电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势

周小祥

（江苏省扬州技师学院 江苏 扬州 225003）

0 引言

电气自动化工程中的控制系统能够直接影响和限制各项系统设备的实际运行参数和应用状态，因此非常考验各项自动控制装备的联网接入质量和整体工作频率。在研发与应用电气自动化工程控制系统的过程中，需要对实际应用场景和产品功能边界进行详细划分，并确保各项系统内部参数指标和数据信息资源的集成化结果、数据拓扑结构一致性。

1 电气自动化工程控制系统的现状分析

1.1 系统信息集成化

在众多电气自动化工程技术领域内，控制系统装置的信息集成化特征非常显著，能够直接影响到工业企业内部系统资源的完整性以及安全可靠性，还需要对各项生产装备和仪器设备的生产状态进行数据采集和通信传输控制，才能够呈现更加节能高效的自动控制系统运行模式[1]。如图1所示。

图1 控制系统装置的信息集成化结构图

工业企业需要根据实际生产经营管理需求，对各项自动控制系统内部信息资源进行分类集成，并确保系统内部数据接口以及通信传输技术标准的一致性即可。在部署和应用电气自动化工程控制系统的过程中，需要呈现生产系统与仪器设备的自动控制操作模式，避免出现过多资源被浪费等风险问题。在系统信息的集成化处理模式中，电气自动化工程控制系统的各项运行参数指标非常关键，能够从侧面体现出工业企业生产管理模式是否存在一系列安全风险因素，还能够动态监测各项生产物料和设备信息资源之间的变化趋势是否安全可靠[2]。部分工业企业在集中部署和应用电气自动化工程控制系统以及虚拟化操作平台的过程中，能够对信息集成化形态进行客观分析，还能够显著提升企业经济效益和节能降耗水平。

1.2 标准语言规范是windows NT和IE

随着互联网时代的来临，电气自动化工程控制系统的标准语言规范正在逐步更新和完善，当前较多工业企业选用的标准语言规范为windows NT和IE，其数据通信接口和传输控制模式能够精准适配，但是并未完全接入物联网装置以及云计算硬件设施，仍然具有一定的滞后性。但是对于不同地区的企业工业系统而言，其生产经营活动之间存在的差异非常显著，也能够间接限定和约束企业内部电气自动化工程控制系统的各项数据通信接口和标准语言规范，电气自动化工程控制系统设备对应的信息传输效率相对比较有限[3]。

基于电气自动化技术对控制平台的各项需求，以及用户的安装使用环境，windows NT和IE逐渐成了电气工程控制系统使用标准化语言，操作系统和语言的统一，让自动化设备具有了更高的兼容性。在工业企业设定配套的标准语言规范过程中，需要对本区域内的硬件基础设施和软件系统操作环境指标进行客观评测和量化统计分析，并合理运用自动监控装置，动态协调各项系统设备运行参数指标即可。

1.3 分布式控制系统

对于工业企业而言，电气自动化工程的控制系统大部分为分布式控制系统DCS，但是需要根据企业实际生产管理需求，对上位机以及接口机设备资源进行科学配置，避免影响到数模信号的实时转换效率和数据通信质量。如图2所示。

图2 分布式控制系统DCS结构图

分布式控制系统的部署和应用，需要与工业企业的各项生产加工工艺流程实现有效衔接，还需要整合更高标准的生产装备资源，合理运用分布式计算单元设备和物联网传感器设备，对各项分布式控制逻辑信号进行精准采集[4]。但是在工业企业统一部署和应用分布式控制系统的过程中，需要以实际生产建设条件为基础，避免浪费较多设备资源和工业原料，还需要对其资源总量和能耗量等数据参数指标进行客观评测，避免影响到企业内部生产操作环境的安全性和可持续性。对于分布式控制系统DCS而言，不同类别的数据通信技术标准以及数据接口，都能够间接限定和约束控制信号和状态量信息资源的完整性和有效性。分布式控制系统DCS需要呈现更加安全稳定的运行状态，因此需要与工业企业优化改造的生产技术工艺进行有机融合，最大限度提升系统内部信息资源的综合利用效率，避免出现成本费用过高以及材料资源被浪费等问题。

