浅谈工业电气自动化的应用及发展论文
电气自动化的发展对工业发展带来了很大的改变,使得工业生产过程中实现了能源的节约,同时也在生产成本方面实现了降低,下面是我收集整理的浅谈工业电气自动化的应用及发展论文,希望对你有所帮助!
摘要 :电气自动化技术的不断发展,使得这种技术已经成为了高新技术产业中重要的组成部分,对改善工业生产非常有帮助,要了解其重要特征,研究其应用及发展策略与趋势。
关键词: 工业电气自动化;特征;应用;发展
前言
现在,我国的工业发展速度是非常快的,在工业发展过程中应用了越来越多的先进技术,这样也使得工业在发展过程中逐渐实现了自动化,电气自动化的发展速度是非常快速的。自动化在发展过程中获得了很好的效果,同时自动化机械设备在操作上也是非常简单的,可以在无人的情况下自行及性能操作,同时在操作方面也是非常准确的。在工业领域应用自动化技术能够更好的降低人们的劳动强度,同时也能使人们从恶劣的工作环境中解放出来。
一、重要特征
通常情况下,在实际应用中,工业电气化系统用电设备会根据需求不同而被安装在配电室与控制中心,如果要处理的信息任务多,工业电气化系统的系统配件自然也多,那么相关维护工作相对也较复杂。它与热工系统相比,电气设备操作的频率低,某些电气设备在正常工作时,电气设备操作的时间较长,有时候是几个月或者更长时间才操作一次。电气设备的安全性方面,它对保护安置的要求很高,在速度方面要求很高,一般要求在40ms以内就要完成保护动作。电气设备的具有连锁逻辑简单、操作机构复杂的构造特点。其控制方式用电系统,把主要设备监控接入DCS系统,主要就要需求两台机组,便于一台系统检修而另外一台系统的正常各种的干扰,主要保障了电气控制模式的稳定功能。所以在构建DCS时,保证系统高度可靠性的关键在于系统架构的联网方式。
二、工业电气自动化的应用
计算机技术在企业管理中得到了广泛的运用,已经成为了工业控制的标准平台。基于PC的控制系统受到了很多行业的好评,它不仅具有灵活性,而且具有易于集成的特点,维护起来相当方便。自从可编程控制器的国际标准IEC61131制定后,使得编程接口更加标准化,各大PLC厂商都依照这一规范.推出的许多产品都能够符合该标准的要求。其中,PC控制软件也有许多是按照该标准开发的。在工业领域,电气自动化受到了高度重视。现场总线指的是连接智能现场设备与自动化系统的通信系统,主要解决系统之间信息传递的有关问题,它的出现给工业领域增添了新的活力,对工业生产有重要意义,它被广泛的运用到了各个领域。与其它控制系统相比,现场总线控制系统具有全数字化、开放性、互用性、智能化等特点,成为工业生产自动化的方向。现场总线控制系统能够有效的节约企业成本,现场总线的设置相对简单,使用的设备较少,节约了设备投资费用。除此之外,它可以减少后期电缆的使用,同时也节约了相关的施工费用,对企业实现经济效益有重要意义。目前来说,现场总线控制系统发展尚未成熟,它与分散控制系统共同存在于工业生产中。先进控制具有很好的控制效果,在工业生产过程中,建立数学模型并非易事,运用预估控制技术后,会使数学模型的要求降低。先进控制技术既可以进行模型预测,又可以进行推断控制,另外,先进控制还可以处理较为复杂的多变量。先进控制是通过计算机技术来实现的,通过计算机来实现数据处理、数据传输、模型辨识等功能,计算机技术就是先进控制的发展平台。智能化是先进控制的发展趋势,生产过程需要智能系统来完成,智能系统可以用来进行故障诊断、监督等工作。
三、工业电气自动化的发展策略
1、程序接口应标准统一
现代工业电气自动化的标志是具有标准化的统一接口。一个标准化的程序接口能很好地解决诸多实际应用问题,诸如数据与信息交流问题、系统兼容问题等。我们应结合现代计算机应用技术与网络发展技术,尽可能使各个环节程序接口标准统一,从而有力提高工作效率。在与企业的MES系统、ERP系统连接时,计算机技术的平台自动化可以帮助问题的解决。使用WindowsNT/2000作为操作系统,还能实现办公环境的标准化,计算机可以在电气化管理与系统平台之间建立接口。标准化的程序接口还保证了不同程序之间的通讯问题,是电气自动化未来发展的主要结构。
2、通用的网络结构
