工業電氣自動化的發展趨向及相關問題研究

蘇文

摘要：文章以工業電氣為主題，探討與其相關的自動化發展問題以及管理策略。結合當前工業電氣發展的具體情況對其進行了簡要概述，主要對其發展現狀進行了說明，重點對其發展趨勢進行了分析，并在此基礎上，提出了一些具體的發展策略。希望通過文章初步論述，可以引起更多的關注與交流；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。

關鍵詞：工業電氣自動化、發展趨向、相關問題、研究分析

在現代工業中，工業電氣自動化是其基本的發展趨勢，經過信息技術與相關設備的聯合，已經得到了實現，比如，在德國，工業4.0的出現、還有3D打印技術的出現等，都是具體的體現。從當前的發展來看，現代工業的發展，逐漸向著信息化、智能化、數字化、一體化的方向發展，這種現代工業發展方式，完全超越了原有的電力傳動概念，也在實質上改變了人們的生產方式與生活方式，推動了工業的轉型。

1.工業電氣自動化的發展現狀

1.1OPC 技術

OPC，英文全稱為OLE for process contro1；從概念來看，它是一個軟件接口規范，主要用于工業標準化方面；從應用過程來看，通過該技術，可以滿足客戶程序和服務器之問的通信；從功能與作用方面看，非常有效地克服了時間、空間限制，可以將不同現場設備與計算機應用程序之間的數據，進行交換與共享；另一方面，通過該項技術，有效地解決了不同類型的現場總線、不同廠家DCS之間系統互聯的問題，有助于擴大企業間的交流，增加溝通頻率，拓展業務，增進企業效益【1】。在基本的技術支持方面，OPC以OLE（ActiveX）、COM&DCOM、XMI及NET為主；從技術應用模式方面分析，以 Client/Server（客戶程序和服務器）的模式為主，具體來看，該技術通過定義，準備了一組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揮。

1.2IEC61131—3 標準

可編程控制器的編程軟件包，是工業控制中非常重要的軟件組成部分。為了將其實現，必須應用IEC61131-3標準，這也就突出了該標準的重要作用。從作用及功能方面分析，此標準除了對工控編程語言的改造和發展產生直接影響，還可以進行指導，并使控制規范化；比如，對PLC技術的指導作用就非常明顯。具體來看，它主要是通過軟件模型設置，給PLC技術開創新路。首先，它將單一封閉的PLC的體系結構，有效地轉變為多CPU結構，并且形成了一個開放式系統，從理論上解決了單一化的僵化問題，為其向著智能化的發展，奠定了理論基礎。IEC61131-3的出現是傳統PLC和現代PLC的分水嶺。在IEC61131-3正式發布的幾年之后，PLC的市場逐漸出現了結合多CPU技術、網絡技術、微電子技術發展起來的PLC，為PLC在工控市場上繼續立于不敗之地創造了技術條件。

1.3工控標準平臺的創新

在成為工控的標準平臺、語言和規范，PC和網絡技術已經在企業管理中得到普及。從當前的現代工業發展來看，32位、64位的處理器得到了廣泛應用，而且有效地改善了產品性能。另一方面，應用Windows系統，可以使工控平臺的標準、應用語言、操作流程等形成一種新型模式，并為其制定出相應的合理規范；現在，PC和網絡技術已經在企業管理中得到普及，因此，可以看出，現代工業正在面臨著大幅度的改革，有可能完全沖破傳統工業領域中的限制，真正做到智能一體化。

2.工業電氣自動化發展的趨勢

工業自動化可以降低成本、提高資源利用率、改善作業方式、解放勞力，而且有助于工業企業向著現代化轉型，并進行生產結構優化升級；另一方面，工業自動化，能夠促進社會結構的調整、帶動國民經濟效益的提升。因此，大力發展工業電氣自動化技術，可以從總體上提高我國工業技術的發展水平，縮小與西方發達國家工業自動化生產技術方面的差距。但是，當前的發展形勢表明，我國在技術的自主研發、創新發展方面，還存在諸多不利因素，所以，還應該加大發展力度，增強培訓，努力建設專業的操作團隊，從而爭取在計算機網絡的操作之下，各個部分緊密配合，實現操作的一體化。

