工業生產過程中的電氣自動化

劉彬彬

[摘? ? 要]基于信息化技術和控制、電子網理論的持續發展，工業電氣自動化也實現了更大范圍的推廣。其主要原因不但是電氣自動化能夠明顯提高生產效率和安全性，而且還能在生產期間對市場發展和時代的需求具有更高的迎合性。表現出的主要特征便是智能化以及對故障的自動反應等。若想在工業生產期間持續對電氣自動化的水平進行優化提升，便需依據具體的發展形勢進行分析，針對不同技術的理論進行扎實的研究。文章對電氣自動化及其實踐應用進行深化探究。

[關鍵詞]工業;電氣自動化;生產;實踐

[中圖分類號]TP273.5 [文獻標志碼]A [文章編號]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

在電氣領域，工業電氣自動化屬于新產生的學科。其涉及較多方面的理論知識，如電路原理、信號控制、電子技術等類型。與應用在農業和第三產業的自動化技術相比，工業自動化的準確性和效率更高，而且在成本方面也具有明顯的優勢。從工業電氣自動化的發展形勢分析，我國自動化的技術水平與先進國家之間還具有較為明顯的差距，無論在設備、技術還是管理方面均是如此。因此，若想明顯提高我國的電氣自動化水平，實現自主研發和創新，便需行業人員投入更高的精力和熱情，應及時處理發現的問題。

1 工業電氣自動化的應用

在我國信息化技術持續發展的背景下，電氣自動化技術的水平也在不斷革新。基于電氣自動化技術的支持，工廠流水線各設備的智能化水平也逐漸提高，實現了信息的快速傳遞和反饋，具有更強的適用性特點，已經廣泛應用到各生產環節中。與以往的人工控制手段不同，電氣自動化技術具有更為明顯的智能化和數字化等特征，真正實現了智能生產。由于其具有高度的智能化水平，便可明顯節約工廠的生產成本，同時也能在設備的使用方面減少投入，能夠為工廠贏得更高的經濟與社會效益。此外，電氣自動化還能夠明顯降低電纜使用的頻率，這樣能夠實現綜合成本的有效控制，推動企業能夠健康運營。從當前應用的效果來講，盡管電氣自動化技術在應用期間表現出了較高的價值和發展的前景，但同時也具有一定的局限性，各企業和流水線在對該項技術進行應用期間，仍需投入更多的精力進行開發，結合自己的實際需求來優化應用自動化技術。如果直接應用既有的技術或設備。反而無法真正實現其功能，也不利于企業降低經營成本和提高生產效率。可見，設備和技術應用的適用性和針對性便較為重要。

2 工業電氣自動化在生產中的應用現狀

2.1 開放性與集成性越來越高

目前應用于工業領域的多數自動化技術均表現出了更高水平的開放性和集成性等特征。在初始階段的自動化中，多數平臺均無法完成順暢的銜接及自動化，平臺之間并未建立相互交流的有效渠道，且傳統的自動化平臺體積也較大。但隨著后續的優化發展，目前自動化平臺便在開放性和集成性方面表現出了較為明顯的優勢，自動化平臺中應用的集成電路等均在集成性功能方面實現了較為明顯的提升。在開放性方面，會統一制定平臺的標準，一旦自動化平臺出現問題，便可及時對該問題進行調整，明顯優化了自動化的管理程序，同時也提高了自動化技術應用的效果。這也可作為自動化技術應用于其他系統的理想前提。在此基礎上，工業生產能夠在先進技術的扶持下進一步提高生產的質量和效率，充分體現智能化的生產優勢，以此在市場中贏得更為主動的競爭地位。

2.2 運維難度不斷的降低

在自動化技術水平和相關技術不斷發展的背景下，構建自動化平臺期間也需注意，不但要迎合生產的具體需求，同時還需在維修方面也提供相應的便利。從操作角度來講，目前工業自動化平臺在操作期間，僅通過啟動或停止按鈕便能夠控制操作流程，極大簡化了以往操作的復雜性，提高了生產實施的效率。而從運行程序方面講，基于分塊設計模式，具有不同功能的模塊綜合運作，這樣即便部分模塊出現問題，也不會影響其他模塊的正常運行。在此情況下，技術人員在實施維修工作時，便可以準確找到出現問題的部分，更有針對性地采取補救措施，避免形成技術故障后影響其他部分的正常運行，實現了維修工作的質量與效率的同步提升。

2.3 深入應用分布式控制

在工業自動化技術發展期間，區塊鏈技術也可在設計方面也發揮了明顯的推動作用。運用分布式的控制技術不但能夠明顯簡化自動化控制過程當中的煩瑣環節，還可提高控制實施的效率。此外，如果自動化技術的部分環節發生故障，運用分布控制模式也可避免其他環節受其影響，充分體現出模塊獨立運行的便捷性特征。在分布式控制的模式下，不但可順利掌握目標數據信息，還能將中央計算機的特殊信號進行傳輸，保證了信息數據獲取和傳輸的同步性與便捷性，展現出工業技術在生產領域的應用價值。

3 工業生產中電氣自動化的體現

3.1 設備操控中的應用

有了電氣自動化技術的輔助，工業生產便能夠構建具有動態化特征的生產流程，針對不同環節實施全面的掌控。從當前發展的形勢來講，生產環節需廣泛涉獵不同的內容，所應用的設備類型也不同。而每一種設備的操作方法和安全功能均存在明顯的差異。目前，電氣自動化已經實現對生產流水線的全面控制。基于良好的設備基礎，通過應用完善的設備，結合具體的需求對生產方案進行規劃和改進。同時提前設置好相關的參數及工作流程，這樣流水線便可在電氣自動組件的調節與控制下，逐步依據既定的流程與要求完成相應的生產任務，保證生產實踐能夠與預期的目標相吻合，實現高度的自動化與智能化的生產效果。

