電子信息技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

曹靜雅

（山東省聊城市第一中學(xué)，聊城 252000）

1 引言

當(dāng)前，在電子信息技術(shù)發(fā)展的大背景下，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)一步提高對(duì)勞動(dòng)力的解放提出了新的要求。自20世紀(jì)70年代以來，自動(dòng)化不斷向更復(fù)雜，更高級(jí)的方向發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到軍事，生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。自動(dòng)化系統(tǒng)的廣泛使用在很大程度上減輕了人繁重的體力勞動(dòng)，取代或輔助部分人力生產(chǎn)活動(dòng)，將人從部分環(huán)境惡劣、安全性低的工作中解放出來，提高了人類的生產(chǎn)、生活能力。電子信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，則提高了自動(dòng)化系統(tǒng)的信息化、機(jī)械化水平，使自動(dòng)化系統(tǒng)更好地滿足人民生活和生產(chǎn)發(fā)展的需要。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新技術(shù)革命關(guān)鍵時(shí)期，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及與電子信息技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用，在提高社會(huì)生產(chǎn)效率、解放社會(huì)生產(chǎn)力、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展和提高我國(guó)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力方面發(fā)揮著不可替代的作用，在當(dāng)代背景下，二者相互促進(jìn)與更深一步的發(fā)展顯得尤為重要。因此，本文就電子信息技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用做出研究與分析。

2 電子信息技術(shù)與自動(dòng)化系統(tǒng)

電子信息工程技術(shù)（Electronic and Information Engineering Technology）是一門應(yīng)用計(jì)算機(jī)及集成電路等現(xiàn)代化技術(shù)手段進(jìn)行信息控制以及處理的學(xué)科。現(xiàn)代的電子信息工程技術(shù)則已經(jīng)達(dá)到能夠?qū)Ω鞣N各樣的信息進(jìn)行高效處理和有效控制的水平，與此同時(shí)，應(yīng)用于各種設(shè)備中的信息技術(shù)也屬于當(dāng)代電子信息工程技術(shù)的范圍，在實(shí)際應(yīng)用中與其他的機(jī)電設(shè)備、信息平臺(tái)等先進(jìn)技術(shù)出現(xiàn)交叉融合已經(jīng)成為了電子信息技術(shù)發(fā)展又一鮮明特征和重大發(fā)展趨勢(shì)。目前，電子信息技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。

在自動(dòng)化概念的早期階段，自動(dòng)化的目的是以機(jī)械的動(dòng)作代替手工操作，自動(dòng)完成特定工作。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，自動(dòng)化的概念已拓展為憑借機(jī)器（包括計(jì)算機(jī)）減少人的體力勞動(dòng)或者輔助部分腦力勞動(dòng)，來完成某項(xiàng)作業(yè)?，F(xiàn)代生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出越來越高的要求，同時(shí)也為自動(dòng)化技術(shù)的革新提供了必要條件。目前，許多自動(dòng)化系統(tǒng)已形成一個(gè)有機(jī)體系，如電力自動(dòng)化、機(jī)械制造自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化和家庭自動(dòng)化等。自動(dòng)化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用不僅在很大程度上代替了人類繁重的體力勞動(dòng)使人們擺脫了惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境，而且還提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減少了工作過程中的失誤，增強(qiáng)了人類認(rèn)識(shí)和改造世界的能力。

在當(dāng)前的信息化和工業(yè)化時(shí)代，隨著自動(dòng)化技術(shù)的深入發(fā)展，二者的聯(lián)系也更加密切，電子信息工程的進(jìn)步極大地推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。在自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、軍事等方面的同時(shí)，電子信息技術(shù)也進(jìn)一步發(fā)展以適應(yīng)自動(dòng)化所提出的新要求。如計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息采集技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的應(yīng)用，統(tǒng)進(jìn)一步完善自動(dòng)化系統(tǒng)，還將自動(dòng)化技術(shù)帶入了生產(chǎn)過程的最優(yōu)控制與管理的集成自動(dòng)化階段。而就自動(dòng)化對(duì)于電子信息工程技術(shù)的作用來說，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到電子信息工程之中，可以將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)科學(xué)和機(jī)械制造技術(shù)融合到一起，把變革信息等推廣到一種電子信息工程設(shè)計(jì)的智能化水平上來。從這個(gè)角度來看，電子信息技術(shù)和自動(dòng)化是相輔相成，相互促進(jìn)的。

