電氣自動化文章電氣自動化行業(yè)涉及的范圍很廣，小到一個開關(guān)，大到宇航飛機，都屬于電氣自動化行業(yè)范疇，主要產(chǎn)品涉及到變頻器、變壓器、電機、成套設(shè)備、PLC、傳感器、低壓電器等等，我們就一些典型電氣自動化產(chǎn)品在國內(nèi)發(fā)展的現(xiàn)狀以及趨勢舉例，使您對整體市場現(xiàn)狀有所了解。
1、中國變頻器市場的發(fā)展趨勢
自上個世紀(jì)80年代開始外資變頻器產(chǎn)品進(jìn)入我國市場，并且隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人們節(jié)能環(huán)保意識的增強，90年代以來變頻器在我國的應(yīng)用越來越普及，行業(yè)規(guī)模迅速擴大。已廣泛應(yīng)用于金融、能源、交通、化工、紡織、教育、醫(yī)療等多種行業(yè)。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)媒體統(tǒng)計，目前國內(nèi)帶變動負(fù)載，具有節(jié)能潛力的電機至少有1.8億千瓦，由此為變頻器的應(yīng)用提供了極為巨大的市場。此外，由于新型高壓電力電子器件的問世，高壓和中壓變頻器也有長足的發(fā)展。
目前，外資品牌在中國中、低壓變頻器市場仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。主要有ABB、西門子、富士電機、三菱電機、安川電機、臺達(dá)、施耐德、艾默生、丹佛斯、三肯、AB、瓦薩等，占據(jù)了我國中低壓變頻器市場的前12強，其年銷售額*小的也在2億元左右。內(nèi)資品牌中規(guī)模*大的英威騰已經(jīng)排名在13名之后，其他企業(yè)的規(guī)模更小。而變頻器產(chǎn)品一般有3年左右的成熟期，質(zhì)量是否可靠，性能是否穩(wěn)定，需要客戶使用時間的檢驗。由于大部分本土企業(yè)成立的歷史不長，產(chǎn)品線還在完善當(dāng)中，許多新產(chǎn)品進(jìn)入市場的時間較短，在產(chǎn)品的成熟度和品牌知名度方面很難與歷史悠久的國際知名品牌抗衡。另外，由于中國中低壓變頻器市場的特殊性，外資品牌先入為主，對內(nèi)資品牌參與市場競爭帶來不利影響。當(dāng)然在內(nèi)資品牌起步的初期，的確有部分產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，可靠性與穩(wěn)定性較差，影響了內(nèi)資品牌的業(yè)內(nèi)口碑。近幾年隨著本土企業(yè)的成長、綜合實力迅速提高，目前內(nèi)資品牌的口碑已明顯改善，但要徹底改變用戶對的整體印象，尚需生產(chǎn)企業(yè)的共同努力和時間的考驗，相信內(nèi)資品牌會越做越好，改變外資品牌壟斷的現(xiàn)象。
變頻器市場經(jīng)過2007年高速增長后，受人民幣升值國家宏觀調(diào)控等影響2008年該市場的發(fā)展態(tài)勢變得比較微妙，多數(shù)供應(yīng)商都對宏觀調(diào)控對該市場的影響表達(dá)了憂慮。但是鑒于變頻器是是一種高技術(shù)含量、高附加值、高效益回報的高科技產(chǎn)品，節(jié)能環(huán)保的關(guān)鍵設(shè)備，響應(yīng)國家政策號召，在未來勢必會持續(xù)增長的走勢。
2、變壓器在中國的新發(fā)展趨勢
目前，在我國從事電子變壓器研究、開發(fā)、生產(chǎn)的單位已超過2000家，其中有國營、民營和外資企業(yè)。世界上*大的電子變壓器生產(chǎn)廠家美國???思公司和世界上*大的軟磁鐵氧體生產(chǎn)廠家日本TDK公司都在我國設(shè)有生產(chǎn)基地。世界上許多先進(jìn)的電子變壓器技術(shù)、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品都在我國匯集在一起。面對這樣一個多種化的平臺，技術(shù)交流是大有可為的，變壓器在中國的新發(fā)展大有空間。