企业在发展过程中要保证企业的网络结构能够保证各个系统在运行的时候做到数据传输的畅通无阻,在企业运行过程中,要对现场设备进行控制,同时企业的管理系统也是要进行数据传输的,因此,企业管理层可以通常网络技术对现场设备的运行情况进行实时的监督。在进行企业网络规划的时候,在对现场设备通讯与办公室系统通讯的时候都要选择以太网来使用,这样能够更好的保证办公自动化环境得到更好的控制,同时也能将系统控制范围在一定程度上进行提升。网络在运行过程中要能够更好的对网络配置以及编程数据进行管理,同时也要实现通讯的集成功能。
3、开发统一应用系统平台
为了使电气自动化控制体系更好的发挥作用,促进工业生产有效进行,建立统一的、标准化的、开放、健康的应用平台是十分必要的。优秀的应用系统平台能够能够为工业电气自动化控制的各项操作提供支持,并为系统实际作用的发挥提供辅助作用。它能够降低系统使用消耗的费用,提高电气设备的综合利用效率,提升整个系统的服务效率。同时,该平台的建立还能够满足用户的个性化需求,有利于独立的系统目标实现。在实际运用中,根据工业生产的实际需要、客户目标进行代码运行,下载相应代码至硬件可编程逻辑控制器中即可。
四、工业自动化的发展趋势
电气自动化的发展对工业发展带来了很大的改变,使得工业生产过程中实现了能源的'节约,同时也在生产成本方面实现了降低,这样能够更好的保证工业生产中获得更多的经济效益与社会效益。发展电气自动化能够更好的发展我国的工业发展,同时也能使我国的工业发展过程中缩小与发达国家之间的差距。工业自动化在发展过程中逐渐出现了不同的发展趋势,主要分为分布式、开放化与信息化。分布式结构能够更好的实现各个职能模块在网络环境中实现独立的工作环境,同时也能更好的将存在的系统风险进行分散。系统结构的开放化能够实现系统在与外界网络进行连接,信息化能够使系统在进行信息处理的时候效果更好,同时也实现了网络自动化与管控一体化。工业电气自动化水平的提高,能够更好的促进我国工业获得更好的发展前景。
信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向,一方面是从管理层纵向的渗透,另一方面,信息技术横向扩展到自动化的设备、机器与系统中。信息技术已渗透到产品所有的层面,不仅包括控制器与仪表,而且包括传感器与执行器。标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,可为企业管理层所利用,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与准确的生产信息。微电子与微处理器的发展是信息技术革命的原动力。随着微电子与微处理器技术应用的广泛增加,原本定义明确的设备界线,相对应的软件结构、通讯能力及易于使用与统一的组态环境变得重要了。
结束语
电气自动化在发展的过程中经历了漫长的过程,从最初的设想到现在的逐渐走向成熟,它的发展与信息技术是密切相关的,同时与物理科学也有着很大的关系。电气自动化技术在发展的过程中要解决的问题也是非常多的,为了更好发展电气自动化技术,一定要不断的应用高新技术,这样才能更好的保证在工业生产中电气自动化技术得到更好的应用,为工业生产带来更大的便利
参考文献
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自动化专业的论文
自动化专业学生具有较扎实的自然科学基础,较好的人文社会科学基础和外语综合能力。下面是我为大家整理的关于自动化专业的论文,欢迎大家的阅读。
摘要
本文阐述了国内电气自动化专业的现状,并结合国外的一些新发展,对其发展状况进行了展望。
关键词
电气自动化专业 发展现状 趋势
1 电气自动化专业概述
电气自动化专业运用电力电子技术、微机控制技术和计算机网络技术来实现电气自动控制,以计算机技术实现程序控制,并且通过系统集成实现自动控制电力系统和运行维护功能。其明显特征是集成化、智能化和综合化、故障反映迅速自动化。
电气自动化专业范围较广,包括配电自动化、变电站自动化、馈线自动化。配电自动化包括配电系统所有硬件设施和控制流程,通过输电、配电和用电实现配电自动化流程。变电站自动化通过馈电自动化实现系统监控和管理。而馈电自动化方面,则是高度集成化,除了常规的遥测、遥信和遥控,包括自动重合闸、馈线故障监测、电能质量等监测,还集成了断路器监视功能,逐步发展成为智能化开关。
2 电气自动化专业发展史
