河南省春秋建设工程有限公司
摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,环境资源与社会发展之间的矛盾日益突出,为实现资源能源的高效利用,使有效的资源发挥尽可能多的效用,同时确保企业实现可持续发展,寻找有效途径,以转变企业经济增长方式,促进传统企业的发展模式向资源节约型转变迫在眉睫。在“绿色工业革命”的大背景下,发展新能源成为目前我国经济建设的重要目标,也是目前我国工业发展的首要任务,具体来说,新能源包括低碳产品、技术、能源开发利用等内容,其核心在于节能减排。而自动化技术作为推动各行业实现节能减排这一目标的关键武器,加强对电气自动化的研究,以充分发挥电气自动化在促进智能电网、能源市场、智能建筑等领域向新能源发展模式转型中的作用,对于我国早日迎来新能源时代意义重大。
关键词:新能源背景;电气自动化;结构调整
1.电气自动化发展现状
电气自动化是电气信息领域的一门新兴学科,它用于产品的操作、控制和监视中,使得工业操作能够在无人或少人直接参与的情况下按预定的计划或程序自动地进行。电气自动化和人们的日常生活以及工业生产有着密切联系,它在提高工作效率、运行成本、劳动生产率以及改善劳动条件等方面起着重要的作用,自从有了工业电气自动化以来,不仅增强了人类认识世界和改造世界的能力,提高了生产力,进入了大工业时期,而且使得人们从繁重的体力劳动和重复的脑力劳动以及复杂恶劣的工作环境中解脱出来,使得人们能够更好的投入到知识创新和技术创新当中去。在现阶段它已经发展到了相当成熟的阶段,人们已经享受到了它的科技果实。工业电气自动化不仅已经成为高新科技产业的重要组成部分,而且广泛应用于工、农、国防等诸多的领域,在国民经济中的作用越来越明显。
到了20世纪50年代,“自动化”这个新名词才被人们所认识到,自动化在电力、电机等产品上的应用产生了电气自动化这一词。继电器和接触器的发明及应用电气自动化的发展变革中起到了至关重要的作用,使得机器可以按照人的意志和设定来完成事先安排好的判断和逻辑功能。20世纪60年代,电气自动化技术的发展发生了质的飞跃,现代控制理论的发展和计算机的进步,伴随着自动控制与信息处理结合起来,自动化进入了最优管理控制的综合阶段,进入了20世纪70年代,机械电子技术、微电子技术伴随信息时代的到来发展得更加迅猛,信息技术在电气自动化的发展中作用也渐渐的凸显出来了。电气自动化技术是与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科。推动了电气自动化的进一步发展,进而促进了自动化的理论、手段、方法等方面革新,产生了规模系统控制和复杂智能系统控制,20世纪80年代以来,电气自动化发展更加成熟和迅猛,工业电气自动化不仅已经成为高新科技产业的重要组成部分,而且广泛应用于工、农、国防等诸多的领域,在国民经济中的作用越来越明显。
2.新能源背景下电气自动化专业结构调整方略
新能源的核心在于能源资源的高效利用、新型清洁的能源的开发、技能减排技术的研发以及企业产业结构与制度的创新;此外,发展新能源的目的在于转变国民经济增长方式和增长途径,进而根本上实现人类的可持续发展。在新能源这一时代背景之下,我国电气自动化的主要发展方向如下:
2.1平台开放式发展
