崔方

【摘要】隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)不斷更新，基于PC的電氣自動(dòng)化技術(shù)在革新中不斷實(shí)現(xiàn)突破。本文將從以下幾個(gè)方面來(lái)具體分析基于PC的電子自動(dòng)化技術(shù)。以期能夠通過(guò)研究為我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)提供參考。

【關(guān)鍵詞】PC；電氣自動(dòng)化技術(shù)

中圖分類號(hào)：S24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

從目前我國(guó)國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)，企業(yè)為了能夠提高經(jīng)濟(jì)效益，必須要不斷提高自動(dòng)化水平，這就需要完善和優(yōu)化電氣自動(dòng)化技術(shù)。

二、基于PC的電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1、開(kāi)放式的平臺(tái)應(yīng)用。在電氣自動(dòng)化應(yīng)用與發(fā)展中，一個(gè)具有統(tǒng)一性、開(kāi)放性的平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用起到重要作用。一方面，全面采IEC61131標(biāo)準(zhǔn)，既可優(yōu)化管理程序，也可提高平臺(tái)應(yīng)用效率，縮短編程更改或升級(jí)的周期，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在該標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)中，除了規(guī)范語(yǔ)義、語(yǔ)法之外，也實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品編程接口的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，以此保證電氣化系統(tǒng)的合格率，實(shí)現(xiàn)各個(gè)程序之間的有效通訊；另一方面，Window。已成為工控標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)。當(dāng)前，我國(guó)普遍采用Windows系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單、維護(hù)便捷，應(yīng)用廣泛；采用PC控制系統(tǒng)，具有極強(qiáng)的靈活性，可在各行各業(yè)發(fā)揮作用；對(duì)于商業(yè)管理或者企業(yè)管理來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、PC技術(shù)不再陌生，同時(shí)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域也逐漸普及了人機(jī)界面，Windows操作平臺(tái)發(fā)揮積極作用。

2、IT技術(shù)與電氣自動(dòng)化的融合。伴隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息技術(shù)在很多電氣產(chǎn)品中都得到了廣泛的應(yīng)用，其中傳感器、執(zhí)行器、控制器和儀表等很多電氣產(chǎn)品中都包含有信息技術(shù)的成分，而多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。比如在企業(yè)內(nèi)部，企業(yè)的管理者可以將企業(yè)的財(cái)務(wù)及人事等數(shù)據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)的IE瀏覽器進(jìn)行存取等。

3、電氣工程與人工智能相結(jié)合。AI(Artificial Intelligence)即人工智能，隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)在人工智能方面的研究取得了令人矚目的成就。尤其在電氣工程方面，越來(lái)越多的技術(shù)研究人員致力于兩方面的集合工作。目前，電氣工程中計(jì)算機(jī)輔助工作的比例逐漸增大，以電氣工程設(shè)計(jì)為例，CAD技術(shù)早已代替了手工設(shè)計(jì)。技術(shù)人員在研究電氣工程與人工智能的結(jié)合時(shí)，通常會(huì)從三方面入手:

(一)用于電氣工程故障的監(jiān)測(cè)和診斷維修；

(二)用于電氣工程生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品保護(hù)和序列控制；

(三)用于后期電氣工程系統(tǒng)的優(yōu)化。人工智能的運(yùn)用不僅涉及到電路、電機(jī)、聲、光、磁電等知識(shí)的綜合運(yùn)用、硬件和軟件的結(jié)合，還要依靠以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和使用經(jīng)驗(yàn)，參考實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的參數(shù)。

三、基于PC的數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用策略

盡管數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中具有其他技術(shù)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn),而且運(yùn)營(yíng)狀況也良好,但是,這些并不能把不利于數(shù)字化發(fā)展的因素排除,同時(shí),由于數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展時(shí)間很短,沒(méi)有統(tǒng)一性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,專業(yè)人才也不足,更為主要的是數(shù)字化的運(yùn)行基礎(chǔ),互聯(lián)網(wǎng)的智能化程度還很低。所以,數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用中也要有一定的創(chuàng)新。

1、采用統(tǒng)一的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)

