探討電氣的自動化在電氣工程中融合運用

李萬燕

【摘 要】改革開放以來，我國的經(jīng)濟建設(shè)取得了舉世矚目的成就，科學技術(shù)的發(fā)展日新月異，電氣自動化技術(shù)開始在越來越多的工程中得到了廣泛的應用，把電氣與自動化進行有機融合，如此一來便能使工程施工節(jié)省許多不必要環(huán)節(jié)。文中就電氣的自動化在電氣工程中的應用作了大致的論述，并提出了未來電氣自動化工程融合應用的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵字】電氣自動化；電氣工程；融合運用

一、傳統(tǒng)電氣設(shè)計和自動化設(shè)計的特點和思想基礎(chǔ)

傳統(tǒng)電氣設(shè)備的制作形式在保護、控制和計量上都是由一些獨立的配件來完成的，而且用戶所需的配電產(chǎn)品以及每個配件彼此間的功能配合與連接也都是通過此種形式來完成的。在這個過程中，計算機便構(gòu)成了相應的自動化控制系統(tǒng)，通過對軟件和硬件進行組合，讓系統(tǒng)管理管理與控制功能能夠滿足用戶需求。此外，在傳統(tǒng)電氣設(shè)備里自動化和電氣全都是獨立存在的，并且這兩個設(shè)備并非是出自同一個制造商，因此在進行施工之時，各設(shè)備專業(yè)的工作人員一定要到施工現(xiàn)場，然后按照規(guī)定的管理原則和標準信號劃分清楚界面，并對其采取必要的協(xié)調(diào)連接舉措。

（一）在對某工程進行電氣設(shè)計之時，一定要對用電設(shè)備的實際用電負荷、分布情況以及負荷特點等具體狀況加以考慮，同時與自身條件相結(jié)合來進行中低壓配變電系統(tǒng)的相應設(shè)置。在此基礎(chǔ)上，作為施工方一定要遵照供電方在設(shè)備、條件以及用電上的管理要求，對低電壓變配電系統(tǒng)實行計量、控制和二次保護方面的設(shè)計，然后按照工藝控制和自動化系統(tǒng)要求來進行配電系統(tǒng)末端用電設(shè)備的設(shè)計，在完成這些設(shè)計之后，再實行電路的敷設(shè)、設(shè)計以及設(shè)備的調(diào)試與安裝工作。

（二）在對某工程進行自動化設(shè)計之時，一定要按照控制要求先對工藝進行詳細分析，以便對被控設(shè)備的分布狀況有所了解和掌握，同時還要對設(shè)備自身可靠性、運行流程相關(guān)性等加以了解，然后再進行計算機全控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的設(shè)計。在執(zhí)行工程的時候，還需對變配電系統(tǒng)、高低壓儀表系統(tǒng)與用電設(shè)備檢測信號、系統(tǒng)檢測控制之間的關(guān)系加以協(xié)調(diào)，接著再將一個位號清單編制出來，最后再對整個控制流程圖加以設(shè)計；進行控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件和硬件的組合；使控制系統(tǒng)輸出和輸入接口與整個系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備電纜之間的有效連接設(shè)計得以實現(xiàn)，如此才能使整個系統(tǒng)設(shè)備以及電纜敷設(shè)的調(diào)試與安裝得以順利完成。

雖然自動化設(shè)計和電氣設(shè)計的過程隸屬不同專業(yè)，但經(jīng)過分析便知，這兩個專業(yè)在執(zhí)行之時需平行進行，并且在進行中要彼此提出監(jiān)控條件，換言之，在實施電氣內(nèi)容和條件之時，一定要對自動化相應內(nèi)容和條件加以確認和落實。

二、電氣自動化技術(shù)現(xiàn)如今所具備的基礎(chǔ)條件

工程現(xiàn)場許多設(shè)備都能通過對現(xiàn)場總線加以連接而實現(xiàn)，并用同樣的通訊協(xié)議使數(shù)據(jù)通訊得以實現(xiàn)。由于目前網(wǎng)絡通訊的機電一體化、芯片嵌入和標準統(tǒng)一等發(fā)生了很大的變化，使得現(xiàn)場設(shè)備層中測量與控制的徹底分化得以實現(xiàn)。對整個控制系統(tǒng)而言，由它的拓撲結(jié)構(gòu)便知，作為通訊媒介的重要組成成分，現(xiàn)場總線包含的內(nèi)容只包括人機界面管理計算機和現(xiàn)場控制器這兩方面，如今有了幾個大型的現(xiàn)場總線組織可以對現(xiàn)場總線通訊協(xié)議加以制定，如此一來，假如現(xiàn)場嵌入式控制裝置、控制器、儀表與通訊協(xié)議相符，那么便能很快捷的通過連接現(xiàn)場總線來實現(xiàn)完整控制系統(tǒng)的形成。