近年來，電源中電子變壓器所用的鐵心材料和導(dǎo)電材料價格連續(xù)上漲，上游原材料形成賣方市場。作為下游的電子變壓器的電源用戶，可以在全球范圍內(nèi)選擇和采購，形成買方市場。處于中間位置的電子變壓器行業(yè)，只有走技術(shù)**之路，才能擺脫這種兩頭受氣的困境。然而，在成熟的電子變壓器行業(yè)里，技術(shù)**比較困難。但是每一個細(xì)小環(huán)節(jié)的改進(jìn)，就可以帶來新的理念和新的產(chǎn)品。電源中的電子變壓器，象所有作為商品的產(chǎn)品一樣進(jìn)行任何技術(shù)**，都必須在具體使用條件下完成具體功能中，追求性能價格比*好。現(xiàn)在的電源產(chǎn)品，普遍以“輕、薄、短、小”為特點向小型化和便攜化發(fā)展。電子變壓器必須適應(yīng)作為用戶的電源產(chǎn)品對體積和重量的要求。同時，電子變壓器的原材料價格上漲。因此，如何減小體積和重量，如何降低成本，成為近年來電子變壓器發(fā)展的主要方向。
硅鋼是工頻電源中電子變壓器大量使用的鐵心材料。要減少電子變壓器中的鐵心用量，必須提高硅鋼的工作磁通密度(工作磁密)。硅鋼的工作磁密既決定于飽和磁通密度，又決定于損耗。因為效率是電子變壓器的重要性能指標(biāo)，現(xiàn)在，為了節(jié)能，許多電源產(chǎn)品都提出待機損耗要求。電子變壓器的鐵心損耗是待機損耗的主要組成部分，因此，都對電子變壓器的效率或損耗提出明確的嚴(yán)格要求。
作為電子變壓器一大類的工頻變壓器，采用工作磁密高的鐵心材料后，可以不減少鐵心截面和體積，而是減少線圈匝數(shù)，減少用銅量。在現(xiàn)在銅材價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵心材料的情況下，可能是更好的一種設(shè)計改進(jìn)方案。高溫高飽和磁密軟磁鐵氧體材料，可以擴大電子變壓器使用的溫度上限到120益甚至150益。例如，汽車用電子設(shè)備中的高頻電子變壓器，在外界溫度條件變化大和發(fā)動機室發(fā)熱的高溫條件下工作，就必須采用高溫高飽和磁密軟磁鐵氧體。軟磁復(fù)合材料(SMC)是上世紀(jì)90年代開發(fā)出來的新型軟磁材料，其出發(fā)點是想把金屬軟磁材料的工作頻率向MHz級和GHz級擴展，因此將金屬軟磁材料與其他高電阻材料，如石英、陶瓷、高分子材料等復(fù)合在一起，只要控制金屬軟磁材料的體積百分?jǐn)?shù)在逾滲極限以下，就有可能保持軟磁特性，又減少各種高頻率損耗，成為一種新的軟磁材料——軟磁復(fù)合材料，取英文名稱的**個字母，簡稱SMC材料。 軟磁復(fù)合材料中的磁性粒子可以是純鐵、鎳、鈷金屬、鐵鎳合金、鐵鎳鉬合金、鐵鋁合金、鐵基非晶合金、鐵基納米晶合金和軟磁鐵氧體經(jīng)過粉碎后制成的粉末。非磁性物體可以是二氧化硅等絕緣體，硅樹脂、聚乙烯、環(huán)氧樹脂等高分子材料作粘接劑和硬脂酸等作潤滑劑。磁性粒子和非磁性物體混合后，可以經(jīng)過絕緣處理、壓制成形、燒結(jié)等工藝加工成磁粉芯，也可以采用現(xiàn)在的塑料工程技術(shù)，注塑成各種復(fù)雜形狀的磁芯。軟磁復(fù)合材料的優(yōu)點是密度小，重量輕，生產(chǎn)效率高，成本低，產(chǎn)品一致性好。缺點是由于磁粒子之間被非磁性物體隔開，磁性阻斷，磁導(dǎo)率現(xiàn)在一般都在100以內(nèi)，*近報導(dǎo)通過納米技術(shù)和其他措施，已開發(fā)出磁導(dǎo)率超過1000的軟磁復(fù)合材料，*大可達(dá)6000。
