工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用及發(fā)展

王廣遠(yuǎn) 李文輝 李向征

摘要：實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，也是工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要基石，工業(yè)自動(dòng)化在開(kāi)發(fā)過(guò)程中承擔(dān)著工業(yè)科學(xué)的核心技術(shù)，同時(shí)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中更好地促進(jìn)了工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展，在社會(huì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，自動(dòng)化、信息化、智能化和數(shù)字化已成為社會(huì)進(jìn)步的重要體現(xiàn)，同時(shí)可以更好地促進(jìn)生產(chǎn)力的提高，工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展可以更好地促進(jìn)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)可以更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣自動(dòng)化;應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)

前言：在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)用了越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)，這也使得工業(yè)在發(fā)展過(guò)程中逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，電氣自動(dòng)化的發(fā)展速度非常快速，自動(dòng)化在開(kāi)發(fā)過(guò)程中取得了很好的效果，同時(shí)，自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的操作也非常簡(jiǎn)單，它可以無(wú)人值守地自行操作和表現(xiàn)，并且操作非常精確，自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用可以更好地減輕人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也可以使人們改善工作環(huán)境。

1工業(yè)電氣自動(dòng)化的特點(diǎn)

1.1系統(tǒng)集成信息化

電氣設(shè)備中的傳感器和執(zhí)行器在信息自動(dòng)化中起著非常重要的作用，也是控制器和儀表在自動(dòng)化技術(shù)中應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。機(jī)器系統(tǒng)，信息技術(shù)的引入和應(yīng)用，在技術(shù)開(kāi)發(fā)的發(fā)展電子元器件及相關(guān)設(shè)備向小型化，更具代表性的微電子和微處理器技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用和設(shè)備，如控制設(shè)備的增加，控制系統(tǒng)，PLC之間的界限越來(lái)越模糊，對(duì)于軟件結(jié)構(gòu)、通信能力、易用性和統(tǒng)一的配置環(huán)境越來(lái)越受到人們的重視。

1.2系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)易

在自動(dòng)化領(lǐng)域，PC的人機(jī)界面依賴于人們對(duì)其的熟悉程度，因此，基于PC接口的控制系統(tǒng)具有良好的靈活性和易集成性，因此越來(lái)越受到人們的歡迎，被用戶接受和應(yīng)用，同樣，通過(guò)在控制層采用Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)，電氣自動(dòng)化的維護(hù)和使用也變得越來(lái)越容易。

1.3現(xiàn)場(chǎng)總線和分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線

現(xiàn)場(chǎng)總線通過(guò)串口電纜，將工業(yè)計(jì)算機(jī)、中央控制室的控制軟件和監(jiān)控軟件和PLCCPU和遠(yuǎn)程I/O站、變頻器、智能儀表、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器，如低壓斷路器連接，和在這些領(lǐng)域設(shè)備信息的收集，傳輸?shù)街醒肟刂破鳎植际娇刂剖侵脯F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與PLC、I/O模塊通過(guò)總線連接，將輸入和輸出模塊轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器和檢測(cè)器。

2工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用

2.1在提高生產(chǎn)效率方面的應(yīng)用

對(duì)于工業(yè)企業(yè)而言，生產(chǎn)速度與效率密切相關(guān)，尤其是制造企業(yè)更加關(guān)注產(chǎn)品的生產(chǎn)速度，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)這些產(chǎn)品都是根據(jù)客戶的需求生產(chǎn)的，許多客戶要求公司在有限的時(shí)間內(nèi)交貨，如果生產(chǎn)速度不符合要求，就很難滿足客戶的需求，這可能會(huì)導(dǎo)致客戶流失，特別不利于企業(yè)的發(fā)展，因此，大多數(shù)國(guó)內(nèi)制造公司致力于加速和穩(wěn)定生產(chǎn)線，而工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用將使這一目標(biāo)成為可能，在工業(yè)生產(chǎn)中，高性能伺服電機(jī)和PLC的應(yīng)用不僅可以大大提高設(shè)備的運(yùn)行速度，而且可以提高穩(wěn)定性，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2在節(jié)能降耗中的應(yīng)用

在企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備的運(yùn)行需要能源支持，過(guò)多的能源消耗將不可避免地導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，這使得公司不得不提高產(chǎn)品價(jià)格以確保利潤(rùn)，這將使產(chǎn)品在市場(chǎng)上的價(jià)格優(yōu)勢(shì)消失，為了解決這個(gè)問(wèn)題，企業(yè)必須不斷降低生產(chǎn)能耗，近年來(lái)，隨著綠色工業(yè)革命的興起，節(jié)能降耗已成為企業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)的首要目標(biāo)，先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)在節(jié)能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，通過(guò)合理的應(yīng)用，企業(yè)可以增加生產(chǎn)能耗，提高了電源質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中的節(jié)能目標(biāo)。

