工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的電氣自動(dòng)化

劉彬彬

[摘? ? 要]基于信息化技術(shù)和控制、電子網(wǎng)理論的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)電氣自動(dòng)化也實(shí)現(xiàn)了更大范圍的推廣。其主要原因不但是電氣自動(dòng)化能夠明顯提高生產(chǎn)效率和安全性，而且還能在生產(chǎn)期間對(duì)市場(chǎng)發(fā)展和時(shí)代的需求具有更高的迎合性。表現(xiàn)出的主要特征便是智能化以及對(duì)故障的自動(dòng)反應(yīng)等。若想在工業(yè)生產(chǎn)期間持續(xù)對(duì)電氣自動(dòng)化的水平進(jìn)行優(yōu)化提升，便需依據(jù)具體的發(fā)展形勢(shì)進(jìn)行分析，針對(duì)不同技術(shù)的理論進(jìn)行扎實(shí)的研究。文章對(duì)電氣自動(dòng)化及其實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行深化探究。

[關(guān)鍵詞]工業(yè);電氣自動(dòng)化;生產(chǎn);實(shí)踐

[中圖分類號(hào)]TP273.5 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）12–0–02

Electrical Automation in the Industrial Production Process

Liu Bin-bin

[Abstract]Based on the continuous development of information technology and control and electronic network theory， industrial electrical automation has also achieved a wider range of promotion. The main reason is not only that electrical automation can significantly improve production efficiency and safety， but it can also be more responsive to market development and the needs of the times during production. The main characteristics shown are intelligence and automatic response to failures. If you want to continuously optimize and improve the level of electrical automation during industrial production， you need to analyze the specific development situation and conduct solid research on the theories of different technologies. The article conducts in-depth research on electrical automation and its practical applications.

[Keywords]industry; electrical automation; production; practice

在電氣領(lǐng)域，工業(yè)電氣自動(dòng)化屬于新產(chǎn)生的學(xué)科。其涉及較多方面的理論知識(shí)，如電路原理、信號(hào)控制、電子技術(shù)等類型。與應(yīng)用在農(nóng)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)相比，工業(yè)自動(dòng)化的準(zhǔn)確性和效率更高，而且在成本方面也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。從工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展形勢(shì)分析，我國(guó)自動(dòng)化的技術(shù)水平與先進(jìn)國(guó)家之間還具有較為明顯的差距，無(wú)論在設(shè)備、技術(shù)還是管理方面均是如此。因此，若想明顯提高我國(guó)的電氣自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)和創(chuàng)新，便需行業(yè)人員投入更高的精力和熱情，應(yīng)及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

1 工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用

在我國(guó)信息化技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，電氣自動(dòng)化技術(shù)的水平也在不斷革新?；陔姎庾詣?dòng)化技術(shù)的支持，工廠流水線各設(shè)備的智能化水平也逐漸提高，實(shí)現(xiàn)了信息的快速傳遞和反饋，具有更強(qiáng)的適用性特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。與以往的人工控制手段不同，電氣自動(dòng)化技術(shù)具有更為明顯的智能化和數(shù)字化等特征，真正實(shí)現(xiàn)了智能生產(chǎn)。由于其具有高度的智能化水平，便可明顯節(jié)約工廠的生產(chǎn)成本，同時(shí)也能在設(shè)備的使用方面減少投入，能夠?yàn)楣S贏得更高的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。此外，電氣自動(dòng)化還能夠明顯降低電纜使用的頻率，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)綜合成本的有效控制，推動(dòng)企業(yè)能夠健康運(yùn)營(yíng)。從當(dāng)前應(yīng)用的效果來(lái)講，盡管電氣自動(dòng)化技術(shù)在應(yīng)用期間表現(xiàn)出了較高的價(jià)值和發(fā)展的前景，但同時(shí)也具有一定的局限性，各企業(yè)和流水線在對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用期間，仍需投入更多的精力進(jìn)行開(kāi)發(fā)，結(jié)合自己的實(shí)際需求來(lái)優(yōu)化應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。如果直接應(yīng)用既有的技術(shù)或設(shè)備。反而無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)其功能，也不利于企業(yè)降低經(jīng)營(yíng)成本和提高生產(chǎn)效率。可見(jiàn)，設(shè)備和技術(shù)應(yīng)用的適用性和針對(duì)性便較為重要。

2 工業(yè)電氣自動(dòng)化在生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 開(kāi)放性與集成性越來(lái)越高

