電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用安全性研究

劉梓爍

摘 要：電氣設(shè)備的自動化控制是現(xiàn)階段電氣發(fā)展的重要內(nèi)容，通過自動化的控制方式可以解決以往人工控制所面臨的諸多問題，提升控制效率和準(zhǔn)確度。文章對目前的電子自動化控制系統(tǒng)進行了研究，全面分析了電子自動化控制系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀，并從中總結(jié)出了影響自動化系統(tǒng)應(yīng)用安全的幾個方面原因，最后結(jié)合自動化技術(shù)的研究，提出了提升自動化控制系統(tǒng)使用安全性的建議。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；自動化控制系統(tǒng)；自動化技術(shù)

電氣設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)，主要通過智能性、經(jīng)濟性以及安全性來實現(xiàn)其價值。相較于傳統(tǒng)的人工電氣管理控制方式，自動化控制系統(tǒng)下的電氣設(shè)備除了能夠在一定程度上節(jié)省人力資源和經(jīng)濟成本，還能夠大幅度提升電氣設(shè)備管控的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確率，避免因人工失誤造成的電氣設(shè)備故障，提升安全性能。無論是社區(qū)使用還是企業(yè)使用，自動化控制系統(tǒng)都擁有極強的應(yīng)用價值。

1 電氣自動化控制系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀

1.1 增強了人員依賴性

隨著電氣自動化控制設(shè)備的逐漸普及，越來越多的電氣應(yīng)用場景都已經(jīng)實現(xiàn)了自動化控制，相較于以往的人工作業(yè)，自動化技術(shù)的應(yīng)用使得傳統(tǒng)從事管控的員工從生產(chǎn)一線下來，工作任務(wù)和工作數(shù)量都有所降低[1]。久而久之，越來越多的員工開始用自動化設(shè)備完成工作，而從根本上忽視了自身應(yīng)當(dāng)完成的人工工作，例如電氣自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中儀器校準(zhǔn)、儀器檢測等工作本應(yīng)該由員工來完成，通過人工檢測的方式保證設(shè)備運行環(huán)境和設(shè)備運行條件滿足自動化需求，但是由于員工對于自動化控制系統(tǒng)的依賴性，使得員工無法第一時間對設(shè)備進行檢測和校準(zhǔn)，從而產(chǎn)生了系統(tǒng)運行和系統(tǒng)安全的隱患。在自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，電氣設(shè)備之間存在著緊密的聯(lián)系，一旦出現(xiàn)安全故障，勢必會造成整個控制系統(tǒng)的癱瘓，影響深遠。

此外，雖然電氣自動化控制系統(tǒng)擁有智能性和安全性，但是并不意味著系統(tǒng)能夠完美地實現(xiàn)控制運行，許多電氣自動化控制系統(tǒng)一旦缺乏了人員的管理，很容易出現(xiàn)設(shè)備錯誤，雖然錯誤率較低，但是一旦出現(xiàn)，也會產(chǎn)生難以估量的影響。作為客觀存在的事實，需要工作人員對于電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)備擁有相對清醒和客觀的認知，從而在日常工作中采取維護措施對系統(tǒng)進行維護和更正，使其始終保持在良好的運行狀態(tài)之下?？墒菃T工一旦產(chǎn)生對于自動化控制系統(tǒng)的依賴，就會盲目地認為自動化系統(tǒng)不存在漏洞，從而忽視了針對系統(tǒng)進行維護的工作，形成了對自動化電氣設(shè)備的潛在安全威脅[2]。

1.2 存在一定的安全隱患

就目前的電氣自動化控制系統(tǒng)來說，所面臨的安全隱患主要集中在以下幾個方面。

（1）電磁安全。電氣自動化控制系統(tǒng)的運行環(huán)境相對比較苛刻，其在進行組裝的過程中，各個元件之間安裝較為緊密，因此一旦外界環(huán)境出現(xiàn)細小的變化，元件與元件之間所產(chǎn)生的電磁就會對系統(tǒng)造成干擾，從而增加系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

（2）元件質(zhì)量問題。在電氣自動化控制的市場競爭當(dāng)中，部分不良商家為了能夠在惡性競爭當(dāng)中獲取高昂利潤，不惜以次充好來進行系統(tǒng)組裝，其中元件的質(zhì)量無法得到保證，一旦某個元器件發(fā)生了老化損壞，將直接造成系統(tǒng)的故障，降低系統(tǒng)使用壽命。

（3）電氣自動化控制系統(tǒng)一般采用DCS系統(tǒng)進行分布式架構(gòu)，這種架構(gòu)方式為了實現(xiàn)各分布位置的通信需要保證各位置的通信接口協(xié)議相同，完成互通。但是多數(shù)電氣廠商采用的是傳統(tǒng)儀表，由于制造廠商的不同，協(xié)議和授權(quán)方式差異極大，最終導(dǎo)致系統(tǒng)在進行通信時無法滿足要求，同時，維修難度高，一旦損壞即宣布系統(tǒng)報廢。

