自動化控制系統(tǒng)在電氣工程中的應(yīng)用研究

楊 亮

（秦皇島興業(yè)電力工程有限公司，河北秦皇島，066000 ）

自動控制系統(tǒng)是在無人直接參與下可使生產(chǎn)過程或其他過程按期望規(guī)律或預(yù)定程序進(jìn)行的控制系統(tǒng)，其是實(shí)現(xiàn)自動化的主要手段。當(dāng)前，隨著控制理論和控制技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，自動化控制系統(tǒng)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大，幾乎涉及生物、醫(yī)學(xué)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會等所有領(lǐng)域，由此，自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為一種必然趨勢，而鑒于電氣工程本身的重要性，其必需緊跟新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，才能夠獲得長發(fā)展。

1 電氣自動化的應(yīng)用發(fā)展趨勢

1.1 電氣自動化與信息技術(shù)的融合發(fā)展

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國的信息技術(shù)，也即管理和處理信息所采用的各類技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在設(shè)計(jì)、開發(fā)、安裝和實(shí)施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件等方面，尤其近年來，其傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其在電氣產(chǎn)品中的應(yīng)用優(yōu)勢愈加明顯，如在傳感器、控制器以及多種儀器儀表中都有應(yīng)用。電氣自動化作為工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的主導(dǎo)方向，必然要與信息技術(shù)相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展才能夠獲得飛速發(fā)展。

1.2 電氣自動化與人工智能技術(shù)的相互結(jié)合

電氣工程的智能化發(fā)展依靠的就是人工智能技術(shù)，并且應(yīng)用深度和廣度上都在逐漸增強(qiáng)，例如CAD設(shè)計(jì)已經(jīng)開始成為主流。一般情況下，電氣自動化發(fā)展中對于人工智能技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾方面：首先，將人工智能技術(shù)應(yīng)用在檢測、判斷電氣工程故障狀態(tài)和原因；其次，將人工智能技術(shù)應(yīng)用在電氣工程產(chǎn)品的保護(hù)及序列控制；其次，將人工智能技術(shù)用來提升電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行效率和控制精度，以滿足電氣自動化的發(fā)展要求。

1.3 電氣自動化與開放式平臺的優(yōu)化應(yīng)用

電氣工程自動化系統(tǒng)的深化發(fā)展，要求系統(tǒng)在設(shè)計(jì)與應(yīng)用過程中提供更多的應(yīng)用和業(yè)務(wù)，因此，迫切需要一種能夠集成多種業(yè)務(wù)和應(yīng)用的開放式一體化解決方案來滿足電氣自動化的各種需求。而開放式平臺對于電氣自動化系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢，其能夠顯著提高其實(shí)際運(yùn)行效率，縮短其響應(yīng)時(shí)間，并保證系統(tǒng)各程序之間實(shí)現(xiàn)自由化、智能化的通訊連接，并且該操作平臺維護(hù)簡單、易于操作，是電氣自動化發(fā)展的必然選擇。

2 自動化控制系統(tǒng)在電氣工程中的具體應(yīng)用

電氣自動化涉及的內(nèi)容很多，主要是以電氣技術(shù)、電力自動化技術(shù)、各種電氣設(shè)備及自動化設(shè)備的安裝、設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)、技術(shù)改造、產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)管理等為內(nèi)容，其應(yīng)用基礎(chǔ)是自動化控制系統(tǒng)的，并以此實(shí)現(xiàn)了電氣工程系統(tǒng)中的自動控制、監(jiān)測、診斷、保護(hù)和管理等多種自動化功能，是推動電氣工程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化和智能化發(fā)展的必然發(fā)展趨勢。

2.1 電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度自動化發(fā)展

電氣自動化技術(shù)的成熟應(yīng)用，使得電網(wǎng)調(diào)度自動化控制系統(tǒng)得以發(fā)展，該系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、大屏幕液晶顯示器、服務(wù)器以及工作站等四部分組成，對于保證整個電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的作用。電網(wǎng)調(diào)度自動化的實(shí)現(xiàn)需要借助于電力系統(tǒng)中專用局域網(wǎng)絡(luò)將需要調(diào)度的發(fā)電站、變電站、工作站以及調(diào)度中心的終端進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)電氣工程的調(diào)度工作。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)在電氣工程中的應(yīng)用具體涉及發(fā)電廠、控制設(shè)備和電網(wǎng)調(diào)度中心設(shè)備的自動化控制，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)的電壓、周波、負(fù)荷等能夠幫助調(diào)度中心控制人員作出準(zhǔn)確的判斷，并可在發(fā)生故障時(shí)實(shí)現(xiàn)安全分析，保證電網(wǎng)良好運(yùn)行；同時(shí)還能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，以此來降低能耗、節(jié)約能源。

2.2 電氣工程中變電站自動化的推廣發(fā)展

電氣自動化技術(shù)在變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，更為重要的目的是為了實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)中各電氣設(shè)備的全方位、有效監(jiān)測，并將其檢測到的所有電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)信息傳遞給系統(tǒng)的控制中心，從而幫助自動化監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)對各數(shù)據(jù)信息的分析、處理后作出最優(yōu)化調(diào)整方案，這不僅能夠促進(jìn)變電站電氣工程系統(tǒng)的安全運(yùn)行，減少其事故發(fā)生率，還可以提升其系統(tǒng)控制精度。

2.3 電氣工程中發(fā)電廠的分散控制系統(tǒng)應(yīng)用

自動化控制系統(tǒng)在發(fā)電廠電氣工程中應(yīng)用最為明顯的就是分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用與推廣，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是以分層分步式的方式實(shí)現(xiàn)對電廠的控制，其主要由高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)、過程控制單元、遠(yuǎn)程控制單元、以太網(wǎng)、遠(yuǎn)行人員工作站等分布式結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該系統(tǒng)中關(guān)鍵部分是遠(yuǎn)程控制單元和過程控制單元，前者是由主控模塊、輸入模塊和輸出模塊等組成的，其中主控模塊是借助于總線和冗余智能輸入和輸出模塊來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通訊的，而后者不僅能夠?qū)崟r(shí)接受發(fā)電廠生產(chǎn)過程中所形成的熱電阻、開關(guān)量等設(shè)備發(fā)出的信息并以此為指引進(jìn)行指令動作，還能夠?qū)l(fā)出信號中所傳達(dá)的電氣設(shè)備的具體運(yùn)行數(shù)據(jù)打印出來，為工作人員具體分析運(yùn)行數(shù)據(jù)并監(jiān)控、監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)提供支撐。

3 結(jié)語

自動化控制系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，使其與電氣工程之間的運(yùn)作協(xié)調(diào)日趨頻繁，國內(nèi)外學(xué)者也愈來愈重視對于兩者的融合研究，本文針對自動化控制系統(tǒng)在電氣工程中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的研究和分析，以期縮短電氣自動化控制系統(tǒng)與實(shí)際需求之間的差距性，并在此基礎(chǔ)上努力建立起控制性能更好和自動化程度更高的電氣工程控制系統(tǒng)，從而提升其整體運(yùn)行效率和安全性能。

[1]馬立國.關(guān)于電氣工程及自動化的控制系統(tǒng)應(yīng)用的研究[J].黑龍江科技信息,2014,20:22.

[2]劉東風(fēng).關(guān)于電氣工程自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用的研究[J].黑龍江科技信息,2014,20:119.