統(tǒng)一的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)應(yīng)當(dāng)可以支持一個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目周期中的設(shè)計(jì)、實(shí)施和測(cè)試、調(diào)試和開(kāi)機(jī)、運(yùn)行及維護(hù)等各個(gè)階段和環(huán)節(jié),這樣可以大大降低從設(shè)計(jì)到完成的時(shí)間和費(fèi)用。統(tǒng)一的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)還應(yīng)滿足用戶另一個(gè)重要需求即開(kāi)發(fā)平臺(tái)獨(dú)立于最終的運(yùn)行平臺(tái)。根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)和最終用戶的需求決定將統(tǒng)一的運(yùn)行代碼下載到硬件PLC、基于Windows NT的軟件PLC、嵌入式NT系統(tǒng)還是基于Win-dows CE的控制系統(tǒng)中。

在這方面,基于PC的自動(dòng)化產(chǎn)品滿足了以上要求。如西門子公司的SIMATIC Win AC產(chǎn)品系列。類似的產(chǎn)品還有Rockwell AB公司的Softlogix,Won.derware公司的In Control等產(chǎn)品。

2、在現(xiàn)實(shí)中運(yùn)用智能終端技術(shù)

當(dāng)前的數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用中也存在著一定的弊端需要進(jìn)行改進(jìn)和完善,主要的弊端存在于應(yīng)用時(shí)限限制大,數(shù)字技術(shù)的操作人員短缺,智能化水平不高的影響。因此在當(dāng)前采用智能終端技術(shù)進(jìn)行分析和創(chuàng)新是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的主要方式,是用光纖作為連接設(shè)備,通過(guò)智能終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化的收集與控制,雙重設(shè)備相互配合,其中一個(gè)用來(lái)保護(hù)電力中斷、遠(yuǎn)程測(cè)控以及信號(hào)發(fā)送,另一個(gè)則給以跳閘雙重保護(hù),更加提高了數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的智能性與可靠度。此外,數(shù)字化程序借口的標(biāo)準(zhǔn)化是工業(yè)電氣自動(dòng)化能夠有效運(yùn)行的主要條件,所以,這就解決了個(gè)人計(jì)算機(jī)平臺(tái)的自動(dòng)化問(wèn)題,有利于企業(yè)的事件相關(guān)電位系統(tǒng)與制造執(zhí)行系統(tǒng)之間的連接,將TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)作為通訊標(biāo)準(zhǔn),這樣,個(gè)人計(jì)算機(jī)就會(huì)在管理與控制自動(dòng)化中建立一個(gè)接口。

3、在數(shù)字化技術(shù)中混合使用面向通用對(duì)象的變電站事件的虛端子

該虛端子可以把傳統(tǒng)的二次回路進(jìn)行改造,讓它的設(shè)計(jì)原理更加的簡(jiǎn)單,不論是設(shè)計(jì)，還是裝置，都體現(xiàn)著創(chuàng)新的理念。此外，通用對(duì)象的變電站事件技術(shù)能為裝置和裝置之間提供良好的通信,從而實(shí)現(xiàn)管控變電站線路連接、開(kāi)關(guān)的目的,達(dá)到了遠(yuǎn)程控制變電站的目標(biāo)。變電站的事件技術(shù)可以完全取代傳統(tǒng)的二次回路,可以很好的控制信號(hào)管理、環(huán)境測(cè)試等等要素,其管理性能的優(yōu)化得益于智能性。

4、培養(yǎng)程序代碼控制觀念

要不斷優(yōu)化程序代碼控制的方法，做到先把檢測(cè)數(shù)據(jù)存到電腦，再發(fā)出指令。同時(shí)，在具體操作的環(huán)節(jié)，也要做到人工干預(yù)，工作人員要定時(shí)的給閘刀、開(kāi)關(guān)等等的設(shè)備進(jìn)行檢查和控制，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化系統(tǒng)的目標(biāo)。最后，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期的功能測(cè)試，為系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定高效運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，是系統(tǒng)最終達(dá)到?jīng)]有工作人員干預(yù)也可以穩(wěn)定運(yùn)行的效果，即高度自動(dòng)化。

四、我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1、操作人員專業(yè)化

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)十分復(fù)雜，需要專業(yè)人士，而其操作方式往往十分簡(jiǎn)單，所以許多公司是等到整個(gè)系統(tǒng)安裝完之后，對(duì)直接操作人員進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作方法培訓(xùn)，而很少涉及內(nèi)部的構(gòu)造原理，這樣操作人員了解的只是皮毛，只會(huì)機(jī)械的觀察、操作。以后的操作人員也應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)原理的培訓(xùn)，最好是在系統(tǒng)安裝過(guò)程中就讓操作者進(jìn)行學(xué)習(xí)、觀察，了解內(nèi)部構(gòu)造可以幫助操作者更加深入理解整個(gè)設(shè)備，操作時(shí)更加得心應(yīng)手，再出現(xiàn)簡(jiǎn)單的故障時(shí)可單獨(dú)進(jìn)行檢測(cè)、維修。

