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摘要：计算机技术以及电力电子技术的发展带来了电气自动控制划时代的革命。当今社会，绝大多数电子产品都应用了电气控制技术。电气控制技术的发展也给现代人的生活工作带来极大的便利，使得人们的生活越来越智能化、高效化、安全化。本文针对几种比较流行的电气控制技术，分析了其应用中的优越性以及发展前景。
关键词：电气控制；设计；应用
1. 引言
上世纪开始，伴随计算机技术的出现以及电力电子技术和材料的快速发展，电气控制技术也有了长足的发展，应用了计算机技术的电气控制技术相比于传统的电气控制技术，具有更加精确的执行能力以及更加简单的操作性。电气控制技术的应用涵盖甚广，小至家庭应用，大到航空母舰、太空飞船、人造卫星等。电气控制技术贯穿于人们生活的方方面面，从吃饭穿衣到行车住房，电气控制技术无处不在。可以说，电气控制技术的发展从另一个侧面上代表了一个国家科技化程度以及经济发展状况。
2. 先进电气控制技术应用概述
2.1 现场总线技术
现场总线（Fieldbus）的发展历史不过二三十年，但是从其出现到现在却经历了迅速的发展。现场总线技术解决的问题是工业现场智能化仪表仪器、控制器以及执行机构等现场设备之间数字通信以及这些设备和更高级的控制系统之间的信息传递问题。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，承担总控系统基础通讯网络，要求其具有协议简单、容错能力强、安全性好和成本低等特点。
大型火电厂目前多应用基于FCS的第五代现场总线技术，如下图1[1]。设备前端的智能设备可执行多种功能，无需DCS系统信号转换功能，节省安装费用以及维护开销，系统集成度高，准确性好可靠。现场总线技术未来的发展一方面继续完善低速总线领域，另一方面加快高速总线技术的发展。[1]
2.2 交流伺服技术
交流伺服技术主要应用于基于异步电动机和同步电动机的交流伺服系统，此种系统具有稳定性好、快速型号、精度高的特点。现代的交流伺服系统最早的应用是在航天和军事领域，后逐渐在民用和工业上开始广泛应用，工业应用主要包括高精度的数控机床设备、机器人以及其他数控设备。[2]
数控机床中采用永磁无刷伺服电机代替传统的步进电机作为进给，相当数量的高端产品已采用永磁交流直线伺服系统。在我国，国产伺服系统例如广数的产品在经济型数控机床应用广泛，但是中高端数控产品采用的伺服系统目前仍然难以实现国产化，主要技术难题在于系统的稳定性以及可靠性方面。在机器人行业中，无刷永磁伺服系统应用最为广泛。工业机器人的控制是由多台（多于10台）电动机共同控制完成，而目前全世界范围内工业机器人的现有量超过100万台，并且以每年30%的需求量快速增长。相比于安川、松下以及ABB等工业机器人巨头的专属伺服系统，我国在此方面差距很大。但是在反恐防暴机器人、矿井救灾机器人等轻便移动机器人方面，采用国产基于低压直流供电的微型无刷伺服系统取得了成功。
现代交流伺服系统的发展经历了模拟信号到数字信号的转变，数控已经成为交流伺服系统的主要特征。国际伺服产品平均每5年就会换代一次，功率器件、模块2-2.5年更新一次，计算机软件算法日新月异，产品周期越来越短。交流伺服系统将向着高效率化、高速、高精高性能化、一体和集成化、通用化、智能化、网络化和模块化以及功能多样化方向发展。
2.3 人机界面/交互技术
人机界面/交互技术是指用户用过使用界面与计算机进行信息传递、交换信息，人机界面是计算机系统的重要组成部分，人机界面系统在商业和工业上应用最广。人机界面技术其优点主要是界面友好，便于人机之间进行信息传递，介于此种优点，以往许多不需要人机几面的行业现在也开始使用人机界面，人机界面已经成为客户体验不可缺少的一部分。
