我国电气自动化现状及发展趋势研究

刘刚毅

摘 要：近年来，我国电气自动化技术发展飞速，部分成果已相对比较成熟，在电力系统等各个行业中得到了广泛的应用。文章首先分析了电气自动化技术的特点，然后重点研究了我国电气自动化的现状与未来的发展趋势。

关键词：电气自动化；现状；发展趋势

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）17-0127-02

电气自动化技术是工业现代化的重要标志，电气自动化技术的应用可以帮助企业降低员工的劳动强度，提高生产效率，降低企业运行成本，提高企业经济效益，为社会经济平稳、快速发展打下坚实基础。

1 电气自动化技术的特点

电气自动化技术是电气信息领域的一门新技术，由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，它的发展非常迅速，现在也相对比较成熟，它已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工农业生产、国防教育等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。电气自动化技术既包含了传统的电机电器领域同时又涉及到电力电子技术、信息与网络控制技术等新兴领域，因此，它具有强弱电结合、机电结合、软硬件结合等特点。

1.1 强弱电结合

随着信息科学及技术在人们经济活动、社会生活等方面所产生影响力的不断增长，信息学科对传统学科的渗透与改造已经越来越广泛和深入。原本与信息技术相关的电气自动化技术也与信息学科更紧密地结合在一起，其主要体现就是电气自动化技术的强弱电结合特点。电气自动化技术的重点是借助新型电子设备实现信号的自动收集、处理、保存和传输，无论是进行信号收集的传感器还是进行数据存储的存储器甚至是信号传输过程中的传输元件，它们都广泛采用了电子信息技术，即强电电气量的收集、处理过程与弱电电子技术息息相关。随着计算机技术、微电子技术、信息技术的快速发展，微机化、电子信息化、以弱控强、强弱结合的微机控制系统的出现都昭示着作为电气自动化技术的特点之一的强弱电结合技术正得到广泛的发展、应用。

1.2 机电结合

电气自动化技术主要是用来对机械设备进行控制、数据采集的。在电气自动化技术发展早期人们总是利用电子技术来改善机械产品的性能，电子技术的巨大优越性刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的机械设备可以完成传统机械设备无法完成的工作，而且控制、操作更加简单，解放了大量的劳动力，有效地提高了生产效率。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电结合的发展提供了充分的物质基础，甚至有学者提出了“机电一体化”的概念。目前，机电结合的产品正推动着行业的电气自动化发展。

1.3 软硬件结合

电气自动化技术往往涉及到先进的控制理论，控制手段往往是通过微型计算机来实现的，因此，在进行系统设计时，与系统相关的硬件、软件都要进行设计，两者缺一不可。

2 我国电气自动化现状

2.1 平台开放式发展

PC的快速发展给我们的生活带来了巨大的改变，在电气自动化领域，基于PC的人机界面可以方便操作人员对系统的监控和查看，正逐渐被普遍采用，由于其灵活性、直观性和易于集成的特点，基于PC的控制正在被更广泛地被采纳。

电气自动化的主要实现方式是通过在传统的测量控制仪表中放置微处理器，让测量控制仪表均具备数字通信与计算功能，再将所有测量控制仪表相互连接和远程监控计算机相互连接起来，完成信息与数据传输交换程序。在这个过程中，不同厂家的设备可能因为标准不同而无法通信，而且对平台的要求也会不同，因此，开放式平台发展的关键是要制定一个标准让不同厂家的产品之间可以相互通信，同时开发出可以被广泛接受的标准化平台。

目前，国际上广泛接受的通信标准是IEC61131标准，该标准的制订使得编程接口标准化，这样即使不同产品的编程语言和表达方式各不相同，但它们之间仍然可以正常通信。标准化的接口必将推动电气自动化的进一步发展和应用。在操作平台层面，微软公司凭借着自身强大的技术实力，正推动Windows成为标准化的工控平台，由于Windows作为操作系统平台具有易于使用和维护的优点，诸如Windows NT、Windows CE和Internet Explore等微软技术已经或正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。

2.2 现场总线技术的使用

信息技术的进步改变了自动化系统结构，形成了以网络集成自动化系统为基础的信息系统，现场总线技术也就此诞生。现场总线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。现场总线是底层设备之间的通信网络，通过一根串行电缆就能将控制设备和执行设備连接起来并最终和中央控制器之间建立起数据流联系。由于现场总线具有协议简单、容错能力强、安全性好、系统环境适应能力强、成本低等特点，它已受到世界范围内的关注，并逐步发展成为工厂设备之间的基础通讯网络。