伴随着电子技术和信息技术的飞速发展,电气自动化专业已经走出了工厂,并且在办公、交通等多个领域得到了广泛的应用。
(1)全控型电力电子开关时期。在上个世纪五十年代晶闸管出现,标志了运动控制新纪元的开始。继后出现了交流变频技术和全控制式器件GTR等,即电力电子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT这类复合型电力电子器件。而第四代器件则由功率集成电路PIC构成。
(2)电路低频向高频发展。随着电力电子器件的更新,变换器电路也随之改变。在普通晶闸管时期,整流控制主要由直流传动变换器完成。交流变频传动由交—直—交变频器完成。在第二代时期,PWM变换器得到广泛的应用。PWM技术可以提高工作效率,并且减少高次谐波对电网的影响,可以改善电动机低频转矩脉动问题。
(3)交流调速理论发展。德国学者F99Blasche提出了交流电机磁场定向远离市,并得到德国大学教授Depenbrock的继承和发展。教授D继F99Blasche提出了直接转矩控制思想,并将它推广到了弱磁调速范围。这一控制思想具有结构简单、思想新颖、信号处理物理概念明确的特点,属于高静动态性能的新型交流调速方法。
(4)通用变频时期。通用变频器是一种系列化、批量化和占市场量最大的中小功率变频器,经历了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高动态性能适量控制型的发展过程。
(5)单片机发展。由于占主导地位的MCS—51单片机的8位机功能简单,指令短小,后来就有了适合大批量生产的PIC系列单片机的推广和使用,其可靠性和保密性都非常高。
3 国内电气自动化专业现状
3。1 平台开放式发展
OPC技术的出现,Microsoft Windows平台的广泛应用和IEC61131的颁布,为电气技术的发展奠定了良好基础。基于PC技术的人机界面已经成为主流趋势,而基于PC技术的控制系统具有灵活和易于集成特点也正在被广泛的采纳和应用。
3。2 现场总线和分布式控制技术
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、双向传输分支结构的通讯总线。包括位于中央控制室内的计算机、监视控制软件和PLC的CPU以及位于现场的远程的I/O站、智能仪表、低压断路器和变频器等构成,中央控制室和现场通过一根串行电缆连接,并且将这些现场设备的大量信息采集传输到中央控制室。而信息化技术的发展必将导致基于网络集成自动化系统的基础信息系统的发展。
3。3 IT技术与电气自动化专业
市场需求的发展促进了电气自动化专业和IT技术平台的融合,信息技术对工业的影响主要分两个方面:一是纵向渗透管理层;二是横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。其中,信息技术纵向渗透能够帮助企业对当前生产数据进行实时的存取,提高管理数据处理系统工作效率。横向,信息技术已经渗透到了产品的所有层面,包含传感器和执行器,也包含控制器和仪表。
4 国外电气自动化专业发展新方向
法国ICC技术又称用户通信接口试验,能够实现实时读表、停电控制和远程管理功能,并且能够帮助广大用户群众实时了解电价,为用户实现用电优化管理提供了条件。优化用电是指用户根据实时电价制度,合理选着自己的用电设备和用电时间段,或者是在不同时间段用部分设备。
意大利开发了家庭用电智能助理,借助用户的电视机实现供电信息实时显示和控制,便于供电服务信息随时查询。这不仅便利了居民的生活,同时便于供、用双方互动,供方可以记住此平台向用户发布各类通知,并且帮助用方进行节能降耗方案建议,用方不仅可以得到实时的电价信息和供电服务,还可以从中节约用电,减少经济消耗。这种功能的实现还可以节能减耗,保护环境。
西班牙和法国共同研发的系统,可以帮助家庭优化电能应用和管理,它借助部分咨询配置机和用电能量管理系统实现对用户提供最优配置建议和削峰填谷功能。它可以根据不同用户的生活习惯和要求,为不同用户提供既优化经济又舒适满意的用电建议。
国外这些先进、人性化的设备代表了现代电气自动化专业实时性、自动化和管理功能发展的方向,这可以改进供电可靠性和电能质量,还可以对用户的.供电服务质量,在未来高科技社会中将有优越的经济性和良好的社会综合效益。
5 电气自动化专业发展趋势