2.3在確保生產(chǎn)安全中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，存在許多不確定的潛在隱患，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，極有可能導(dǎo)致安全事故，在工業(yè)生產(chǎn)中合理使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)分析結(jié)果制定相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃，確定維護(hù)周期，并為預(yù)防性維護(hù)的發(fā)展提供依據(jù)設(shè)備，詳細(xì)可靠的依據(jù)減少了設(shè)備故障的發(fā)生，避免了設(shè)備故障引起的安全事故。

2.4在設(shè)備改造中的應(yīng)用

極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的靈活性，當(dāng)出現(xiàn)各種新的控制方法時(shí)，可以通過(guò)使用PLC對(duì)程序進(jìn)行簡(jiǎn)單的編輯和修改來(lái)滿足新的控制需求，這種模塊化設(shè)計(jì)方法顯著提高了整個(gè)系統(tǒng)的可伸縮性，由于大多數(shù)PLC具有自診斷功能，因此可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用軟件和系統(tǒng)硬件中的故障，并且可以在線完成仿真，從而為發(fā)現(xiàn)和消除故障提供了方便的條件，電氣自動(dòng)化產(chǎn)品使用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，并使用通信線路來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)相互傳輸，這使得新舊系統(tǒng)之間的連接更加容易，并消除了環(huán)境和電磁干擾對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的影響。

3電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向

3.1統(tǒng)一電氣自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)的統(tǒng)一可以支持自動(dòng)化項(xiàng)目周期中的各個(gè)階段和鏈接，例如設(shè)計(jì)，實(shí)施和測(cè)試，調(diào)試和啟動(dòng)，運(yùn)行和維護(hù)。這可以大大減少?gòu)脑O(shè)計(jì)到完成的時(shí)間和成本

3.2電氣自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

整個(gè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)確保現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和企業(yè)管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信暢通無(wú)阻，企業(yè)管理人員可以通過(guò)Internet/Intranet實(shí)時(shí)監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，在計(jì)劃系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，無(wú)論您選擇用于與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信的現(xiàn)場(chǎng)總線還是選擇用于與更高級(jí)別的計(jì)算機(jī)或辦公系統(tǒng)進(jìn)行通信的以太網(wǎng)，所選的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都必須能夠保證辦公自動(dòng)化環(huán)境中整個(gè)系統(tǒng)范圍到控制級(jí)到組件級(jí)通訊。

3.3電氣自動(dòng)化系統(tǒng)程序接口的標(biāo)準(zhǔn)化

基于Windows XP，OPC和ActiveX等Microsoft的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，它減少了工程時(shí)間和成本，并促進(jìn)了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和共享，與企業(yè)的MES系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)連接時(shí)，基于PC平臺(tái)的自動(dòng)化解決方案至關(guān)重要。使用WindowsXP作為操作系統(tǒng)，并使用TCP/IP作為辦公環(huán)境的通信標(biāo)準(zhǔn)，PC可以在自動(dòng)控制和管理平臺(tái)之間建立最佳接口，標(biāo)準(zhǔn)化的程序界面還可以確保來(lái)自不同制造商的軟硬件產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)交換，并有效地解決了它們之間的通信障礙。

3.4電氣自動(dòng)化生產(chǎn)的安全性

電氣自動(dòng)化安全系統(tǒng)和產(chǎn)品將在未來(lái)成為自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)亮點(diǎn)，根據(jù)市場(chǎng)特點(diǎn)，逐步開(kāi)發(fā)市場(chǎng)，可以從具有最高安全級(jí)別要求的應(yīng)用區(qū)域開(kāi)始，然后逐漸擴(kuò)展到危害等級(jí)較低的其他場(chǎng)合，遵循從工廠設(shè)備層到網(wǎng)絡(luò)層，從硬件到軟件以及從安全單元到安全系統(tǒng)的路線，努力進(jìn)行電氣自動(dòng)化安全保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究。

3.5電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的創(chuàng)新

應(yīng)不斷提高其原始創(chuàng)新能力，綜合創(chuàng)新能力以及引進(jìn)新的技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，進(jìn)一步提高自身產(chǎn)品的技術(shù)含量，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)更好的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)和產(chǎn)品，加大自主創(chuàng)新的發(fā)展，并提供越來(lái)越大的空間，樹(shù)立企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主導(dǎo)地位，完善體制機(jī)制和政策環(huán)境，加快實(shí)施國(guó)家重大科技專項(xiàng)。

結(jié)論：工業(yè)自動(dòng)化是現(xiàn)代工業(yè)科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和主要研究方向，是現(xiàn)代工業(yè)的核心技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)，也是使現(xiàn)代工業(yè)與以前的工業(yè)區(qū)分開(kāi)來(lái)的重要標(biāo)志之一，將在社會(huì)的各個(gè)城市地區(qū)得到廣泛關(guān)注和普及，充分促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的穩(wěn)定與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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河南森源電氣股份有限公司，河南長(zhǎng)葛?461500;河南華盛隆源電氣有限公司，河南長(zhǎng)葛?461500