芻議電氣自動(dòng)化控制方式

霍泉榮

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展，各種高科技產(chǎn)品隨之而來，帶動(dòng)了人類文明的飛速發(fā)展，電子技術(shù)也在時(shí)刻的進(jìn)行革新，其中電氣制動(dòng)化的控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于不同的領(lǐng)域之中。電氣制動(dòng)化控制技術(shù)不僅提高了工作的生產(chǎn)效率，使得工作的可靠性以及電能的質(zhì)量大大提高，改善了勞動(dòng)條件。大力開展電氣自動(dòng)化控制方式的可靠性試驗(yàn)，不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量而且還能加大市場的占有額。由此可見，對(duì)電氣自動(dòng)化控制方式的研究將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；控制方式

引言

現(xiàn)如今，電氣工程是世界核心科技不可缺少的一部分，其未來的發(fā)展空間很大。近幾年，隨著一些高科技的引入，我國電氣自動(dòng)化技術(shù)在各行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，不僅提升了產(chǎn)品的科技含量，更對(duì)電氣自動(dòng)化的控制提出了更高的要求。如何提高電氣自動(dòng)化設(shè)備的效率，如何實(shí)現(xiàn)利潤最大化，這些問題追根究底就是如何設(shè)計(jì)最優(yōu)的電氣自動(dòng)化控制方式。所以本文主要針對(duì)我國電氣自動(dòng)化控制方式進(jìn)行簡單分析。

一、電氣自動(dòng)化控制的基本涵義及特點(diǎn)分析

1、基本涵義

電氣自動(dòng)化控制是指，在沒有人直接參與下，利用采集和加工的信息，構(gòu)造控制裝置（控制器）按一定的控制規(guī)律產(chǎn)生作用，使受控客體（控制對(duì)象）某一物理量（被控量）達(dá)到所要求的性能或?qū)崿F(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的系統(tǒng)?？刂茖?duì)象：控制系統(tǒng)要進(jìn)行控制的受控客體，如冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、電梯、飛機(jī)、汽車、潛艇、電廠鍋爐、釀酒過程等各種機(jī)器或生產(chǎn)過程。被控量：控制對(duì)象要實(shí)現(xiàn)的量，如冰箱溫度、電機(jī)的轉(zhuǎn)速、飛機(jī)姿態(tài) 角、船的航跡、電網(wǎng)的電壓、生產(chǎn)過程中的壓力、流量、溫度、濕度等。

2、特點(diǎn)分析

（1）運(yùn)行方式為單元機(jī)組，由ECS監(jiān)控發(fā)電機(jī)—變壓器組以及電源的控制；

（2）開關(guān)的并網(wǎng)可以分為自動(dòng)同期與手動(dòng)同期兩種；采用直流系統(tǒng)和 LPS 系統(tǒng)的監(jiān)視。

（3）發(fā)電機(jī)—變壓器組的開關(guān)控制、操作與出口斷路器相互隔離，且對(duì)高變保護(hù)勵(lì)磁變壓器進(jìn)行保護(hù)與控制；

（4）發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)，其中主要包括啟勵(lì)滅磁的相關(guān)操作，控制手段的互相切換，進(jìn)行增磁減磁的操作，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的投退；

（5）380V 低壓用電電源監(jiān)視操作低壓設(shè)備自投裝置控制；在高壓的環(huán)境下備用變壓器的控制和操作；

（6）在高壓電廠內(nèi)，要采用電源監(jiān)視操作廠內(nèi)用電快速切換裝置的狀態(tài)監(jiān)視投退手動(dòng)啟動(dòng)等；

（7）柴油發(fā)電機(jī)組和保護(hù)電源的相關(guān)控制程序與操作方法。

二、電氣自動(dòng)控制方式的要求

穩(wěn)態(tài)過程和過度過程是電氣自動(dòng)化控制方式的兩個(gè)過程。對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求主要有以下三個(gè)方面，穩(wěn)定性、過渡過程性能和穩(wěn)態(tài)誤差。

（1）穩(wěn)態(tài)過程是指，過渡過程結(jié)束后的輸出響應(yīng)。穩(wěn)定性是系統(tǒng)受到短暫的擾動(dòng)后其運(yùn)動(dòng)性能從偏差平衡點(diǎn)恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)的能力，不穩(wěn)定的系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)預(yù)定任務(wù)。穩(wěn)定性，通常由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定，與外界因素?zé)o關(guān)。

（2）過渡過程是指，在輸入量作用下，系統(tǒng)的輸出變量由初始狀態(tài)達(dá)到最終穩(wěn)態(tài)過程。過渡過程性能：描述過渡過程性能可以用平穩(wěn)性和快速性加以衡量，一般稱為動(dòng)態(tài)性能。如：上升時(shí)間、峰值時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、超調(diào)量。

（3）穩(wěn)態(tài)誤差指的是系統(tǒng)過渡過程結(jié)束后，期望的穩(wěn)態(tài)輸出量與實(shí)際的穩(wěn)態(tài)輸出量之差。顯然，這種誤差越小，表示系統(tǒng)的輸出跟隨參考輸入的精度越高。

三、電氣自動(dòng)化控制方式

1、遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

遠(yuǎn)程控制方式具有組態(tài)靈活和可靠性上高的特點(diǎn)，其在電氣工程中能夠在電纜上節(jié)省大量的增加數(shù)，在材料上也可節(jié)約很多。另外，還可以節(jié)省安裝上的費(fèi)用問題。但是由于電氣工程中各種現(xiàn)場的總線的通訊速度不是很高，而電氣電廠中的通訊量又是很大，所以遠(yuǎn)程監(jiān)控方式適合運(yùn)用在電氣工程中較小的系統(tǒng)監(jiān)控，不太適合面對(duì)全長的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制的構(gòu)建。