目前應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的多數(shù)自動(dòng)化技術(shù)均表現(xiàn)出了更高水平的開(kāi)放性和集成性等特征。在初始階段的自動(dòng)化中，多數(shù)平臺(tái)均無(wú)法完成順暢的銜接及自動(dòng)化，平臺(tái)之間并未建立相互交流的有效渠道，且傳統(tǒng)的自動(dòng)化平臺(tái)體積也較大。但隨著后續(xù)的優(yōu)化發(fā)展，目前自動(dòng)化平臺(tái)便在開(kāi)放性和集成性方面表現(xiàn)出了較為明顯的優(yōu)勢(shì)，自動(dòng)化平臺(tái)中應(yīng)用的集成電路等均在集成性功能方面實(shí)現(xiàn)了較為明顯的提升。在開(kāi)放性方面，會(huì)統(tǒng)一制定平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)，一旦自動(dòng)化平臺(tái)出現(xiàn)問(wèn)題，便可及時(shí)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整，明顯優(yōu)化了自動(dòng)化的管理程序，同時(shí)也提高了自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的效果。這也可作為自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于其他系統(tǒng)的理想前提。在此基礎(chǔ)上，工業(yè)生產(chǎn)能夠在先進(jìn)技術(shù)的扶持下進(jìn)一步提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，充分體現(xiàn)智能化的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，以此在市場(chǎng)中贏得更為主動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)地位。

2.2 運(yùn)維難度不斷的降低

在自動(dòng)化技術(shù)水平和相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，構(gòu)建自動(dòng)化平臺(tái)期間也需注意，不但要迎合生產(chǎn)的具體需求，同時(shí)還需在維修方面也提供相應(yīng)的便利。從操作角度來(lái)講，目前工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)在操作期間，僅通過(guò)啟動(dòng)或停止按鈕便能夠控制操作流程，極大簡(jiǎn)化了以往操作的復(fù)雜性，提高了生產(chǎn)實(shí)施的效率。而從運(yùn)行程序方面講，基于分塊設(shè)計(jì)模式，具有不同功能的模塊綜合運(yùn)作，這樣即便部分模塊出現(xiàn)問(wèn)題，也不會(huì)影響其他模塊的正常運(yùn)行。在此情況下，技術(shù)人員在實(shí)施維修工作時(shí)，便可以準(zhǔn)確找到出現(xiàn)問(wèn)題的部分，更有針對(duì)性地采取補(bǔ)救措施，避免形成技術(shù)故障后影響其他部分的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了維修工作的質(zhì)量與效率的同步提升。

2.3 深入應(yīng)用分布式控制

在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展期間，區(qū)塊鏈技術(shù)也可在設(shè)計(jì)方面也發(fā)揮了明顯的推動(dòng)作用。運(yùn)用分布式的控制技術(shù)不但能夠明顯簡(jiǎn)化自動(dòng)化控制過(guò)程當(dāng)中的煩瑣環(huán)節(jié)，還可提高控制實(shí)施的效率。此外，如果自動(dòng)化技術(shù)的部分環(huán)節(jié)發(fā)生故障，運(yùn)用分布控制模式也可避免其他環(huán)節(jié)受其影響，充分體現(xiàn)出模塊獨(dú)立運(yùn)行的便捷性特征。在分布式控制的模式下，不但可順利掌握目標(biāo)數(shù)據(jù)信息，還能將中央計(jì)算機(jī)的特殊信號(hào)進(jìn)行傳輸，保證了信息數(shù)據(jù)獲取和傳輸?shù)耐叫耘c便捷性，展現(xiàn)出工業(yè)技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

3 工業(yè)生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化的體現(xiàn)

3.1 設(shè)備操控中的應(yīng)用

有了電氣自動(dòng)化技術(shù)的輔助，工業(yè)生產(chǎn)便能夠構(gòu)建具有動(dòng)態(tài)化特征的生產(chǎn)流程，針對(duì)不同環(huán)節(jié)實(shí)施全面的掌控。從當(dāng)前發(fā)展的形勢(shì)來(lái)講，生產(chǎn)環(huán)節(jié)需廣泛涉獵不同的內(nèi)容，所應(yīng)用的設(shè)備類型也不同。而每一種設(shè)備的操作方法和安全功能均存在明顯的差異。目前，電氣自動(dòng)化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流水線的全面控制。基于良好的設(shè)備基礎(chǔ)，通過(guò)應(yīng)用完善的設(shè)備，結(jié)合具體的需求對(duì)生產(chǎn)方案進(jìn)行規(guī)劃和改進(jìn)。同時(shí)提前設(shè)置好相關(guān)的參數(shù)及工作流程，這樣流水線便可在電氣自動(dòng)組件的調(diào)節(jié)與控制下，逐步依據(jù)既定的流程與要求完成相應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)，保證生產(chǎn)實(shí)踐能夠與預(yù)期的目標(biāo)相吻合，實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)化與智能化的生產(chǎn)效果。

