电气自动化专业介绍及发展

电气自动化专业介绍及发展

1 电气自动化的专业介绍

自动化专业要紧研究的是自动操纵的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类操纵系统中的应用。它以自动操纵理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、运算机技术、网络与通信技术为要紧工具，面向工业生产过程自动操纵及各行业、各部门的自动化。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”鲜亮的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。相伴着我国的电力电子技术、微电子技术的飞速进展,电气自动化的概念差不多走出了工厂,并在交通、农业、建筑、办公场所等方面得到了广泛的应用,电气自动化技术作为从电气工程技术进展出来的并与电子与信息技术紧密结合起来的一门电气工程应用技术学科,历经了近一个世纪的进展,电气自动化技术已走过了从无到有、从进展到成熟的过程。而我国电气自动化的研究工作能够追溯到上世纪的五十年代,能够说研究的时刻不短,然而它仍旧焕发着动气与活力。

2电气自动化的进展

1.2 平台开放式进展

OPC(OLE for Process Control)技术的显现,IEC61131的颁布,以及Microsoft的Windows平台的广泛应用,使得以后的电气技术的结合,运算机日益发挥着不可替代的作用。

1.2.1 IEC61131标准使得编程接口标准化

目前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,IEC61131使得各操纵系统厂商的产品的编程接口标准化。IEC61131同时定义了它们的语法和语义。这就意味着可不能有其他的非标准的方言。IEC61131已成为了一个国际化的标准,正被各大操纵系统厂商广泛采纳。结构化的编程方式使得程序更易治理,也提高了代码的使用效率,缩短了程序编程的周期。

1.2.2 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差不多正在成

为工业操纵的标准平台、语言和规范。PC

中得到普及。在工业自动化领域,基于PC的人机界面差不多成为主流,基于PC 的操纵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。在操纵层采纳Windows作为操作系统平台的好处确实是其易于使用和爱护以及与办公平台简单的集成。

1.2.3 现场总线和分布式操纵系统的应用

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操纵室内的工业运算机、监视/操纵软件和PLC的CPU与位于现场的远程I/O 站、变频器、智能外表、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操纵器上来。分布式操纵意味着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。

1.2.4 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

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

从治理层纵向的渗透。

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,而且包括操纵器和外表。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。企业的治理层利用标准的扫瞄器能够存取企业的财务、人事等治理数据,也能够对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时刻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,将对以后的自动化产品,如人机界面和设备爱护系统的设计产生直截了当的阻碍。信息技术革命的原动力是微电子和微处理器的进展。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、操纵设备和操纵系统变的模糊了。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。

1.2.5 采纳统一的系统开发平台

统一的系统开发平台应当能够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、运行及爱护等各个时期和环节。如此能够大大降低从设计到完成的时刻和费用。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。依照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Windows NT的软件PLC、嵌入式NT系统依旧基于Windows CE的操纵系统中。在这方面,基于PC的自动化产品满足了以上要求。

1.2.6 通用的网络结构

整个企业的网络结构应保证现场操纵设备、运算机监督系统、企业治理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业治理层可通过Internet/Intranet对现场设备进行实时监督。在进行系统网络规划时,不管选择与现场设备通讯的现场总线依旧与上级运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操纵级直至元件级的整个系统范畴内的通讯。而且,在整个网络中贯穿着集成的网络配置和编程、集成的数据治理以及集成的通讯等功能,即所谓的全集成自动化技术。

1.2.7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Windows CE,减少了工程时刻和费用,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平常。使用WindowsNT/2000作为操作系统,使用TCP/IP作为办公环境的通讯标准,PC能够在自动操纵和治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,不需担忧它们之间的通讯问题。

1.2.8工业自动化的进展趋势

工业自动化的进展趋势应该是分布式、开放化和信息化。分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络,达到系统危险分散的概念;开放化则是系统结构具有与外界的借口,实现系统与外界网络的连接;信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力,与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。

60年前的旧中国，工业是极为落后的。不仅产品产量低，而且工业部门残缺不全，只有采矿业、纺织业和简单的加工业，许多工业产品不能自己生产，完