3 結(jié)合電子信息技術(shù)與自動(dòng)化系統(tǒng)

3.1 電力自動(dòng)化系統(tǒng)

電力系統(tǒng)主要通過發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)將自然界中的一次能源轉(zhuǎn)化為電能等二次能源，再通過變電器，變壓器，電網(wǎng)等裝置將產(chǎn)生的電能輸送至用戶。在電能產(chǎn)生和輸送的過程中，為了提高整個(gè)過程的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，就必須配有一些系統(tǒng)的信息和控制裝置。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)包括檢測(cè)設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置以及監(jiān)控自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，這些設(shè)備和裝置在各個(gè)階段和步驟中測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度電能的生產(chǎn)力，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)程度的最大化。而這些電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)是組成電力自動(dòng)化系統(tǒng)主要技術(shù)的核心部分。

3.1.1 發(fā)電控制的自動(dòng)化

目前，DCS系統(tǒng)Distributed Control System和AGC（Automatic Generation Control）是發(fā)電控制自動(dòng)化主要應(yīng)用的技術(shù)。集散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DCS，是以微處理器為基礎(chǔ)的新一代儀表控制系統(tǒng)，它采用分層分級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，通過集中管理和分散控制，使發(fā)電系統(tǒng)成為了一個(gè)具有柔性、高度自動(dòng)化的管控一體化系統(tǒng)。DSC系統(tǒng)通過若干子系統(tǒng)將存儲(chǔ)和管理的部分?jǐn)?shù)據(jù)通過通信傳遞給其他的控制CRT裝置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的大串聯(lián)，從而促使電力系統(tǒng)向著更加一體，更加數(shù)字，更加智能化的方向發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，自動(dòng)發(fā)電控制AGC是調(diào)節(jié)不同發(fā)電廠的多個(gè)發(fā)電機(jī)有功輸出以響應(yīng)負(fù)荷的變化的系統(tǒng)，是能量管理系統(tǒng)EMS中的一項(xiàng)重要功能，它以區(qū)域系統(tǒng)為單位，控制著調(diào)頻機(jī)組的出力，維持系統(tǒng)頻率為額定值，以滿足不斷變化的用戶電力需求，并使系統(tǒng)處于經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。

3.1.2 配網(wǎng)自動(dòng)化

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等理論，集成了配電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)等，構(gòu)成完整的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，從而保證配電系統(tǒng)正常運(yùn)行，并在出現(xiàn)事故的情況下進(jìn)行監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制和配電管理。配網(wǎng)自動(dòng)化在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，通過遙控、通信、自動(dòng)控制、反饋分析、自我調(diào)控等實(shí)現(xiàn)了供電可靠性和供電質(zhì)量的提高，縮小了事故發(fā)生的范圍，減少了事故發(fā)生次數(shù)，使整個(gè)配電系統(tǒng)的管理水平和工作質(zhì)量得到了提高，在為用戶帶來最大便利的同時(shí)，也最大化了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.3 調(diào)度自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備、工作站、下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠及變電站終端設(shè)備等主要部分組成。該系統(tǒng)把計(jì)算機(jī)作為核心，按照基本結(jié)構(gòu)按功能可以分為信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)，信息傳輸子系統(tǒng)，人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化通過對(duì)變電站電氣設(shè)備的遙控及遙調(diào)從而能夠?qū)崿F(xiàn)變電站的無人值守，以及對(duì)變電、配電到用電過程，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的自動(dòng)化管理，減少了調(diào)度人員的工作量和對(duì)人力資源的需求量，提高了系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，還保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。