2.3 IT技术与电气自动化的融合

传统的电气自动化系统往往不能跟上IT技术的发展脚步，最近几年，由于市场不断增长的需求，传统自动化技术与IT技术融合的进程明显加快，IT技术快速进入自动化系统的各个层面。每一项技术的融合都将推动着自动化系统新的发展趋势。

IT技术对工业电气自动化的影响来自于两个方向：一方面是对管理层的影响，通过数据处理系统，管理人员可以高效地进行生产管理、人员管理和财务管理，大大提高了办公效率，通过第一时间获知生产过程的各关键数据，管理人员可以科学制定下一阶段的生产任务；另一方面就是对自动化的设备和系统的影响，IT技术对产品所有的层面都有影响，原本功能单一的设备如传感器、执行器、控制器等正逐步向多功能、集成化的设备取代，IT技术的广泛采用也确保了系统各个部分可以相互通信，提高了系统的集成度。

3 我国电气自动化发展趋势

随着国家整体经济实力和科技水平的提升，我国电气自动化技术已经得到了长足的发展，但我国电气自动化技术起步较晚，和发达国家仍有较大的发展差距，这就要求我国电气自动化研发人员大力推进技术发展，从业人员努力提高自身专业水平，同时通过市场化的改革给电气自动化技术注入活力，促进其健康快速发展。

3.1 自主创新电气自动化技术

我国电气自动化技术起步较晚，但发展速度迅猛，目前，我国已经成为了世界上重要的电气自动化生产基地，部分关键技术的研究也取得了突破性进展，整体实力水平有了较大提升，与发达国家的差距正不断缩小，部分技术甚至达到或接近国际领先水平。

虽然我国在电气自动化领域取得了一定的成就，但是，我国电气自动化技术整体技术水平还偏低，国际竞争力还不强，技术研发人员还需通过引进、吸收、消化国外的先进技术和自主创新来突破一些关键技术。但引进技术只能解决一时之需，自主创新才是推动我国电气自动化技术长远发展的根本，研发人员应顺应时代需求，积极开拓创新，满足各个领域对电气自动化提出的新需求。要坚持引进、吸收、消化、升华的原则进行电气自动化技术创新，不断地提高自身的创新意识和创新能力。

3.2 提高电气自动化工作人员的专业化

目前，部分企业对在产品的设计和设备安装时操作人员的培训不到位，导致设备受损的可能性增大，也为将来设备运行过程中埋下了发生事故的隐患。这主要是由于企业领导者为了尽快使用自动化设备来提高生产效率，认为电气自动化技术操作简便，不需要对工作人员进行专门的培训或者经过简单培训即可上岗。事实上，这样不仅不能提高企业的生产效率，反而会因为电气自动化操作员对流程不熟悉而影响企业生产进度，并且会造成一些安全事故。因此，相关企业必须高度重视电气自动化装备操作人员的专业素质的提高，在电气自动化技术的设计和安装时，一定要对相关人员进行到位、专门的培训，让操作员熟悉设备工作原理和操作流程，并且对电气自动化系统在运行中出现的问题进行有效及时的处理，从而将故障造成的影响降到最小。

3.3 电气自动化技术和设备的市场化

随着我国经济体制改革的不断深化，任何企业的生产都终将直接面向客户、面向市场。电气自动化企业也要根据市场需求调整自身产业结构，进行优化升级。企业要把市场研究和技术研发放到同等重要的位置，在分析市场需求的基础上发扬创新精神和创新能力，遵循市场规律，和同类企业进行社会化的分工协作，根据市场的变化及时调整运行措施；同时有计划的对关键技术项目进行开发与研究，利用技术优势扩大市场占有率，生产出更多市场需求的电气自动化设备。

4 结 语

随着科学技术的快速发展，我国在电气自动化方面的应用和研究也取得了很大的发展。电气自动化技术的发展有力地提高了企业生产的智能化、信息化和自动化水平，大大促进我国社会发展进程。但是，和国际先进水平相比，我国的电气自动化水平还很落后，因此，电气自动化的相关科研人员应当更加重视电气自动化新技术的开发，利用先进的技术提高各个行业电氣自动化技术的应用程度。

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