朱华平

摘要：随着科技的发展、社会的进步，电气自动化系统在现实生活中得到了越来越广泛的使用。了解这一系统的功能，了解当前使用情况，分析电气自动化系统的未来趋势，对进一步使其成为社会发展、科技进步和人民生活水平的提高都有一定的意义。

关键词：电气自動化发展现状前景展望

Abstract: with the development of science and technology, the progress of the society, electrical automation system in real life are getting more and more widely used. Understand the system function, understand the current use, analysis of electrical automation system of the future trend, to further make it become social development, science and technology progress and the improvement of people's living standard has certain significance.

Keywords: electrical automation development present situation prospect

中图分类号： TU855文献标识码：A 文章编号：

一 电气工程及其自动化发展历史的阐述

电气工程是研究电磁现象、规律及其应用的科学技术，是以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术。包括电力系统及其自动化、电器与电机及其控制技术、高电压与绝缘技术、电工新技术、电力电子技术等多个领域。

电气工程的定义本已经十分宽泛，但是随着科学技术的飞速发展，21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，斯坦福大学（Stanford University）的一位教授曾指出：“今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。”目前电气工程技术在航天、化工、汽车、制造、用电设备及计算机控制等领域的应用是很普遍的。

由此可见，它已成为是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。当年正是电力电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来，并改变人类的生活工作模式。 可以说，电气工程学科是一个国家最重要的命门学科，电力技术水平在很大程度上决定了这个国家的工业发展与经济发展。

二、电气自动化的发展现状

1 平台开放式发展。

(1)IEC61131 国际标准使得编程接口标准化。

现阶段,世界上众多PLC厂商生产的近四百种PLC 产品,在编程语言和表达方式上迥异。 为了使 IEC61131 标准 适用于不同的 PLC 产品,又能为 PLC 制造厂商所接受和支持,IEC61131-3 规定了二大类编 程语言即文本化编程语言和图形化编程语言。

前者包括指令清单语言(IL)和结构化文本语言 (ST);后者则有梯形图语言(LD)和功能块图语言(FBD)。在标准的文本中没有把顺序功能图 (SFC)单独列入编程语言,而是将它在公用元素中予以规范。不论在文本化语言中,或者在图 形化语言中,都可以运用 SFC 的概念、句法和语法。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、Windows CE 和 Internet Explore 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。

2 现场总线和分布式控制系统的应用。

随着 DCS 在企业实践中的应用,其缺点日益突出。主要表现在:(1)DCS 是一种数字-模拟混合系统,DCS 现场仪表仍为传统模拟仪表,可靠性差, 安装维护成本高;(2)互换性差,各大厂商之间没有统一的协议标准,使用与维修困难;(3)价格昂贵。信息技术的飞速发展推动了自动化系统结构的变革,逐步形成了以网络集成自动化系统为基础的信息系统,于是,现场总线技术应运而生。现场总线控制系统在设计更具目的性, 它是工厂底层设备之间的通信网络,为底层设备信息及生产过程信息集成提供了通信平台。对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的不同情况进行设计。工厂底层应用 现场总线技术实现从管理层到自动化底层的数据存取,现场总线的介质访问控制方式可满足 工业控制网络的要求。和 DCS 相比,除了具有节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵 活等优点外,还可以节省大量控制电缆,节约投资和安装维护工作量,从而降低成本。

3IT技术与电气自动化。

PC、客户机/服务器体系结构、以网和 Internet 技术引发了电 气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融合,电子商务的普及将加速着这一过程。信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向:一是从管理层纵向的渗透。企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实时的存取;另一方面信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。信息技术已渗透到产品所有的层面,不仅包括传感器和执行器,而且包括控制器和仪表。Internet/Intranet 技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。信息技术革命的原动力是微电子和微处理器的发展,随着微电子和微处理器技术应用的增加,原本定义明确的设备界线,如PLC、控制设备和控制系统变的模糊了。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。

三、电气自动化的发展策略

1.采用统一的系统开发平台。

统一的系统开发平台应当可以支持一个逢动化项目周期中 的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节,这样可以大大降低从设 计到完成的时间和费用。 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。根据项目的特点和最终用户的需求决定将统一的运行代码不载到硬件 PLC、基于 WindowsNT 的软件 PLC、嵌入式 NT 系统还是基于WindowsCE 的控制系统中。在这方面,基于 PC 的自动化产品满足了以上需求。

2.通用的网络结构。

一个成功的自动化系统离不开通用的网络结构。任何企业的网络结 构对于设备控制、监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻必须予以保证。数据添 加和整理工作结束后,要对中心管理机和其他通讯管理机进行网络通讯配置,以便系统能够 协调工作,传送正确数据。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品产生 直接的影响。

3.标准化的程序接口。

成功的自动化系统的另一个重要因素在于标准化的程序接口。基 于 Microsoft 的标准和技术,如 Windows2000、OPC、ActiveX 和 WindowsCE,减少了工程 时间和费用,方便了自动化系统和办公系统的数据交换与共享。 在与企业的 MES 系统、ERP 系统连接时,基于PC平台的自动化解决方案意义非同寻常。使用 WindowsNT/Windows2000 作为操作系统,使用 TCP/IP 作为办公环境的通讯标准,PC 可以在自动控制和管理平台之间建 立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的交换,不需担心它们之间的通讯问题。

四 结语

电气自动化系统的发展趋势应该是分散、开放并具备信息化特征的。真正做到电气自动化系统的不断提升，未来的发展趋势中，我国还需要保证稳定的健康发展，认识不足并不断的通过高新科技的学习，巩固基础能力，发挥创新精神，才能开创出和谐的发展局面，为电气自动化的发展提供更多的贡献。

参考文献

[1] 谭涛.现场总线及其所组成的控制系统[J].能源研究与管理.2010(2)

[2] .卢秀和 杨晓红 电气工程导论 西安电子科技大学出版社

[3] 荣命哲 赵荣祥 张步涵 尹毅 电气工程概论 中国电力出版社