【摘 要】隨著時代的發(fā)展，單純的電氣化工程以及自動設(shè)計工程都沒法很好的適應(yīng)時代的發(fā)展。本文根據(jù)以往的經(jīng)驗以及當(dāng)前的一些文獻資料以及設(shè)計，對電氣和自動化工程的融合的發(fā)展趨勢進行了一定的分析研究。

【關(guān)鍵詞】電氣；自動化設(shè)計；工程實踐；融合

引言

在傳統(tǒng)的工程設(shè)計中，電氣和自動化設(shè)計分屬兩個不用的專業(yè)，兩個不同專業(yè)的人通過協(xié)調(diào)、配合，共同完成工程的設(shè)計活動。

最近這幾年，電氣設(shè)備、自動化設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備及與之相關(guān)的技術(shù)逐漸趨向成熟，進而使得電氣設(shè)計與自動化設(shè)計之間的工作相互融合，相互滲透，從而使它們的思想方法和工作方法發(fā)生了很多大的變化。因此，我們對電氣化設(shè)計和自動化設(shè)計要作出相應(yīng)的調(diào)整，比如，把兩個專業(yè)合并成一個專業(yè)，進行設(shè)備設(shè)計時，把電氣設(shè)計和自動化設(shè)計歸為一體，使機電呈現(xiàn)一體化；控制和儀表系統(tǒng)出現(xiàn)了徹底分散的情況，并呈現(xiàn)出扁平化的趨勢等等。

一、傳統(tǒng)的電氣設(shè)計與自動化設(shè)計呈現(xiàn)出的思想基礎(chǔ)和特征

根據(jù)傳統(tǒng)的設(shè)計方式所提供的電氣化設(shè)備，對它的控制、維護以及計量主要是以分立的、機械的以及物理的方式和相應(yīng)的部件來完成。相互之間功能的組合情況達到了相關(guān)用戶所要求的配電產(chǎn)品，根據(jù)軟件和硬件的組合狀況來滿足客戶的系統(tǒng)控制管理功能的要求。上邊的這兩類設(shè)備，是由不同制造商提供的，界限比較明顯，這兩個設(shè)備主要是項目的設(shè)計人員根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場信號條件以及統(tǒng)一的管理依據(jù)界定的互聯(lián)的且較為明顯的界面，以便協(xié)調(diào)聯(lián)接。

對于電氣的設(shè)計，需要設(shè)計人員根據(jù)用電設(shè)備所具有的用電負荷量、負荷的特征以及用電設(shè)備的具體分布狀況，設(shè)置出一個可以在高、中、低壓之間變配的系統(tǒng)。與此同時，還需要根據(jù)電力企業(yè)的條件、要求以及用電設(shè)備的要求和相應(yīng)的特點，在高、中、低壓之間實現(xiàn)變配系統(tǒng)的二次計算、保護以及控制的設(shè)計。根據(jù)一些工藝控制的具體以及自動化的系統(tǒng)要求，對配電系統(tǒng)尾部的用電設(shè)備進行相應(yīng)的設(shè)計。最后對電氣設(shè)備進行安裝或者對電纜的敷設(shè)進行設(shè)計。

自動化設(shè)計可根據(jù)工藝控制的要求，對被控制的物體進行分布狀況、設(shè)備以及流程之間的相關(guān)性以及設(shè)備的可靠性等控制，對計算機控制系統(tǒng)的構(gòu)造和內(nèi)容進行相應(yīng)的設(shè)置。進而增加高、中、低壓的變配電系統(tǒng)、用電系統(tǒng)的接地設(shè)備以及儀表系統(tǒng)的測控信號等協(xié)調(diào)能力。最后實行的是對控制系統(tǒng)的安裝和電纜的敷設(shè)設(shè)計。

從上面幾個內(nèi)容可以很明顯的看出，電氣的設(shè)計和自動化的設(shè)計是在同一個平面上進行的，在設(shè)計的過程中，雙方都可提出測控的條件，一方實行條件內(nèi)容的時候，要注意切實落實對方的條件內(nèi)容。

設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)展，為設(shè)備的設(shè)計提供了一定的現(xiàn)實基礎(chǔ)。高壓電柜里的綜合保護控制器，以及綜合電量計算器、低壓配電柜內(nèi)自動空氣短路器里的計算機控制模塊、馬達控制中心內(nèi)的控制器、就地機電設(shè)備內(nèi)的小型PCL控制器、現(xiàn)場的過程儀表，閥門電動設(shè)備的裝置調(diào)節(jié)器，這些裝置都可以通過現(xiàn)場的一根總線來進行連接，并用相同的通訊儀來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊。又因為把芯片鑲在了里面，機電成一體化發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通訊和標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一所帶來的變化，使測量和控制能夠完全分散在現(xiàn)場設(shè)備中的設(shè)想得以實現(xiàn)。

