丁運(yùn)芳（上海浦馬機(jī)電工程技術(shù)有限公司，上海200333）

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展探討

丁運(yùn)芳
（上海浦馬機(jī)電工程技術(shù)有限公司，上海200333）

隨著科技的不斷進(jìn)步，電氣自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)、生活活動(dòng)中得到了廣泛的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有快速、高效、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，保障了各項(xiàng)工作的順利進(jìn)行。論文對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并探討了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展。

電氣自動(dòng)化技術(shù)；自動(dòng)控制系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.119

1 引言

近年來，自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，推動(dòng)了電氣工程的進(jìn)步和發(fā)展，因此，電氣工程在各項(xiàng)生產(chǎn)和生活活動(dòng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等可以有效提高電氣工程的運(yùn)作效率。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制，改變了傳統(tǒng)的工作模式，取代了繁瑣的人為操作，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效益，同時(shí)，為人們的工作和生活提供了很多便利。

2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)簡(jiǎn)析

2.1 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的含義

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)指的是不需要人為參與的一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以通過監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)等儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)施的全方位控制。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括供電系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、自動(dòng)與手動(dòng)尋路系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等。供電系統(tǒng)為各類機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力來源；信號(hào)系統(tǒng)主要采集、傳輸、處理各類信號(hào)，為各項(xiàng)控制操作提供依據(jù)；自動(dòng)和手動(dòng)尋路系統(tǒng)可以借助組合開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)的切換；保護(hù)系統(tǒng)通過熔斷器、穩(wěn)壓器保護(hù)相關(guān)線路和設(shè)備[1]；制動(dòng)系統(tǒng)可以在發(fā)生故障或操作失誤時(shí)進(jìn)行制動(dòng)操作，以減小損失。

2.2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的分類

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以從多個(gè)角度進(jìn)行分類，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度分析，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以分為閉環(huán)控制系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合控制系統(tǒng)；從系統(tǒng)任務(wù)角度分析，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具體分為隨動(dòng)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)；從系統(tǒng)模型角度進(jìn)行分類，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)兩種類型，還可以分為時(shí)變和非時(shí)變控制系統(tǒng)；從系統(tǒng)信號(hào)角度進(jìn)行分類，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以分為離散系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)。

2.3 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原則

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作過程中，不是連接單一設(shè)備，而是多個(gè)設(shè)備相互連接同時(shí)運(yùn)行，并對(duì)整個(gè)運(yùn)行過程進(jìn)行系統(tǒng)性調(diào)控，同時(shí)，需要應(yīng)用生產(chǎn)功能較完整的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)控制，并設(shè)置相關(guān)的控制程序，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和分析，從而全面掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要遵循的工作原則主要包括以下幾點(diǎn)：（1）具備較強(qiáng)抗干擾能力，由于是多種設(shè)備相互連接同時(shí)運(yùn)行，不同設(shè)備之間會(huì)產(chǎn)生干擾，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)要通過智能分析使設(shè)備提高排除異己參數(shù)的抗干擾能力；（2）遵循一定的輸入和輸出原則，結(jié)合工程的實(shí)際應(yīng)用的特點(diǎn)及工作設(shè)備型號(hào)，技術(shù)人員需調(diào)整好相關(guān)的輸入與輸出設(shè)置，并根據(jù)輸入數(shù)據(jù)對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過工作自檢避免響應(yīng)緩慢問題，并對(duì)設(shè)定的程序進(jìn)行漏洞修補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量的輸入和輸出[2]。

3 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值

隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化生產(chǎn)水平也得到提高，因此，加強(qiáng)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制尤其重要。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)過程的自動(dòng)化操控及機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)控制，從而降低了人工操作難度，極大地提高了工作效率，其應(yīng)用價(jià)值具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

3.1 自動(dòng)控制

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一個(gè)主要應(yīng)用功能就是自動(dòng)控制，例如，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，只需要輸入相關(guān)的控制參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)控制，緩解了勞動(dòng)壓力。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行線路電源的自動(dòng)切斷，還可以根據(jù)生產(chǎn)和制造需要設(shè)置運(yùn)行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的自動(dòng)控制，避免了人工操作出現(xiàn)的各種失誤，極大地提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

3.2 保護(hù)作用

工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際操作中，會(huì)受到各種復(fù)雜因素的影響，例如，生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜、設(shè)備多樣化、供電線路連接不規(guī)范等，極易造成設(shè)備和電路故障。傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)和檢修難以全面掌控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致各種安全隱患問題。通過應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障或線路不穩(wěn)定時(shí)，可以通過保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全切斷，終止運(yùn)行程序，避免了安全事故和經(jīng)濟(jì)損失，保障了電氣設(shè)備的安全運(yùn)行[2]。

3.3 監(jiān)控功能

監(jiān)控功能是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值的重要體現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和信息技術(shù)的支持下，技術(shù)人員可以通過應(yīng)用報(bào)警系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行電壓、電流、功率進(jìn)行限定設(shè)置，但超出規(guī)定參數(shù)時(shí)，可以通過報(bào)警裝置和信號(hào)指示對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。此外，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，將各系統(tǒng)的控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效連接，通過識(shí)別電磁波信號(hào)，在遠(yuǎn)程電子顯示器中監(jiān)控相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。

