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，大到宇航飛機，都屬于電氣自動化行業(yè)范疇，主要產品涉及到變頻器、變壓器、電機、成套設備、PLC、傳感器、低壓電器等等，我們就一些典型電氣自動化產品在國內發(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80年代開始外資變頻器產品進入我國市場，并且隨著我國經濟的高速發(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用越來越普及，行業(yè)規(guī)模迅速擴大。已廣泛應用于金融、能源、交通、化工、紡織、教育、醫(yī)療等多種行業(yè)。
根據(jù)網絡媒體統(tǒng)計，目前國內帶變動負載，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)主導地位。主要有ABB、西門子、富士電機、三菱電機、安川電機、臺達、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。內資品牌中規(guī)模*大的英威騰已經排名在13名之后，其他企業(yè)的規(guī)模更小。而變頻器產品一般有3年左右的成熟期，質量是否可靠，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，產品線還在完善當中，許多新產品進入市場的時間較短，在產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，對內資品牌參與市場競爭帶來不利影響。當然在內資品牌起步的初期，的確有部分產品質量不過關，可靠性與穩(wěn)定性較差，影響了內資品牌的業(yè)內口碑。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，尚需生產企業(yè)的共同努力和時間的考驗，相信內資品牌會越做越好，改變外資品牌壟斷的現(xiàn)象。
變頻器市場經過2007年高速增長后，受人民幣升值國家宏觀調控等影響2008年該市場的發(fā)展態(tài)勢變得比較微妙，多數(shù)供應商都對宏觀調控對該市場的影響表達了憂慮。但是鑒于變頻器是是一種高技術含量、高附加值、高效益回報的高科技產品，節(jié)能環(huán)保的關鍵設備，響應國家政策號召，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廠家美國???思公司和世界上*大的軟磁鐵氧體生產廠家日本TDK公司都在我國設有生產基地。世界上許多先進的電子變壓器技術、生產工藝和產品都在我國匯集在一起。面對這樣一個多種化的平臺，技術交流是大有可為的，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**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**比較困難。但是每一個細小環(huán)節(jié)的改進，就可以帶來新的理念和新的產品。電源中的電子變壓器，象所有作為商品的產品一樣進行任何技術**，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?，F(xiàn)在的電源產品，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作為用戶的電源產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，現(xiàn)在，為了節(jié)能，許多電源產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)在銅材價格遠遠高于鐵心材料的情況下，可能是更好的一種設計改進方案。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。軟磁復合材料(SMC)是上世紀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、高分子材料等復合在一起，只要控制金屬軟磁材料的體積百分數(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——軟磁復合材料，取英文名稱的**個字母，簡稱SMC材料。 軟磁復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，可以經過絕緣處理、壓制成形、燒結等工藝加工成磁粉芯，也可以采用現(xiàn)在的塑料工程技術，注塑成各種復雜形狀的磁芯。軟磁復合材料的優(yōu)點是密度小，重量輕，生產效率高，成本低，產品一致性好。缺點是由于磁粒子之間被非磁性物體隔開，磁性阻斷，磁導率現(xiàn)在一般都在100以內，*近報導通過納米技術和其他措施，已開發(fā)出磁導率超過1000的軟磁復合材料，*大可達6000。
高分子軟磁復合材料近年來發(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，并建立相應的分析理論和設計程序。據(jù)作者所知，國內雖然進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，國內正在開發(fā)用于電源中電子變壓器的各種鋁導線。一些企業(yè)已經開發(fā)出銅包鋁導線，銅線在外層，占面積15%，總比重為 3.63g/cm3，考慮趨表效應和鄰近效應，這種銅包鋁導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，導線允許的電流密度增大，導線直徑減少，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,更能顯出技術經濟效益。
多種變壓器發(fā)展的新趨勢，只會使變壓器的技術更加成熟、穩(wěn)定，對于我們使用者來說怎么看都是件好事。
3、過程控制領域呈現(xiàn)新變革
過程控制領域在諸多方面已呈現(xiàn)出**面貌：DCS、PLC等控制技術不斷互補和滲透，融合二者優(yōu)勢的新型混合控制系統(tǒng)已經在某些行業(yè)取得了大規(guī)模的應用；信息技術更深入地應用于過程控制領域，令生產管理與控制技術密不可分；DCS廠商已由以往的控制軟硬件供應商的角色，質變?yōu)榫哂芯C合服務能力的行業(yè)解決方案提供者，而過程控制領域所呈現(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用于流程工業(yè)，解決工業(yè)生產中控制孤島的問題。DCS和PLC是目前工業(yè)控制領域應用*為廣泛的兩種控制技術。PLC結構以其結構緊湊、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)主導地位；而DCS的通訊管理能力較強，在復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備則采用PLC控制。但對于一些具有連續(xù)性生產特性的行業(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)高技術水平的自動化。正是這樣的需求使得“混合控制系統(tǒng)”應運而生。