1.4 集中监控控制系统

集中监控控制系统，是电气自动化工程技术领域内的重要技术成果之一，能够显著提升不同系统单元和层次上的监控与控制操作精度，还能够快速定位和识别存在系统故障问题的仪器设备编号，并及时安排故障检修人员进行检修处理。但是在统一部署和应用集中监控控制系统的过程中，很多中央控制单元和微处理器设备的通信频次相对较高，也会产生较多系统运维风险因素和安全隐患问题等等，因此需要定期开展监控控制操作，避免影响到电气自动化工程各项控制系统装置的安全稳定运行状态[5]。如图3所示。

根据集中监控控制系统设备获取的各项数据信息资源和状态量指标，设备运维管理人员需要客观评估和统计分析各项设备状态量数据指标是否基本处于安全稳定的区间范围之内，还需要对现场总线系统中的控制单元和逻辑器设备进行定期安全质量检查工作。集中监控控制系统是电气自动化工程中的重要组成部分，也能够间接限定各项电气系统资源和生产技术资源的实际应用质量。

图3 集中监控控制系统

2 电气自动化工程控制系统的发展趋势

2.1 集成信息技术的应用

电气自动化工程控制系统，在不同行业领域内的应用重点和难点普遍存在一定差异，因此可以广泛应用集成信息技术，对企业内部信息资源进行横向管理与纵向管理，创新融合精益化生产管理模式与智能制造技术资源。但是在部署各项硬件和软件基础设施的过程中，相关企业部门需要对集成信息技术资源和电气自动化工程建设条件进行动态协调，避免受到较多外部市场经济因素的干扰和影响。在电气自动化系统未来发展过程中，以现代化信息技术为基础，通过引进先进的研究成果，促使系统得以低碳、经济的运行，最终生产出无污染、无害的产品。尤其对于石油化工领域内的工业企业而言，合理部署应用集成信息技术，能够客观评测生产操作环境中的各项安全风险因素，定期开展环境影响评价等基础工作，确保不同生产管理部门收集到的集成化数据信息资源具备较强的真实性和准确性，还能够间接推动企业内部各个部门之间的信息共享和数据交换进程。

2.2 分布式控制技术的应用

在不同生产经营规模的工业企业中，分布式控制技术的创新应用，能够客观评估DCS系统装置的各项信息资源整合效率，还能够对不同专业技术领域内的信息资源进行详细划分，避免影响到分布式控制操作结果的精确性和真实性。但是在应用分布式控制技术的过程中，一般企业都会选用现场总线系统作为硬件支撑体系，但是需要及时设定备用线路，并合理运用大数据计算方法，对各项云端数据指标进行精准测算，避免影响到不同生产管理部门之间的资源调度和精细化生产管理模式的协调性即可。如图4所示。

图4 分布式控制技术

电气自动化系统当中，采取分离式方法对整个生产活动进行监督控制，采取分离式监管手段，从监控、总控以及生产活动入手。但是工业企业在实际应用分布式控制技术资源以及仪器设备的过程中，需要对各项生产物料和工业产品设计标准进行全面整合，避免影响到自动控制系统设备的安全稳定运行状态[6]。很多现代化的工业企业生产经营管理模式，能够将经济效益和社会效益的量化评估指标最大化，但是也会伴随较多系统控制风险因素，因此需要对各项分布式计算结果与配套的控制通道进行量化标识，避免影响到企业控制系统设备和线路的安全稳定性。