三、電氣自動化新的設(shè)計方案特點和內(nèi)容

由于目前的用電設(shè)備中有一個非常小型的PLC控制系統(tǒng)，并且嵌入式控制裝置也會在高低壓變配電設(shè)備中出現(xiàn)，因此在對相關(guān)電氣加以設(shè)計之時，就無需把集中、計量的保護系統(tǒng)設(shè)備和二次信號同自動控制系統(tǒng)間做預留互聯(lián)條件，而只用按照需求進行系統(tǒng)電氣的設(shè)計，此外還需進行必要儀表系統(tǒng)的設(shè)計。在傳統(tǒng)設(shè)計方案里，電氣設(shè)計和自動化設(shè)計是平行的，而新設(shè)計方案和傳統(tǒng)設(shè)計方案之間差別非常多，具體而言就是新設(shè)計方案在設(shè)計程度上對傳統(tǒng)設(shè)計方案進行了一定的簡化，使得效率得到了極大提升，而自動化組態(tài)的進行也無需先進行硬件確定再實行，只需通過一個軟件和通信協(xié)議便能讓不同廠家的產(chǎn)品和設(shè)備實現(xiàn)整合，進而構(gòu)建為一個正常系統(tǒng)。電氣及其控制系統(tǒng)最主要的優(yōu)點便在于其能實現(xiàn)電氣設(shè)計與自動化設(shè)計的統(tǒng)一，站在電氣方向的角度上來講，便是系統(tǒng)的智能化得以實現(xiàn)了，站在網(wǎng)絡自身角度上來講就是使對用戶數(shù)據(jù)的共享得以實現(xiàn)了。

四、電氣自動化新設(shè)計方案適應性發(fā)展趨勢

事實上，上面所提到的新設(shè)計方案基本上全都在現(xiàn)場設(shè)備中得到了應用，現(xiàn)場總線裝置與通訊協(xié)議標準完全相符，即網(wǎng)絡通訊功能得以完全實現(xiàn)，并且在現(xiàn)場總線的所有節(jié)點設(shè)備上都采用分布式實時數(shù)據(jù)庫形式。與此同時，系統(tǒng)中另外一個非常重要的構(gòu)成成分便是設(shè)備控制系統(tǒng)，它的特點包括數(shù)據(jù)共享快、成本低、高效可靠等。上面所提的功能希望能在設(shè)計中得以實現(xiàn)，如此便需要設(shè)備設(shè)計人員不僅能進行電氣系統(tǒng)的設(shè)計，同時還能機型嵌入式控制裝置的編程組態(tài)，并且還能完成相應控制軟件的組態(tài)以及網(wǎng)絡架構(gòu)。作為企業(yè)管理者以及設(shè)備供貨商和互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計人員都需對設(shè)備技術(shù)和生產(chǎn)流程加以調(diào)整和支持，并進行不斷的協(xié)調(diào)和溝通。

五、電氣自動化在電氣工程里的應用

（一）一次設(shè)備及供電方式

在管理上，我國配電網(wǎng)包括農(nóng)村電網(wǎng)和城市電網(wǎng)，農(nóng)村電網(wǎng)最主要采取架空線的方式，城市電網(wǎng)則主要采取電纜網(wǎng)的形式。線路開關(guān)設(shè)備、電源點、網(wǎng)架共同決定了配電網(wǎng)供電方式，網(wǎng)架與電源點不同的組合形式，架構(gòu)出不同的供電形式，而線路開關(guān)設(shè)備則提供功能不同的供電配合方案。

（二）二次設(shè)備及遠動系統(tǒng)

TTU、FTU對配電臺區(qū)、線路開關(guān)的控制最主要是通過變電系統(tǒng)遠動來實現(xiàn)的。遠動系統(tǒng)和設(shè)備可靠性功能最主要包括就地手動、遠方控制、環(huán)網(wǎng)控制、保護動作這四個方面。

（三）通信設(shè)備和方案

自動化通信方案最主要包括現(xiàn)場單元間、子站之間、子站對現(xiàn)場單元、主站對現(xiàn)場單元、主站對子站的通信等廣義范圍。電網(wǎng)自動化非常重點和難點的部位便是通信，不同條件和區(qū)域，通信方案也是不同的。

（四）軟件功能與主站網(wǎng)絡

電力系統(tǒng)自動化主站功能最主要包括電網(wǎng)經(jīng)濟運行的分析、GIS的在線管理、SCADA的實時監(jiān)控等，主站框架需突破傳統(tǒng)單一調(diào)度的自動化系統(tǒng)模式，而采用一體化架構(gòu)形式，使分布式網(wǎng)絡的綜合集成系統(tǒng)能實現(xiàn)管控一體，軟件平臺技術(shù)和計算機網(wǎng)絡技術(shù)要充分體現(xiàn)開放與功能，同時進行異構(gòu)系統(tǒng)跨平臺接口的供應，并與CIS、MIS、負控、調(diào)度等自動化系統(tǒng)共同實現(xiàn)無縫集成。

六、結(jié)語

文中就自動化與電氣專業(yè)現(xiàn)如今的技術(shù)發(fā)展趨勢作了大致的介紹，并就同一工程匯總自動化設(shè)計與電氣設(shè)計之間的關(guān)系作了大致的論述，此外還表示假如這兩者能進行有機融合，將對工程自身發(fā)展有利，在文章最后，筆者對這兩個專業(yè)的設(shè)計者融合趨勢、原則和發(fā)展方向進行了大致的分析。

參考文獻：

[1] 巫云飛，陳小松.探討電氣的自動化在電氣工程中融合運用[J].大觀周刊，2011，（38）：229-229.

[2] 楊曉謙.試述傳統(tǒng)電氣與自動化技術(shù)的設(shè)計思想與融合[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012，（11）：165.

[3] 揭育東.淺談電氣與自動化設(shè)計在工程實踐中的融合[J].科學之友，2011，（24）：35-36.

[4] 燕增堂.淺析電氣與自動化專業(yè)設(shè)計在供熱工程中的實踐[J].中國科技博覽，2010，（11）：13.

[5] 孫偉.關(guān)于工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的幾點思考[J].科技創(chuàng)新與應用，2011，（23）：57-57.