電氣自動化控制方式分析

張志超+鮑思允

摘 要：電子技術、信息技術是人類社會進入現(xiàn)代以來，自然科學領域的形成的重要分支。進入二十一世紀后，在日漸成熟的電子技術和信息技術的支持下，電氣自動化控制技術得以在多個領域實現(xiàn)快速發(fā)展，同時發(fā)揮出巨大作用，促進了所在領域的進一步發(fā)展。自動化生產(chǎn)是人類社會生產(chǎn)方式等終極目標之一，電氣自動化正是實現(xiàn)這一目的的基本前提?，F(xiàn)代社會，人類物質文明需求不斷提升，大規(guī)模自動化生產(chǎn)成為生產(chǎn)方式發(fā)展的主要方向。除了促進生產(chǎn)力水平和生產(chǎn)效率的提升外，電氣自動化技術在產(chǎn)品質量穩(wěn)定性、可靠性、生產(chǎn)經(jīng)濟性等方面都有著十分巨大的優(yōu)勢，由于生產(chǎn)過程的穩(wěn)定，使得電力系統(tǒng)運轉更加安全，同時，自動化生產(chǎn)降低了對工作人員的需求。通過采用機械設備自動生產(chǎn)方式，人類得以遠離惡劣環(huán)境，工作條件獲得了極大改善。這些都得益于自動化技術優(yōu)越的技術特性。文章圍繞電氣自動化控制有關問題進行探討，介紹了當前電氣自動化控制方式的發(fā)展狀況，詳細闡述了電氣自動化控制系統(tǒng)的設計理念，最后對電氣自動化控制未來的發(fā)展提出了展望。

關鍵詞：電氣自動化；控制方式；分析

引言

在人類漫長的歷史中，人類使用自己聰慧的頭腦和勤勞的雙手創(chuàng)造了無數(shù)先進的科學技術，這些發(fā)明、創(chuàng)造如同璀璨的星辰將人類發(fā)展長河點綴得燦爛、奪目?，F(xiàn)代社會，信息技術、電子技術的蓬勃發(fā)展，推動了社會生產(chǎn)的大跨越。其中，電氣自動化控制正是其中一項極為重要的成果。電氣自動化控制技術的出現(xiàn)，改變了人類社會的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)力水平實現(xiàn)了巨大飛躍，社會化大規(guī)模生產(chǎn)的自動化、智能化得以成為現(xiàn)實。

1 現(xiàn)階段電氣自動化控制的發(fā)展狀況

1.1 集中監(jiān)控方式

這種電氣自動化監(jiān)控方式具有便于維護，控制站防護性要求低，設計簡單等優(yōu)點。與之對應的是系統(tǒng)處理器工作量龐大，負擔沉重，處理速度較慢，處理空間裕度較少，一旦出現(xiàn)信息處理量劇烈波動的情況很難妥善應對。同時，系統(tǒng)架設成本很高，電纜用量較大。

1.2 遠程監(jiān)控方式

相對于集中監(jiān)控方式，遠程監(jiān)控方式在電纜使用量和安裝成本方面具有很大優(yōu)勢，系統(tǒng)安全穩(wěn)定，組態(tài)更加靈活。但因為現(xiàn)場總線通信能力有限的原因，遠程監(jiān)控一般用于規(guī)模較小的系統(tǒng)監(jiān)控，對于構建全廠的電氣自動化系統(tǒng)，遠程監(jiān)控方式適應性較低。

1.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控方式

這種監(jiān)控方式得益于互聯(lián)網(wǎng)技術和電子計算機技術的高度成熟。電力系統(tǒng)是現(xiàn)場總線監(jiān)控方式應用最為廣泛的領域，特別是在變電站綜合自動化系統(tǒng)以及智能化電氣設備方面，現(xiàn)場總線監(jiān)控技術的應用范例很多。人們在使用過程中也總結出許多寶貴的經(jīng)驗。在進行發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動化監(jiān)控網(wǎng)絡的構建時，這些經(jīng)驗無疑都可以得到充分的借鑒。

2 關于電氣自動化控制系統(tǒng)的設計理念的討論

設計階段是電氣自動化控制系統(tǒng)開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。上文所提及的三種電氣自動化監(jiān)控方式，也是當前電氣自動化控制系統(tǒng)設計領域主要存在的主要設計理念，它們引領著電氣自動化控制系統(tǒng)的設計潮流，是今后電氣自動化控制系統(tǒng)的重點所在。

2.1 集中監(jiān)控式設計理念

集中監(jiān)控在電氣工程中應用較為廣泛，其最突出的優(yōu)點在于系統(tǒng)運維便利所帶來的巨大優(yōu)勢。該種設計方式降低了控制系統(tǒng)對于控制站的要求，設計工作難度較低。這種設計方式的不足之處是由于集中監(jiān)控系統(tǒng)采用以一個處理器負責整個系統(tǒng)的運轉管理、信息處理的工作模式，故而中樞處理器工作載荷極大，限制了工作效率的提升。眾所周知，當監(jiān)控對象數(shù)量上升時，必須增加對應的電纜。這樣一來，無論是在成本方面還是系統(tǒng)安全性方面都會產(chǎn)生不利的影響。特別是目前隔離刀閘上的操作閉鎖還有斷路器上的聯(lián)鎖都是采用硬接線方式，這種方式存在隔離刀閘上的輔助接點經(jīng)接點不到位，導致設備失靈的問題。