传统工业领域例如机床、纺织机械等行业面临着设备更新换代的需求，鉴于此，人机界面的改变将在形状上、观念上以及应用场合等方面发生改变，带来传统工控机核心技术的变革，人机界面技术也将朝着平台嵌入化、品牌民族化、设备智能化、界面时尚化和通讯网络化以及节能化方向发展。
2.4 可编程逻辑控制（PLC）技术
可编程逻辑控制（PLC）技术是用户通过编写符合使用需求的程序控制可编程控制器完成预期动作的技术。可编程控制器是基于微机技术下的通用工业自动化装置，近些年来在我国得到快速发展，给工厂自动控制的革新帶来了新的契机，极大推进了传统技术的改造以及新型工业的发展。限制可编程控制器伴随着半导体技术以及材料的发展而快速发展，采用大规模甚至超大规模集成电路的中央处理器的出现使得此种技术的发展有了更加广阔的空间。可编程逻辑控制技术在实际中的应用领域有交通信号灯的控制、机器人以及机械手的控制、电梯控制、温控、三相异步电动机等相关控制方面。[3]
PLC技术的发展动力来源于客户对于控制性能以及精确度和处理速度要求的提高，其发展的主要趋势也同时取决于技术要求以及客户的需求。增强微型及小型PLC的功能，加入高速计数、高速直接输出、中断、变址寄存器等功能，满足调试、维护以及诊断需求。提高系统集成度，发展分散型/智能型与现场总线兼容的I/O系统，提高网络化程度，强化通信能力，增强其兼容性是满足PLC工业以太网级别需求的关键，更是是整个PLC技术发展的趋势。
3. 结语
电气控制技术的发展解放了大量劳动力，使得生产过程控制更加可靠，而伴随着计算机技术的快速发展，电气控制技术也将不断完善，在未来的工业生产以及其他领域继续扮演不可或缺的角色。
参考文献
[1] 沈博识， 李晓帅.火电机组电气控制系统的应用. 电源技术应用. 2013（01）.
[2] 刘月忠.先进电气控制技术在现代工业中的应用. 硅谷. 2010（02）.
[3] 郭凤玲.基于PLC的电气控制线路设计应用. 装备制造. 2009（11）.
作者简介：赵龙（1984.12-），男，汉族，陕西省兴平市人，助理工程师，研究方向：电气控制
关键词：电气控制；设计；应用
1. 引言
上世纪开始，伴随计算机技术的出现以及电力电子技术和材料的快速发展，电气控制技术也有了长足的发展，应用了计算机技术的电气控制技术相比于传统的电气控制技术，具有更加精确的执行能力以及更加简单的操作性。电气控制技术的应用涵盖甚广，小至家庭应用，大到航空母舰、太空飞船、人造卫星等。电气控制技术贯穿于人们生活的方方面面，从吃饭穿衣到行车住房，电气控制技术无处不在。可以说，电气控制技术的发展从另一个侧面上代表了一个国家科技化程度以及经济发展状况。
2. 先进电气控制技术应用概述
2.1 现场总线技术
现场总线（Fieldbus）的发展历史不过二三十年，但是从其出现到现在却经历了迅速的发展。现场总线技术解决的问题是工业现场智能化仪表仪器、控制器以及执行机构等现场设备之间数字通信以及这些设备和更高级的控制系统之间的信息传递问题。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，承担总控系统基础通讯网络，要求其具有协议简单、容错能力强、安全性好和成本低等特点。
大型火电厂目前多应用基于FCS的第五代现场总线技术，如下图1[1]。设备前端的智能设备可执行多种功能，无需DCS系统信号转换功能，节省安装费用以及维护开销，系统集成度高，准确性好可靠。现场总线技术未来的发展一方面继续完善低速总线领域，另一方面加快高速总线技术的发展。[1]
2.2 交流伺服技术
交流伺服技术主要应用于基于异步电动机和同步电动机的交流伺服系统，此种系统具有稳定性好、快速型号、精度高的特点。现代的交流伺服系统最早的应用是在航天和军事领域，后逐渐在民用和工业上开始广泛应用，工业应用主要包括高精度的数控机床设备、机器人以及其他数控设备。[2]
