談電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

田君 陳秀莉

摘 要：以自動化控制系統(tǒng)為主的系統(tǒng)形式逐漸應(yīng)用于各行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，應(yīng)用效果十分顯著。其中，電氣自動化控制系統(tǒng)經(jīng)過多年的完善與發(fā)展，基本上成為日常生活中不可或缺的系統(tǒng)設(shè)備，具有較大的應(yīng)用意義。文章主要立足于電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)一步指明電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;控制系統(tǒng);應(yīng)用;發(fā)展趨勢

一、電氣自動化控制對象的特點(diǎn)及要求

電氣自動化控制量相比熱工控制量，在運(yùn)行過程中和控制要求上有許多不同。電氣主要特點(diǎn)是：相對熱機(jī)設(shè)備來說，電氣自動化控制系統(tǒng)控制的信息采集對象較少、數(shù)量較小、操作頻率低，但是要求快速和準(zhǔn)確。電氣設(shè)備的保護(hù)自動裝置需要較高的可靠性，動作速度快。而且需要較高的對抗干擾性。電氣自動化控制系統(tǒng)以順序控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為主，相對聯(lián)鎖保護(hù)多。所以機(jī)組電氣系統(tǒng)歸入DCS控制，需要控制系統(tǒng)具備較高可靠性。除了實(shí)現(xiàn)正常的啟停與運(yùn)行操作，更重要的是能夠做到實(shí)時檢測和顯示運(yùn)行狀態(tài)異常及事故狀態(tài)下的狀態(tài)及數(shù)據(jù)，而且提供相對應(yīng)的操作指導(dǎo)以及應(yīng)急處理的措施方法，以保證電氣自動化控制系統(tǒng)能夠自動控制在安全合理狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)工作。

二、電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

計算機(jī)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集：其主要功能包括參數(shù)輸入、參數(shù)顯示、性能計算、報表打印、異常報警、事故序列記錄、歷史數(shù)據(jù)追憶等。汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)：我國早期汽機(jī)控制使用液壓控制系統(tǒng)，到了20世紀(jì)80年代，因?yàn)榭刂圃O(shè)備、電氣元件以及電液轉(zhuǎn)換器可靠性的提升，而且使用高壓抗燃油伺服機(jī)構(gòu)，使得電調(diào)系統(tǒng)較多的為汽機(jī)配套，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電功率、調(diào)節(jié)級后壓力三個回路控制，接應(yīng)力啟動功能和閥門管理。控制汽輪發(fā)電機(jī)組由盤車開始，依次沖轉(zhuǎn)，暖機(jī)，升速，閥切換，并網(wǎng)，帶初負(fù)荷，加負(fù)荷，直到正常運(yùn)行。參加電網(wǎng)的一次調(diào)頻及接受電網(wǎng)的調(diào)度來改變負(fù)荷。不但保證機(jī)組安全，并且達(dá)到了在運(yùn)行狀態(tài)變化中，盡量延長機(jī)組壽命，以及穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過程中盡量提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

汽機(jī)旁路系統(tǒng)：旁路控制系統(tǒng)的組成包括高/低壓旁路壓力調(diào)節(jié)和高/低壓旁路溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，旁路閥門執(zhí)行器可以依據(jù)系統(tǒng)對運(yùn)作時候力矩及速度的要求，來選擇電動或是電液執(zhí)行器。汽機(jī)監(jiān)視保護(hù)表：汽機(jī)需在機(jī)組的啟動、運(yùn)行及停機(jī)過程里使用保護(hù)儀表來監(jiān)視機(jī)械工作狀況，避免發(fā)生事故。自20世紀(jì)80年代起，我國生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量增加，必須開發(fā)相應(yīng)機(jī)械參數(shù)的監(jiān)視保護(hù)儀表。其中包括轉(zhuǎn)速、軸向位移、軸承蓋振動、軸振動、偏心度、鑒相、相對膨脹、汽缸熱膨脹等整套的裝置。從而使得機(jī)組連鎖保護(hù)系統(tǒng)有準(zhǔn)確的保護(hù)監(jiān)視信號。

機(jī)、爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)：協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)作為火電站主控系統(tǒng)意義重大。其主要任務(wù)是控制機(jī)組的各項(xiàng)輸入和輸出之間的能量平衡以及質(zhì)量平衡。并且不斷對運(yùn)行過程中的內(nèi)、外干擾行進(jìn)消除，以滿足電網(wǎng)對于機(jī)組負(fù)荷的需求，使得機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。其主要功能是接受電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)度，參與調(diào)頻和調(diào)峰，控制汽機(jī)、鍋爐間的能量輸入輸出平衡，協(xié)調(diào)鍋爐內(nèi)諸如送風(fēng)、燃料、引風(fēng)、給水等子系統(tǒng)的控制動作，協(xié)調(diào)輔機(jī)設(shè)備實(shí)際能力和機(jī)組出力等。

