陳建強(qiáng)

[摘 要]電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)不僅可以使行業(yè)的運(yùn)行管理水平轉(zhuǎn)向全面自動(dòng)化，而且可以更大的節(jié)省企業(yè)成本，提高生產(chǎn)線和設(shè)備等的可靠性?，F(xiàn)在，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)在很多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。不久，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)將有更大的發(fā)展和進(jìn)步，可以為國民和企業(yè)創(chuàng)造出更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞]工業(yè)電氣自動(dòng)化 控制系統(tǒng) 發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）07-0007-01

0.引言

工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)是一種先進(jìn)的工業(yè)制造技術(shù)，其技術(shù)水平已成為衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度的標(biāo)志。工業(yè)控制自動(dòng)化的產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國企業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，為中國現(xiàn)代化的建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。

一、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

結(jié)合單元機(jī)組的運(yùn)作模式和電氣自動(dòng)化的控制點(diǎn)，會(huì)將發(fā)電機(jī)上某一變壓器組同電源等電氣控制全部納入ESC監(jiān)控模式下；控制和操作發(fā)電機(jī)變壓器組220V/500kV出口，并隔離開關(guān)；控制發(fā)電組、廠高變和勵(lì)磁變壓器的保護(hù)程序；形成220V/500kV開關(guān)的手動(dòng)和自動(dòng)同期并網(wǎng)；控制和操作高壓啟、備變壓器、柴油發(fā)電機(jī)組及保安電源；高壓廠用電源的監(jiān)視、操作和廠用電壓快切裝置狀態(tài)的手動(dòng)啟動(dòng)及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。

二、電氣自動(dòng)化控制對(duì)象的特點(diǎn)及要求

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制的信息采集對(duì)象較小、數(shù)量較少、操作頻率較低，要求快速準(zhǔn)確；電氣設(shè)備的保護(hù)自動(dòng)裝置需要的動(dòng)作速度較快，可靠性較高，對(duì)抗干擾性的需求也較高；電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)相對(duì)連鎖保護(hù)多，以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和順序控制為主。除了正常的起停與運(yùn)行操作，可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)測和顯示運(yùn)行狀態(tài)異常和事故下的狀態(tài)數(shù)據(jù)，便于提供應(yīng)急處理措施方法，保證其在安全合理狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)工作。

三、工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在與計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的各項(xiàng)技術(shù)之間的相結(jié)合，且在控制系統(tǒng)市場中被眾多廠商所接受，計(jì)算機(jī)發(fā)揮了重要作用。其OPC技術(shù)的出現(xiàn)和Windows、Microsoft平臺(tái)的普遍使用和發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的未來發(fā)展中占據(jù)重要的地位，并且無可取代。也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及引發(fā)了電氣系統(tǒng)自動(dòng)化的革命，也正是因此而出現(xiàn)的市場需求在推動(dòng)著IT平臺(tái)和電氣自動(dòng)化的不斷發(fā)展融合，在這過程中電子商務(wù)的迅速發(fā)展也加速了這一進(jìn)程。同樣，網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域也有著比較光明的前景。視頻處理技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將會(huì)直接影響將來自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)備的產(chǎn)生和設(shè)計(jì)，同時(shí)，軟件開發(fā)的飛速發(fā)展，它的重要性將會(huì)持續(xù)提高，并從單一設(shè)備向集成設(shè)備系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，這也將是不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢。在這個(gè)趨勢中，對(duì)軟件的發(fā)展空間和結(jié)構(gòu)合理性、通訊數(shù)據(jù)的接受能力等要求更高。隨著這樣的趨勢的逐步實(shí)現(xiàn)，電氣自動(dòng)化必將得到不斷的提高和完善，并且在更多的領(lǐng)域內(nèi)也將會(huì)起到重要的作用。與此同時(shí)，在這所有過程中創(chuàng)新力的體現(xiàn)也是不容忽視的，不斷地降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，科學(xué)生產(chǎn)效率的提高也要兼顧。面向市場時(shí)不僅增加產(chǎn)品的市場適應(yīng)性，減少消耗，并且也要提高質(zhì)量，滿足各方面的合理要求。由此，才能更好實(shí)現(xiàn)這一大好趨勢。事實(shí)上，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢應(yīng)該是開放的、分散的，并且具備信息化特征的。分散能夠保證網(wǎng)絡(luò)模塊職能的獨(dú)立，可使系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。開放型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部和外部系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接。信息化使信息的綜合的分析和處理，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)科技和管理相結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)電器自動(dòng)化控制系統(tǒng)的不斷提升。