2、集中監(jiān)控方式

（1）優(yōu)點(diǎn)

控制要求不高，電氣工程中的運(yùn)行維護(hù)更加方便，系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為容易。

（2）缺點(diǎn)

由于處理工作的方式為集中系統(tǒng)中各項(xiàng)功能到一個(gè)處理器上，這樣電纜方面的數(shù)量會(huì)加大，投資上也有明顯的加大，因?yàn)樘幚砥鞯娜蝿?wù)是特別繁重，處理的速度嚴(yán)重受到影響，而電氣設(shè)備進(jìn)入到監(jiān)控時(shí)，監(jiān)控對(duì)象的大量增加是隨之來的將是主機(jī)的冗余的下降的趨勢(shì)，長距離的電纜的引入將會(huì)影響到系統(tǒng)上的可靠性。

（3）難度

由于斷路器上的聯(lián)鎖以及隔離刀閘上的操作閉鎖都采用的是硬接線，然而隔離刀閘上的輔助接點(diǎn)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)接點(diǎn)不到位的現(xiàn)象，這樣就會(huì)造成電氣工程中的設(shè)備無法進(jìn)行操作。這種接線的二次接線是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜的，會(huì)出現(xiàn)檢查線時(shí)不方便，在維護(hù)量上也大大的增加，還存在著檢查線或傳動(dòng)過程中由于接線上的復(fù)雜而造成操作上失誤的可能性等等，所以說集中監(jiān)控方式也是在電氣工程中運(yùn)用比較廣泛的。

3、現(xiàn)場總線監(jiān)控方式

現(xiàn)場總線監(jiān)控可以使系統(tǒng)設(shè)計(jì)有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔采用不同的功能，這樣就可以根據(jù)間隔的情況來設(shè)計(jì)采用這種監(jiān)控方式除了這些優(yōu)點(diǎn)外還具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以在隔離設(shè)備模擬量端子柜等等方面上也有少量的減少，而且電氣智能設(shè)備是就地安裝的，與監(jiān)控系統(tǒng)是通過通訊設(shè)備連接的，可以節(jié)省了電纜的大量運(yùn)用，還節(jié)約了過多的投資和安裝維護(hù)上的工作量，進(jìn)而減少了成本 還有就是各個(gè)裝置的功能都是相對(duì)獨(dú)立的，是通過網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行連接的，網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)是非常的靈活，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性有所提高，而任何的一個(gè)裝置的故障僅僅的影響相應(yīng)的元件，這樣就不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)上的癱瘓問題。因此，現(xiàn)場總線監(jiān)控方式在電氣工程中應(yīng)用最多也是最好的一項(xiàng)，同時(shí)也是發(fā)展電氣自動(dòng)化的前景方向。

四、電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展方向

隨著智能化信息化技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)將不斷向科技化信息化開放化的趨勢(shì)發(fā)展，電氣自動(dòng)化涉及的領(lǐng)域?qū)⒉粩嘣龆啵夹g(shù)更新將不斷加快，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)也將得到快速發(fā)展并不斷完善?，F(xiàn)代社會(huì)電氣自動(dòng)化的控制系統(tǒng)普遍都是采取分層計(jì)算監(jiān)控系統(tǒng)，在具體的管理當(dāng)中有效的將其分成上層和下層以及多層管理的形式，上層計(jì)算機(jī)是作為管理協(xié)調(diào)層，主要負(fù)責(zé)的內(nèi)容是進(jìn)行命令下達(dá)以及遠(yuǎn)程通信等；然而下為計(jì)算機(jī)是作為執(zhí)行層，主要負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)以及執(zhí)行上位機(jī)命令的下達(dá)，然而多層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是國家的調(diào)度中心，在實(shí)踐中通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查看數(shù)據(jù)以及下達(dá)宏觀調(diào)控計(jì)劃。有效提高監(jiān)控設(shè)備的可靠性，上位機(jī)通常都是采用雙計(jì)算機(jī)，必要是時(shí)候甚至是采取多臺(tái)計(jì)算機(jī)的形式，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都是有著各自獨(dú)立的任務(wù)都需要進(jìn)行有力的操作和承擔(dān)任務(wù)量，如果其中某一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，那么其他計(jì)算機(jī)則有效的承擔(dān)故障機(jī)的任務(wù)。上位機(jī)進(jìn)行通信都是依靠局域網(wǎng)，下位機(jī)則是通過總線進(jìn)行，而國調(diào)層的通信則又是通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。

五、結(jié)束語

綜上所述，我們對(duì)電氣自動(dòng)化控制的特點(diǎn)以及方式有了更充分的認(rèn)識(shí)，對(duì)我國電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向也有了新的認(rèn)識(shí)。隨著新科技的不斷發(fā)展，智能化水平的不斷提高，提高了管理部門對(duì)現(xiàn)場設(shè)備施工管理水平，通訊技術(shù)的應(yīng)用為數(shù)據(jù)的傳輸提供了保障在現(xiàn)代化的工業(yè)領(lǐng)域中，電氣自動(dòng)化正以其不可取代的重要性被廣泛的應(yīng)用，在航天交通醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域都得到了高度的認(rèn)可，相信隨著科技的發(fā)展，其必將改變我國多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展模式，促進(jìn)我國電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的發(fā)展.

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