高分子軟磁復(fù)合材料近年來發(fā)展迅速，在國外已用這種材料制造高頻電源變壓器和電感器，并建立相應(yīng)的分析理論和設(shè)計程序。據(jù)作者所知，國內(nèi)雖然進(jìn)行了高分子軟磁材料的研究開發(fā)，但是還未見到用于電源中電子變壓器的報道。
現(xiàn)在，國內(nèi)正在開發(fā)用于電源中電子變壓器的各種鋁導(dǎo)線。一些企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出銅包鋁導(dǎo)線，銅線在外層，占面積15%，總比重為 3.63g/cm3，考慮趨表效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，這種銅包鋁導(dǎo)線的電阻率比純鋁線會小不少，而成本增加不多，是一種充分發(fā)揮銅和鋁效果的復(fù)合材料。
近年來另一值得注意的發(fā)展趨勢，是選用溫度指數(shù)高、耐熱等級高的180聚酯亞胺QZY漆包線和220聚酰亞胺QYZ漆包線，導(dǎo)線允許的電流密度增大，導(dǎo)線直徑減少，用銅量減少，鐵心窗口面積減少,用鐵量也同時減少，可以降低整體成本。特別是對要求體積小的高頻小功率電源變壓器，采用耐熱性更好的漆包線,更能顯出技術(shù)經(jīng)濟效益。
多種變壓器發(fā)展的新趨勢，只會使變壓器的技術(shù)更加成熟、穩(wěn)定，對于我們使用者來說怎么看都是件好事。
3、過程控制領(lǐng)域呈現(xiàn)新變革
過程控制領(lǐng)域在諸多方面已呈現(xiàn)出**面貌：DCS、PLC等控制技術(shù)不斷互補和滲透，融合二者優(yōu)勢的新型混合控制系統(tǒng)已經(jīng)在某些行業(yè)取得了大規(guī)模的應(yīng)用；信息技術(shù)更深入地應(yīng)用于過程控制領(lǐng)域，令生產(chǎn)管理與控制技術(shù)密不可分；DCS廠商已由以往的控制軟硬件供應(yīng)商的角色，質(zhì)變?yōu)榫哂芯C合服務(wù)能力的行業(yè)解決方案提供者，而過程控制領(lǐng)域所呈現(xiàn)出的這些變革，也在深刻地影響著整個工業(yè)進(jìn)程。
“混合控制”并不是一個新的概念，早在多年前，就有人提出這項融合了DCS控制和PLC控制雙方優(yōu)勢的控制理念將廣泛應(yīng)用于流程工業(yè)，解決工業(yè)生產(chǎn)中控制孤島的問題。DCS和PLC是目前工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用*為廣泛的兩種控制技術(shù)。PLC結(jié)構(gòu)以其結(jié)構(gòu)緊湊、功能簡單、速度快、可靠性高和價格低等優(yōu)點，在高速的順序控制中占據(jù)主導(dǎo)地位；而DCS的通訊管理能力較強，在復(fù)雜的過程控制中占據(jù)優(yōu)勢。DCS和PLC在流程工業(yè)的控制系統(tǒng)中各司其職，如電力行業(yè)，鍋爐和汽機本體控制采用DCS，而程控輸煤等輔機設(shè)備則采用PLC控制。但對于一些具有連續(xù)性生產(chǎn)特性的行業(yè)，如水泥行業(yè)，則更期待有一種集PLC與DCS優(yōu)點于一體的控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)既能很好地實現(xiàn)邏輯與順序控制，并具有傳統(tǒng)PLC所具有的靈活性、低價位等優(yōu)點，又能很好地完成過程控制，以低成本來實現(xiàn)高技術(shù)水平的自動化。正是這樣的需求使得“混合控制系統(tǒng)”應(yīng)運而生。