2 提升電氣自動化控制系統(tǒng)的安全措施

為了能夠解決以上幾個方面的問題，相關(guān)電氣自動化控制系統(tǒng)的管理使用者和系統(tǒng)設(shè)計生產(chǎn)者應(yīng)當(dāng)對自動化控制系統(tǒng)的運行和存在問題進行反思，并積極采取能夠提升系統(tǒng)安全性的措施，使系統(tǒng)在電氣設(shè)備運行過程中，能夠更好地實現(xiàn)自身的價值。

2.1 重視人才培養(yǎng)和人才管理

對于電氣工程來說，專業(yè)人才的培養(yǎng)和管理在現(xiàn)階段仍然具有十分重要的作用[3]。雖然隨著技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)逐步普及，越來越多的工作崗位可以通過自動化設(shè)備實現(xiàn)效率的提升和能力的進步，但是對于設(shè)備的運行和管理來說，提升設(shè)備安全性仍然需要人與設(shè)備的共同努力。尤其在電氣設(shè)備的運行過程中，自動化電氣控制系統(tǒng)需要通過嚴格的管理來保障系統(tǒng)安全，更好地為電氣設(shè)備運行穩(wěn)定性服務(wù)。因此為了解決以往員工過度依賴自動化控制系統(tǒng)而忽視自身本職工作這一問題，電氣部門應(yīng)當(dāng)有所重視，并對所出現(xiàn)的問題進行深刻歸因，通過制度建設(shè)和安全教育的方式實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)管理安全的提升。

首先，在管理機構(gòu)內(nèi)部，管理人員應(yīng)當(dāng)樹立正確的管理理念，并通過培訓(xùn)的方式，向基層員工普及系統(tǒng)運行知識和系統(tǒng)安全管理的重要理論，使員工能夠從認知角度得到提升，更加全力以赴地投入到工作當(dāng)中，實現(xiàn)員工與自動系統(tǒng)的共同發(fā)展。其次，應(yīng)當(dāng)吸引先進人才，通過自身人才數(shù)量的擴充，達到人才與系統(tǒng)互補的目的。例如可以通過專門的應(yīng)用型人才對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行專項檢測。人才可以結(jié)合所掌握的知識，對DCS系統(tǒng)控制柜當(dāng)中的IO端口進行調(diào)整[4]，從而通過觸摸式顯示器對系統(tǒng)當(dāng)中預(yù)設(shè)的操作模塊、控制模塊、調(diào)理模塊等進行相應(yīng)的操作，并對系統(tǒng)運行過程中的各項參數(shù)進行記錄，運用統(tǒng)計手法，將系統(tǒng)參數(shù)記錄數(shù)據(jù)形成曲線圖或柱狀圖，再運用軟件對數(shù)據(jù)進行詳細的分析，最后對系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性做出客觀判斷。

2.2 革新生產(chǎn)方式

對于電氣自動化控制系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家來說，應(yīng)當(dāng)將目光放置在企業(yè)長遠發(fā)展之上，而不應(yīng)該局限于眼前的利益，在喪失產(chǎn)品安全性的同時，喪失掉企業(yè)的信譽。企業(yè)在進行自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計和生產(chǎn)時，應(yīng)當(dāng)對傳統(tǒng)不適宜系統(tǒng)安全性提升的設(shè)計生產(chǎn)內(nèi)容進行剔除，選擇符合生產(chǎn)規(guī)范和安全性能的工藝展開生產(chǎn)。在對電氣自動化控制系統(tǒng)的研究中，越來越多的研究者發(fā)現(xiàn)，自動化控制系統(tǒng)是否具有較高的安全性能，與產(chǎn)品的機構(gòu)、類型、規(guī)模、型號等都有著十分密切的關(guān)聯(lián)，因此在設(shè)計生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)廠商應(yīng)當(dāng)對生產(chǎn)工藝和設(shè)計方法進行高度重視，通過多次研究和論證的方式，來實現(xiàn)高度的安全性能。例如在系統(tǒng)的防雷設(shè)計當(dāng)中，系統(tǒng)設(shè)計者首先應(yīng)當(dāng)針對系統(tǒng)的應(yīng)用場景，對防雷的具體細節(jié)進行分析。與變頻器進行協(xié)同作業(yè)的系統(tǒng)需要結(jié)合具體的變頻器參數(shù)進行系統(tǒng)設(shè)計。以MM440變頻器為例，其參數(shù)包括運行方式、公路、電動機額定頻率和速度等。作為建筑樓宇所經(jīng)常采用的變頻設(shè)備，設(shè)計人員在設(shè)計與之配套的自動化系統(tǒng)時，需要結(jié)合建筑特性和變頻器參數(shù)確立一級負荷的防雷保護措施，其中，接閃器應(yīng)當(dāng)采用針帶組合形式的設(shè)備，而避雷網(wǎng)則可以選擇屋頂鍍鋅鋼，通過避雷網(wǎng)與金屬構(gòu)件形成電氣連接的方式，實現(xiàn)避雷和防雷。endprint