3.2 在生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)除了能夠在設(shè)備操控方面發(fā)揮功能之外，其應(yīng)用價(jià)值更體現(xiàn)于能夠面向所有生產(chǎn)流程進(jìn)行全面的監(jiān)控。通過(guò)在流水線等關(guān)鍵區(qū)域安裝監(jiān)控設(shè)備，便能夠針對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行操控。工作人員只需利用顯示器等設(shè)備便可實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)情況，保證生產(chǎn)作業(yè)能夠順利和穩(wěn)定進(jìn)行。如果流水線出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題或者障礙，也能及時(shí)對(duì)其進(jìn)行掌控，暫停操作，盡量將損失和生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)降到最低。通過(guò)在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)參與監(jiān)控，能夠形成更高質(zhì)量的預(yù)警體系，提前將相關(guān)的參數(shù)和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)輸入計(jì)算機(jī)中，通過(guò)攝像頭、溫度及濕度傳感設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較為明顯的偏差或超過(guò)臨界點(diǎn)，便可及時(shí)提醒工作人員給予重視，采取有效的修復(fù)措施，充分發(fā)揮出維護(hù)工作的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值，以此提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的總體安全性水平。

4 工業(yè)生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化模式分析

4.1 分布式控制模式

分布式控制模式便是分別通過(guò)不同的模塊進(jìn)行控制操作，其最為顯著的特征在于各模塊均能更有針對(duì)性地迎合需求，發(fā)布定向的指令。當(dāng)前該種控制模式能夠綜合發(fā)揮出不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)功能，實(shí)現(xiàn)多元化技術(shù)的融合使用。在應(yīng)用分布式控制模式期間，需建立特殊的獨(dú)立單元，也就是核心控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由控制器和通信器共同構(gòu)成，通過(guò)核心單元對(duì)不同的下屬系統(tǒng)實(shí)施統(tǒng)一指揮。如果該模塊出現(xiàn)運(yùn)行障礙，也可在主控系統(tǒng)的扶持下繼續(xù)正常運(yùn)作。因此，分布式控制模式便可在操作的效率、安全性和簡(jiǎn)便性方面表現(xiàn)出更為明顯的優(yōu)勢(shì)，是我國(guó)工業(yè)當(dāng)前使用頻率較高的自動(dòng)化模式類型，廣泛受到了業(yè)內(nèi)人士的肯定。

4.2 集成制造模式

在應(yīng)用該模式期間，企業(yè)可將生產(chǎn)與日常管理工作有機(jī)融合。在實(shí)施產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)期間，可對(duì)生產(chǎn)各流程與環(huán)節(jié)進(jìn)行全面管理和把握，形成更為系統(tǒng)的管理和控制體系。生產(chǎn)流程所涉及的環(huán)節(jié)較多，如材料引進(jìn)、質(zhì)量檢測(cè)到產(chǎn)品制作等。各個(gè)環(huán)節(jié)均需與相關(guān)的電氣設(shè)備建立聯(lián)系，通過(guò)控制終端，便可實(shí)現(xiàn)整體的管理和把控，以此能夠?qū)⒉煌纳a(chǎn)流程進(jìn)行統(tǒng)一管理。但集成式的管理模式在具體應(yīng)用期間，也會(huì)表現(xiàn)出一定的缺陷，如該模塊在投入使用前，需做較多的準(zhǔn)備工作，如全面了解流水線的具體需求、構(gòu)建專門的操作系統(tǒng)等。如果流水線的需求產(chǎn)生較大的變化，也會(huì)影響集成式控制模式的使用效果，阻礙其功能的發(fā)揮。