数控机床中采用永磁无刷伺服电机代替传统的步进电机作为进给，相当数量的高端产品已采用永磁交流直线伺服系统。在我国，国产伺服系统例如广数的产品在经济型数控机床应用广泛，但是中高端数控产品采用的伺服系统目前仍然难以实现国产化，主要技术难题在于系统的稳定性以及可靠性方面。在机器人行业中，无刷永磁伺服系统应用最为广泛。工业机器人的控制是由多台（多于10台）电动机共同控制完成，而目前全世界范围内工业机器人的现有量超过100万台，并且以每年30%的需求量快速增长。相比于安川、松下以及ABB等工业机器人巨头的专属伺服系统，我国在此方面差距很大。但是在反恐防暴机器人、矿井救灾机器人等轻便移动机器人方面，采用国产基于低压直流供电的微型无刷伺服系统取得了成功。
现代交流伺服系统的发展经历了模拟信号到数字信号的转变，数控已经成为交流伺服系统的主要特征。国际伺服产品平均每5年就会换代一次，功率器件、模块2-2.5年更新一次，计算机软件算法日新月异，产品周期越来越短。交流伺服系统将向着高效率化、高速、高精高性能化、一体和集成化、通用化、智能化、网络化和模块化以及功能多样化方向发展。
2.3 人机界面/交互技术
人机界面/交互技术是指用户用过使用界面与计算机进行信息传递、交换信息，人机界面是计算机系统的重要组成部分，人机界面系统在商业和工业上应用最广。人机界面技术其优点主要是界面友好，便于人机之间进行信息传递，介于此种优点，以往许多不需要人机几面的行业现在也开始使用人机界面，人机界面已经成为客户体验不可缺少的一部分。
传统工业领域例如机床、纺织机械等行业面临着设备更新换代的需求，鉴于此，人机界面的改变将在形状上、观念上以及应用场合等方面发生改变，带来传统工控机核心技术的变革，人机界面技术也将朝着平台嵌入化、品牌民族化、设备智能化、界面时尚化和通讯网络化以及节能化方向发展。
2.4 可编程逻辑控制（PLC）技术
可编程逻辑控制（PLC）技术是用户通过编写符合使用需求的程序控制可编程控制器完成预期动作的技术。可编程控制器是基于微机技术下的通用工业自动化装置，近些年来在我国得到快速发展，给工厂自动控制的革新帶来了新的契机，极大推进了传统技术的改造以及新型工业的发展。限制可编程控制器伴随着半导体技术以及材料的发展而快速发展，采用大规模甚至超大规模集成电路的中央处理器的出现使得此种技术的发展有了更加广阔的空间。可编程逻辑控制技术在实际中的应用领域有交通信号灯的控制、机器人以及机械手的控制、电梯控制、温控、三相异步电动机等相关控制方面。[3]
PLC技术的发展动力来源于客户对于控制性能以及精确度和处理速度要求的提高，其发展的主要趋势也同时取决于技术要求以及客户的需求。增强微型及小型PLC的功能，加入高速计数、高速直接输出、中断、变址寄存器等功能，满足调试、维护以及诊断需求。提高系统集成度，发展分散型/智能型与现场总线兼容的I/O系统，提高网络化程度，强化通信能力，增强其兼容性是满足PLC工业以太网级别需求的关键，更是是整个PLC技术发展的趋势。
3. 结语
电气控制技术的发展解放了大量劳动力，使得生产过程控制更加可靠，而伴随着计算机技术的快速发展，电气控制技术也将不断完善，在未来的工业生产以及其他领域继续扮演不可或缺的角色。
参考文献
[1] 沈博识， 李晓帅.火电机组电气控制系统的应用. 电源技术应用. 2013（01）.
[2] 刘月忠.先进电气控制技术在现代工业中的应用. 硅谷. 2010（02）.
[3] 郭凤玲.基于PLC的电气控制线路设计应用. 装备制造. 2009（11）.
作者简介：赵龙（1984.12-），男，汉族，陕西省兴平市人，助理工程师，研究方向：电气控制