3.4 測(cè)量功能

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)測(cè)量主要通過工作人員的感官進(jìn)行判斷，例如，眼睛看、耳朵聽，從而了解各項(xiàng)工作的相關(guān)數(shù)據(jù)。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有對(duì)自身電氣設(shè)備電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的功能，在應(yīng)用過程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)線路和設(shè)備的各種參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，還可以對(duì)各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)，為后期的各項(xiàng)工作提供可靠的數(shù)據(jù)參考，方便工作人員的管理。

4 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 統(tǒng)一化的發(fā)展趨勢(shì)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中存在著硬件和軟件兼容性問題，例如，舊式的電氣設(shè)備常常出現(xiàn)接口不統(tǒng)一、應(yīng)用軟件不統(tǒng)一的問題，因此，實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的統(tǒng)一化成為電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展方向。目前，我國(guó)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì)方面還沒有建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，需要相關(guān)研究人員和技術(shù)人員加強(qiáng)系統(tǒng)兼容性的研究和分析，為電氣設(shè)備制造行業(yè)提供一個(gè)規(guī)范化、統(tǒng)一化的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[3]。

4.2 智能化的發(fā)展趨勢(shì)

電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能化成為企業(yè)發(fā)展的必然需求，各項(xiàng)生產(chǎn)和生活活動(dòng)對(duì)智能化產(chǎn)品的要求越來越高。目前，對(duì)于以太網(wǎng)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，智能化的電氣設(shè)備也有了很快的發(fā)展。由于智能化技術(shù)具有良好的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，使電氣設(shè)備能完全擺脫人工操作，只通過計(jì)算機(jī)即可達(dá)到良好的控制效果。未來電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展方向?yàn)槊恳粋€(gè)環(huán)節(jié)都能進(jìn)行智能化作業(yè)，形成一套全面智能化作業(yè)的系統(tǒng)。

4.3 創(chuàng)新化的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在通訊設(shè)計(jì)方面，還主要依靠有線技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的連接。隨著無線技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)有線技術(shù)和無線技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，突破線纜的局限性。實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在這方面的創(chuàng)新，需要解決2個(gè)問題：（1）無線數(shù)據(jù)通訊和有限數(shù)據(jù)通訊存在協(xié)議上的隔核；（2）無線通訊的信號(hào)不夠穩(wěn)定，計(jì)算機(jī)不能應(yīng)用無線技術(shù)穩(wěn)定的指揮電氣設(shè)備運(yùn)作。因此，人們要提高無線技術(shù)的通訊質(zhì)量，使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多渠道的控制。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在生產(chǎn)、生活各項(xiàng)活動(dòng)中具有重要應(yīng)用價(jià)值，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、及時(shí)保護(hù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)測(cè)量、智能化操作等功能，保障了電氣系統(tǒng)和設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在未來的發(fā)展中，電氣自動(dòng)化將會(huì)進(jìn)一步提高，實(shí)現(xiàn)更高要求的自動(dòng)化與智能化技術(shù)體驗(yàn)。

【1】周亞峰.淺談電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2011(6):313-314.

【2】唐靜.淺談電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展[J].電子世界,2014(3): 87-88.

【3】賈巖.淺析電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2016(17):145.

表4 調(diào)節(jié)池周邊地下水位抬升模擬計(jì)算成果

計(jì)算表明，調(diào)節(jié)池周邊地下水位抬升高度為0.99～1.59m，地下水位埋深在地表以下1.4～2.0m，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般情況下不會(huì)發(fā)生周邊地表產(chǎn)生沼澤或積水的問題。

2.2.6 調(diào)節(jié)池滲漏損失估算

由于調(diào)節(jié)池修建在弱或中等透水的地層上，池底部未進(jìn)行防滲處理，調(diào)節(jié)池的滲漏損失模擬計(jì)算成果列于表5。

經(jīng)計(jì)算，調(diào)節(jié)池的日滲漏損失均在35m3/d內(nèi)，占日調(diào)節(jié)水量225萬t的0.16/10000，占調(diào)節(jié)池有效容積46.35萬m3的0.76/10000。是《給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范》（G月J 50141—2008）計(jì)算值的1/7左右，認(rèn)為調(diào)節(jié)池的滲漏損失是可接受的。

表5 調(diào)節(jié)池滲漏損失估算成果

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)調(diào)節(jié)池池壁結(jié)構(gòu)的滲流穩(wěn)定性和滲漏損失量的模擬計(jì)算，闡述了該方法在工程中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)同類調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)時(shí)的滲流穩(wěn)定分析、滲漏損失測(cè)算，以及因調(diào)節(jié)池內(nèi)水外滲引起周邊地區(qū)水位抬升對(duì)周圍環(huán)境可能造成沼澤化的影響分析，具有一定的借鑒作用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】SL 265—2001水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

【收稿日期】2016-10-20

Application and Development of Electric Automation Control System

DING Yun-fang
(Shanghai Puma Mechanical&Electrical Engineering Technology Co.Ltd.,Shanghai 200333，China)

With the development of science and technology,electrical automation technology has been applied in production and life activities.The electrical automatic control system has fast, efficient and accurate characteristics, it guaranteed all works running smooth. This article hascarried on the simple analysis to the electrical automatic control system, and has discussed the electrical automatic control system the applicationand the development situation.

electrical automation technology; automatic control system; application; development

TM76;TM921.5

A

1007-9467（2016）12-0047-03

2016-09-28

丁運(yùn)芳（1979～），男，湖北孝感人，工程師，從事電氣自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)及項(xiàng)目管理研究。