淺論電氣工程的系統(tǒng)自動化控制

近年來，隨著我國工業(yè)自動化程度得到大幅度提高，高新技術的引進，全面提升了傳統(tǒng)產業(yè)的科技含量，這對在第一線工作的技術人員提出了更高更多的要求；因此，現(xiàn)代企業(yè)需要大量電子電氣與自動化的技術人才，從事企業(yè)生產過程的運行、控制、維護與管理工作；社會也需要大量的該類技術人才，從事自動裝置與設備的運行與管理工作。對于發(fā)變組保護等主保護和安壘自動裝置，因其設備已經很成熟而且要求全部在DCS中實現(xiàn)其功能尚有一定難度，可能增加相當大的費用，故可以保留。

一、電氣自動化的系統(tǒng)處理

系統(tǒng)在電氣方面主要通過設備接地信號處理、傳輸信號屏蔽、選擇合適的抗干擾措施實現(xiàn)。為了確保系統(tǒng)運行可靠，故障少，操作維護方便，在設備選擇時，選擇經過長期檢驗證明性能穩(wěn)定可靠的設備來適應工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境，保證系統(tǒng)的可靠運行。由開車順序使物料比例由小到大順序排列運行，保證系統(tǒng)中的恒定誤差與隨機誤差最小。自動記錄并分析電機實際轉速反饋，根據其當前班組的運行趨勢判定誤差的擾動。根據運行過程中啟動停止數據分析判斷誤差的擾動。加強軟件的循環(huán)隊列和流量交叉時間的統(tǒng)計分析，直接進行流量的波形分析。

系統(tǒng)組態(tài)采用軟件2次開發(fā)功能，除動態(tài)顯示工作流程外，包括趨勢圖、棒圖，歷史數據等數據顯示、報表、打印等功能。易于擴充系統(tǒng)保留必要的接口，為廠級管理、全部過程實現(xiàn)自動控制設計必要的接口與界面。實用性強系統(tǒng)具有自動、儀表室內手動、現(xiàn)場手動三類控制方法。為了保證一次設備運行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設備為之服務，能夠實現(xiàn)某項控制功能的若干個電器組件的組合，稱為控制回路或二次回路。

二、系統(tǒng)自動化控制方式

1.集中監(jiān)控方式

這種監(jiān)控方式優(yōu)點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統(tǒng)設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理逮度受到影響。由于電氣設備全部進入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。

2.現(xiàn)場總線監(jiān)控方式

目前，對于以太網(Ethernet)、現(xiàn)場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統(tǒng)中，且已經積累了豐富的運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發(fā)展，

這些都為網絡控制系統(tǒng)應用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎?，F(xiàn)場總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I／0卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態(tài)靈活，使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統(tǒng)癱瘓，因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

3.遠程監(jiān)控方式

遠程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費用、節(jié)約材料?？煽啃愿?、組態(tài)靈活等優(yōu)點。由于各種現(xiàn)場總線(如IlLonworks總線，CAN總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應于全廠的電氣自動化系統(tǒng)的構建。

三，微機系統(tǒng)的介入

隨著計算機的快速發(fā)展和控制技術的不斷提高，使得機爐控制與電氣控制日益顯得不協(xié)調，控制水平也逐漸拉大。為了解決這一矛盾，有效的辦法就是將電氣納入DCS系統(tǒng)控制之中，這樣既利用DCS系統(tǒng)已成熟的分散控制技術，叉能提高電氣控制水平。電氣控制將發(fā)變組系統(tǒng)；發(fā)電機勵磁系統(tǒng)；高壓廠用電源系統(tǒng)(包括廠用電源正常切換)；低壓廠用電源系統(tǒng)和400VPC}高壓啟／備變電源系統(tǒng)；直流系統(tǒng)和UPS糸統(tǒng)儀監(jiān)視自動同期系統(tǒng)；廠用電快切系統(tǒng)納入Des系統(tǒng)以后，并與發(fā)變組保護裝置；自動準同期裝置(ASS系統(tǒng))；自動電壓調整裝置(AVR系統(tǒng))；廠用電快切裝置；故障錄波裝置進行常規(guī)硬接口后，可充分利用DCS系統(tǒng)的手段，使電氣防誤操作等功能實現(xiàn)更方便、更完備，并且將相關量的顯示報警與電氣設備的控制調節(jié)有機地結合起來，有效提高整個電氣控制的安全性和可靠性。

現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的統(tǒng)一的整體，系統(tǒng)中的裝置以及所接的用電設備都是開放性設備，受到周圍環(huán)境的影響，發(fā)生故障的可能性很大。大型電氣設備價格昂貴，一旦損毀不僅帶來巨大的經濟損失，而且會對電力系統(tǒng)本身穩(wěn)定和工業(yè)生產及人民生活產生巨大影響。電力系統(tǒng)是一個復雜的、非線性的大系統(tǒng)，具有許多其它系統(tǒng)所沒有的特殊性，隨著電力系統(tǒng)不斷向高電壓、遠距離、大容量的方向發(fā)展，系統(tǒng)的網架結構和運行方式日益復雜，這就對系統(tǒng)中繼電保護裝置提出了更高的要求，即要求選擇性更好、可靠性更高、動作速度更快。為適應這種要求，各種新型的保護原理和保護裝置不斷涌現(xiàn)。微機繼電保護的出現(xiàn)，使原有繼電保護裝置的工作性能有了顯著的改善，大大提高了電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

四、電氣系統(tǒng)自動化控制的發(fā)展趨勢

OPC技術的出現(xiàn)，IEC611 3l的頒布，以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應用，使得未來的電氣技術的結合，計算機日益發(fā)揮著不可替代的作用。Pc客戶機／服務器體系結構、以太網和Interne技術引發(fā)了電氣自動化的一次又一次革命。正是市場的需求驅動著自動化和IT平臺的融和，電子商務的普及將加速著這一過程。Internet／Intranet技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景。企業(yè)的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業(yè)的財務，人事等管理數據，也可以對當前生產過程的動態(tài)畫面進行監(jiān)控，在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現(xiàn)實技術和視頻處理技術的應用，將對未來的自動化產品，如人機界面和設備維護系統(tǒng)的設計產生直接的影響。相對應的軟件結構、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備轉向集成的系統(tǒng)。