电气自动化朝向平台开放式方向发展的具体表现包括编程接口标准化和Windows平台的应用。其中IEC61131(可编程逻辑控制器)标准的制定实现了编程接口的标准化。IEC61131标准规定了文本化与图形化编程语言两类编程语言,具体包括梯形图、功能块图、顺序功能图、指令表和结构化文本。其中,梯形图主要用来描叙功能、程序组织单元的行为及顺序功能图的行为与转移;顺序功能流程图具有描述控制程序顺序行为的特征,其可由顶至底地辅助开发复杂的操作或过程,且其允许逐层将复杂的问题分解为较小步和及可详细分析的顺序;功能图块主要用来描述程序、功能和功能块的行为及描述步、转变和动作的行为,其通常用矩形块来表示,且在功能块的左、右侧分别设有一个或多个输入端、输出端,并将功能块的类型名称写入块中,注意将功能块实例的名称写在块的上部及将其输入/出名称写在块内输入/出点对应的位置上;指令表语言主要用来描述程序、功能和功能块的行为及动作、转变的行为,这是一种与汇编语言类似的低级语言;结构化文本主要用来描述程序、功能和功能块的行为及步、转移和动作的行为,这是一种高级的文本语言,其同时也是一个专为工业控制而开发的编程语言,因此非常适用于复杂的算术计算中。总之,编程接口标准化的实现统一了不同产品的表达方式和编程语言,从而实现了高效利用代码、高效管理程序及编程周期最短的目的。例如,Blockly便是一种运行于网页上的图形化编程语言,用户无需编写任何的代码,即采用拖拽拼图的形式便可完成应用程序的开发,详见图1。
2.2IT技术
在新能源发展的大环境以及电子商务范围不断扩大的当下,IT技术与电气自动化日渐走向融合,掀起了新一轮的电气自动化革命。IT技术对电气自动化的影响,从纵向上来看,电气自动化开始从管理层逐步渗透到工业领域之中,为更好的应对这一变化,企业内部应当创新数据存取技术,实现业务数据的实时存取;从横向上来看,电气自动化范围逐步扩展至自动化系统、机器以及设备,如今信息技术已广泛渗入到电气自动化的仪表、控制器、传感器之中。此外,随着微电子、微处理器不断进步和发展,设备界线的定义日益模糊,信息技术革命不可避免,因此,提高设备通讯能力、软件结构、组态环境变得十分重要。
2.3现场总线与分布式控制系统
传统上,制造工厂在布线时,采取的多是先集中电源模块CPU数字量以及模拟量的输入、输出模块至同一个控制器上,再在控制电缆的辅助下,将信号接至PLC中并输出信号至终端设备的方式。值得指出的是,这一布线方式下,系统灵活度相对较低,当设备或扩展系统改变时,其低柔性度、高成本、巨大工作量等缺点便会逐一暴露。而现场总线的布线方式,通过控制器数字通讯、工厂测量,不仅解决了传统布线方式灵活性较差的问题,同时实现了布线的可靠性、高性能以及配线共享的目的。
3.结语
在新能源的背景下,无论是安全生产或是环境保护、资源节约,都与自动化技术之间产生了千丝万缕的关系。新能源倡导节能减排,而自动化技术便是推动各行各业实现节能减排目标的有效手段。电气自动化集电子化、电气化、机械化和信息化技术为一体,目前在减少污染、降耗节能和提效增产的高科技经济中发挥了重要的作用。因此,低碳工业定将重化工业取而代之并引领我国工业战略未来的发展方向。总之,新能源是实现全球经济可持续发展的必经之路,其中节能减排是新能源发展的重点,电机节能是核心,因此变频调速技术的应用势不可挡。据统计数据显示,我国交流电动机消耗的电量超过60%,而变频器可实现20-30%的节电率,但我国变频器的配置率却不到10%。可见,变频节能在我国拥有巨大的发展空间。另外,电气自动化是利用环保技术、节能照明技术、信息网络技术、计算机技术、制造技术和集成系统来实现污染零排放和增产降耗得目的,进而实现优化工业生产过程和实现社会经济的开持续发展。因此,在工业化与信息化不断交融及现代化技术的优化升级中,若要实现新能源背景下的发展要求,电气自动化的发展也应做到与时俱进。总之,从新能源背景下探究电气自动化的发展是实现整个行业可持续发展的必然选择,理应加以重视。
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论文作者:周洪涛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/10
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