2.2 遠程監(jiān)控式設計理念

遠程監(jiān)控的設計理念的優(yōu)點在于降低電纜使用需求，節(jié)約電纜造價和安裝所帶來的成本。此外，組態(tài)靈活與較高的可靠性也是遠程監(jiān)控的重要特點。鑒于目前現(xiàn)場總線通訊能力不強的實際情況，遠程監(jiān)控通常應用在電氣工程系統(tǒng)規(guī)模不大的情況下，以避免通信量過大，超出現(xiàn)場總線通訊能力的問題。故此，構建全廠的電氣自動化控制系統(tǒng)一般不使用遠程監(jiān)控方式。

2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控式設計理念

現(xiàn)場總線監(jiān)控是目前電氣自動化控制系統(tǒng)的新興潮流，以現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等技術為依托對電氣設備加以監(jiān)視控制的一種方式。該技術在國內外發(fā)展迅速，都已經(jīng)投入實際使用階段?，F(xiàn)場總線監(jiān)控具有較強的針對性，能夠區(qū)別對待不同的間隔。這樣一來，在設計時就可以根據(jù)間隔的不同設計各種功能，使得監(jiān)控更加有效率。另外，現(xiàn)場總線監(jiān)控還具有遠程監(jiān)控的特點，電纜使用量相對較低，設備安裝使用以及運行維護的成本都較低。由于不同裝置的功能彼此獨立，網(wǎng)絡組態(tài)靈活，從而賦予了網(wǎng)絡系統(tǒng)很高的安全可靠性。即使某個部件發(fā)生故障，也不會影響到整個系統(tǒng)。因此，現(xiàn)場總線監(jiān)控是電氣工程中應用最多也是最好的一項，同時也是發(fā)展電氣自動化的重要趨勢。

3 電氣自動化控制的未來展望

人類在發(fā)展，科學技術和社會生產(chǎn)力都在不斷前進。隨著人類社會的發(fā)展，人們對于物質文明的追求無止無盡。社會生產(chǎn)方式和生產(chǎn)力水平必須與人們的需求相適應。為了實現(xiàn)這一目標，電氣自動化的存在和發(fā)展是基礎性前提。我們應該看到，電氣自動化已經(jīng)深深植根于人類社會活動、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、科學研究、國防安全以及日常生活等各個方面，并發(fā)揮著越來越大的作用和影響。傳統(tǒng)的生產(chǎn)、生活方式漸漸退出歷史舞臺，以計算機技術、信息技術和電子技術為基礎的自動化生產(chǎn)獲得了愈加廣泛的應用。在欣喜的同時，我們必須清楚的認識到，生產(chǎn)力方式必須要與生產(chǎn)力水平相適應，電氣自動化生產(chǎn)必須要有與之相適應的管理制度和運行機制。只有軟、硬件條件相配合，電氣自動化的優(yōu)勢才能得以充分發(fā)揮。我們要時刻保持清醒，在追尋技術發(fā)展的同時，不斷改進管理制度和規(guī)范、標準。面對一個嶄新的領域，必須秉持開拓創(chuàng)新的精神，積極探索，大膽求證，持續(xù)完善，從而推動我國電氣自動化事業(yè)的健康發(fā)展。

4 結束語

我國當前正處于經(jīng)濟高速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結構調整的重要時期，電氣自動化在各行各業(yè)的作用不會減少，只會越來越大。要充分發(fā)揮電氣自動化的優(yōu)勢，必須做好電氣自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)設計工作。開展電氣自動化控制不能局限于項目本身，必須站在全局的高度，將電氣自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)設計與現(xiàn)代社會信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有機結合到一起，秉持電氣自動化控制系統(tǒng)分散性與開放性的特質，積極探索不同模塊的職能功用，努力提升控制系統(tǒng)的安全可靠水平。當今是網(wǎng)絡的時代，開發(fā)電氣自動化控制系統(tǒng)，必須注重系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡間的交互聯(lián)系，要做好系統(tǒng)對外接口的設計工作，保證系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡間信息的順暢交流。要推動電氣自動化控制系統(tǒng)信息化水平的不斷深入，積極利用先進信息技術手段，不斷充實、完善、增強、改進、提高電氣自動化控制系統(tǒng)的性能，為實現(xiàn)我國工業(yè)自動化生產(chǎn)偉大目標夯實基礎。

參考文獻

[1]郭素艷.淺議工業(yè)電氣自動化及其在生產(chǎn)中的實踐[J].科技風，2010（4）.