DCS適用于復雜的過程控制已成為業(yè)內共識，但隨著超大規(guī)模工業(yè)生產的不斷建設，原有的DCS架構、理念必須經歷變革才能滿足快速發(fā)展的工業(yè)進程。業(yè)內專家分析指出，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、便于安裝維護和節(jié)省空間發(fā)展，過程控制網絡要從傳統(tǒng)的冗余網絡進化到可多路徑優(yōu)化選擇的容錯網絡，系統(tǒng)功能要從傳統(tǒng)的過程控制擴展到設備的監(jiān)視與維護，同時還要進一步走向開放。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，而是整合了資產管理、故障預估、異常狀況、生產管理等多項功能，可以顯著提高用戶資產的使用率和可靠性、操作效率及業(yè)務決策能力。
如今，工業(yè)生產不僅追求高效，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)、火災報警系統(tǒng)都納入其中，可對突發(fā)事件及時響應。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)生質變。僅僅為用戶提供控制系統(tǒng)軟硬件和控制技術服務的企業(yè)將在市場上逐漸失去競爭力，那些擁有行業(yè)經驗、可以利用先進的控制和信息技術、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)為用戶提高產品質量和降低成本。西門子（中國）有限公司工業(yè)自動化與驅動技術集團自動化系統(tǒng)部總經理斐德思曾表示：“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習新的工程工具，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、油品調和、儲運以及加油站監(jiān)控等整個供應鏈的****。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)整個供應鏈的*優(yōu)化生產。
這種角色的轉變在考驗著原有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)，無論是先進的理念還是**的技術，*終都將服務于應用，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
中國國內低壓電器制造企業(yè)數(shù)量較多，國外一些公司也已進入國內市場，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峻形勢。由于電力、石化、建筑等產業(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。
在國內低壓電器市場中國企的產品仍占有60%～70%，仍是主導力量。這些企業(yè)經過50來年的發(fā)展，設計和制造水平有了很大提高，自行設計和制造的產品基本能滿足國民經濟的需求，但我國低壓電器行業(yè)企業(yè)的制造工藝落后，專用工藝設備少，產品生產重復性差，可靠性水平不高。企業(yè)負擔重，再加上受拖欠貨款的影響，資金緊張是國企的通病，技術改造資金投入太少，產品水平不高，形不成規(guī)模經濟和經濟批量。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)通常是外資出技術及裝備，中方出廠房及勞動力。產品的起點高，系列化，工裝模具好，又沒有國企那樣重的負擔，可謂經濟實力與技術實力均比較強大。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)的產品價格又高，在競爭中并不占上風。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，產品品種規(guī)格不多，近幾年經濟規(guī)模不斷擴大，經濟效益愈加明顯。這類企業(yè)中有一些已達到國家大中型企業(yè)的規(guī)模，他們的產品成本比國企的低，產品售價有優(yōu)勢，經營思路符合市場經濟的規(guī)律，銷售系統(tǒng)強大、有效，因此他們的經濟效益呈現(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，低壓電器生產廠家的產品絕大多數(shù)由低壓成套設備廠家所購買，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)境條件復雜(海拔、溫度、濕度、污染情況等)；用戶對低壓電器的質量(外觀、可靠性、壽命、體積等)越來越關注，質高價低的產品、既節(jié)能又不污染環(huán)境的產品受歡迎。
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)域結構趨同，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)產業(yè)趨同化現(xiàn)象嚴重，經濟效益低下，低水平重復建設，造成產品積壓，能源、材料浪費，經濟效益低下的**后果。技術結構不合理，主要產業(yè)技術裝備水平低。據(jù)統(tǒng)計，在企業(yè)的主要技術設備中，技術經濟性能比先進的只占1/3。骨干企業(yè)主導產品達到90年代國際技術水平的僅占18%左右。
我國低壓電器產品銷售市場主要在國內，為發(fā)電設備、自動控制設備等配套。據(jù)統(tǒng)計每新增1萬kW發(fā)電設備，約需4萬件各類低壓電器產品與之配套，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。
低壓電器產品進口品種不多，數(shù)量不大，受到政府有關政策限制。通常情況下，只有重點工程中需要的低壓電器元件國內不能生產的才可以考慮進口，還有一種情況是外商指定必須選用某外國大公司的產品，才予考慮進口。
我國現(xiàn)行的低壓電器產品價格比較混亂，國企產品價格大體上執(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)間的公平競爭和經濟效益。國外一些電器公司在國內辦的一些獨資公司或合資公司的產品價格均高于國產產品的價格。近兩年來國外一些大公司為了擠占國內低壓電器市場，已有降價的趨勢，但降價幅度不太大。國內產品價格競爭很激烈，買方市場的形成，供大于求，必然導致價格大戰(zhàn)，近期產品市場價格略有下降，利潤也在下降。
我國低壓電器產品出口東南亞國家的數(shù)量比較大，由于國家對機電產品出口的重視、扶持及鼓勵，東南亞金融危機的好轉都有利于低壓電器的出口?？傊?，可以預見我國低壓電器市場容量會穩(wěn)步增長，前景是樂觀的。