3.2 機(jī)械制造自動(dòng)化

機(jī)械制造自動(dòng)化是由電子信息技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造工程中產(chǎn)生的一項(xiàng)新興技術(shù)，其主要特點(diǎn)是利用電子信息技術(shù)及相關(guān)硬件、軟件設(shè)備來協(xié)助或代替工程技術(shù)人員來完成某項(xiàng)工作。目前，隨著智能化與數(shù)字化制造的迅速發(fā)展，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)日趨成熟，世界的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)成為最大的受益者，各大企業(yè)（如美國(guó)卡特彼勒公司，特拉斯跑車等）的發(fā)展和興盛，無不證明了自動(dòng)化為機(jī)械產(chǎn)品制造帶來的經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。作為為整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備的工業(yè)部門，機(jī)械制造在面對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大和產(chǎn)品需求量的不斷增加，以及勞動(dòng)力成本的不斷提高，實(shí)施機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化成為解決這一矛盾的主要出路。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、制造過程檢測(cè)自動(dòng)化、數(shù)字控制技術(shù)、裝配自動(dòng)化、自動(dòng)化制造的計(jì)算機(jī)控制、工業(yè)機(jī)器人等先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)正帶領(lǐng)機(jī)械制造業(yè)向著高精確度、智能化、數(shù)字化和可持續(xù)性方向發(fā)展，在為產(chǎn)業(yè)企業(yè)帶來豐厚利潤(rùn)的同時(shí)，也為客戶提供了優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的產(chǎn)品?？梢哉f，機(jī)械制造的自動(dòng)化應(yīng)用為整個(gè)世界帶來了福音。

3.3 物流自動(dòng)化

物流自動(dòng)化是指物流作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)施自動(dòng)化，其使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，使得輸送工具、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施、工業(yè)機(jī)器人和通信聯(lián)系等設(shè)備構(gòu)成有機(jī)聯(lián)系，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。物流自動(dòng)化通常包括條碼自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、射頻自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、語(yǔ)音自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)存取系統(tǒng)、自動(dòng)分檢系統(tǒng)、貨物自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)（如GPS）、自動(dòng)導(dǎo)向車系統(tǒng)（AGVS）、輸送機(jī)械系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)仿真聯(lián)調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)、信息引導(dǎo)系統(tǒng)等等。物流自動(dòng)化是將物流，信息流與電子信息技術(shù)融合到一起的一項(xiàng)綜合性工程。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提高，極大地促進(jìn)了我國(guó)消費(fèi)水平的發(fā)展，貨物的調(diào)動(dòng)和分配量也在逐年增加。物流自動(dòng)化以其信息化、自動(dòng)化、綠色化等方面的特性在倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域發(fā)揮著顯著作用，如通過激光來引導(dǎo)無人車定位提高精確度，靈活地設(shè)定或者改變路徑。高性能3D立體倉(cāng)庫(kù)則是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用高速升降機(jī)精準(zhǔn)快速地從倉(cāng)庫(kù)中定位并存取貨物。工業(yè)機(jī)器人則能夠把傳送線上輸送的物件，整齊地存放在終端，從而完成貨物的進(jìn)出、分揀等工作，使得整個(gè)過程順序流暢、完全自動(dòng)化，方便了物流信息的實(shí)時(shí)采集與追蹤，提高了整個(gè)物流系統(tǒng)的管理監(jiān)控水平和貨物存儲(chǔ)質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)下，電子信息工程技術(shù)蓬勃發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。該技術(shù)在自動(dòng)化中的應(yīng)用正明顯提高著社會(huì)生產(chǎn)效率和居民生活水平。目前，電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化方面的應(yīng)用較多，隨著云時(shí)代的來臨，大數(shù)據(jù)受到的關(guān)注度也越來越高，大數(shù)據(jù)為電子信息技術(shù)注入了新鮮的活力，使電子信息技術(shù)朝更高效的方向發(fā)展，提高了電子信息技術(shù)的效率。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也使工作效率得到了提高。完整的物聯(lián)網(wǎng)體系和大數(shù)據(jù)計(jì)算正廣泛地應(yīng)用于電子信息機(jī)術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng)，促進(jìn)著全球的數(shù)字化和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。相信在人工智能時(shí)代，電子信息技術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)系將更為緊密，使得各種機(jī)械設(shè)備更加高效智能地發(fā)展。