工業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨向及相關(guān)問題研究

蘇文

摘要：文章以工業(yè)電氣為主題，探討與其相關(guān)的自動化發(fā)展問題以及管理策略。結(jié)合當(dāng)前工業(yè)電氣發(fā)展的具體情況對其進行了簡要概述，主要對其發(fā)展現(xiàn)狀進行了說明，重點對其發(fā)展趨勢進行了分析，并在此基礎(chǔ)上，提出了一些具體的發(fā)展策略。希望通過文章初步論述，可以引起更多的關(guān)注與交流；同時，希望可以為該方面的研究工作，提供一些有價值的信息，以供參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣自動化、發(fā)展趨向、相關(guān)問題、研究分析

在現(xiàn)代工業(yè)中，工業(yè)電氣自動化是其基本的發(fā)展趨勢，經(jīng)過信息技術(shù)與相關(guān)設(shè)備的聯(lián)合，已經(jīng)得到了實現(xiàn)，比如，在德國，工業(yè)4.0的出現(xiàn)、還有3D打印技術(shù)的出現(xiàn)等，都是具體的體現(xiàn)。從當(dāng)前的發(fā)展來看，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，逐漸向著信息化、智能化、數(shù)字化、一體化的方向發(fā)展，這種現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展方式，完全超越了原有的電力傳動概念，也在實質(zhì)上改變了人們的生產(chǎn)方式與生活方式，推動了工業(yè)的轉(zhuǎn)型。

1.工業(yè)電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1OPC 技術(shù)

OPC，英文全稱為OLE for process contro1；從概念來看，它是一個軟件接口規(guī)范，主要用于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化方面；從應(yīng)用過程來看，通過該技術(shù)，可以滿足客戶程序和服務(wù)器之問的通信；從功能與作用方面看，非常有效地克服了時間、空間限制，可以將不同現(xiàn)場設(shè)備與計算機應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)，進行交換與共享；另一方面，通過該項技術(shù)，有效地解決了不同類型的現(xiàn)場總線、不同廠家DCS之間系統(tǒng)互聯(lián)的問題，有助于擴大企業(yè)間的交流，增加溝通頻率，拓展業(yè)務(wù)，增進企業(yè)效益【1】。在基本的技術(shù)支持方面，OPC以O(shè)LE（ActiveX）、COM&DCOM、XMI及NET為主；從技術(shù)應(yīng)用模式方面分析，以 Client/Server（客戶程序和服務(wù)器）的模式為主，具體來看，該技術(shù)通過定義，準(zhǔn)備了一組COM對象及其接口，可以有效地達到上面所說的作用，并使其功能得到很好的發(fā)揮。

1.2IEC61131—3 標(biāo)準(zhǔn)

可編程控制器的編程軟件包，是工業(yè)控制中非常重要的軟件組成部分。為了將其實現(xiàn)，必須應(yīng)用IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，這也就突出了該標(biāo)準(zhǔn)的重要作用。從作用及功能方面分析，此標(biāo)準(zhǔn)除了對工控編程語言的改造和發(fā)展產(chǎn)生直接影響，還可以進行指導(dǎo)，并使控制規(guī)范化；比如，對PLC技術(shù)的指導(dǎo)作用就非常明顯。具體來看，它主要是通過軟件模型設(shè)置，給PLC技術(shù)開創(chuàng)新路。首先，它將單一封閉的PLC的體系結(jié)構(gòu)，有效地轉(zhuǎn)變?yōu)槎郈PU結(jié)構(gòu)，并且形成了一個開放式系統(tǒng)，從理論上解決了單一化的僵化問題，為其向著智能化的發(fā)展，奠定了理論基礎(chǔ)。IEC61131-3的出現(xiàn)是傳統(tǒng)PLC和現(xiàn)代PLC的分水嶺。在IEC61131-3正式發(fā)布的幾年之后，PLC的市場逐漸出現(xiàn)了結(jié)合多CPU技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)發(fā)展起來的PLC，為PLC在工控市場上繼續(xù)立于不敗之地創(chuàng)造了技術(shù)條件。

1.3工控標(biāo)準(zhǔn)平臺的創(chuàng)新

在成為工控的標(biāo)準(zhǔn)平臺、語言和規(guī)范，PC和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在企業(yè)管理中得到普及。從當(dāng)前的現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展來看，32位、64位的處理器得到了廣泛應(yīng)用，而且有效地改善了產(chǎn)品性能。另一方面，應(yīng)用Windows系統(tǒng)，可以使工控平臺的標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用語言、操作流程等形成一種新型模式，并為其制定出相應(yīng)的合理規(guī)范；現(xiàn)在，PC和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在企業(yè)管理中得到普及，因此，可以看出，現(xiàn)代工業(yè)正在面臨著大幅度的改革，有可能完全沖破傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域中的限制，真正做到智能一體化。