3.2 在生產監控中的應用

電氣自動化技術除了能夠在設備操控方面發揮功能之外，其應用價值更體現于能夠面向所有生產流程進行全面的監控。通過在流水線等關鍵區域安裝監控設備，便能夠針對生產全過程進行操控。工作人員只需利用顯示器等設備便可實時掌握生產情況，保證生產作業能夠順利和穩定進行。如果流水線出現運行問題或者障礙，也能及時對其進行掌控，暫停操作，盡量將損失和生產風險降到最低。通過在工業生產中運用自動化技術參與監控，能夠形成更高質量的預警體系，提前將相關的參數和運行標準輸入計算機中，通過攝像頭、溫度及濕度傳感設備等進行監控，如果發現數據出現較為明顯的偏差或超過臨界點，便可及時提醒工作人員給予重視，采取有效的修復措施，充分發揮出維護工作的優勢與價值，以此提高生產環節的總體安全性水平。

4 工業生產中電氣自動化模式分析

4.1 分布式控制模式

分布式控制模式便是分別通過不同的模塊進行控制操作，其最為顯著的特征在于各模塊均能更有針對性地迎合需求，發布定向的指令。當前該種控制模式能夠綜合發揮出不同技術的優勢功能，實現多元化技術的融合使用。在應用分布式控制模式期間，需建立特殊的獨立單元，也就是核心控制系統。該系統是由控制器和通信器共同構成，通過核心單元對不同的下屬系統實施統一指揮。如果該模塊出現運行障礙，也可在主控系統的扶持下繼續正常運作。因此，分布式控制模式便可在操作的效率、安全性和簡便性方面表現出更為明顯的優勢，是我國工業當前使用頻率較高的自動化模式類型，廣泛受到了業內人士的肯定。

4.2 集成制造模式

在應用該模式期間，企業可將生產與日常管理工作有機融合。在實施產品生產作業期間，可對生產各流程與環節進行全面管理和把握，形成更為系統的管理和控制體系。生產流程所涉及的環節較多，如材料引進、質量檢測到產品制作等。各個環節均需與相關的電氣設備建立聯系，通過控制終端，便可實現整體的管理和把控，以此能夠將不同的生產流程進行統一管理。但集成式的管理模式在具體應用期間，也會表現出一定的缺陷，如該模塊在投入使用前，需做較多的準備工作，如全面了解流水線的具體需求、構建專門的操作系統等。如果流水線的需求產生較大的變化，也會影響集成式控制模式的使用效果，阻礙其功能的發揮。

4.3 計算機集成制造生產模式分析

在我國網絡技術和信息化系統持續完善的背景下，以計算機為主體的自動化模式的應用范圍也持續增加，可與生產流水線高度融合。在具體實施工業生產期間，可將計算機作為終端設備，針對各模塊和細節的操作模式進行更為細致的把控，保證所有生產流程能夠實現完整的閉環。通過計算機構建集成系統，便可從原料的購置環節開始，直到產品完成，均能夠實現系統性和智能化的控制效果。因此，計算機集成系統最大的應用特點便是具有更高水平的智能化和全面性特征，可充分迎合各生產流程所提出的不同需求。但從實際應用的效果分析，計算機的集成系統更能夠在相對簡單的流水線當中發揮較為理想的功能，對于結構復雜的生產情況，便需要人工對模塊進行檢查，計算機的適應性便不夠理想，在應用期間也表現出明顯的局限性。

4.4 分布式控制生產模式分析

與集成式的控制模式不同，分布式模式在內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。該模式的優勢在于可結合具體的需求和模塊的內容提供更有針對性的服務內容，如計算機技術、數據驗算技術等，具有更高的技術綜合性特征。所有分布式模塊均需在主系統的操作下發揮作用。在整個工業生產期間，為實現各模塊和部件的協調應用，便須基于主系統對目前生產的具體情況發出適合的操作命令。從以往使用該模塊的經驗可知，分布式的模式在安全性方面的優勢更為明顯，可針對具體出現問題的模塊采取有效的修復措施，從而及時排除潛在的安全隱患。但其成本投入較高，在經營規模不高的企業流水線當中便不具有廣泛的適用性，更適合較大規模的企業生產線使用。

4.5 現場總線生產模式分析

企業開展生產實踐期間，現場總線技術便是安裝與制造過程等現場的裝置和控制室內裝置之間形成的數據總線。其特征主要表現為明顯的串行性和多點通信等。現場總線技術可作為數據總線，是自動化領域當中底層的通信網絡。在當前工業生產的各個環節中，通過運用現場總線模式，可實現全面的自動化生產和真正的流水線作業，技術人員通過遠程控制便可對一線流水線進行控制與操作。基于通信技術水平不斷提高的時代背景，現場總線的模式在不斷發展中也獲得了行業的廣泛認可。但需注意，該模式在具體使用過程中也會出現一定的問題，如受到網絡影響和限制較為明顯。如果工廠出現較為嚴重的安全事故，導致網絡中斷或電力問題，總線生產的自動化模式便難以對一線生產流程進行控制，更為嚴重時還會對企業造成更大的經濟損失。因此該模式在后續的應用中還需進行更為全面的優化完善，充分發揮企業實現應用的價值，同時能夠合理降低不同因素的干擾。

5 結束語

在當前新的歷史發展時期，更為高效和專業的電氣自動化技術研究，需充分結合時代的發展需求，不斷對創新型的技術進行研發和投入應用，這樣才能形成更大的推動自動化技術發展的動力，持續助推工業生產提高總體的運行水平。我國也需對該領域的技術研發與應用給予必要的政策和經濟扶持，以此提高我國成為工業與科技強國的發展速度。

參考文獻

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