高興明，王志坤，張春濤秦皇島魯爾節(jié)能科技有限公司

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淺談電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展方向

高興明，王志坤，張春濤
秦皇島魯爾節(jié)能科技有限公司

摘要：利用繼電器、感應(yīng)器等電氣元件實(shí)現(xiàn)順序控制、時(shí)間控制的過程就是電氣自動(dòng)化。它可用于工業(yè)控制系統(tǒng)，結(jié)合計(jì)算機(jī)的使用，必然會(huì)使電氣技術(shù)有更好的發(fā)展。就電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀，討論了目前電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；現(xiàn)狀；設(shè)計(jì)思想；發(fā)展趨勢(shì)

1.概述

“十二五”以來,中國(guó)提出以節(jié)能減排為核心,重點(diǎn)解決提高能源利用率，大力發(fā)展可再生能源，大幅度降低能源消耗強(qiáng)度。從而就戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)而言，開發(fā)高效節(jié)能的技術(shù)產(chǎn)品，努力實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的突破已經(jīng)迫在眉睫，只有如此才能實(shí)現(xiàn)新型產(chǎn)業(yè)整體水平的提高。而要實(shí)現(xiàn)如此艱巨的任務(wù)，在努力開采使用各種新資源的同時(shí)大幅降低能源消耗則是實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)的基本要求。在經(jīng)濟(jì)全球化的今天，除了我們本國(guó)企業(yè)的發(fā)展壯大，外資、中外合資企業(yè)也不斷涌入我國(guó)，他們的技術(shù)比我們新，管理比我們完善，不過在設(shè)備的運(yùn)作上有許多都用到了電氣自動(dòng)化的知識(shí)和技能；而隨著經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，大中型企業(yè)就對(duì)設(shè)備引進(jìn)、技術(shù)改造情有獨(dú)鐘，一大批新知識(shí)技能如春筍般在各個(gè)工作崗位中得到試用，比如PLC控制技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、變頻技術(shù)等。

1.1平臺(tái)開放式發(fā)展

OPC(OLE for Process Control)技術(shù)的出現(xiàn),IEC61131的頒布,以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用,讓計(jì)算機(jī)成為了電氣技術(shù)不可替代的工具。

1.1.1IEC61131標(biāo)準(zhǔn)使得編程接口標(biāo)準(zhǔn)化

IEC61131不僅給出了各控制系統(tǒng)廠商的產(chǎn)品的編程接口標(biāo)準(zhǔn)，而且賦予了它們語法和語義。如同人類一般，不僅賦予了生長(zhǎng)的骨骼還給出了能夠交流的語言。IEC61131給出了標(biāo)準(zhǔn)，也就意味不會(huì)出現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)化的方言。這樣方便了顧客的使用，也有利于各大控制系統(tǒng)廠商加工商品。儼然，IEC61131已成為一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn),它不僅提高了代碼的使用效率，而且極大的縮短了程序編程的周期，解放了勞動(dòng)力，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.1.2Windows正成為事實(shí)上的工控標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)

隨著Windows NT、Internet Explore等技術(shù)的普及，微軟已逐步成為工業(yè)控制的領(lǐng)頭羊。針對(duì)于電氣自動(dòng)化領(lǐng)域，PC的人機(jī)界面顯然已經(jīng)成為主流，他的靈活性和易于集成的特點(diǎn)已經(jīng)讓從事電氣自動(dòng)化的技術(shù)人廣泛采納。Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)在控制層中的優(yōu)勢(shì)則是使用方便，辦公平臺(tái)簡(jiǎn)單，便于人員接受與學(xué)習(xí)。

1.2現(xiàn)場(chǎng)總線和分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線

現(xiàn)場(chǎng)總線和分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線(Profibus、FF、In-terbus等)是通過一根串行電纜將位于中央控制室內(nèi)的監(jiān)視/控制軟件、工業(yè)計(jì)算機(jī)和PLC的CPU與位于現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程I/O站、馬達(dá)啟動(dòng)器、智能儀表、變頻器、低壓斷路器等連接起來,將大量設(shè)備采集到中央控制器上去。

