探析電力電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展方向

摘要：電氣自動(dòng)化是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志和現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)的核心技術(shù)。電氣自動(dòng)化的發(fā)展對(duì)社會(huì)科技的進(jìn)步有著極其深遠(yuǎn)的影響。本文就我國(guó)電氣自動(dòng)化目前的現(xiàn)狀與未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；現(xiàn)狀；理念；發(fā)展方向

前沿

電氣自動(dòng)化是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志和現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)的核心技術(shù)。依靠科技進(jìn)步是電氣自動(dòng)化發(fā)展適應(yīng)全面建設(shè)小康社會(huì)要求的必然選擇。對(duì)于電氣自動(dòng)化企業(yè)，自動(dòng)化技術(shù)可以大大降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高測(cè)量檢測(cè)的準(zhǔn)確度和信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，為生產(chǎn)過程提供進(jìn)一步的技術(shù)保障。與此同時(shí)，很多大中型企業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量以加大競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)行技術(shù)改造，也引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，機(jī)電一體化的設(shè)備越來越多PLC控制技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、變頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)集散控制技術(shù)（DCS）、微電子技術(shù)等新知識(shí)在各行各業(yè)中特別是在工業(yè)崗位中用得越來越多，以滿足和適應(yīng)不斷增長(zhǎng)新技術(shù)的需要。

1、電氣自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代以來，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展極其迅速日臻成，熟已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分極大地促進(jìn)了人工智能、交通、醫(yī)學(xué)、航空航天、現(xiàn)代制造技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中顯示出越來越重要的作用。

電氣自動(dòng)化技術(shù)是指電子信息技術(shù)和信息技術(shù)為主要電氣工程相結(jié)合的一種應(yīng)用技術(shù)。不可否認(rèn)，電氣自動(dòng)化技術(shù)是建立在電子技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能控制技術(shù)的快速發(fā)展。

從目前來看，我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)正從多島自動(dòng)化逐漸向系統(tǒng)集成進(jìn)行轉(zhuǎn)變。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)集成，不單單是簡(jiǎn)單的系統(tǒng)連接，更主要的意義還是成功達(dá)成了通道共用、功能互補(bǔ)、信息共享等目的，克服了多島自動(dòng)化互不連接、功能單一、信息獨(dú)享的缺陷。隨著我國(guó)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制，從而實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的目的。通過計(jì)算機(jī)模擬操作，可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的判斷與監(jiān)視功能。目前，網(wǎng)絡(luò)和PC技術(shù)正逐步普及到工商管理中，我國(guó)的電氣自動(dòng)化已普遍采用PC入機(jī)界面，主要優(yōu)點(diǎn)是具備靈活性與直觀性，易于集成。通過在傳統(tǒng)的測(cè)量控制儀表中放置微處理器，可讓它們均具備數(shù)字通信與計(jì)算功能，再使用總線將數(shù)個(gè)測(cè)量控制儀表相互連接，遵循規(guī)范公開的通信協(xié)議，將遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)與儀表及微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備相互連接起來，完成信息與數(shù)據(jù)傳輸交換程序，建立實(shí)際性的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

2.1集中監(jiān)控方式

這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜，查線不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線或傳動(dòng)過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。

2.2現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式

現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/O卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線（如Lonworks總線，CAN總線等）的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。

2.4同步開斷技術(shù)

同步開斷是在電壓或電流的指定相位完成電路的斷開或閉合。在理論上應(yīng)用同步開斷技術(shù)可完全避免電力系統(tǒng)的操作過電壓。這樣，由操作過電壓決定的電力設(shè)備絕緣水平可大幅度降低，由于操作引起設(shè)備（包括斷路器本身）的損壞也可大大減少。目前，高壓開關(guān)都是屬于機(jī)械開關(guān)，開斷的時(shí)間長(zhǎng)、分散性大，難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定相開斷。目前的同步開斷設(shè)備是應(yīng)用一套復(fù)雜的電子控制裝置，實(shí)時(shí)測(cè)量各種影響開斷時(shí)間分散性的參量變化，對(duì)開斷時(shí)刻的提前量進(jìn)行修正$即便采取了這種代價(jià)昂貴的措施，由于機(jī)械開關(guān)特性決定，還不能做到準(zhǔn)確的定相開斷，設(shè)計(jì)人員還不敢貿(mào)然降低電氣設(shè)備的絕緣水平，以防同步開斷失敗造成設(shè)備損毀。因此，同步開斷的優(yōu)勢(shì)沒有發(fā)揮出來$實(shí)現(xiàn)同步開斷的根本出路在于用電子開關(guān)取代機(jī)械開關(guān)。

