的加入已成必然。當(dāng)前，信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的滲透主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：一是信息技術(shù)垂直滲透至管理層，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存取，滿足企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理需求；二是橫向滲透至自動(dòng)化系統(tǒng)、設(shè)備，例如：控制器、儀表、制動(dòng)器、傳感器等產(chǎn)品中都可以看到信息技術(shù)的影子。信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景十分廣闊，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展前景

20世紀(jì)50年代，電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國得到了初步的應(yīng)用和發(fā)展，至今為止已有六十多年，如今我國工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到自動(dòng)化控制目標(biāo)，但是在部分技術(shù)方面還存在不夠完善的問題，需要根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整，以為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展保駕護(hù)航。就當(dāng)前形勢來看，我國工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展趨勢，主要表現(xiàn)在遠(yuǎn)程化、統(tǒng)一化以及通用化這三個(gè)方面，具體如下：

3.1工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)程化發(fā)展

電氣系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)均是以硬件平臺(tái)的形式參與其中，通過擴(kuò)展測試的犯法完成界面電路，該設(shè)計(jì)方法的優(yōu)勢在于開發(fā)方便、快捷、性能好，但是也存在不少缺陷，如：體積大、成本高、靈活性差等等。當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展十分迅猛，遠(yuǎn)程終端逐漸也開始朝著小型化、智能化的方向發(fā)展，在此背景下，工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)必然會(huì)逐漸呈現(xiàn)出遠(yuǎn)程化的特點(diǎn)。

3.2工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)統(tǒng)一化發(fā)展

對于企業(yè)而言，其應(yīng)采用一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，從而有著支持一個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目周期中各個(gè)環(huán)節(jié)的工作，具體包括：①設(shè)計(jì)階段；②實(shí)施和測試階段；③調(diào)試和開機(jī)階段；④運(yùn)行與維護(hù)階段。該開發(fā)方式有利于減少工程時(shí)間與成本，同時(shí)還可以滿足不同用戶的需求，可按照項(xiàng)目具體特點(diǎn)，選擇將的運(yùn)行代碼下載到不同的系統(tǒng)中，如：基于 Windows NT的軟件 PLC、硬件PLC、嵌入式 NT 系統(tǒng)、Windows CE的控制系統(tǒng)。

3.3工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通用化發(fā)展

對于工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)而言，是否具有一個(gè)通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是十分重要的，只有保證“現(xiàn)場控制設(shè)備—計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)—企業(yè)管理系統(tǒng)”三者間的通訊暢通，方可使得企業(yè)管理者能夠直接利用Internet/Intranet監(jiān)督現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在具體的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中，注意無論采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)或是以太網(wǎng)，都必須令辦公室直至原件級通訊良好，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的成功應(yīng)用。

4 結(jié)語

綜上，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、時(shí)代的進(jìn)步，為工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)前，我國工業(yè)電氣自動(dòng)化已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了開放式平臺(tái)的普及，現(xiàn)場總線控制、分布式控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，而信息技術(shù)更是數(shù)次引發(fā)工業(yè)電氣自動(dòng)化革命，使得工業(yè)電氣自動(dòng)化邁向了一個(gè)新的臺(tái)階。當(dāng)前，我國應(yīng)大力發(fā)展工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)，加強(qiáng)自主研發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)程化發(fā)展、開發(fā)平臺(tái)統(tǒng)一化發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通用化發(fā)展。

[1] 盛昌健，梅皓.工業(yè)電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向[J].魅力中國，2010，（19）：28.

[2] 張廣清.我國工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（11）：141.

[3] 楊巧云.淺談工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技與企業(yè)，2013，（23）：408.

[4] 趙娟，朱彤.電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢探究[J].統(tǒng)計(jì)與管理，2015，（5）：116-117.

Situation Industrial Electrical Automation and DevelOpment Prospects

Guo Si-jia

Electrical automation refers to the electronic technology，computer control technology and application of computer network technology，to achieve electrical control purposes to ensure the safety of electrical equipment and stable operation.In the industrial society，a major industrial modernization is an important symbol of industrial electrical automation，which is also to improve production effi ciency，stable development of industrial indispensable part.This paper analyzes the importance of industrial electrical and automation development process，and thereafter were expounded China's industrial electrical automation present situation and development prospects.

industrial electrical automation；development process；the status quo；Prospects

TM76

A

1003-6490（2016）01-0042-02

2016-01-24

郭斯嘉（1987—），男，貴州興義人，助理工程師，主要研究方向?yàn)楣I(yè)電氣自動(dòng)化。