2、由低頻向高頻發(fā)展

隨著電子時(shí)代的發(fā)展，電子設(shè)備的運(yùn)行速率日益提升，“頻率”是運(yùn)行速率的重要指標(biāo)，隨著人們對(duì)高速電路的需要，低頻向高頻發(fā)展已經(jīng)成為了必然趨勢(shì)。例如電流變換器，早起時(shí)是使用晶閘管來(lái)進(jìn)行相控整流，速度過(guò)慢，已無(wú)法滿足現(xiàn)在的要求。隨著技術(shù)的發(fā)展，后來(lái)采用了PWM技術(shù)，功率得到了提高，并且可減小對(duì)電網(wǎng)的高次諧波影響。但PWM變換器中的低次諧波會(huì)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生干擾轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)和噪聲。為了應(yīng)對(duì)這種情況，可以提高開(kāi)關(guān)頻率，降低振動(dòng)和噪聲。但開(kāi)關(guān)損耗比較大，開(kāi)關(guān)頻率也不可能進(jìn)行大幅度提高，美國(guó)科學(xué)家提出了諧振式直流環(huán)逆變器，可使電力電子器件工作在零電壓、電流狀態(tài)下，最大程度減少開(kāi)關(guān)損耗，提高開(kāi)關(guān)頻率。

3、與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合更加緊密

電氣自動(dòng)化技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展的目的就是要提高勞動(dòng)效率，使人們的工作和生活的環(huán)境更加舒適。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們工作與生活的許多方面都與計(jì)算機(jī)發(fā)生關(guān)聯(lián)，當(dāng)今電氣自動(dòng)化技術(shù)中，計(jì)算機(jī)已經(jīng)得到應(yīng)用，但依賴程度不是很深，大多只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的監(jiān)控。未來(lái)的電氣自動(dòng)化技術(shù)中，計(jì)算機(jī)的使用將會(huì)占到更大比重，并且計(jì)算機(jī)的作用也將不會(huì)僅僅局限于監(jiān)控和簡(jiǎn)單的操作，一些現(xiàn)場(chǎng)的控制設(shè)備都可以集成到計(jì)算機(jī)中來(lái)，例如現(xiàn)在的很多虛擬仿真軟件就可以代替一些現(xiàn)場(chǎng)的控制器，節(jié)約成本、操作方便、不易出錯(cuò)。電氣自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)的聯(lián)系日益加深，是電氣自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

4、技術(shù)更新更加頻繁

我國(guó)整體的科技水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，相對(duì)落后，很多先進(jìn)技術(shù)都是依賴國(guó)外進(jìn)口。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入快速時(shí)期，國(guó)家對(duì)科技研究的投入力度加大，大力培養(yǎng)科研人才，推動(dòng)科技創(chuàng)新。電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新極大的依賴與電子與信息技術(shù)的更新，電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究者們會(huì)不斷吸收其他領(lǐng)域的成果，同時(shí)提高自身的創(chuàng)新能力，增加設(shè)計(jì)的技術(shù)含量，研究出更多更先進(jìn)的電氣自動(dòng)化裝備，滿足日益復(fù)雜的工業(yè)與生活需求。

5、通用性提高

現(xiàn)在的電氣自動(dòng)化技術(shù)大多只是應(yīng)用于某一方面，例如工業(yè)上，一般只應(yīng)用于生產(chǎn)部門，并且是獨(dú)立操作，外界無(wú)法干預(yù)。將來(lái)企業(yè)在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要考慮將辦公網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，這樣管理部門可更方便的進(jìn)行生產(chǎn)管理，生產(chǎn)部門的數(shù)據(jù)也可方便的傳輸給辦公部門進(jìn)行分析保存。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于 PC 的自動(dòng)化技術(shù)符合當(dāng)下工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)所需要的技術(shù)需要，提高工業(yè)生產(chǎn)的效益和質(zhì)量控制，因此，基于PC的自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)下發(fā)展的一個(gè)機(jī)遇。

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