未来电气自动化专业的发展趋势具有分布式、开放式和信息化三大特点。分布式是指能够确保网络中每个智能的模块都能够独立工作的网络结构,能够完成系统危险分散的功能;开放化是指系统具有与外界联通的接口,能够实现系统与外界网络系统的连接功能;信息化则是指系统信息具有综合处理能力,实现与网络技术相结合的网络自动化和管理控制一体化。
(1)系统监控综合化。现代电气设备逐步向通用化、模块化及系列化发展,能够实现组态灵活特点。由于计算机技术的所有功能都能够通过屏幕软件按钮直接完成,系统监控的综合化得到很大提高。采用综合化监控,能够完成双重或者多重的冗余,可以为系统改善和可靠性提高做出贡献。
(2)系统网络化。为了提高系统的可靠性,控制网络大多采用冗余结构,能够完成数字化和高效自动化代替繁琐复杂的人工操作,大大提高了工作效率,减轻了工作人员的工作量,改善了工作人员的工作环境。同时,高度自动化还能够减少频繁操作,减少误操作率,进一步提高系统可靠性。
(3)系统人性化。伴随交互式网络发展,供用双方信息互动更为方便。通过人性化、自动化的电气自动装置,供方能够实时了解用方信息,为用方提供更加实用、经济、安全的用电建议,也可以更多的掌握用户用电信息,为系统的稳定可靠运行提供数据。用方可以借助高科技的技术,更加详细的了解自己的用电情况,结合供方信息,改善个人生活舒适度,提高生活经济性。
6 结语
电气自动化专业技术虽然已经广泛应用,并深入到国民经济各个领域,但它仍然在不断革新和发展。在市场竞争越来越激烈的形势下,为了在经济上取得利益,我们必须积极吸取先进的经验和技术,为实现自主研发创造条件。
自动化论文范文
自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。下面,我为大家分享自动化论文,希望对大家有所帮助!
伴随科学技术的不断发展生产方式由传统制造逐渐迈向机械制造,机械化的生产带动了制造行业的蓬勃发展、为了提升机械制造行业的市场竞争力与适应力,要大力发展与普及机械工程,将自动化技术引入到机械工程自动化生产中,以自动化技术为机械工程行业的核心技术,全面发展机械工程自动化技术,推进机械工程在社会各行各业的应用。
1 机械工程自动化技术发展的现状
近几年,因为社会经济与科学技术的迅速发展,带动了机械工程自动化的发展,让机械工程自动化技术在社会的生产活动中占据了一席之地,推动了机械制造行业飞跃性的发展。但由于我国目前仍然处于社会主义初级阶段,粗放型的经济生产模式正处于转型阶段,直接或间接的影响了机械工程自动化技术发展的现状。
与其它发达国家机械工程自动化技术具有的智能化、集成化以及柔性化的特点相比,我国机械工程自动化技术发展仅仅处于单子自动化以及刚性自动化的发展现状,想要突破目前的现状,还需要对目前机械工程自动化技术存在的问题进行深入的.探究,务求有效的解决措施,积极推动机械工程自动化技术的优化发展。
2 机械工程自动化技术存在的问题
经济与科技的同步发展,促进制造行业的迅速增长,国家政策与经济科技的支持,机械工程自动化技术的引进与发展在社会的生产制造加工等行业中都收获了骄人的成绩,也让机械工程自动化技术真正的走进人们的视野。
作为现代科学技术发展水平的代表,自动化技术在我国机械工程行业发挥着举足轻重的作用,机械工程自动化技术的发展让传统制造行业、加工生产行业有了飞跃性的进步,实现了社会生产加工制造行业的自动化连续生产目标,对于机械工程自动化技术给社会生产劳动带来的促进作用无可置疑,但其在技术工艺水平、机械工程自动化技术设计以及运用等方面存在的问题也不可忽视。目前我国机械工程自动化技术的应用与发展中存在以下几点问题。
(1)机械工程自动化技术方面的人才相对匮乏,相关技术发展不够完善,导致机械工程自动化技术的应用与普及出现领域局限性问题。例如对 PLC 技术的认识与研发不够成熟,导致 PLC 技术无法在机械工程中发挥其最大作用力[1].
(2)机械工程自动化技术的设计研发未能做到与时俱进,故此机械工程自动化技术的应用设计水平与社会生产的适用性衔接上还具有加大的提升空间。相对而言,在发达国家 PLC 已经开始广泛应用在机械、化工、电力以及冶金等领域,成为自动化控制的重要支柱之一,但由于我国机械工程自动化技术研发的落后,致使 PLC 技术无法在国内的机械工程行业中得到展现[2].
