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【摘 要】电气自动化对于提高机器的运行效率和社会生产力,具有极其重要的作用。现在我国正在大力的发展电气自动化技术,只有合理的运了这项技术,才能够促进社会和经济的进步。本文即详细介绍了电气自动化技术的发展现状,并对未来的发展方向做了展望。
【关键词】电气自动化;现场总线;接口标准;安全;信息化
一、发展电气自动化技术的重要性
随着时代的进步,世界开始进入新技术革命时代,在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,现代工业生产过程中,要用各种自动化设备来监视和控制整个生产过程。使各个设备能够在工作过程中呈现出最佳状态,生产出最好的产品。
信息化时代已经先一步到达,如果我们没有实现工业化,那信息化就更不可能完成,因为信息和工业化有着密不可分的关系。当然,也不可能先把工业化发展的很好再去发展信息化,这样做只会使我们的发展速度变的更慢。所以,工业自动化就是将信息化和工业化一起发展,大力发展工业电气自动化技术,既可以对传统产业有所帮助,又可以加快信息化的发展,以实现我国电气的全面工业化。
二、我国电气自动化的发展现状
(一)电气自动化的发展历程
1、20世纪50年代
电气自动化的诞生可追溯到二十世纪五十年代,这是电气设备的伟大转变。随着现代化电子技术的不断发展,电气自动化是集多种电子技术、信息技术为一体的综合性学科,得到了较快的发展。
2、20世纪70年代
20 世纪70年代,通讯技术的发展促进了技术的自动化与智能化,此时电气自动化的内部结构也不断复杂,并大规模的实现发展。
3、20世纪80年代
电气自动化技术的发展越来越快,并成为了现代化科学技术的重要组成部分,另外,电气自动化技术的发展还有效的推动了我国其他领域的发展,并在各个行业中发挥着重要的作用,具有一定的现实意义。
(二)电气自动化的发展现状
1、平台开放式发展
OPC(OLE for Process Control)技术的出现,IEC61131 的颁布,以及Microsoft 的 Windows 平台的广泛应用, 使得未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。
(1)IEC61131 标准使得编程接口标准化。
目前,世界上有 200多家 PLC厂商,近 400 种 PLC产品,不同产品的编程语言和表达方式各不相同,IEC61131 使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。IEC61131 同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。IEC61131 已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。结构化的编程方式使得程序更易管理,也提高了代码的使用效率,缩短了程序编程的周期。
(2)Windows 正成为事实上的工控标准平台
微软的技术如Windows NT、Windows CE 和 Internet Explore 已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在电气自动化领域,基于 PC的人机界面已经成为主流,基于 PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用 Windows 作为操作系统平台的好处就是其易于使用和维护以及与办公平台简单的集成。
2、现场总线和分布式控制系统的应用
现场总线(Profibus、FF、Interbus等)是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输的分支结构的通讯总线。它通过一根串行电缆将位于中央控制室内的工业计算机、监视/控制软件和 PLC 的 CPU 与位于现场的远程I/O站、变频器、智能仪表、马达启动器、低压断路器等连接起来,并将这些现场设备的大量信息采集到中央控制器上来。分布式控制意味着 PLC、I/O 模块和现场设备通过总线连接起来,将输入/输出模块转换成现场检测器和执行器。
3、与IT平台的结合
如今一些企业已经做到了将IT技术与电气自动化技术相结合,电子商务也迅速的融合进来,加大了技术含量。因为企业的业务数据处理系统要对当前生产过程中的数据进行实时的存取。另一方面,信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统当中,并且还渗透到产品的各个层面,除了传感器以外还有控制器与仪表。
4、与物理科学的联系更加紧密
二十世纪末,工业的不断发展促进了电气自动化的发展。首先,固体电子学是随着三级电子管的发明以及各种集成电路制造技术的发展不断发展起来的,这在很大程度上促进了电气工程的进一步发展;其次, 物理学科仍然是现在及未来电气自动化发展的关节学科;最后,随着社会的发展,电气自动化的发展领域已经逐渐拓展到生物学科、光子学科中。
三、电气自动化的发展方向展望及发展建议
(一)电气自动化的发展方向展望
1、电气自动化系统结构通用化
电气自动化系统结构通用化对于一个成功的电气自动化控制系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过 Internet/Intranet对现场设备进行实时监督。