3.電氣工程及其自動化發展中存在的問題

3.1缺乏獨立性

現階段，我國電氣工程及其自動化技術大多應用在一些綜合性質較強的領域中，雖然這樣可以使其應用的范圍不斷推廣，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，工作人員現階段只能與目前已研究出的技術結合，再通過自己在工作中總結出來的經驗，最后才得出企業需要的技術效果【2】。在這個借鑒再應用的過程中，往往有些環節就無形之中提高了工程的經濟成本，最后導致工程的經濟投入總量也會有所提高。此外，現階段企業在運用電氣工程及其自動化的技術的過程中會根據企業自身發展情況而定，這樣電氣工程及其自動化技術的水平就會因企業的差異而出現不一致的情況。

3.2工作效率偏低

電氣工程及其自動化的技術在實際應用的過程中，其應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鍵因素。隨著社會發展速度不斷加快，工作效率已經成為企業競爭力中的一個重要因素。因此，電氣工程及其自動化技術必須加強應用效率的提升，以求滿足企業發展的需求。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進一步發展的重要因素，盡管多次進行了技術的改革，在效率上有了明顯的提高，但是總體上來說，還是普遍偏低。導致這種情況的主要原因是我國企業應用電氣工程及其自動化技術的水平參差不齊，無法得到全面的進步。

4.自動化系統的發展策略

4.1搭建公共交流的信息平臺

在工業自動化發展過程中，當完成一個自動化項目時，需要設計、實施和測試、調試和開機、運行及維護等各個階段和環節，所以，在這方面，首先應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，不但降低從設計到完成的時間，而且能夠節約成本費用；另一方面，統一的系統開發平臺的搭建完成，開發平臺能夠獨立于最終的運行平臺，解決用戶的實際需求。總之，項目的特點和最終用戶的需求決定將統一的運行代碼下載到硬件 PLC、基于Windows NT的軟件PLC、嵌入式NT系統還是基于WindowsCE的控制系統中。從滿足程度來看，基于PC的自動化產品是其首選。

4.2構建統一的網絡結構

在工業自動化的發展過程中，首先，需要從體系化的角度，構建起一個統一的網絡結構，將其放置在一個統一的體系管轄之下，如此才能使整個工業自動化得到有理有序的科學化運作；比如，在整個企業的網絡結構中，現場控制設備、計算機監督系統、企業管理系統之間的數據通訊都需要通過一個總的系統來進行控制管理，才能完成暢通無阻的數據交換與更新、共享。另一方面，網絡結構搭建完成后，企業管理層應該加強監督執行，這一方面，可采用Internet/Intranet技術，對現場設備進行實時監督。

4.3 程序接口標準化

自動化系統中，需要標準化的程序接口，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）的標準和技術應用，有效地減少了工程時間和費用，促進了自動化系統和辦公系統的數據交換與共享；由此可見，標準化的程序接口的完成，使工業企業在發展智能化、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用。因此，可以說在現代工業發展中，企業應用MES系統、ERP系統連接時，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。

結束語：

從世界工業電氣自動化技術發展的趨勢來看，工業電氣自動化技術是一種基于 PC 技術發展而來的自動化技術，工業電氣自動化已經發展到了一個較高的水平。工業電氣自動化技術的發展水平越高，相關標準就會越規范，而且世界工業的發展也會對工業電氣自動化技術提出更高的要求。

參考文獻：

[1]孫海珉.關于電氣工程及其自動化的分析[J].科技創新與應用，2016，08：147.

[2]范朗萌.常見工業電氣自動化發展問題與管理策略初探[J]. 智能城市，2016，01：120-122.endprint