2.3 合理使用系統(tǒng)元件

在系統(tǒng)元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計方法應(yīng)當(dāng)遵照結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，避免元件設(shè)計過于緊湊，引發(fā)電磁故障。通常情況下，在系統(tǒng)當(dāng)中，元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計會采用原裝器件來完成，而部分企業(yè)在考慮到經(jīng)濟效益和價格控制后，往往選擇價格較為低廉的器件進行組裝，一方面會對系統(tǒng)當(dāng)中各個器件產(chǎn)生嚴重的影響，造成其他器件的損壞，另一方面也會使整個控制系統(tǒng)無法發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，造成更大的損壞。因此在日常的工作和組裝當(dāng)中，相關(guān)的工作人員在經(jīng)過安全生產(chǎn)的相關(guān)培訓(xùn)后，需要將所形成的安全意識和安全生產(chǎn)態(tài)度切實地應(yīng)用到工作當(dāng)中，在進行元器件組裝時，要能夠聽取專業(yè)人士的意見，對元器件的性能、特點、使用要求進行合理的分析，從而選擇符合自動化控制系統(tǒng)需求的元器件進行組裝。同時，工作人員還應(yīng)當(dāng)梳理系統(tǒng)維護的意識，要能夠?qū)ο到y(tǒng)元器件的使用情況和運行狀態(tài)進行分析，從而確保元器件的工作效率，提升系統(tǒng)的安全性。在元器件的性能方面，工作人員可以依據(jù)元器件的使用環(huán)境對其進行檢查，檢查的主要內(nèi)容應(yīng)當(dāng)集中在元件使用環(huán)境的溫度、濕度、磁場等，從而確保元器件的安裝和使用滿足應(yīng)用條件要求。例如，元器件在相對潮濕的空氣環(huán)境當(dāng)中，空氣中富含的水會在元器件上凝結(jié)形成水滴，一旦帶水的元器件被安裝到系統(tǒng)中，由于水滴的作用，元器件可能會造成電路板短路漏電，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法正常運行，威脅電氣設(shè)備的安全。因此工作人員需要著重對選用元器件進行安全檢查，從結(jié)構(gòu)和特性兩個方面對其進行安全性的分析。

2.4 加強設(shè)備的散熱防護

在電氣自動化控制系統(tǒng)的運行過程中，電氣設(shè)備的溫度會由于連續(xù)使用不斷升高。為了保證系統(tǒng)安全，提升自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在進行系統(tǒng)使用的過程中，應(yīng)當(dāng)加大對系統(tǒng)散熱的重視。首先，在電氣系統(tǒng)當(dāng)中，可以通過合理的電氣設(shè)計，優(yōu)化供電系統(tǒng)的通路設(shè)置，盡可能多地降低電氣設(shè)備的使用溫度。例如在某辦公建筑的供電方案當(dāng)中，電氣設(shè)計的工作人員選擇不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）供電和市政供電雙路供電方式保證系統(tǒng)電源柜分盤端的供電需求，其中，市政供電正常的時候，UPS供電也供電正常，工作人員通過QFB-UPS的方式實現(xiàn)交流電穩(wěn)壓器功能，穩(wěn)定市政供電電壓，同時對UPS進行蓄電。兩路供電過程中，只要有一路出現(xiàn)故障發(fā)生停電，那么另一路變會接替供電，保證系統(tǒng)運行。與此同時，在面對市政供電中斷時，UPS釋放電能，通過逆變轉(zhuǎn)化的方法維持系統(tǒng)負載，能夠有效地對系統(tǒng)進行優(yōu)化。此外，還可以對系統(tǒng)加裝必要的散熱系統(tǒng)，利用散熱系統(tǒng)的工作使系統(tǒng)溫度不超過安全控制標(biāo)準(zhǔn)要求，從而保障系統(tǒng)的運行安全。

3 結(jié)語

綜上所述，在電氣自動化控制系統(tǒng)的使用過程中，由于系統(tǒng)自身的問題存在一定的安全隱患。為了能夠切實地規(guī)避安全隱患，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，需要從系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)使用幾個方面進行改變，實現(xiàn)系統(tǒng)安全。

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Abstract：Automatic control of electrical equipment is an important part of electrical development at this stage. Through the automatic control method， many problems faced by manual control in the past can be solved， control efficiency and accuracy can be improved. This article carries on the research to the present electronic automatic control system， comprehensively analyzes the current situation of the use of the electronic automatic control system， and summarizes several reasons which affect application safety of the automated system. Finally， with the research of automation technology， the article puts forward suggestions for improving the safety of automation control system.

Key words：electrical equipment； automation control system； automation technologyendprint