4.3 計(jì)算機(jī)集成制造生產(chǎn)模式分析

在我國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息化系統(tǒng)持續(xù)完善的背景下，以計(jì)算機(jī)為主體的自動(dòng)化模式的應(yīng)用范圍也持續(xù)增加，可與生產(chǎn)流水線高度融合。在具體實(shí)施工業(yè)生產(chǎn)期間，可將計(jì)算機(jī)作為終端設(shè)備，針對(duì)各模塊和細(xì)節(jié)的操作模式進(jìn)行更為細(xì)致的把控，保證所有生產(chǎn)流程能夠?qū)崿F(xiàn)完整的閉環(huán)。通過(guò)計(jì)算機(jī)構(gòu)建集成系統(tǒng)，便可從原料的購(gòu)置環(huán)節(jié)開(kāi)始，直到產(chǎn)品完成，均能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)性和智能化的控制效果。因此，計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)最大的應(yīng)用特點(diǎn)便是具有更高水平的智能化和全面性特征，可充分迎合各生產(chǎn)流程所提出的不同需求。但從實(shí)際應(yīng)用的效果分析，計(jì)算機(jī)的集成系統(tǒng)更能夠在相對(duì)簡(jiǎn)單的流水線當(dāng)中發(fā)揮較為理想的功能，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生產(chǎn)情況，便需要人工對(duì)模塊進(jìn)行檢查，計(jì)算機(jī)的適應(yīng)性便不夠理想，在應(yīng)用期間也表現(xiàn)出明顯的局限性。

4.4 分布式控制生產(chǎn)模式分析

與集成式的控制模式不同，分布式模式在內(nèi)容和部件方面的要求更多，因此建立更為完善的分布式控制模式便需要投入更多的成本。該模式的優(yōu)勢(shì)在于可結(jié)合具體的需求和模塊的內(nèi)容提供更有針對(duì)性的服務(wù)內(nèi)容，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)驗(yàn)算技術(shù)等，具有更高的技術(shù)綜合性特征。所有分布式模塊均需在主系統(tǒng)的操作下發(fā)揮作用。在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)期間，為實(shí)現(xiàn)各模塊和部件的協(xié)調(diào)應(yīng)用，便須基于主系統(tǒng)對(duì)目前生產(chǎn)的具體情況發(fā)出適合的操作命令。從以往使用該模塊的經(jīng)驗(yàn)可知，分布式的模式在安全性方面的優(yōu)勢(shì)更為明顯，可針對(duì)具體出現(xiàn)問(wèn)題的模塊采取有效的修復(fù)措施，從而及時(shí)排除潛在的安全隱患。但其成本投入較高，在經(jīng)營(yíng)規(guī)模不高的企業(yè)流水線當(dāng)中便不具有廣泛的適用性，更適合較大規(guī)模的企業(yè)生產(chǎn)線使用。

4.5 現(xiàn)場(chǎng)總線生產(chǎn)模式分析

企業(yè)開(kāi)展生產(chǎn)實(shí)踐期間，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)便是安裝與制造過(guò)程等現(xiàn)場(chǎng)的裝置和控制室內(nèi)裝置之間形成的數(shù)據(jù)總線。其特征主要表現(xiàn)為明顯的串行性和多點(diǎn)通信等。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可作為數(shù)據(jù)總線，是自動(dòng)化領(lǐng)域當(dāng)中底層的通信網(wǎng)絡(luò)。在當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線模式，可實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)化生產(chǎn)和真正的流水線作業(yè)，技術(shù)人員通過(guò)遠(yuǎn)程控制便可對(duì)一線流水線進(jìn)行控制與操作?；谕ㄐ偶夹g(shù)水平不斷提高的時(shí)代背景，現(xiàn)場(chǎng)總線的模式在不斷發(fā)展中也獲得了行業(yè)的廣泛認(rèn)可。但需注意，該模式在具體使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一定的問(wèn)題，如受到網(wǎng)絡(luò)影響和限制較為明顯。如果工廠出現(xiàn)較為嚴(yán)重的安全事故，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷或電力問(wèn)題，總線生產(chǎn)的自動(dòng)化模式便難以對(duì)一線生產(chǎn)流程進(jìn)行控制，更為嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)企業(yè)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。因此該模式在后續(xù)的應(yīng)用中還需進(jìn)行更為全面的優(yōu)化完善，充分發(fā)揮企業(yè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的價(jià)值，同時(shí)能夠合理降低不同因素的干擾。

5 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前新的歷史發(fā)展時(shí)期，更為高效和專業(yè)的電氣自動(dòng)化技術(shù)研究，需充分結(jié)合時(shí)代的發(fā)展需求，不斷對(duì)創(chuàng)新型的技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和投入應(yīng)用，這樣才能形成更大的推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，持續(xù)助推工業(yè)生產(chǎn)提高總體的運(yùn)行水平。我國(guó)也需對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用給予必要的政策和經(jīng)濟(jì)扶持，以此提高我國(guó)成為工業(yè)與科技強(qiáng)國(guó)的發(fā)展速度。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚遙.工業(yè)電氣自動(dòng)化及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用探討[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2019（5）：155，157.