摘 要：工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是分布式、開放化和信息化。分布式的結(jié)構(gòu)是一種能確保網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)智能的模塊能夠獨(dú)立的工作的網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到系統(tǒng)危險(xiǎn)分散的概念，開放化則是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有與外界的借口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界網(wǎng)絡(luò)的連接;信息化則是使系統(tǒng)信息能夠進(jìn)行綜合處理能力，與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和管控一體化。

關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣;自動(dòng)化;發(fā)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、自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展策略

(一)通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于一個(gè)成功的自礬化系統(tǒng)來說非常重要。整個(gè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)保證現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備、計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊暢通無阻。企業(yè)管理層可通過lntemet/Intranet對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督。在進(jìn)行系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，無論選擇與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊的現(xiàn)場(chǎng)總線還是與上級(jí)計(jì)算機(jī)或辦公系統(tǒng)通訊的以太網(wǎng)，所選擇的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品必須能夠保證從辦公自動(dòng)化環(huán)境到控制級(jí)直至元件級(jí)的整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)的通訊。而且，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中貫穿著集成的網(wǎng)絡(luò)配置和編程、集成的數(shù)據(jù)管理以及集成的通訊等功能，即所謂的全集成自動(dòng)化技術(shù)。

(二)標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口

成功的自動(dòng)化系統(tǒng)的另一個(gè)重要因素在于標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口。基于Microsoft的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，如Windows2000、OPC、ActiveX和WindowsCE，減少了工程時(shí)間和費(fèi)用，方便了自動(dòng)化系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換與共享。在與企業(yè)的MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)連接時(shí)，基于Pc平臺(tái)的自動(dòng)化解決方案意義非同尋常。使用Windows2000作為操作系統(tǒng)，使用TCP/IP作為辦公環(huán)境的通訊標(biāo)準(zhǔn)，PC可以在自動(dòng)控制和管理平臺(tái)之間建立一種最好的接口。標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口還保證了不同廠家的軟硬件產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交換，不需擔(dān)心它們之間的通訊問題。

(三)采用統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)

統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)應(yīng)當(dāng)可以支持一個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目周期中的設(shè)計(jì)、實(shí)施和測(cè)試、調(diào)試和開機(jī)、運(yùn)行及維護(hù)等各個(gè)階段和環(huán)節(jié)。這樣可以大大降低從設(shè)計(jì)到完成的時(shí)間和費(fèi)用。統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)還應(yīng)滿足用戶另一個(gè)重要需求即開發(fā)平臺(tái)獨(dú)立于最終的運(yùn)行平臺(tái)。根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)和最終用戶的需求決定將統(tǒng)一的運(yùn)行代碼下載到硬件PLC、基于WindowsNT的軟件PLC、嵌入式NT系統(tǒng)還是基于WindowsCE的控制系統(tǒng)中。在這方面，基于PC的自動(dòng)化產(chǎn)品滿足了以上要求。

二、Windows正成為事實(shí)上的工控標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)

微軟的技術(shù)如WindowsNT、Wind0WSCE和IntemetExplore已經(jīng)正在成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)、語言和規(guī)范。PC和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在商業(yè)和企業(yè)管理中得到普及。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，基于PC的人機(jī)界面已經(jīng)成為主流，基于PC的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點(diǎn)正在被更多的用戶所采納。在控制層采用Windows作為操作系統(tǒng)平臺(tái)的好處就是其易于使用和維護(hù)以及與辦公平臺(tái)簡(jiǎn)單的集成。

三、平臺(tái)開放式發(fā)展

OPC(OLEforProcessContro1)技術(shù)的出現(xiàn)，IEC6l13l的頒布，以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得未來的電氣技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。

IEC6l13l標(biāo)準(zhǔn)使得編程接口標(biāo)準(zhǔn)化。目前，世界上有200多家PLC廠商，近400種PLC產(chǎn)品，不同產(chǎn)品的編程語言和表達(dá)方式各不相同，IEC6l13l使得各控制系統(tǒng)廠商的產(chǎn)品的編程接口標(biāo)準(zhǔn)化。IEC6l13l同時(shí)定義了它們的語法和語義。這就意味著不會(huì)有其他的非標(biāo)準(zhǔn)的方言。IEC61l3l已成為了一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。結(jié)構(gòu)化的編程方式使得程序更易管理，也提高了代碼的使用效率，縮短了程序編程的周期。

Windows正成為事實(shí)上的工控標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。微軟的技術(shù)如WindowsNT、WindowCE和InternetExplore已經(jīng)正在成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)、語言和規(guī)范。PC和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在商業(yè)和企業(yè)管理中得到普及。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，基于PC的人機(jī)界面已經(jīng)成為主流，基于PC的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點(diǎn)正在被更多的用戶所采納。在控制層采用Windows作為操作系統(tǒng)平臺(tái)的好處就是其易于使用和維護(hù)以及與辦公平臺(tái)簡(jiǎn)單的集成。