2.電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的思想

2.1集中監(jiān)控方式

集中監(jiān)控方式的運(yùn)行方便，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。不過由于集中式監(jiān)控，就要將各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器上總體進(jìn)行處理，使的速度相應(yīng)變慢，同時(shí)外部的電纜數(shù)量也會(huì)增多，資金的投入加大，在傳輸途中電纜線的干擾會(huì)影響系統(tǒng)監(jiān)控的可靠。而且在接線時(shí)復(fù)雜，如果出現(xiàn)問題查線也不會(huì)特別方便，大大增加了工作維修人員的工作量，同時(shí)也會(huì)因?yàn)椴榫€或者輸出時(shí)因?yàn)榻泳€的復(fù)發(fā)，導(dǎo)致誤操作的增多，就對(duì)于工作效率而言，該集中監(jiān)控方式尚有不足。

2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

遠(yuǎn)程監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)有可以減少電纜的使用、減少安裝開支、可靠性高。組態(tài)靈活等。由于電廠電氣不分的通訊量需求比較大，而此各種現(xiàn)場(chǎng)總線(如Lonworks總線,CAN總線等)的通訊速度不是特別高，所以此方法適合小系統(tǒng)的監(jiān)控，對(duì)于全場(chǎng)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)并不適合，也不適用。

2.3現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式

目前,在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中以上提到的以太網(wǎng)(Ether-net)、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用,這為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)較以往方式更有針對(duì)性，在不同的間隔中可以針對(duì)性的設(shè)計(jì)不同的功能。同時(shí)運(yùn)用這種監(jiān)控除了有遠(yuǎn)程控制的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，對(duì)于自身與監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用通信線的連接，極大節(jié)省了電纜，減少了開支，降低了維護(hù)的工作量，從而使的成本有了長(zhǎng)足的降低。同時(shí)，不同間隔擁有不同的功能，如果其中有任何一個(gè)間隔出現(xiàn)問題，影響的僅僅是這個(gè)獨(dú)立的裝置，不會(huì)導(dǎo)致整體系統(tǒng)的癱瘓死機(jī)。有利于發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控工作，因此這也是今后發(fā)展的必然方向。

2.4同步開斷技術(shù)

同步開斷(Synchronized Switching)是在電壓或電流的指定相位完成電路的斷開或閉合。它的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)過電壓的完全避免，從而可以使因操作而引起的設(shè)備損壞率很大的降低。但由于目前生產(chǎn)水平的限制，對(duì)于高壓開關(guān)而言，電子開關(guān)無法取代機(jī)械開關(guān)，雖然現(xiàn)在有一套復(fù)雜的電子控制裝置，但是由于機(jī)械開關(guān)的特性，依然無法做出準(zhǔn)確的定相開斷，所以無法發(fā)揮出同步開斷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。這就需要今后的努力，實(shí)現(xiàn)電子開關(guān)取代機(jī)械開關(guān)，徹底發(fā)揮同步開斷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

3.電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)有三個(gè)特點(diǎn)：第一，分布化，就是保障智能模塊獨(dú)立工作，使危險(xiǎn)分散，降低危險(xiǎn)。第二，開放化，就是確保并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界網(wǎng)絡(luò)的連接，用戶可以從外界網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入尋找到需要的東西。第三，信息化，與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)管理控制的統(tǒng)一。

4.結(jié)語

就目前電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。我們要努力完成從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)型。我們不僅要實(shí)現(xiàn)價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)力，還要不斷吸收新的知識(shí)技術(shù)，開創(chuàng)出一條可持續(xù)發(fā)展，健康綠色的路子。要學(xué)會(huì)競(jìng)爭(zhēng)，只有有了競(jìng)爭(zhēng)，才會(huì)有發(fā)展，要在競(jìng)爭(zhēng)中找不足，在嘗試中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，取其精華，去其糟粕，使電氣自動(dòng)化能蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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