三、電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

（一）安全可靠性與市場化

電氣自動化控制系統(tǒng)的安全控制將是未來重要的發(fā)展方向之一，如何確?？刂葡到y(tǒng)的安全性與可靠性，已成為一個備受關(guān)注的重要話題，電氣自動化控制系統(tǒng)系統(tǒng)的安全性主要體現(xiàn)在確保該系統(tǒng)對人、機(jī)和環(huán)境的安全性，在設(shè)計時應(yīng)充分考慮其安全與可靠性，當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)非安全狀態(tài)時，也要確保有經(jīng)濟(jì)周全的解決方案。企業(yè)是營利性組織，利益的最大化是所有企業(yè)追求的目標(biāo)，滿足市場需求，形成規(guī)?；a(chǎn)是其有效方法，因此電氣自動化企業(yè)要密切關(guān)注市場的需要，集中力量加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)集成的開發(fā)，同時要利用社會分工化的特點(diǎn)通過市場化外包分工，帶動零部件及配套生產(chǎn)的市場化、專業(yè)化，達(dá)到提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤的目的。

（二）高效化、便利化

電氣自動化控制系統(tǒng)的最終目的是通過準(zhǔn)確、快速的生產(chǎn)控制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目標(biāo)，因此電氣化控制系統(tǒng)必然會朝著更為高效的方向發(fā)展。敏捷、順適稱之為便利，電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)把便于使用作為主要準(zhǔn)則，簡化其操作與控制的難度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的便捷性，過于復(fù)雜的設(shè)計將增加系統(tǒng)的開發(fā)維護(hù)和使用成本，不利于廣泛使用與推廣。

（三）通用性與標(biāo)準(zhǔn)化

在電氣自動化領(lǐng)域，由于辦公室通訊通常是采用IP系統(tǒng)，因此自動化控制與管理系統(tǒng)之間的接口應(yīng)采用PC系統(tǒng)，在業(yè)界，基于PC系統(tǒng)的人機(jī)界面已發(fā)展成為主流，基于PC平臺的自動化解決方案至關(guān)重要，其靈活性和易于集成的特點(diǎn)已被越來越多的用戶所采納。標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口使不同廠家的產(chǎn)品互換成為可能，實(shí)現(xiàn)了不同廠家的軟硬件產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)交換，切實(shí)解決它們的通訊障礙，很大程度上降低工程的總成本和時間，數(shù)據(jù)資源得以交流、信息資源得以共享。電氣自動化控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的通用化與統(tǒng)一性，極大地簡化了自動化產(chǎn)品從設(shè)計、安裝、調(diào)試到維護(hù)和運(yùn)行的諸多環(huán)節(jié)的難度，減少了整個開發(fā)過程的時間和成本。電氣自動化控制系統(tǒng)的通用化與標(biāo)準(zhǔn)化是電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

（四）開放化與創(chuàng)新化

電氣自動化控制技術(shù)已在國民生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，基本能夠滿足設(shè)備的應(yīng)用功能需求。但是，在電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展過程中改革和創(chuàng)新是永不過時的要求。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，很多電氣自動化控制系統(tǒng)的制造廠商開始將電氣自動化與計算機(jī)技術(shù)有機(jī)融合起來，互聯(lián)網(wǎng)與多媒體技術(shù)在電氣自動化領(lǐng)域有著光明的應(yīng)用前景，虛擬技術(shù)以及視頻處理技術(shù)將直接影響著電氣自動化設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn)，在軟件開發(fā)飛速發(fā)展的今天，其重要性正逐漸提高，因此電氣自動化控制系統(tǒng)正從單一設(shè)備的發(fā)展轉(zhuǎn)向集成化多元化系統(tǒng)化的趨勢發(fā)展。創(chuàng)新是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的不竭動力，創(chuàng)新是企業(yè)生存和發(fā)展的靈魂，電氣自動化生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)積極吸取國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合自身情況，加大自主研發(fā)力度，尋找高新科技的難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)和突破口，不斷提高自身自主創(chuàng)新的能力，集成創(chuàng)新能力和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新能力，孜孜不倦地研究新技術(shù)，提高其產(chǎn)品的科技含量，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電氣自動化控制系統(tǒng)與產(chǎn)品，為企業(yè)開拓出更為寬廣的發(fā)展空間，為電氣自動化的發(fā)展貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。

總而言之，在科技力量的不斷推動作用之下，國內(nèi)電氣自動化控制系統(tǒng)勢必會取得更大突破，彌補(bǔ)當(dāng)前存在的不足，并在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行二次優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)自動化、智能化的控制目標(biāo)。與此同時，隨著系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動化控制系統(tǒng)可以結(jié)合該項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控要求，根據(jù)當(dāng)前情況來看，系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)很有可能成為電氣自動化控制系統(tǒng)的重點(diǎn)發(fā)展趨勢。除此之外，相關(guān)研究人員應(yīng)該結(jié)合信息化技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，加強(qiáng)電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用功能與應(yīng)用效果，從根本上推動我國自動化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鋒.PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用探討[J].機(jī)電信息.

[2]王幫元.電氣自動化控制中人工智能技術(shù)應(yīng)用探究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，31（09）：50-52.