浅谈我国目前工业电气自动化的发展

Abstract: The development trend of industrial automation should be distributed, open and information technology. The distributed structure should to ensure each intelligent module capable of independent work in network, the concept of systems dispersed risk, opening the system architecture with the outside world an excuse to achieve the system and the external network connection; information technology is to make the system information to a comprehensive processing capabilities, network automation and control integration and network technology.

Key words: Industrial Electrical; automation; development

一、自动化系统的发展策略

(一)通用的网络结构

通用的网络结构对于一个成功的自矾化系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过lntemet/Intranet对现场设备进行实时监督。在进行系统网络规划时，无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网，所选择的网络产品必须能够保证从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，在整个网络中贯穿着集成的网络配置和编程、集成的数据管理以及集成的通讯等功能，即所谓的全集成自动化技术。

(二)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数据交换，不需担心它们之间的通讯问题。

(三)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自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下载到硬件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要求。

二、Windows正成为事实上的工控标准平台

微软的技术如WindowsNT、Wind0WSCE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。

三、平台开放式发展

OPC(OLEforProcessContro1)技术的出现，IEC6l13l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。

IEC6l13l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，IEC6l13l使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。IEC6l13l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。IEC61l3l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。

Windows正成为事实上的工控标准平台。微软的技术如WindowsNT、WindowCE和InternetExplore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。

四、IT技术与电气工业自动化

PC、客户机/服务器体系结构、以太网和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。信息技术己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。Intemet/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。

五、现场总线和分布式控制系统的应用

现场总线(Profibus、FF、Interbus等)是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输的分支结构的通讯总线。它通过一根串行电缆将位于中央控制室内的工业计算机、监视/控制软件和PLC的CPU与位于现场的远程I/O站、变频器、智能仪表、马达启动器、低压断路器等连接起来，并将这些现场设备的大量信息采集到中央控制器上来。分布式控制意味着PLC、I/O模块和现场设备通过总线连接起来，将输入/输出模块转换成现场检测器和执行器。

六、2RS485通信技术构成与原理

硬件部分：各电控盘之间选用带有RS485通信模块(专用的调制解调器，如：FX一485一BD模块)的PLC，如：三菱公司最近生产的FX系列可编程序控制器就带有RS485通信模块;各电控盘之间只用专用的三芯屏蔽电缆线进行连接，注意：其中一根电缆芯线接SDA端子，另一根电缆芯线接SDB端子，电气控制线屏蔽层和SG端子连接后再与接地极相连，但电气控制线屏蔽层和SG端子另一端悬空，不与接地极相连，否则，会出现通信错误。

软件部分：先用编程器设置主站和从站及数目，后设置其通信模式.从而取得各个站点均可资源共享的公共数据通信通道。

工作原理：由于各站点均带有专用的通信模块，各站点先把其它站点所要用的位设备(M)和字设备(D)存储到所规定的公共通道中，其它站点要用的数据通过三芯屏蔽电缆线于公共通道中取出即可用作所需的电气控制，也可把这些取出的位设备和字设备经计算、比较或运算后参与所需的电气控制。

七、结束语

传统的工业电气自动化控制系统，各种电控盘之间的电气控制大都采用电气连接线(被称作是硬件)进行连接，这种连接线在使用中维护量大，可靠性差，尤其是当线路复杂、控制线路距离长时，无论是安装还是调试都显得非常的麻烦;在现场的维护过程中，由于控制线路繁多复杂出现短路、开路等事故率也大得多，这给就维护人员带来了诸多的不便，在实际检修过程中，维护人员也往往因查线难度大而大伤脑筋.经常又因检修不及时而影响电气设备的正常运转。另外，为了达到电气控制的目的，在安装时需要消耗大量的电气连接线，因此，电气线材消耗严重。企业若想开创起工业自动化的新局面，在保持产品价格竞争力的同时，我们中国的企业还需要在原有的基础上，继续寻找一条更为健康，更适合自己的发展道路。因为工业自动化企业，惟有不停地吸收着高技术的新营养，方可为开创工业自动化的新局面添加全新的动力。