【摘要】随着我国经济的发展，工业自动化的发展非常迅速，非常多的自动化仪器仪表被应用在各个领域，极大的推动了我国社会生产力的进步，提高了生产效率。工业的电气自动化发展也是我国现代化发展的一项重要标志。据相关资料显示，我国近几年电气自动化仪器仪表在工业中的应用率以不低于百分之十的速度在增长着。从工业电气自动化的应用入手，分析了仪器仪表的自动化控制，阐述了工业电气自动化仪器仪表的设计原则，探讨了电气自动化仪表对工业发展的重要性。
关键词：工业自动化；电气自动化；仪器仪表；自动控制
作者：任英
工业电气自动化仪器仪表是由非常多的自动化元件构成的，该类仪器仪表自身具有非常全面的自动化技术，同时兼具了数种功能，例如测量、记录、控制、报警、显示等等，电气自动化是自动化系统中的一个分类，可以进行信息的转换，实现工业仪器仪表的自动控制。在现如今的科技背景下，电气自动化技术已经集电子技术、信息技术、自动控制技术为一身，为我国工业的现代化发展提供了必不可少的条件。
一、工业电气自动化控制技术
工业电气自动化控制技术是指集机械和电气为一体的控制技术和理论，可以分为全自动控制和半自动控制，可以让仪器和仪表按照设定的程序运行。在全自动控制中，控制人员只需要根据现在生产的进度设定好仪器和仪表需要运行的程序就可以了，不需要进行人为生产；半自动的控制需要人力参与到工业生产过程中。自动化控制技术可以让人们的工作环境得到改善，使工业人力资源得到有效的减少，使工业生产效率得到显著提高。
随着IEC61131标准的颁布以及OPC技术的出现，各个工业企业开始注重工业电气自动化技术的应用。工业电气自动化技术的应用可以有效的提升企业的经济效益和社会效益，使企业获得了更大的发展空间。在工业电气自动化技术没有应用之前，我国的工业生产主要以人力劳动为主，人们的生产工作环境非常恶劣，生产效率也得不到有效的提升，但是工业电气自动化的应用改变了这种现状。
二、工业电气自动化控制技术的发展
（一）现场总线技术在工业生产中的应用
应用现场总线技术可以让工业仪表进行在线分析，为变送器和执行器等相关仪器控制系统的使用提供了便利的条件，现场总线技术可以实现对工业仪器仪表控制系统的组建，我国在最初建立自动化控制系统时，应用的是集中式的控制系统，但是随着我国工业发展速度的加快，集中式的控制系统已经逐渐的不使用现今的发展局势，而现场总线技术的应用为现今的发展局势提供了有效的解决方法。现场总线技术是指将工业生产仪器和控制仪表全部统一放置在控制网络中，实现自动化控制的作用。现在很多的工业自动化控制产品同时具有DCS/PLC/FCS等功能，例如西门子、三菱、菲尼克斯等等品牌。
现场总线技术属于一种连接技术，具有数字化、双向对等传输、全开放的特点，它能够有效的减少控制系统的能源消耗，使自动化控制系统的精确度和稳定性都变得更好。
（二）网络技术在工业电气自动化控制中的应用
在工业电气自动化控制系统中增加网络技术，可以实现自动化控制信号以数字化的形式传输，通过嵌入式的方式将网络技术应用到电气自动化仪器仪表中，可以促进电气自动化控制技术与网络技术更好的结合。
（三）PLC技术在工业电气自动化控制中的应用
PLC现在正向着微型网络化的方向发展，缩减了PLC控制系统的体积，使电气自动化的控制成本降低了，而且现在的PLC已经向着Ethernet技术的方向开始扩展，很多的PLC已经拥有Ethernet的接口，使PLC更加具有开放性。PLC的编程简单，并且可以利用插入式的模块进行控制运行；PLC能够直接与计算机相连，方便了信息的传输；PLC的电压输出量为115V，电流在2A以上，可以直接驱动接触器和阀类，减少了中间环节的麻烦，而且控制器的容量也大大的增加了。