3.1 PLC在向高速化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展

為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更快的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量，目前有的PLC掃描速度可達(dá)0.lms/S以上，PLC的響應(yīng)速度已經(jīng)成為一個(gè)很重要的性能指標(biāo)；在存貯容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)，為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已經(jīng)利用磁盤處理器或者硬盤；加強(qiáng)PLC網(wǎng)絡(luò)通訊能力，是PLC技術(shù)進(jìn)步的潮流，為了加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通訊能力，PLC生產(chǎn)廠商之間正在協(xié)商制定通用的通訊標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；80%的PLC控制系統(tǒng)的故障屬于外部故障，因此致力于研制、發(fā)展用于檢測用于外部故障的專用智能模塊，已成為提高PLC系統(tǒng)可靠性的有效途徑。

3.2 面向測控管一體化設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)

開放性是制約dcs發(fā)展的一個(gè)很大的問題，不同公司的控制設(shè)備很難進(jìn)行無縫的接入dcs控制系統(tǒng)，這個(gè)問題就阻礙了dcs的應(yīng)用領(lǐng)域和競爭力。目前很多公司舍棄了傳統(tǒng)的Icn網(wǎng)，采用了服務(wù)器結(jié)構(gòu)的形式，使其開放性大大加強(qiáng)。隨著技術(shù)進(jìn)步，DCS的開放性需要逐漸加強(qiáng)，而且還應(yīng)發(fā)揮其特色，使分散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，從傳統(tǒng)dcs中解放出來，使dcs與cips系統(tǒng)的調(diào)度層、管理層、決策層（輔助決策層）進(jìn)行無縫連接，將dcs的相關(guān)信息上傳，使其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫為上述3層所共用，避免重復(fù)建庫，為先進(jìn)控制和優(yōu)化建好平臺(tái)，與上層的關(guān)系，數(shù)據(jù)庫共享數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)管控一體化。

3.3 控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線（FCS）方向發(fā)展

FCS是控制體系結(jié)構(gòu)的一場革命，它將影響今后幾十年內(nèi)自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。FCS是由DCS發(fā)展而來的，它克服了DCS的很多缺點(diǎn)，而且具有很多DCS無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)cs具有可靠性高、互換性和互操作性好、功能強(qiáng)、全數(shù)字通訊、多分枝結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)了完全開放的系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。FCS的出現(xiàn)，對(duì)廣大中小型企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)是一次難得的機(jī)遇?？梢灶A(yù)見，一個(gè)全數(shù)字化、全分散式、可互操作、開放式互連網(wǎng)絡(luò)FCS是工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

3.4 數(shù)控技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展

新世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成，及為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化；數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路，利用開放式數(shù)控系統(tǒng)可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品；網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是最近博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)，數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。

3.5 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向?qū)崟r(shí)性、安全性、有線及無線相結(jié)合的方向發(fā)展

支持實(shí)時(shí)通訊可以通過提高操作系統(tǒng)和交換技術(shù)或者改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還可通過提高在MAC層上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)度方法等；提高工業(yè)通訊的安全性，以滿足SIL高級(jí)別的要求，是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全性的發(fā)展方向；無線局域網(wǎng)技術(shù)能夠在工廠環(huán)境下，為各種智能現(xiàn)場設(shè)備、移動(dòng)機(jī)器人以及各種自動(dòng)化設(shè)備之間的通信提供高寬帶的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在一些特殊環(huán)境下有效地彌補(bǔ)了有線網(wǎng)絡(luò)的不足，進(jìn)一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的通信性能。

四、結(jié)束語

近年來，隨著新領(lǐng)域的開發(fā)，除現(xiàn)代制造、航天飛行、醫(yī)學(xué)研究、交通等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用外，如智能化系統(tǒng)和大容量信息輸送系統(tǒng)都有電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的融入。對(duì)我國電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的科技水平產(chǎn)生了巨大影響。