DCS適用于復(fù)雜的過程控制已成為業(yè)內(nèi)共識，但隨著超大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的不斷建設(shè)，原有的DCS架構(gòu)、理念必須經(jīng)歷變革才能滿足快速發(fā)展的工業(yè)進(jìn)程。業(yè)內(nèi)專家分析指出，新一代的自動化控制系統(tǒng)要能夠滿足超大規(guī)模過程的需要，控制器要向提高控制品質(zhì)、便于安裝維護和節(jié)省空間發(fā)展，過程控制網(wǎng)絡(luò)要從傳統(tǒng)的冗余網(wǎng)絡(luò)進(jìn)化到可多路徑優(yōu)化選擇的容錯網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)功能要從傳統(tǒng)的過程控制擴展到設(shè)備的監(jiān)視與維護，同時還要進(jìn)一步走向開放。各DCS廠商都在積極推出自己的新一代控制系統(tǒng)，其中，霍尼韋爾的Experion PKS以其一系列的**性在石化、化工、水泥等領(lǐng)域贏得青睞。Experion PKS以不單單滿足用戶對于控制的需求，而是整合了資產(chǎn)管理、故障預(yù)估、異常狀況、生產(chǎn)管理等多項功能，可以顯著提高用戶資產(chǎn)的使用率和可靠性、操作效率及業(yè)務(wù)決策能力。
如今，工業(yè)生產(chǎn)不僅追求高效，對于**的需求也與日俱增。如何在控制的過程中保證**，是每個DCS的設(shè)計者們都在思考的問題。Experion PKS中加入了許多**功能，如將儀表**系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)都納入其中，可對突發(fā)事件及時響應(yīng)。同時，為減少人為錯誤，保證系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運行，Experion PKS將人機界面設(shè)計的盡量簡單、易操作，并在操作失誤發(fā)生時及時發(fā)出“錯誤指示”提醒操作者。Experion PKS還是**一個根據(jù)異常狀況管理協(xié)會（ASM）的研究成果，在設(shè)計時考慮了異常狀況管理的過程自動化系統(tǒng)。
除在軟件方面的**之外，硬件的革新也以為用戶節(jié)省成本、提高生產(chǎn)效率為出發(fā)點。Experion PKS的控制器C300采用傾斜30度角的豎型設(shè)計安裝，不但有利于散熱，還可以節(jié)省空間，在海上平臺等空間狹小的應(yīng)用場合更顯示出其優(yōu)勢。
過程控制理念的變革也催生DCS廠商的角色正在發(fā)生質(zhì)變。僅僅為用戶提供控制系統(tǒng)軟硬件和控制技術(shù)服務(wù)的企業(yè)將在市場上逐漸失去競爭力，那些擁有行業(yè)經(jīng)驗、可以利用先進(jìn)的控制和信息技術(shù)、幫助用戶真正實現(xiàn)績效提升的“專家型企業(yè)”，也將*終占據(jù)過程控制市場的*高席位。如西門子正致力于在冶金行業(yè)為用戶提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。西門子（中國）有限公司工業(yè)自動化與驅(qū)動技術(shù)集團自動化系統(tǒng)部總經(jīng)理斐德思曾表示：“SIMATIC PCS 7的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在規(guī)劃和工程實施階段，也體現(xiàn)在安裝和調(diào)試，日常操作和維護、維修和現(xiàn)代化改造中。我們將**與容錯系統(tǒng)完全集成到了SIMATIC PCS 7中，用戶無需額外了解和學(xué)習(xí)新的工程工具，所帶來的益處就是降低成本和節(jié)約時間，同時還減少了維護和維修的工作量。”而霍尼韋爾團隊則可以為煉油行業(yè)的客戶提供從原油開采、罐區(qū)監(jiān)控、原油加工、油品調(diào)和、儲運以及加油站監(jiān)控等整個供應(yīng)鏈的****。在這期間，霍尼韋爾將利用專業(yè)的行業(yè)知識為用戶提供選油、油品加工、運送等多方面的專業(yè)建議，使得用戶實現(xiàn)整個供應(yīng)鏈的*優(yōu)化生產(chǎn)。