(3)机械工程自动化技术工艺还处于单一的数控精细化加工的初级水平,未能进一步的掌握复合加工的机械工程自动化技术工艺。
3 优化机械工程自动化技术的具体措施
机械中自动化是指使用更加快速的方法对原材料进行加工,在机械工程中引入自动化技术不仅加快了原材料在机械生产加工过程中的流动速度,还能有效的提高机械化劳动生产的效率,优化传统的生产模式,促进社会机械工程自动化技术的应用。
为了全面提升本国机械工程自动化的发展,提高本国制造加工等工业发展水平,促进国民经济的增长,对于目前机械工程自动化技术中存在的问题,进行针对性研究,提出以下几点优化机械工程自动化技术的具体措施。
(1)优化机械工程自动化技术人才培养,提升相关技术管理人员的自身专业素质。机械工程自动化技术改进与发展的关键核心在于人才的发掘与培养,善于与机械工程自动化技术发展较高水平的地域性组织与国家学习交流,不断进行科研探究,从根本改善技术工艺落后难与社会实际生产应用接轨等问题。
(2)明确机械工程自动化技术的发展趋势,对机械工程自动化技术制定合理有效的使用机制。
结合国情,以"科技是第一生产力"为指导,明确机械制造加工生产行业是国家的基础性工业,加强机械工程自动化的优化改造研究,遵循节能减排的环保目标,借鉴国外先进技术,坚定不移地走自主研发路线,让机械工程自动化技术的发展迈向科学、环保以及低成本的发展趋势[3].
4 结语
机械工程行业未来的发展趋势将朝着开放化,分布式,信息化的方向发展,为机械工程自动化技术各方面的完善提出了更高的要求,促进了自动化技术在我国机械工程行业中的应用,让机械工程自动化技术在社会生产生活中的应用更加普及,有助于机械工程自动化技术问题的研究,及时准确地找出机械工程行业生产加工过程中存在的不足与问题,优化机械工程自动化技术的应用。
参考文献
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[3] 孙建亮,吕顽凯.机械工程自动化技术存在的问题及措施 [J].信息系统工程,2013(05).
我国工业企业,未来的十年将面临着市场和能源;清洁生产和环境保护;高效和规范;负责和协调的挑战。节能、环保、安全、高效是每一个企业必须要面对的课题,而自动化技术和这四大目标又是紧密相连,本文将就当今自动化领域内的最新发展趋势做一简述,以便为我国工业发展,搭建更为广阔的交流和沟通的平台。
一、信息技术推动自动化
以信息技术改造冶金行业,以信息化推进自动化,自动化再促使节能、环保、安全、高效四大目标的实现,已成为业界的共识。在当今自动化领域内,从工艺现场层到工厂(集团)管理层可经由以太网,基本实现信息的畅通无缝流通,所谓的“现代集成生产工艺”是将信息技术、网络技术和现代新工艺相结合,并应用于企业产品生命周期的各个阶段,通过信息的无缝集成、过程优化和资源优化,实现物流、信息流、价值流的集成,以缩短企业新产品的开发周期(T)、提高质量(Q)、降低成本(C)、改进服务(S)和改善环境(E),从而提升企业的市场的应变能力和竞争能力,与此想适应开发出一系列管理层软件,如ERP、MRP、MIS、PES等,并越来越显示其巨大的经济效益。
国内一些大冶金集团在当前竞争不断加剧的压力下,也紧跟这股信息化的潮流,推进自动化的发展,如国内某冶金集团近几年来,在新建的冶金生产线做自动化控制系统配置时,在现场级和过程控制级(PCS)的上端,还增加了制造执行系统(MES )层,并正在策划和运作ERP,即企业资源规划和管理层,它包括有生产管理系统、质量控制系统、采购管理系统、仓库管理系统、销售子系统、设备管理系统、财务管理系统、办公自动化管理系统和综合管理子系统等。
现今计算机技术、网络技术和先进的控制技术相结合,已不再停留在理论和实验阶段。如模型预测、神经元和神经网络、模糊控制、多变量控制、自适应和自寻优等先进控制算法已进入实践并用于DCS、PLC等控制器中,而且这种趋势在加快。IT技术与自动化结合另一热点是公共数据库、局域网、互联网、无线技术等渗透控制系统使控制系统扁平化,实现了跨平台,跨地区的控制。西门子公司全集成自动化TIA的自动化新理念,Schneider公司推出的“协同自动化Collaborate Automation”,“透明就绪Transparent Ready”,“Unity 自动化平台”新概念;以及Rockwell提出的全集成的EtherNet/IP等,这些自动化新理念使得自动化控制系统更完整,也更完美。