2.3 现场总线技术的经济化应用

在众多电气自动化工程中，控制系统的广泛应用，能够进一步凸显异步通信模式的重要性，还需要对现场总线技术和系统管理平台进行经济化应用，才能动态均衡各项设备技术资源，确保系统设备安装作业和运行过程的连贯性和安全稳定性。现场总线技术能够与较多工业系统进行精准对接，但是也会受限于较多工业企业的内部业务工作逻辑规则，因此需要综合判定现场总线技术资源和电缆线路的经济风险系数和技术风险系数是否在安全可控的范围之内。很多工业企业的生产线相对比较复杂和烦琐，其中业务流程的信息整合过程会额外耗费较多时间和精力，因此在集中部署和应用现场总线系统技术的过程中，需要对各项自动控制装置的操作精度进行动态协调，还需要合理引入计算机系统网络架构体系，保障现场总线系统内部数据信息资源通信传输过程的稳定性和安全可控性。

2.4 系统标准化接口的革新

在众多电气自动化工程控制系统中，各类标准化接口的革新趋势非常显著，能够直接影响到信息集成技术的应用效率，因此设备管理人员和信息技术人员需要创新整合各项系统内部数据信息资源，客观评估CPU以及计算机服务器设备的实时计算能力和其他性能指标参数。在革新和完善系统标准化接口的过程中，需要对当前我国大部分工业系统中配置的各项硬件基础设施和软件系统资源类型进行精细化分类，并迎合我国5G通信技术的研发与应用需求，才能够对不同自动控制系统中的标准化数据接口接入标准进行安全验证和实证分析，还需要对企业内部不同业务管理系统之间的信息共享需求和数据交换标准进行严格界定，才能够避免出现较为极端的电气自动化控制操作结果。通过对接口标准化，让控制系统具有更高的兼容性与扩展性，可以与企业内多类系统建立连接，但是需要对企业内部业务管理系统以及工业生产体系中的数据信息资源进行安全加密运算，避免影响到电气自动化工程控制系统的安全稳定运行状态。

2.5 市场产业化和院校合作

随着市场经济的不断创新与改革，市场产业化发展以及院校合作模式都能够进一步推进电气自动化工程的控制系统革新进程，还能够对企业现有的生产装备进行客观评测，避免投入过多成本费用。市场产业化发展趋势，能够间接凸显企业技术创新和产品创新水平，但是也会受到地方经济发展条件的制约和限制，因此企业内部管理人员的眼光需要更长远一些，对电气自动化工程的控制系统设备资源进行经济技术评估和风险预测分析。对于轻工业以及重工业企业而言，技术研发和产品研发成本费用都是必不可少的，但是可以通过与相关院校进行科研实践合作等形式，着重培养具有较高创新能力水平的专业技术人才和管理人才。市场产业化以及院校合作模式，也能够对电气自动化工程控制系统的产教融合体系进行有效对接。

2.6 工程和产品的协同安全

提高电气自动化工程控制系统的使用安全性也是重要的发展方向之一，提高系统自身的安全性以及用户在使用后根据自己的实际需求，运用最低设计开发成本实现自己定制的安全方案，还能够对各项工业工程项目以及工业产品的系统应用框架进行动态化调整，确保企业内部信息资源的高效利用率即可[7]。工程和产品的协同安全，能够进一步凸显电气自动化工程以及自动控制系统技术资源的系统协调性特征，还需要对企业内部各项业务系统的横向以及纵向管理模型进行动态化监测和安全监控分析，确保不同工业生产环节和产品功能结构的安全可控性即可。很多电气自动化工程控制系统、工业产品与企业实际生产经营需求能够有序对接。

3 结语

电气工程及其自动化技术已然运用到社会生产生活的多个领域中，电气工程及其自动化技术不仅有利于促进国民经济的持续增长，在减少人力资源投入、降低工作危险、提高效率等方面也卓有成效。加强我国工业领域内的研发力度与人才培养，紧扣智能化、统一化和创新化的发展趋势，才能全面提升我国电气自动化控制领域的实力，保障我国经济的长远、可持续发展。