四、IT技術(shù)與電氣工業(yè)自動(dòng)化

PC、客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融合，電子商務(wù)的普及將加速著這一過程。信息技術(shù)對(duì)工業(yè)世界的滲透來自于兩個(gè)獨(dú)立的方向：一是從管理層縱向的滲透。企業(yè)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)要對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的存取;另一方面，信息技術(shù)橫向擴(kuò)展到自動(dòng)化的設(shè)備、機(jī)器和系統(tǒng)中。信息技術(shù)己滲透到產(chǎn)品所有的層面，不僅包括傳感器和執(zhí)行器，而且包括控制器和儀表。Intemet/Intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控，在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對(duì)未來的自動(dòng)化產(chǎn)品，如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。信息技術(shù)革命的原動(dòng)力是微電子和微處理器的發(fā)展。隨著微電子和微處理器技術(shù)應(yīng)用的增加，原本定義明確的設(shè)備界線，如PLC、控制設(shè)備和控制系統(tǒng)變的模糊了。相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。

五、現(xiàn)場(chǎng)總線和分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線(Profibus、FF、Interbus等)是一種串行的連接智能設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸?shù)姆种ЫY(jié)構(gòu)的通訊總線。它通過一根串行電纜將位于中央控制室內(nèi)的工業(yè)計(jì)算機(jī)、監(jiān)視/控制軟件和PLC的CPU與位于現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程I/O站、變頻器、智能儀表、馬達(dá)啟動(dòng)器、低壓斷路器等連接起來，并將這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的大量信息采集到中央控制器上來。分布式控制意味著PLC、I/O模塊和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過總線連接起來，將輸入/輸出模塊轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)器和執(zhí)行器。

六、2RS485通信技術(shù)構(gòu)成與原理

硬件部分：各電控盤之間選用帶有RS485通信模塊(專用的調(diào)制解調(diào)器，如：FX一485一BD模塊)的PLC，如：三菱公司最近生產(chǎn)的FX系列可編程序控制器就帶有RS485通信模塊;各電控盤之間只用專用的三芯屏蔽電纜線進(jìn)行連接，注意：其中一根電纜芯線接SDA端子，另一根電纜芯線接SDB端子，電氣控制線屏蔽層和SG端子連接后再與接地極相連，但電氣控制線屏蔽層和SG端子另一端懸空，不與接地極相連，否則，會(huì)出現(xiàn)通信錯(cuò)誤。

軟件部分：先用編程器設(shè)置主站和從站及數(shù)目，后設(shè)置其通信模式.從而取得各個(gè)站點(diǎn)均可資源共享的公共數(shù)據(jù)通信通道。

工作原理：由于各站點(diǎn)均帶有專用的通信模塊，各站點(diǎn)先把其它站點(diǎn)所要用的位設(shè)備(M)和字設(shè)備(D)存儲(chǔ)到所規(guī)定的公共通道中，其它站點(diǎn)要用的數(shù)據(jù)通過三芯屏蔽電纜線于公共通道中取出即可用作所需的電氣控制，也可把這些取出的位設(shè)備和字設(shè)備經(jīng)計(jì)算、比較或運(yùn)算后參與所需的電氣控制。

七、結(jié)束語

傳統(tǒng)的工業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，各種電控盤之間的電氣控制大都采用電氣連接線(被稱作是硬件)進(jìn)行連接，這種連接線在使用中維護(hù)量大，可靠性差，尤其是當(dāng)線路復(fù)雜、控制線路距離長(zhǎng)時(shí)，無論是安裝還是調(diào)試都顯得非常的麻煩;在現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)過程中，由于控制線路繁多復(fù)雜出現(xiàn)短路、開路等事故率也大得多，這給就維護(hù)人員帶來了諸多的不便，在實(shí)際檢修過程中，維護(hù)人員也往往因查線難度大而大傷腦筋.經(jīng)常又因檢修不及時(shí)而影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，為了達(dá)到電氣控制的目的，在安裝時(shí)需要消耗大量的電氣連接線，因此，電氣線材消耗嚴(yán)重。企業(yè)若想開創(chuàng)起工業(yè)自動(dòng)化的新局面，在保持產(chǎn)品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，我們中國(guó)的企業(yè)還需要在原有的基礎(chǔ)上，繼續(xù)尋找一條更為健康，更適合自己的發(fā)展道路。因?yàn)楣�業(yè)自動(dòng)化企業(yè)，惟有不停地吸收著高技術(shù)的新營(yíng)養(yǎng)，方可為開創(chuàng)工業(yè)自動(dòng)化的新局面添加全新的動(dòng)力。

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