3、電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向

3.1統(tǒng)一監(jiān)控

為了滿足用戶方便的運(yùn)行平臺(tái)，為了方便管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和管控一體化。以現(xiàn)有系統(tǒng)為中心，將系統(tǒng)遙測(cè)量和遙控量接入，實(shí)行統(tǒng)一監(jiān)控。如果服務(wù)器結(jié)構(gòu)不同，可能會(huì)造成操作錯(cuò)誤，這是由于監(jiān)控內(nèi)容與管理系統(tǒng)存在差別所造成的。統(tǒng)一監(jiān)控，不僅減少了從設(shè)計(jì)到完成的時(shí)間和費(fèi)用，而且運(yùn)行維護(hù)也很容易操作。

3.2總線監(jiān)控

采用總線監(jiān)控，不僅組態(tài)靈活、降低安裝費(fèi)用、可靠性高、節(jié)省材料，而且降低成本，這是因?yàn)榭偩€監(jiān)控節(jié)約了投資成本和減少了安裝維護(hù)的工作量。為了保證網(wǎng)絡(luò)中建立起獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，經(jīng)常采用分布式結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)全廠信息集成的透明通信，全面應(yīng)用總線技術(shù)，根據(jù)不同的情況，設(shè)計(jì)不同的功能，為設(shè)備信息和生產(chǎn)信息提供了通信平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化領(lǐng)域。由于通信的確定性和實(shí)時(shí)性，控制網(wǎng)絡(luò)要求的問題被介質(zhì)訪問控制方式解決。

3.3電氣自動(dòng)化系統(tǒng)程序接口標(biāo)準(zhǔn)化

以微軟公司的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)作為平臺(tái)，可大幅度降低工程使用的費(fèi)用與時(shí)間，也為辦公系統(tǒng)與電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與交換提供了便利。在企業(yè)運(yùn)行ERP與MES系統(tǒng)時(shí)，通過PC平臺(tái)自動(dòng)化操作可對(duì)方案解決過程起到非常重要的作用，當(dāng)采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)，辦公環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)即為TCP/IP協(xié)議，此時(shí)PC可建立接口將管理平臺(tái)與自動(dòng)控制相互連接，此外采用標(biāo)準(zhǔn)化的接口還可對(duì)不同的軟硬件在數(shù)據(jù)交換中予以保障，排除通訊障礙。

3.4電氣自動(dòng)化生產(chǎn)安全化

電氣自動(dòng)化企業(yè)在生產(chǎn)中必須重視安全方面的防護(hù)措施，注重安全控制與非安全控制系統(tǒng)的集成一體化。幫助客戶站在非安全控制的平臺(tái)上，采用低成本進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)從而打造出自己的安全控制系統(tǒng)，亦是企業(yè)需要完善的一個(gè)環(huán)節(jié)。

4、結(jié)語(yǔ)

總之，自動(dòng)化、信息化、智能化和數(shù)字化的方式將會(huì)在社會(huì)的各個(gè)城市領(lǐng)域得到廣泛地關(guān)注和普及，而電氣自動(dòng)化不但得到了更充分的發(fā)展，它也會(huì)在現(xiàn)代工業(yè)中起著舉足輕重的作用，它完全能促進(jìn)我過生產(chǎn)力的發(fā)展。至此，將會(huì)給我們帶來生產(chǎn)效率的大幅度提高，以及社會(huì)發(fā)展的穩(wěn)定與進(jìn)步。