2、电气自动化系统程序接口标准化
基于微软公司的标准和技术,如 Windows XP、OPC 和 ActiveX,减少了工程时间和费用,方便了电气自动化系统和办公系统的数据交换与共享。在与企业的MES系统、ERP系统连接时,基于PC平台的自动化解决方案至关重要。使用 Windows XP 作为操作系统,使用 TCP/IP作为办公环境的通讯标准,PC可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的数据交换,切实解决它们之间的通讯障碍。 3、电气自动化生产安全化
我国的电气自动化生产企业已经有安防行业技术多系统集成一体化的趋势和走向,将安全控制系统和非安全控制系统集合在一起,使用户在目前的非安全控制系统的基础上来实现自己的安全方案,并且帮助用户减少了人力、财力的浪费,同时,它的自动化安全系统和产品将会成为未来的一个亮点,这也是电气自动化现在和以后的发展趋势。首先从安全等级最高的应有领域入手,逐渐的蔓延到其他安全等级低的领域。从软件到硬件,从工厂生产设备到网络层进行电气自动化系统的运用,并且努力的进行电气自动化安全防范系统研发。
4、系统平台的开放化和信息化
开放化是实现管理、决策、设计、控制和制造一体化的关键,也是计算机网络实现信息实时交换和共享的重要基础设施。与外界建立一个接口实现与外界网络的连接,它广泛的被应用在电力系统各元件和局部系统的监视、调节、管理控制上,是电力系统运动技术、信息管理、调度自动化等方面的技术核心。
(二)促进电气自动化深入发展的建议
1、提高现有产品的质量和可靠性
电气自动化生产企业要充分的提高产品的质量和可靠性,并且进一步开发和拓展产品的新功能。目前,一些企业已经研发出了具有通信功能的自动化产品,而且它的通信模块有很好的开放性和可靠性,方便与控制网络连接,这种产品可运用于煤矿行业中,它能够判断机电设备和周围环境的状态,使设备在工作的时候,对采集的参数进行分析,及时的判断出故障及故障原因。
2、关注新技术的发展
电气自动化企业要不断的吸收高新技术的营养,这样才能为促进电气自动化技术的发展。同时,还要全面的把握“科学发展观”的内涵和实质,结合社会实际情况和行业的特征,认真寻找与新技术之间的差距,总结经验和教训,并且转变发展观念,调整发展思路,将科学发展观贯彻到科学技术和电气自动化技术中,这样才能进一步实现电气自动化技术的现代化、国际化和全球化。
参考文献:
[1]李爱民.电气自动化的发展趋势以及在电力系统中的应用[J].科技资讯,2012.27.
[2]梁凤珍,赵慧峰.浅析电气自动化技术在化工生产中的应用及发展趋势[J].科技创新导报,2012.29.
[3]李向东.电气自动化控制系统的应用及发展前景展望[J].产业与科技论坛,2011.2.
【关键词】电气自动化;现场总线;接口标准;安全;信息化
一、发展电气自动化技术的重要性
随着时代的进步,世界开始进入新技术革命时代,在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,现代工业生产过程中,要用各种自动化设备来监视和控制整个生产过程。使各个设备能够在工作过程中呈现出最佳状态,生产出最好的产品。
信息化时代已经先一步到达,如果我们没有实现工业化,那信息化就更不可能完成,因为信息和工业化有着密不可分的关系。当然,也不可能先把工业化发展的很好再去发展信息化,这样做只会使我们的发展速度变的更慢。所以,工业自动化就是将信息化和工业化一起发展,大力发展工业电气自动化技术,既可以对传统产业有所帮助,又可以加快信息化的发展,以实现我国电气的全面工业化。
二、我国电气自动化的发展现状
(一)电气自动化的发展历程
1、20世纪50年代
电气自动化的诞生可追溯到二十世纪五十年代,这是电气设备的伟大转变。随着现代化电子技术的不断发展,电气自动化是集多种电子技术、信息技术为一体的综合性学科,得到了较快的发展。
2、20世纪70年代
20 世纪70年代,通讯技术的发展促进了技术的自动化与智能化,此时电气自动化的内部结构也不断复杂,并大规模的实现发展。
3、20世纪80年代
电气自动化技术的发展越来越快,并成为了现代化科学技术的重要组成部分,另外,电气自动化技术的发展还有效的推动了我国其他领域的发展,并在各个行业中发挥着重要的作用,具有一定的现实意义。
(二)电气自动化的发展现状
1、平台开放式发展
OPC(OLE for Process Control)技术的出现,IEC61131 的颁布,以及Microsoft 的 Windows 平台的广泛应用, 使得未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。
(1)IEC61131 标准使得编程接口标准化。
目前,世界上有 200多家 PLC厂商,近 400 种 PLC产品,不同产品的编程语言和表达方式各不相同,IEC61131 使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。IEC61131 同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。IEC61131 已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。结构化的编程方式使得程序更易管理,也提高了代码的使用效率,缩短了程序编程的周期。
