我國(guó)電氣自動(dòng)化儀器未來的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用綜述

周俊騰

（東北制藥集團(tuán)沈陽云創(chuàng)科技有限公司，遼寧沈陽，110000）

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化的到來，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展中電氣自動(dòng)化是重要方面，作為核心技術(shù)，是先進(jìn)科學(xué)的標(biāo)志，代表一個(gè)國(guó)家的工業(yè)現(xiàn)代化水平。在各行各業(yè)及企業(yè)中，電氣自動(dòng)化均可使用，可以將實(shí)時(shí)傳輸及信息檢測(cè)等方面的效率提高，同時(shí)降低人工工作量，提供技術(shù)保障，避免設(shè)備出現(xiàn)安全事故，實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。

1 我國(guó)電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀

1.1 信息化的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)

隨著科技不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)發(fā)展迅速，在人們的日常生活及工作中信息化占據(jù)了重要作用，為了在生產(chǎn)中獲得更好的效果，電氣自動(dòng)化信息化也在逐步發(fā)展，在電氣化設(shè)備及管理層中使用信息化技術(shù)，這就是電氣自動(dòng)化管理系統(tǒng)。采用了信息化技術(shù)的電氣自動(dòng)化設(shè)備具有使用簡(jiǎn)單方便、及時(shí)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，大幅度的提高了工作效率。在管理層應(yīng)用信息化技術(shù)，各種企業(yè)的數(shù)據(jù)及信息等方面，管理人員能夠隨時(shí)了解掌握。

1.2 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)

PC作為工具在人機(jī)交互時(shí)，用圖形界面的方式直觀展現(xiàn)，目前平臺(tái)的主流操作系統(tǒng)是Windows系統(tǒng)。搭載了操作系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化設(shè)備，用戶操作靈活簡(jiǎn)單，合理簡(jiǎn)化了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。

1.3 分布式控制應(yīng)用

在中央控制器上采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息，需要中央控制室與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接，中央控制室內(nèi)有工業(yè)計(jì)算機(jī)、PLC的CPU、監(jiān)測(cè)軟件、控制軟件等諸多設(shè)備，把這些設(shè)備用電纜和現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備串行連接到一起，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要有變頻器、低壓斷路器、控制器、智能儀表、遠(yuǎn)程 I/O站等。這是一種通訊總線，將智能設(shè)備及自動(dòng)化系統(tǒng)串行連接。分布式控制是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、I/O模塊、PLC用總線連接，現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)器及執(zhí)行器由輸入輸出模塊轉(zhuǎn)化。

2 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)的統(tǒng)一化

電氣自動(dòng)化產(chǎn)品含有初步設(shè)計(jì)、重復(fù)測(cè)試、開機(jī)運(yùn)行、后期維護(hù)等多個(gè)組成部分，要確保這其中每一部分每一步都順利進(jìn)行，統(tǒng)一電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的一環(huán)。運(yùn)行系統(tǒng)中包含多個(gè)子系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通用化，將開發(fā)系統(tǒng)獨(dú)立出來是非常關(guān)鍵的一步。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)要保證數(shù)據(jù)共通，這些數(shù)據(jù)主要來自企業(yè)自身、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、管理體系等。

2.2 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)

產(chǎn)品要滿足市場(chǎng)的需求，對(duì)市場(chǎng)化的影響保持關(guān)注，對(duì)制造部門的體制改革不斷深化，市場(chǎng)化產(chǎn)品才能持續(xù)發(fā)展跟上市場(chǎng)需求的步伐。在技術(shù)開發(fā)方面，企業(yè)要加大投入力度，同時(shí)在零件配套生產(chǎn)方面要更加重視，實(shí)現(xiàn)更加專業(yè)，逐步發(fā)展到市場(chǎng)化的目標(biāo)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展的其中一個(gè)方向是全面市場(chǎng)化，促進(jìn)資源合理配置。

2.3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化接口

OPC技術(shù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將所有的辦公端口連接在一起，從而形成一個(gè)信息共享的平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)可以溝通各個(gè)辦公崗位，并且能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)信息的安全、高效傳遞，從而降低了成本。比如自動(dòng)化控制系統(tǒng)及管理系統(tǒng)等，解決通訊問題，數(shù)據(jù)交換保證由程序標(biāo)準(zhǔn)化接口提供。

