工业用电气自动化的应用与发展策略

金玉坤

摘 要：工业自动化是现代先进工业科学的核心技术，是工业现代化的物质基石，是工业现代化的重要标志。文章主要介绍了我国现代电气自动化的发展现状，分析了其结构的主要特点，并对电气自动化今后的发展趋势做了些探讨，还总结了我国工业电气自动化在未来的发展趋势。

关键词：工业电气自动化；发展；特点；趋势

电气自动化这个专业从50年代开始在我国出现并发展，名称为工业企业电气自动化。根据教育部的安排，它属于工科电气信息类，新名称为电气工程及其自动化或自动化。现代电子科学技术不断的发展进步，原有的电力传动（电子拖动）控制的概念已经无法再全面概括现代生产自动化系统中承担第一线任务的全部控制设备。同时，现代工业电气自动化在我国各个生产领域都得到了广泛的应用，并取得不错的效果。

一、工业电气自动化的发展现状

OPC（OLE for Process ControI）技术的出现，IEC61l3l 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、IEC6113l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。IEC6113l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。IEC6113l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、Wind0WS CE 和IntemetExplore 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。在工业自动化领域，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。

二、电气自动化系统的特点

首先，在系统安排方面，用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心，配件数量多的，所要执行的信息处理任务庞大，而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，一些系统设备在维持正常运行时，可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次；电气设备所需要的保护装置要求高，动作速度快，一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点，而控制方式也主要是厂用电系统，其主要设备监控需要接入DCS系统，如果两台系统一起运行，一台系统的检修不得影响另一台系统的运行，因此，需要考虑两台机组DCS电气控制的模式，保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道，在构建ECS时，其系统结构、与DCS的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行，还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性，同时提出相应的应急措施，确保电气系统可以在最好的状态下运行。

三、电气工程设计原则

1、优化供配电设计，促进电能合理利用例如，我们在进行水库电气系统设计时，首先考虑的是设计的适应性，就是必须为水利工作提供必要的动力；为在水库建筑物建设提供良好的环境；还应满足各项电力的符合和供应要求；应能保证电气设备对于控制方式的要求，保证电气设备能发挥最大的作用，保证运行的稳定性和可靠性。其次设备的安全运行，也是设计过程中考虑的关键，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度；要保证供电和配电的安全运行，以及要有可靠的防雷装置；防雷设计，在保证水库进行特殊功能运行的情况下，还应有防静电、防浪涌的技术措施；按水利建筑物的重要性与火灾潜在危险程度制定必要的保护措施。在满足水库电力设备稳定运行的情况下，通过先进的科学技术，完善电气设备管理。

2、提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗我们在设计的过程中，应首先满足建筑对运行要求的制定和维护其安全运行的前提下，尽力减少成本，最大程度的降低和减少各种消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高电力设备的是利用率，减少电能的直接或间接损耗。

3、合理調整负荷，提高设备利用率在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。

四、自动化系统的发展策略

1、采用统一的系统开发平台一个统一的开放平台对系统的设计和使用有着十分重要的作用，至少这个平台可以支持一个自动化项目的设计和使用，在每个运行环节可以起到积极的作用，这样，不仅可以减少设备的消耗和使用成本，还能提高设备的利用率。统一的系统开发平台还应满足用户另一个重要需求即开发平台独立于最终的运行平台。根据项目的实际情况和客户的具体要求来运行代码，将代码下载到硬件PLC、基于Windows NT的软件PLC、嵌入式NT系统还是基于Windows CE的控制系统中。这方面，现代计算机技术还是可以满足这些要求的。

2、网络结构的架设网络构建对促进自动化系统的发展是有积极意义的，而对于一个成功完整的自动化系统来说，网络的构建也是非常重要的，整个企业的网络结构要保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的信息交流和数据传递时畅通无阻的。企业上级管理可以利用Internet/Intranet对进行现场设备运行监督。现代社会已经进入了网络化时代，无论选择那种通信主线，所用的网络结构必须可以实现办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。而且，网络中还包含了数据编辑、系统安全等各个方面，可以成长为全集成化的自动化系统。

3、标准化的程序接口一个合格的电气化系统的另外一个关键因素在于有一个标准化的程序接口。我们根据现代Microsoft的标准和技术，如Windows2000、OPC、ActiveX和Win-dows CE的发展和运用，不仅缩短了工作时间和降低了工作费用，还便捷了办公室自动化系统中各个数据和信息的交流共享。在与企业的MES系统、ERP系统连接时，计算机技术的平台自动化可以帮助问题的解决。使用WindowsNT/2000作为操作系统，还能实现办公环境的标准化，计算机可以在电气化管理和系统平台之间建立接口。标准化的程序接口还保证了不同程序之间的通讯问题，是电气自动化未来发展的主要结构。

五、工业电气自动化的发展趋势

我们可以利用电气自动化来改变现代工业的发展，节约有效的资源，降低成本费用，以此来获得更好的社会、经济效益。工业电气自动化的发展趋势就是现代分布式、开放式的信息化。分布式的结构可以保证网络中建立起独立的网络，以实现危险分散，促进系统的正常运行；开放化就是要将系统与外界联系，实现各方的网络连接，提高信息的处理能力；而信息化就是实现设备与网络技术结合，实现网络自动化和管控一体化。现代市场竞争越来越激烈，为了从价格上赢得优势，我们的电气自动化要吸取先进的经验和技术，为实现自主研发提供条件。同时，将科学发展观作为前进的基础和指导思想，根据每个地区的部门的实际情况，实现以人为本的发展要求，及时发现问题，总结先进的经验，改变传统的发展观念，寻找一条合适的发展道路。时刻落实科学发展观的理念，把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“电气自动化”进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。