電氣自動化控制技術(shù)的探討

王麗

摘 要：電氣自動化是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志和現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)的核心技術(shù)，電氣自動化的發(fā)展對社會科技的進(jìn)步有著極其深遠(yuǎn)的影響。文章闡述了電氣自動化的發(fā)展歷程、影響因素和現(xiàn)狀，并以“某發(fā)電廠為例探討了電氣自動化控制系統(tǒng)的特點、功能和設(shè)計理念，展望了電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；電氣；電氣自動化控制

電氣自動化技術(shù)是與電子和信息技術(shù)緊密結(jié)合在一起的一門電氣工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)科，隨著電子技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)、智能控制的飛速發(fā)展，使得電氣自動化經(jīng)歷了從無到有，從發(fā)展到成熟的過程。在上個世紀(jì)五十年代，“自動化”一詞被提出，電力、電機(jī)等產(chǎn)品的出現(xiàn)催生了電氣自動化，而繼電器和接觸器的出現(xiàn)及應(yīng)用使得機(jī)器可以按照人的意志和設(shè)定來完成事先安排好的判斷和邏輯功能，促使了電氣自動化的發(fā)展變革；在上個世紀(jì)六十年代，現(xiàn)代控制理論的提出和計算機(jī)的應(yīng)用推進(jìn)了自動控制和信息處理的結(jié)合進(jìn)程，自動化進(jìn)入綜合自動化階段，可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制與管理的有效優(yōu)化，電氣自動化得到了質(zhì)的飛躍；從上個世紀(jì)八十年代開始，電氣自動化得到快速發(fā)展，目前已經(jīng)較為成熟，電氣自動化已是高新技術(shù)的重要組成部分，在工業(yè)、國防、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，極大的促進(jìn)了人工智能、航空航天、交通、制造技術(shù)等諸多領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的作用。

1 影響因素

電子自動化的發(fā)展受信息技術(shù)、物理科學(xué)影響，其中信息技術(shù)起著決定性的影響。現(xiàn)代信息技術(shù)指的是開發(fā)并利用信息的各種手段，是計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的綜合，以計算機(jī)、光電、通信等技術(shù)為主體，包括光電子、微電子等元器件制造相關(guān)的信息技術(shù)。除此之外，物理科學(xué)的發(fā)展對電氣自動化發(fā)展也起著一定的推動作用，三極管、大規(guī)模集成電路等技術(shù)的發(fā)展極大的促進(jìn)了電氣自動化的進(jìn)步。

2 現(xiàn)狀

2.1 電氣自動化系統(tǒng)信息化

信息技術(shù)在縱向和橫向上向電氣自動化進(jìn)行滲透，縱向上，信息技術(shù)從管理層面上對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行滲透，利用信息技術(shù)可以有效存取財務(wù)等管理數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，實時掌握生產(chǎn)信息并確保信息的全面、完整和準(zhǔn)確；橫向上，信息技術(shù)對設(shè)備、系統(tǒng)等進(jìn)行滲透，微電子等技術(shù)的應(yīng)用使控制系統(tǒng)、PLC等設(shè)備界線從定義明確逐漸變的模糊，而軟件結(jié)構(gòu)、組態(tài)環(huán)境、通訊能力等的作用日益凸顯，網(wǎng)絡(luò)、多媒體等技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2 電氣自動化系統(tǒng)使用、維護(hù)與檢修簡易化

Windows等已經(jīng)成為實施電氣自動化控制平臺、規(guī)范以及語言的標(biāo)準(zhǔn)，基于Windows的人機(jī)界面成為電氣自動化的主流，基于Windows的控制系統(tǒng)有著靈活、易于集成等優(yōu)勢，也得到了廣泛的應(yīng)用，使用Windows操作平臺使電氣自動化系統(tǒng)的使用、維護(hù)和檢修更加簡單、方便。

3 電氣自動化控制系統(tǒng)的特點、功能和設(shè)計理念

3.1 特點

與熱機(jī)設(shè)備相比，電氣控制系統(tǒng)的控制對象少、信息量小、操作頻率低，但具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢。由于電氣設(shè)備要求較高的保護(hù)自動裝置可靠性和快速反應(yīng)能力以及較高的抗干擾能力，電氣控制系統(tǒng)具有較多連鎖保護(hù)，能夠滿足有效控制的要求。

3.2 功能

基于電氣控制的特點，電氣自動化控制系統(tǒng)要實現(xiàn)了對發(fā)電機(jī)一變壓器組等電氣系統(tǒng)的有效控制，必須具備以下的基本功能：發(fā)電機(jī)一變壓器組出口隔離開關(guān)及斷路器的有效控制和操作；發(fā)電機(jī)一變壓器組、勵磁變壓器、高變保護(hù)控制；發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)起勵操作、滅磁操作、增減磁操作、穩(wěn)定器投退、控制方式切換；開關(guān)自動、手動同期并網(wǎng)；高壓電源監(jiān)視和操作及切換裝置的監(jiān)視、啟動、投退等；低壓電源監(jiān)視和操作及自投裝置控制；高壓變壓器控制及操作；發(fā)電機(jī)組控制及操作；LPS、直流系統(tǒng)監(jiān)視等等。

3.3 設(shè)計理念

電氣自動化控制系統(tǒng)主要有集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控、現(xiàn)場總線監(jiān)控三種設(shè)計方式。集中監(jiān)控方式的特點由一個處理器集中系統(tǒng)功能進(jìn)行處理，優(yōu)勢是設(shè)計簡單、防護(hù)要求較低、運(yùn)行維護(hù)方便。由于處理器工作量過于繁重，導(dǎo)致處理速度較低，對全部電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控將導(dǎo)致主機(jī)冗余降低、電纜數(shù)量增多，導(dǎo)致投資加大，而且長距離電纜干擾也會影響系統(tǒng)，隔離刀閘、斷路器采用硬連接也容易產(chǎn)生輔助接點不到位、查線不方便等問題，增大了誤操作的幾率。遠(yuǎn)程監(jiān)控方式有著組態(tài)靈活和節(jié)省電纜、安裝費用、材料以及可靠性高的優(yōu)點，由于電氣設(shè)備通訊量比較大，而Lonworks、CAN等各種現(xiàn)場總線通訊速度不高，該方式僅僅適用于小型系統(tǒng)的監(jiān)控，無法滿足大型電氣自動化系統(tǒng)的要求。

總之，隨著OPC（OIJEforProcessContro1）技術(shù)的出現(xiàn)和IEC61131的頒布以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應(yīng)用，未來的電氣技術(shù)的結(jié)合，計算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131已成為電氣自動化控制技術(shù)一個國際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對未來的自動化產(chǎn)品，如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計產(chǎn)生直接的影響，相對應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了，軟件的重要性在不斷提高，這種趨勢正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。

[參考文獻(xiàn)]

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