電氣自動化系統(tǒng)特點及發(fā)展策略

于泉海

（黑龍江水運建設(shè)發(fā)展有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001）

1 工業(yè)電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科技的快速發(fā)展，計算機技術(shù)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域。OPC(OLE for Process ControI)技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61l3l 的頒布，以及Microsoft的Windows 平臺的廣泛應(yīng)用，使未來的電氣技術(shù)與計算機進行了完善的結(jié)合。

1.1 IEC6113l 標(biāo)準(zhǔn)使得編程接口標(biāo)準(zhǔn)化

IEC6113l 標(biāo)準(zhǔn)是一個標(biāo)準(zhǔn)的國際化編程準(zhǔn)則，在此準(zhǔn)則的規(guī)范下，促進了各控制系統(tǒng)生產(chǎn)廠商的編程接口標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一了編程接口的標(biāo)準(zhǔn)語法和語義。此標(biāo)準(zhǔn)化的接口準(zhǔn)則，使編程方式變得結(jié)構(gòu)化，更便于管理，在一定程度上也提高了代碼的使用效率，提高了編程的進度。

1.2 Windows 正成為事實上的工控標(biāo)準(zhǔn)平臺

微軟的操作系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，且已被各領(lǐng)域作為主要的控制系統(tǒng)平臺。微軟的操作系統(tǒng)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制層平臺上應(yīng)用，使工控平臺在使用上更加便捷，在維護上更加省時省力，且與辦公平臺進行了很好的集成銜接。

2 電氣自動化系統(tǒng)的特點

首先，在系統(tǒng)安排方面，用電設(shè)備分別安裝在各配電室和電動機控制中心，配件數(shù)量多的，所要執(zhí)行的信息處理任務(wù)龐大，而維修工作也相對復(fù)雜。它與熱工系統(tǒng)相比，電氣設(shè)備操作的頻率低，一些系統(tǒng)設(shè)備在維持正常運行時，可以經(jīng)過好幾個月甚至更長的時間再操作一次；電氣設(shè)備所需要的保護裝置要求高，動作速度快，一個保護動作通常要在40ms 以內(nèi)完成。電氣設(shè)備的構(gòu)造機構(gòu)本身具有聯(lián)鎖邏輯較簡單、操作機構(gòu)復(fù)雜的特點，而控制方式也主要是廠用電系統(tǒng)，其主要設(shè)備監(jiān)控需要接入DCS系統(tǒng)，如果兩臺系統(tǒng)一起運行，一臺系統(tǒng)的檢修不得影響另一臺系統(tǒng)的運行，因此，需要考慮兩臺機組DCS 電氣控制的模式，保證控制的穩(wěn)定性。根據(jù)電氣設(shè)備的主要特點我們知道，在構(gòu)建ECS時，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、與DCS的聯(lián)網(wǎng)方式是確保系統(tǒng)高可靠性的關(guān)鍵。除了要保證系統(tǒng)的正常運行，還要確保運行時各種數(shù)據(jù)處理和信息收集的準(zhǔn)確性，同時提出相應(yīng)的應(yīng)急措施，確保電氣系統(tǒng)可以在最好的狀態(tài)下運行。

3 電氣工程設(shè)計原則

3.1 優(yōu)化供配電設(shè)計，促進電能合理利用

例如，我們在進行住宅電氣系統(tǒng)設(shè)計時，首先考慮的是設(shè)計的適應(yīng)性，就是必須為住房提供必要的動力；為生活在建筑物里的住戶建設(shè)提供良好的環(huán)境；還應(yīng)滿足各項電力的符合和供應(yīng)要求；應(yīng)能保證電氣設(shè)備對于控制方式的要求，保證電氣設(shè)備能發(fā)揮最大的作用，保證運行的穩(wěn)定性和可靠性。其次設(shè)備的安全運行，也是設(shè)計過程中考慮的關(guān)鍵，電氣線路應(yīng)有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負(fù)荷能力、熱穩(wěn)定與動穩(wěn)定的裕度；要保證供電和配電的安全運行，以及要有可靠的防雷裝置；防雷設(shè)計，如要水庫的電氣自動化設(shè)計中，還要在保證進行特殊功能運行的情況下，還應(yīng)有防靜電、防浪涌的技術(shù)措施；按水利建筑物的重要性與火災(zāi)潛在危險程度制定必要的保護措施。在滿足水庫電力設(shè)備穩(wěn)定運行的情況下，通過先進的科學(xué)技術(shù)，完善電氣設(shè)備管理。

