摘要：电气自动化技术在我国发展十分迅速，在近些年，工业领域拓展了电气自动化的应用范围，先进的电气自动化工控系统在工业生产中应用越来越多，本文从工业电气自动化控制系统的现状与问题入手进行分析，对该技术系统的未来发展进行了展望。
关键词：电气自动化；工控系统；应用；发展
引言
工业电气自动化控制系统在我国工业发展中起到了极大的助推作用，自动化控制使得工业生产的效率更高，且工业生产的人工操作难度系数大大下降，可以说电气自动化工控系统的应用与发展同我国工业领域的发展息息相关。
1我国工业电气自动化的现状
1.1工业电气自动化在我国的应用现状
毋庸置疑的是，中国已跃居全球第一大电子制造基地。在新的发展机遇下，技术突飞猛进，运营成本压力尤其是劳务成本的扩张，是企业面临的一大挑战，这也使得工业电气自动化解决方案在电子产业链中的地位与日俱增。同时，中国正处于新一轮经济转型期，产业结构优化、经济发展模式转变、工业增长转向技术密集型，工业化和信息化高度融合，新兴产业如雨后春笋般成长，传统产业仍保持旺盛活力。随着“MadeinChina”走向全球，前所未有的激烈市场竞争迫使企业要尽快提高技术水平，这也推进了工业电气自动化技术在中国的深入发展。我国的电气自动化发展模式仍以引进消化吸收再创新为主，在购入成套设备的基础上，进行二次开发改进。我国工控计算机系统行业已日趋成熟，工业自动化技术正朝着智能化、集成化、网络信息化大步迈进。
1.2我国工业自动化存在的问题
（1）工业自主创新能力一般，自主知识产权分量不够。我国自主研发的高端工业自动化产品极少，在市场上属于弱势地位，市场占有率很低。尤其是关键零部件制造，例如专用控制单元，几乎完全依赖进口。
（2）自动化产品性能和稳定性与发达国家相比差距明显，不适用于大型精细化工程。无论是稳定性、可靠性和适应性，还是智能性和数字化程度，都凸显出各种短板，这导致在重大工程装备上，我国的自动化产品几乎没有用武之地。
（3）控制系统呈现“中间大，两头小”的局面。国产自动化系统中的主控部分，研发力量雄厚，有强有力的资金支持，也取得了丰硕的研究成果。但是，控制系统的两端，变送器和执行器，长期以来未得到足够重视，产品质量一般，我国自行研发的智能变送器市场占有率只有国外的十分之一，智能执行器几乎没占有率。高质量产品具备微型化、数字智能化、集成控制化等特色，并向着高精度、高稳定性、远程监控一体化、低功耗的方向发展。我国的执行器和变送器距离此目标还有非常巨大的差距。
2工业控制计算机发展策略与前景展望
工控计算机应用范围迅速拓展，以往的工控机多用于过程控制，例如电力、煤炭、化工、石油加工的连续化和工艺流程化自动控制；制造自动化，机械设计加工、电子器件生产、汽车工业等离散加工；单机智能化，例如CNC数控机床、传感器、步进电机、数字化家用电器、高端医用器械等。今后，工控机将会在更多领域大放异彩，包括环保节能、道路交通、自动化楼宇、农业生产等。
2.1集散控制系统
以现场总线为基础的FCS发展迅速，并且已经在很多方面代替了DCS，但FCS系统架构相对麻烦，标准统一、仪表自动化等工作量繁重。传统控制系统的维护改造仍旧离不开DCS，FCS想要完全取代DCS尚需时日。纵观当今的工控计算机应用，仍以分散对象、大规模系统、连续生产过程为主，基于分散控制模型的分布式系统结构还处于发展期。得益于集成技术进步和开放结构革新，大型分散控制系统市场份额逐年增加。目前DCS年销售额逾百亿元。主要DCS厂商有：YOKOGAWA、山武霍纳威尔、AB、EuRo、Westing、西屋电子等。DCS是工控机中受计算机技术影响最大的一种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆今后的发展趋势主要包含以下几点：
（1）向综合方向不断挺进。标准化数据通信链路和计算网络的普及，将各种回路调节器、可编程控制器、工业PC、NC等连为一体，构成一个大系统，满足工厂各类复杂需求，开放程度日益提高。
（2）向智能化方向发展。数据库技术、存储技术的发展，也别是专家诊断技术和知识库的应用，建立了诸如自学习控制、远程状态监测和故障诊断、自行寻优等多种先进模式，促进了DCS在各级的实现。类似于FF现场总线，智能输入输出设备的PID控制、智能变送器和执行器、多功能人机接口、可编程控制器逐渐崭露头角。
2.2数控装置
为了适应CAM、CIMS、FMC的发展，大规模集成电路在数控装置中得到广泛应用，改善了数控装置功能，提高了设备运行效率，也增强了机组柔性。
（1）PC化：随着大规模集成制造技术的进步，PC硬件在功能增强的基础上体积反而越来越小，CPU运行速度逐渐加快，存储量也呈几何倍增长。PC机的量产化，压低了成本，提高了可靠性。PC机开放性好，在Windows平台上，更多技术人员可以进行二次技术开发，极大丰富了PC机软件。PC机功能日益增强，各类CAD/CAM软件层出不穷，诸如UG、Pro/E、AutoCAD等软件已在工业领域得到了重要应用、PC机成为开发CNC系统的重要元素。
（2）交流伺服化
交流伺服系统的精度高、稳态性能优良，恒功率范围已经做到1:4，调速范围可达到1:2000，已经可以与直流伺服相媲美，而且交流伺服系统体积小、成本低，应用难度比直流系统要小得多。
（3）高功能数控系统综合性能日益增强。为适应FMS、无人工厂的发展需求，并早日实现与机器人、自动化车辆、智能诊断系统的对接；发展管控一体化集成系统，已成为国际数控系统的大势所趋。
（4）便捷化。简化人机接口，采用更为易读的编程语言，操作面板使用贴近感性思维的符号键，尽量实现对话方式等，已经得到了设计方的重视，人机交互性也是衡量工控系统性能的一个重要方面。
2.3 PLC
目前，PLC厂家在全球范围内约有两百多家，逾四百个品种。在汽车加工、粮食加工、化工制药、矿山冶炼中都有大量应用。其主要发展趋势为：
（1）加大模拟量处理灵活度，高速、多功能、大容量，与DCS形成竞争格局。
（2）PLC实现网络通信是重要发展方向，目前已经实现了网络以太化。网络通信技术能够将PLC的优势扩展到更为广阔的范围。
（3）编程语言丰富。梯形图、顺序功能图、功能块图、结构文本、指令表是常用的五种PLC编程语言，这其中尤以梯形图使用最广泛。为适应不同地区国家的使用习惯，同一个PLC程序可以借用多种编程语言。
结束语
总之，为了我国工业的发展，电气自动化控制技术也在不断根据工业生产的需要进行改良与突破，未来电气自动化工控系统将以更加科技化、高效化的状态推动工业发展。
参考文献
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论文作者:石银柱,王宇飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
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