2.4 電氣自動(dòng)化工程的生產(chǎn)將更加的安全

系統(tǒng)安全是系統(tǒng)中的關(guān)鍵點(diǎn)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展方向之一是集成化安全防范技術(shù)。在不安全的狀態(tài)下，要保證系統(tǒng)安全，如何選擇就成為了關(guān)鍵，根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)發(fā)展的特殊性，使用從安全最高高級(jí)別逐漸到安全低級(jí)別領(lǐng)域的方式，各種設(shè)備各層次，如軟硬件設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)層及公共設(shè)施層等，保證系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)合理可行。

3 自動(dòng)化儀表的發(fā)展

3.1 工業(yè)自動(dòng)化儀表的智能化

工業(yè)自動(dòng)化儀表實(shí)現(xiàn)智能化，需要不少技術(shù)、理論和方法，如人工智能、專家控制等，要完成預(yù)設(shè)控制動(dòng)作，要有擬人智能的功能，類似自我學(xué)習(xí)，自我修復(fù)等。工業(yè)自動(dòng)化儀表的智能化是工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容，它的發(fā)展至關(guān)重要。對(duì)工業(yè)過程進(jìn)行控制是智能化儀表的主要任務(wù)，要具備智能化功能，需要通過嵌入軟件，進(jìn)行操作控制，使用微處理器技術(shù)，運(yùn)用超大規(guī)模集成電路。微處理器是工業(yè)自動(dòng)化儀表的基礎(chǔ)，帶有電路積CPU芯片處理信號(hào)，要穩(wěn)定發(fā)揮智能化的功能，儀表需要嵌入軟件，這些軟件必須是可以進(jìn)行編程的軟件。

3.2 工業(yè)自動(dòng)化儀表的虛擬化

虛擬化儀表也可以看做是一種軟件，是用戶按照自身需求，在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上定義及設(shè)計(jì)的。結(jié)合計(jì)算機(jī)軟硬件及傳統(tǒng)儀表的硬件，將傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化儀表的功能全面實(shí)現(xiàn)并拓展，是工業(yè)虛擬化儀表的實(shí)質(zhì)。虛擬化儀表與傳統(tǒng)儀表比較有多方面的優(yōu)勢(shì)，如可操作性、處理能力、智能化程度、性價(jià)比等，可以在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用。虛擬化儀表的主要組成部分是硬件及軟件，同時(shí)使用了許多先進(jìn)技術(shù)及科技產(chǎn)品。設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件及虛擬儀表面板組成了軟件部分。現(xiàn)場(chǎng)的儀表系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)軟件連接之后可以進(jìn)行通訊，設(shè)備面板上的操作元素顯示到儀表的顯示器上，用戶在虛擬儀表面板上用鼠標(biāo)就能進(jìn)行操作。虛擬儀表的核心就是軟件部分，通過編制不同軟件來實(shí)現(xiàn)各種功能?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，如計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)及數(shù)字信號(hào)處理等，虛擬化儀表作為一種先進(jìn)的技術(shù)會(huì)持續(xù)進(jìn)步發(fā)展。數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)是開放式的，在此基礎(chǔ)上，模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化會(huì)成為虛擬化儀表的發(fā)展方向。隨著高精密器件及設(shè)備的使用，如可編程控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、大規(guī)模可編程邏輯器件等，虛擬儀表系統(tǒng)廣泛應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。

3.3 工業(yè)自動(dòng)化儀表的網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)在是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，各行各業(yè)都在向網(wǎng)絡(luò)化靠攏，儀表的網(wǎng)絡(luò)化是時(shí)代特色帶給工業(yè)自動(dòng)化儀表的機(jī)會(huì)，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)放入信息網(wǎng)絡(luò)中，這是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主要應(yīng)用。信息時(shí)代控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展新趨勢(shì)就是IP智能工業(yè)自動(dòng)化儀表。利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)，獲取儀表實(shí)時(shí)工作情況，給其他計(jì)算機(jī)傳送遠(yuǎn)程儀表的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)化儀表是通過嵌入軟件功能模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備及二次儀表一體化的控制和管理，通過改造這些設(shè)備，工業(yè)通訊功能得到增強(qiáng)，利用嵌入軟件的功能模塊，實(shí)現(xiàn)如控制功能、工業(yè)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)化一體化控制功能、管理功能等多種功能。

4 結(jié)束語

現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展迅速，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛，儀器儀表行業(yè)的市場(chǎng)穩(wěn)定，需求量持續(xù)穩(wěn)步增長(zhǎng)，保持在10%-15%，但不能忽視其中的問題，如成本、技術(shù)、人員等，要通過不斷提高技術(shù)水平、創(chuàng)新開發(fā)，市場(chǎng)未來還有很大發(fā)展空間。

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