3.2 提高設(shè)備運行效率，減少電能的直接或間接損耗

在電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計過程中，首先要滿足建筑正常運行所需要的電能，在這個前提下，應(yīng)在設(shè)計上盡量節(jié)省成本，最大限度的降低各種能源的消耗。選用節(jié)能設(shè)備、均衡負(fù)荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用，提高電力設(shè)備的利用率，減少電能的直接或間接損耗。

3.3 合理調(diào)整負(fù)荷，提高設(shè)備利用率

在電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計過中，除滿足建筑物正常的使用功能外，在設(shè)計時還在有保證安全的前提下降低成本，提高電能的用電質(zhì)量，設(shè)計好系統(tǒng)的各項參數(shù)，除考慮正常用電需求外，還要考慮特殊用電情況下的負(fù)荷率和設(shè)備的節(jié)能系數(shù)。

4 自動化系統(tǒng)的發(fā)展策略

4.1 采用統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺

如鋼鐵行業(yè)中，采用美國WonderwareI/O Sever 技術(shù)和InSQL Server 技術(shù)，建立統(tǒng)一控制、數(shù)據(jù)、信息平臺，效果極好，可實施建立產(chǎn)品流轉(zhuǎn)動態(tài)跟蹤系統(tǒng)實現(xiàn)從原材料到成品全線動態(tài)跟蹤，建立生產(chǎn)信息動態(tài)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度、庫房(包括原料、半成品庫、熱處理、成品庫)管理、生產(chǎn)作業(yè)和過程管理、合同管理、質(zhì)量管理、工藝規(guī)程線指導(dǎo)子系統(tǒng)、生產(chǎn)信息動態(tài)查詢、統(tǒng)計、分析管理等，管理與控制都是動態(tài)實現(xiàn)、沒有最先進軟件技術(shù)支撐和可以無縫集成軟件套件組件搭建系統(tǒng)，很難想象研發(fā)工作量有多大，成功率有多高，真正意義上CIMS系統(tǒng)能否實現(xiàn)。

4.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的架設(shè)

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建對促進自動化系統(tǒng)的發(fā)展是有積極意義的，如IAS(Industrial Application Server)將工業(yè)自動化應(yīng)用程序開發(fā)設(shè)計生產(chǎn)力與可伸縮性帶入了一個新紀(jì)元。分布式點到點架構(gòu)；一個全球聯(lián)網(wǎng)域名空間；集成化歷史、腳本、報警及安全機制；直觀多用戶開發(fā)環(huán)境;基于組件工廠與應(yīng)用模型；符合21 CFR Part 11 規(guī)范要求；對用戶而言可顯著降低工程成本；降低擁有成本；響應(yīng)迅速、能適應(yīng)成長需要；堅定不移開放性。它為簡化分布式自動化應(yīng)用開發(fā)、部署、維護與管理提供了基礎(chǔ)。IAS 提供了新一級實時數(shù)據(jù)獲取、報警與事件管理、數(shù)據(jù)操作服務(wù)、以及協(xié)作工程能力，這些能力從一開始就是專門為工業(yè)自動化應(yīng)用設(shè)計，使制造廠家、OEM和系統(tǒng)集成商(SI)能夠顯著降低自動化系統(tǒng)工程、購買和維護費用，同時，用戶可以靈活建造自動化系統(tǒng)，增強了對新需求響應(yīng)能力。IAS 是建立Invensys ArchestrA 體系結(jié)構(gòu)之上一個強大新應(yīng)用平臺。綜合性ArchestrA 工廠自動化與信息體系結(jié)構(gòu)從一開始就被設(shè)計為利用最新軟件技術(shù)延長傳統(tǒng)系統(tǒng)壽命。是裝配制造廠、制煉廠、遠(yuǎn)程SCADA 運轉(zhuǎn)、公用事業(yè)這些業(yè)務(wù)營運類型任何組合中自動化應(yīng)用，以ArchestrA為基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)都能夠勝任。

5 工業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢

我國的電氣自動化發(fā)展時間較晚，與發(fā)達(dá)國家還有一定的差距，所以我國要加強自主研發(fā)的水平，提高我國電氣化在使用過程中利用率，縮短與發(fā)達(dá)國家的差距，促進工業(yè)自動化的健康有序發(fā)展。規(guī)范我國電氣傳動自動化技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)規(guī)?；⒁?guī)范化生產(chǎn)。工業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢就是現(xiàn)代分布式、開放式的信息化。

結(jié)束語

隨著科技的不斷進步，我國的電氣自動化已經(jīng)進行了自主研發(fā)的新時代了，電氣自動化的水平在日益提高，目前信息技術(shù)的高度發(fā)展，自動化與信息技術(shù)達(dá)到完美結(jié)合，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)自動化和管控一體化的自動化體系，在很大程度上促進了工業(yè)領(lǐng)域自動化水平的提高和發(fā)展。

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