這種角色的轉(zhuǎn)變在考驗著原有DCS廠商的實力，也在革新著整個過程控制市場的競爭態(tài)勢。在這一過程中，*大的受益者則是正在蓬勃發(fā)展中的流程工業(yè)，無論是先進(jìn)的理念還是**的技術(shù)，*終都將服務(wù)于應(yīng)用，在**與實踐之間尋找*佳的契合點。
4、中國低壓電器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
中國國內(nèi)低壓電器制造企業(yè)數(shù)量較多，國外一些公司也已進(jìn)入國內(nèi)市場，競爭非常激烈。我國低壓電器制造業(yè)面臨著供大于求的嚴(yán)峻形勢。由于電力、石化、建筑等產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展，給低壓電器制造業(yè)的發(fā)展提供了很好的機遇，但是企業(yè)數(shù)量增加太多，再加上國外一些電器公司面對著中國這個巨大的市場也一涌而上，更加劇了競爭的激烈程度。
在國內(nèi)低壓電器市場中國企的產(chǎn)品仍占有60%～70%，仍是主導(dǎo)力量。這些企業(yè)經(jīng)過50來年的發(fā)展，設(shè)計和制造水平有了很大提高，自行設(shè)計和制造的產(chǎn)品基本能滿足國民經(jīng)濟的需求，但我國低壓電器行業(yè)企業(yè)的制造工藝落后，專用工藝設(shè)備少，產(chǎn)品生產(chǎn)重復(fù)性差，可靠性水平不高。企業(yè)負(fù)擔(dān)重，再加上受拖欠貨款的影響，資金緊張是國企的通病，技術(shù)改造資金投入太少，產(chǎn)品水平不高，形不成規(guī)模經(jīng)濟和經(jīng)濟批量。國企的市場競爭對手主要有兩個，一個是合資企業(yè)，另一個是民營企業(yè)。合資企業(yè)通常是外資出技術(shù)及裝備，中方出廠房及勞動力。產(chǎn)品的起點高，系列化，工裝模具好，又沒有國企那樣重的負(fù)擔(dān)，可謂經(jīng)濟實力與技術(shù)實力均比較強大。由于合資企業(yè)建立的時間尚短，規(guī)模也比較小，合資企業(yè)的產(chǎn)品價格又高，在競爭中并不占上風(fēng)。民營企業(yè)從1985年以來增速很快，現(xiàn)在已是增中趨緩，但增加的速度仍快于其他所有制，起初從事低壓電器的民營企業(yè)規(guī)模很小，產(chǎn)品品種規(guī)格不多，近幾年經(jīng)濟規(guī)模不斷擴大，經(jīng)濟效益愈加明顯。這類企業(yè)中有一些已達(dá)到國家大中型企業(yè)的規(guī)模，他們的產(chǎn)品成本比國企的低，產(chǎn)品售價有優(yōu)勢，經(jīng)營思路符合市場經(jīng)濟的規(guī)律，銷售系統(tǒng)強大、有效，因此他們的經(jīng)濟效益呈現(xiàn)快速增長的趨勢。
低壓電器的用戶主要是電力工業(yè)、石化、煤炭、冶金、建筑業(yè)以及民用等，低壓電器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品絕大多數(shù)由低壓成套設(shè)備廠家所購買，然后組裝成配電屏、動力配電箱、保護屏、控制屏等低壓成套裝置再賣給用戶。其特點為：量大面廣，可以說國民經(jīng)濟各行各業(yè)都離不開低壓電器。人們的日常生活，也離不開低壓電器；品種規(guī)格多(電壓、電流、保護、極數(shù))，環(huán)境條件復(fù)雜(海拔、溫度、濕度、污染情況等)；用戶對低壓電器的質(zhì)量(外觀、可靠性、壽命、體積等)越來越關(guān)注，質(zhì)高價低的產(chǎn)品、既節(jié)能又不污染環(huán)境的產(chǎn)品受歡迎。