电气自动化控制可以实现过程自动控制和机械制造自动控制，其中过程自动控制是指由自动化的仪器仪表组成自动控制系统实现对生产流程的最优控制；机械制造自动控制可以利用计算机对数控中心、加工中心、自动化系统等实现柔性自动控制，使生产信息和管理信息实现同步自动化。
三、工业电气自动化在发展中存在的问题
（一）质量问题
产品的生产质量是一个企业继续发展的根本，但很多企业根本不能保证自身生产产品的质量，在进行产品生产的过程中，检验环节都设置在了整个生产阶段的最后一个环节，但是工业电气自动化技术与传统的人力生产技术不同，因为自动化程序都是人为设定好的，如果不加强中途环节的检查，直到最后一个环节才发现问题，必定会给企业造成非常大的损失，影响了企业的生产效率。应用电气自动化控制技术需要对产品生产的每一个环节进行在线实时监测，发现了问题及时停止仪器和仪表的运行，对自动化控制程序进行修改，避免发现不及时出现问题产品生产过多的情况。
（二）人才缺失问题
工业电气自动化发展到今天，已经得到了普遍的发展，但是却存在着人才缺失的问题，工厂内不重视对工业仪器仪表电气自动化人才的培养，学校也缺乏对于该专业的重视，有很多的专科学校甚至已经停止了自动化控制专业的开设了。
四、工业电气自动化控制的特点和设计原则
（一）特点
工业电气自动化控制系统涉及到的仪器仪表数量非常多，需要进行处理的信息量非常庞大，而且对于每样设备的配置都需要较高的要求，操作结构也想当复杂，对于操作人员的技术要求比较高，微小的错误甚至会造成非常大的后果，所以需要操作人员的专业知识能力强，熟悉整个控制系统的操作流程，保证工业生产的安全。工业电气自动化的设计图纸非常复杂，设计要求也非常高，如下图所示
图1某厂电气自动化铣床设计图
（二）设计原则工业电气自动化仪器仪表控制的第一个设计原则就是，减少自动化系统运行的能源消耗，这需要在设计控制系统时选用节能设备，同时降低设备运行时的费用，在满足设备安全运行的前提下，提高控制系统的运行效率，调整自动化控制系统中的负荷比例，使电气自动化控制系统的连续运转能力更强。其次是加强远程监控功能，远程监控功能使材料的安全成本降低了，较少了工业电缆的消耗，在工厂中电气系统的通讯量比较大，远程监控系统大大降低了通信过程中信息资源的损耗，并且实现对电气系统的集中监控，及时的发展故障设备，方便维修，提高了设备处理效率。在电气自动化控制系统中应用大量的现场总线技术，使电气自动化设备向着智能化的方向发展，使所有的自动化设备具有相对的独立性，避免出现系统崩溃现象而影响整个自动化控制系统的运行。
实现电气自动化控制系统接口的标准化设计，降低多样化接口的使用成本，实现工业企业内所有系统的智能互联，例如ERP系统、MES系统，在单个系统发生故障时能够借助网络平台及时的解决故障，解决各个系统的通讯问题，实现电气自动化控制的一体化发展。
工业电气自动化控制结合了多种技术，使工业生产的可靠性更高，生产效率得到了极大的提升，在现代化的工业发展中，电气自动化控制已经成为了我国工业生产的发展基础，促进了工业化和信息化的同步发展，使传统的工业重新具有活力，实现了我国工业的全面发展。
结束语：
近几年，随着我国科学技术的发展，工业电气自动化控制技术中不断的添加新的技术，使工业生产技术更加先进，提高了工业生产效率和生产质量。电气自动化控制技术的提升就是工业生产力的提升，使工业能源和人力资源得到了极大的节约，保证了工业生产能够得到足够的利益，简化了生产流程，所以工业电气自动化仪器仪表控制技术在工业企业中的地位将会越来越重要，最终成为工业发展中不可或缺的一部分。本文来自《仪器仪表学报》杂志