現(xiàn)場通訊總線上的人和機械設(shè)備的界面通過DDE方式，使用商業(yè)化了的通用的多平臺監(jiān)控軟件，為運行管理人員提供了介入手段，并且突破了時間和地點的局限。現(xiàn)在系統(tǒng)對監(jiān)控組織工具軟件的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)IEC1131-3 表示出了很大的支持。根據(jù)控制系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)來看，可以把現(xiàn)場的總線作為通訊的媒介，這個界面可有人機管理界面和現(xiàn)場的控制器界面。目前，有幾個大的現(xiàn)場總線制定出了與之對應(yīng)的幾種現(xiàn)場總線通訊協(xié)議。并符合了同一類型的現(xiàn)場通訊協(xié)議控制器、儀表或者嵌入式裝置，這些可以很方便的使裝置通過現(xiàn)場的總線連接起來，以組成控制系統(tǒng)。

用于監(jiān)控的管理計算機，可以把專用或者商用的通訊網(wǎng)絡(luò)與比之更為廣泛的管理系統(tǒng)連接起來。

二、新的設(shè)計思想

現(xiàn)在的高低壓變配電設(shè)備之中有嵌入式的控制裝置，用電設(shè)備的就地控制設(shè)備內(nèi)部有很小的PCL控制器，所以在進行電氣設(shè)計的時候，不需要像傳統(tǒng)的設(shè)計那樣，而是只需要把集中的二次信號、計量、保護系統(tǒng)設(shè)備和自動化的控制設(shè)備之間的預(yù)留互聯(lián)條件作為一種重要的互聯(lián)條件。可根據(jù)用電設(shè)備的要求和工藝的控制要求來設(shè)計高低壓變配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的就地控制裝置。與此同時，還要注意，根據(jù)工藝設(shè)計要求來設(shè)計儀表系統(tǒng)。

例如：圖1-1顯示。采用兩個擴大單元接線盒一個單元接線，100kv則采用了雙母接線。雙母接線的供電可靠性較高，可以輪流檢修一組母線而不會導(dǎo)致供電線路出現(xiàn)中斷的可能，在進行任意一組母線上的隔離開關(guān)檢修的時候，也不需要進行供電的中斷，并且還能夠靈活的進行調(diào)度，各個賄賂負荷以及各個點源之間能夠任意分配到某一母線上去，能夠靈活的與電力系統(tǒng)中的潮流變化的需要和各種運行方式的調(diào)度。與此同時擴建性也相對比較好，能夠向母線左右的方向進行任意擴建，并且在進行工程施工的時候也不會停止供電，只是在雙母線上多了一臺旁路斷路器，投資就會有所增加。

按照供電力企業(yè)的條件和要求以及用電設(shè)備的條件和要求，來對高低壓的變配系統(tǒng)的控制流程圖進行二次的計量、保護以及控制的設(shè)計。按照工藝的控制和自動控制要求來對配電尾端的用電設(shè)備的就地控制流程圖進行設(shè)計。在人機界面的管理計算機上，根據(jù)以上各個部分的控制流程圖的具體情況以及與IEC113-3的標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)的工具軟件，來設(shè)計系統(tǒng)的工具軟件組合。最后要把電氣以及相應(yīng)的控制設(shè)備進行安裝，對電纜的互聯(lián)以及敷設(shè)進行設(shè)計。

這種設(shè)計的流程和傳統(tǒng)設(shè)計方式里的電氣設(shè)計以及自動化設(shè)計的過程是一起進行的，而且在此過程里的互體測控的條件具有很大的區(qū)別。這種設(shè)計更加簡單，它把電氣和自動化的設(shè)計由原來的兩個人分開進行，變?yōu)楝F(xiàn)在的統(tǒng)一實行，這一定程度上提高了設(shè)計的效率。除此之外，自動化設(shè)計里面的組態(tài)工作，不需要如之前那樣等系統(tǒng)的硬件定牌了之后才能夠進行。標(biāo)準(zhǔn)化了的工具軟件和網(wǎng)絡(luò)通訊，使各個不同類型的設(shè)備來整合系統(tǒng)，就像使用同一個系統(tǒng)來供應(yīng)商品一樣方便。

一個工程項目經(jīng)過了這樣的設(shè)計之后，所得到的整個的電氣以及控制系統(tǒng)是一個傾向于平面和開放的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)有一很大的優(yōu)點就是，電氣和自動化合二為一。從電氣的角度來看系統(tǒng)的智能化特征，又從控制系統(tǒng)這個角度，來看系統(tǒng)的徹底分散化，再從網(wǎng)絡(luò)這個角度來看系統(tǒng)的扁平、開放的結(jié)構(gòu)給用戶帶來的更為經(jīng)濟實用、高效的共享數(shù)據(jù)。

三、新的設(shè)計思想和未來的發(fā)展趨勢融合

嵌入式的控制裝置將會涉及到現(xiàn)場的所有設(shè)備，現(xiàn)場的總線通訊協(xié)議一般都會統(tǒng)一到最少的數(shù)量。嵌入式的控制裝置擁有全部符合標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上的各個節(jié)點上的設(shè)備的數(shù)據(jù)庫是分布式的實時數(shù)據(jù)庫，它們的形成方式和PC以及USB接口的形成方式是一致的。標(biāo)準(zhǔn)化了智能化、分布式、以及扁平化的設(shè)備控制系統(tǒng)的構(gòu)成生產(chǎn)，是整個生