我國低壓電器制造企業(yè)主要集中在北京、天津、遼寧、上海、江蘇、浙江和廣東等地，企業(yè)組織規(guī)模小而散。缺乏競爭實力和優(yōu)勢。目前我國低壓電器企業(yè)進(jìn)入國家大型企業(yè)的廠家為數(shù)不多，而中小企業(yè)占90%以上(年銷售收入和總資產(chǎn)均在5億元及以上的為大型企業(yè)；在5000萬元及以上的為中型企業(yè)，其余為小型企業(yè))。區(qū)域結(jié)構(gòu)趨同，未能體現(xiàn)比較優(yōu)勢和協(xié)作效益。80年代以來20年間，低壓電器廠由原來600多家，增加到現(xiàn)在的1000多家。由于盲目上項目、鋪攤子，地區(qū)產(chǎn)業(yè)趨同化現(xiàn)象嚴(yán)重，經(jīng)濟效益低下，低水平重復(fù)建設(shè)，造成產(chǎn)品積壓，能源、材料浪費，經(jīng)濟效益低下的**后果。技術(shù)結(jié)構(gòu)不合理，主要產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備水平低。據(jù)統(tǒng)計，在企業(yè)的主要技術(shù)設(shè)備中，技術(shù)經(jīng)濟性能比先進(jìn)的只占1/3。骨干企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到90年代國際技術(shù)水平的僅占18%左右。
我國低壓電器產(chǎn)品銷售市場主要在國內(nèi)，為發(fā)電設(shè)備、自動控制設(shè)備等配套。據(jù)統(tǒng)計每新增1萬kW發(fā)電設(shè)備，約需4萬件各類低壓電器產(chǎn)品與之配套，其中約需框架式空氣斷路器230臺，約需塑殼式斷路器2200臺。另外，低壓電器與電動機總安裝容量之比約為0.5件/W。也就是說一套30萬kW的發(fā)電設(shè)備需120萬件各類低壓電器元件與之配套，其中包括框架式低壓斷路器6900臺，塑殼式斷路器66000臺。
低壓電器產(chǎn)品進(jìn)口品種不多，數(shù)量不大，受到政府有關(guān)政策限制。通常情況下，只有重點工程中需要的低壓電器元件國內(nèi)不能生產(chǎn)的才可以考慮進(jìn)口，還有一種情況是外商指定必須選用某外國大公司的產(chǎn)品，才予考慮進(jìn)口。
我國現(xiàn)行的低壓電器產(chǎn)品價格比較混亂，國企產(chǎn)品價格大體上執(zhí)行行業(yè)自律價，行業(yè)協(xié)會會員單位之間按自律價銷售產(chǎn)品，不得漫天要價，也不能低價傾銷。非行業(yè)協(xié)會會員單位往往比照行業(yè)協(xié)會的"自律價"，根據(jù)自己公司的需要制定一個產(chǎn)品銷售價格。出廠價、優(yōu)惠價、零售價和批量出廠價等五花八門，損害了顧客的利益，也不利于企業(yè)間的公平競爭和經(jīng)濟效益。國外一些電器公司在國內(nèi)辦的一些獨資公司或合資公司的產(chǎn)品價格均高于國產(chǎn)產(chǎn)品的價格。近兩年來國外一些大公司為了擠占國內(nèi)低壓電器市場，已有降價的趨勢，但降價幅度不太大。國內(nèi)產(chǎn)品價格競爭很激烈，買方市場的形成，供大于求，必然導(dǎo)致價格大戰(zhàn)，近期產(chǎn)品市場價格略有下降，利潤也在下降。
我國低壓電器產(chǎn)品出口東南亞國家的數(shù)量比較大，由于國家對機電產(chǎn)品出口的重視、扶持及鼓勵，東南亞金融危機的好轉(zhuǎn)都有利于低壓電器的出口。總之，可以預(yù)見我國低壓電器市場容量會穩(wěn)步增長，前景是樂觀的。