(2)Windows 正成为事实上的工控标准平台
微软的技术如Windows NT、Windows CE 和 Internet Explore 已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在电气自动化领域,基于 PC的人机界面已经成为主流,基于 PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用 Windows 作为操作系统平台的好处就是其易于使用和维护以及与办公平台简单的集成。
2、现场总线和分布式控制系统的应用
现场总线(Profibus、FF、Interbus等)是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输的分支结构的通讯总线。它通过一根串行电缆将位于中央控制室内的工业计算机、监视/控制软件和 PLC 的 CPU 与位于现场的远程I/O站、变频器、智能仪表、马达启动器、低压断路器等连接起来,并将这些现场设备的大量信息采集到中央控制器上来。分布式控制意味着 PLC、I/O 模块和现场设备通过总线连接起来,将输入/输出模块转换成现场检测器和执行器。
3、与IT平台的结合
如今一些企业已经做到了将IT技术与电气自动化技术相结合,电子商务也迅速的融合进来,加大了技术含量。因为企业的业务数据处理系统要对当前生产过程中的数据进行实时的存取。另一方面,信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统当中,并且还渗透到产品的各个层面,除了传感器以外还有控制器与仪表。
4、与物理科学的联系更加紧密
二十世纪末,工业的不断发展促进了电气自动化的发展。首先,固体电子学是随着三级电子管的发明以及各种集成电路制造技术的发展不断发展起来的,这在很大程度上促进了电气工程的进一步发展;其次, 物理学科仍然是现在及未来电气自动化发展的关节学科;最后,随着社会的发展,电气自动化的发展领域已经逐渐拓展到生物学科、光子学科中。
三、电气自动化的发展方向展望及发展建议
(一)电气自动化的发展方向展望
1、电气自动化系统结构通用化
电气自动化系统结构通用化对于一个成功的电气自动化控制系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过 Internet/Intranet对现场设备进行实时监督。
2、电气自动化系统程序接口标准化
基于微软公司的标准和技术,如 Windows XP、OPC 和 ActiveX,减少了工程时间和费用,方便了电气自动化系统和办公系统的数据交换与共享。在与企业的MES系统、ERP系统连接时,基于PC平台的自动化解决方案至关重要。使用 Windows XP 作为操作系统,使用 TCP/IP作为办公环境的通讯标准,PC可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的数据交换,切实解决它们之间的通讯障碍。 3、电气自动化生产安全化
我国的电气自动化生产企业已经有安防行业技术多系统集成一体化的趋势和走向,将安全控制系统和非安全控制系统集合在一起,使用户在目前的非安全控制系统的基础上来实现自己的安全方案,并且帮助用户减少了人力、财力的浪费,同时,它的自动化安全系统和产品将会成为未来的一个亮点,这也是电气自动化现在和以后的发展趋势。首先从安全等级最高的应有领域入手,逐渐的蔓延到其他安全等级低的领域。从软件到硬件,从工厂生产设备到网络层进行电气自动化系统的运用,并且努力的进行电气自动化安全防范系统研发。
4、系统平台的开放化和信息化
开放化是实现管理、决策、设计、控制和制造一体化的关键,也是计算机网络实现信息实时交换和共享的重要基础设施。与外界建立一个接口实现与外界网络的连接,它广泛的被应用在电力系统各元件和局部系统的监视、调节、管理控制上,是电力系统运动技术、信息管理、调度自动化等方面的技术核心。
(二)促进电气自动化深入发展的建议
1、提高现有产品的质量和可靠性
电气自动化生产企业要充分的提高产品的质量和可靠性,并且进一步开发和拓展产品的新功能。目前,一些企业已经研发出了具有通信功能的自动化产品,而且它的通信模块有很好的开放性和可靠性,方便与控制网络连接,这种产品可运用于煤矿行业中,它能够判断机电设备和周围环境的状态,使设备在工作的时候,对采集的参数进行分析,及时的判断出故障及故障原因。
2、关注新技术的发展
电气自动化企业要不断的吸收高新技术的营养,这样才能为促进电气自动化技术的发展。同时,还要全面的把握“科学发展观”的内涵和实质,结合社会实际情况和行业的特征,认真寻找与新技术之间的差距,总结经验和教训,并且转变发展观念,调整发展思路,将科学发展观贯彻到科学技术和电气自动化技术中,这样才能进一步实现电气自动化技术的现代化、国际化和全球化。
参考文献:
[1]李爱民.电气自动化的发展趋势以及在电力系统中的应用[J].科技资讯,2012.27.
[2]梁凤珍,赵慧峰.浅析电气自动化技术在化工生产中的应用及发展趋势[J].科技创新导报,2012.29.
[3]李向东.电气自动化控制系统的应用及发展前景展望[J].产业与科技论坛,2011.2.