2.工業(yè)電氣自動化發(fā)展的趨勢

工業(yè)自動化可以降低成本、提高資源利用率、改善作業(yè)方式、解放勞力，而且有助于工業(yè)企業(yè)向著現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，并進行生產(chǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級；另一方面，工業(yè)自動化，能夠促進社會結(jié)構(gòu)的調(diào)整、帶動國民經(jīng)濟效益的提升。因此，大力發(fā)展工業(yè)電氣自動化技術(shù)，可以從總體上提高我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平，縮小與西方發(fā)達國家工業(yè)自動化生產(chǎn)技術(shù)方面的差距。但是，當(dāng)前的發(fā)展形勢表明，我國在技術(shù)的自主研發(fā)、創(chuàng)新發(fā)展方面，還存在諸多不利因素，所以，還應(yīng)該加大發(fā)展力度，增強培訓(xùn)，努力建設(shè)專業(yè)的操作團隊，從而爭取在計算機網(wǎng)絡(luò)的操作之下，各個部分緊密配合，實現(xiàn)操作的一體化。

3.電氣工程及其自動化發(fā)展中存在的問題

3.1缺乏獨立性

現(xiàn)階段，我國電氣工程及其自動化技術(shù)大多應(yīng)用在一些綜合性質(zhì)較強的領(lǐng)域中，雖然這樣可以使其應(yīng)用的范圍不斷推廣，但是其獨立性還存在不足。尤其是將其投入到實際工作中的時候，工作人員現(xiàn)階段只能與目前已研究出的技術(shù)結(jié)合，再通過自己在工作中總結(jié)出來的經(jīng)驗，最后才得出企業(yè)需要的技術(shù)效果【2】。在這個借鑒再應(yīng)用的過程中，往往有些環(huán)節(jié)就無形之中提高了工程的經(jīng)濟成本，最后導(dǎo)致工程的經(jīng)濟投入總量也會有所提高。此外，現(xiàn)階段企業(yè)在運用電氣工程及其自動化的技術(shù)的過程中會根據(jù)企業(yè)自身發(fā)展情況而定，這樣電氣工程及其自動化技術(shù)的水平就會因企業(yè)的差異而出現(xiàn)不一致的情況。

3.2工作效率偏低

電氣工程及其自動化的技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中，其應(yīng)用效果最直接的影響因素就是效率，也是影響整個工程最終效果的關(guān)鍵因素。隨著社會發(fā)展速度不斷加快，工作效率已經(jīng)成為企業(yè)競爭力中的一個重要因素。因此，電氣工程及其自動化技術(shù)必須加強應(yīng)用效率的提升，以求滿足企業(yè)發(fā)展的需求。但是目前效率問題仍然是制約我國電氣工程及其自動化技術(shù)進一步發(fā)展的重要因素，盡管多次進行了技術(shù)的改革，在效率上有了明顯的提高，但是總體上來說，還是普遍偏低。導(dǎo)致這種情況的主要原因是我國企業(yè)應(yīng)用電氣工程及其自動化技術(shù)的水平參差不齊，無法得到全面的進步。

4.自動化系統(tǒng)的發(fā)展策略

4.1搭建公共交流的信息平臺

在工業(yè)自動化發(fā)展過程中，當(dāng)完成一個自動化項目時，需要設(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)，所以，在這方面，首先應(yīng)該搭建公共交流的信息平臺，為其提供這樣一個平臺，使其可以完成進一步的操作流程，不但降低從設(shè)計到完成的時間，而且能夠節(jié)約成本費用；另一方面，統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺的搭建完成，開發(fā)平臺能夠獨立于最終的運行平臺，解決用戶的實際需求?？傊?，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WindowsCE的控制系統(tǒng)中。從滿足程度來看，基于PC的自動化產(chǎn)品是其首選。

4.2構(gòu)建統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在工業(yè)自動化的發(fā)展過程中，首先，需要從體系化的角度，構(gòu)建起一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將其放置在一個統(tǒng)一的體系管轄之下，如此才能使整個工業(yè)自動化得到有理有序的科學(xué)化運作；比如，在整個企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)場控制設(shè)備、計算機監(jiān)督系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊都需要通過一個總的系統(tǒng)來進行控制管理，才能完成暢通無阻的數(shù)據(jù)交換與更新、共享。另一方面，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)搭建完成后，企業(yè)管理層應(yīng)該加強監(jiān)督執(zhí)行，這一方面，可采用Internet/Intranet技術(shù)，對現(xiàn)場設(shè)備進行實時監(jiān)督。

4.3 程序接口標(biāo)準(zhǔn)化

自動化系統(tǒng)中，需要標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口，才能達到連接的有效、快速；從上面的分析可以看出，在基于Microsoft（Windows2000、OPC、ActiveX、WindowsCE等）的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)應(yīng)用，有效地減少了工程時間和費用，促進了自動化系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換與共享；由此可見，標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口的完成，使工業(yè)企業(yè)在發(fā)展智能化、自動化時，有了更大的把握，管理控制與實際操作也有了更為簡化的應(yīng)用。因此，可以說在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中，企業(yè)應(yīng)用MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)連接時，基于 PC 平臺的自動化解決方案為其帶來了翻天覆地的改變。

結(jié)束語：

從世界工業(yè)電氣自動化技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，工業(yè)電氣自動化技術(shù)是一種基于 PC 技術(shù)發(fā)展而來的自動化技術(shù)，工業(yè)電氣自動化已經(jīng)發(fā)展到了一個較高的水平。工業(yè)電氣自動化技術(shù)的發(fā)展水平越高，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就會越規(guī)范，而且世界工業(yè)的發(fā)展也會對工業(yè)電氣自動化技術(shù)提出更高的要求。

參考文獻：

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