蔡陽 李青超

摘要：科技不斷在進(jìn)步，電氣工程體系則越來越復(fù)雜，不同的設(shè)計(jì)生產(chǎn)出的電氣設(shè)備構(gòu)造和應(yīng)用是不同的，本文將對(duì)電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;應(yīng)用;設(shè)計(jì);發(fā)展;科技

1 前言

電氣工程及其自動(dòng)化涉及到多方面的內(nèi)容，主要包括有電工、電子、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)工程等一些相關(guān)的綜合性學(xué)科，本專業(yè)屬于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求專業(yè)，有較多的社會(huì)崗位需要本專業(yè)技術(shù)人才。電氣專業(yè)的明顯特點(diǎn)就是強(qiáng)弱電的相互結(jié)合和計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的專業(yè)結(jié)合，共同實(shí)現(xiàn)一些大型生產(chǎn)中的生產(chǎn)設(shè)備智能型和生產(chǎn)過程電氣化自動(dòng)化。以20世紀(jì)90年代為分界線，現(xiàn)代電氣設(shè)備已發(fā)展為一種計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為基礎(chǔ)的變配電綜合電氣控制自動(dòng)化系統(tǒng)。

2 自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化

以電網(wǎng)調(diào)度的中心服務(wù)器、打印設(shè)備、大屏幕顯示器、工作站和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)共同組成的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是一種通過電力系統(tǒng)專屬的局域網(wǎng)將在系統(tǒng)可調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度中心和測量控制設(shè)備等變電站終端實(shí)現(xiàn)有效連接的自動(dòng)化系統(tǒng)。在現(xiàn)代的電網(wǎng)調(diào)度領(lǐng)域中，電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展著重要的作用，主要表現(xiàn)方面有對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估和依照累計(jì)獲得的數(shù)據(jù)對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，并在這個(gè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有關(guān)經(jīng)濟(jì)調(diào)度和發(fā)電控制的自動(dòng)化，然而一般的只有在省級(jí)以上的電網(wǎng)中才會(huì)出現(xiàn)這種要求的許可。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集和處理和監(jiān)控是電力系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中的主要內(nèi)容，在獲得數(shù)據(jù)支持的情況下把握好電網(wǎng)的運(yùn)行狀況和安全情況，保證其可以很好的適應(yīng)現(xiàn)代電力市場的實(shí)際運(yùn)營需求。

2.2 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)

一般的發(fā)電廠分散系統(tǒng)采用分層分布結(jié)構(gòu)于實(shí)際的應(yīng)用過程中，主要有以太網(wǎng)、高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)、運(yùn)行人員工作站、過程控制單元和工程師工作站共同組成。在過程控制單元中有輸入/輸出模件和可冗余配置的主控模件，而在主控模件中又通過冗余智能輸入/輸出和輸入/輸出總線模式進(jìn)行通訊連接?？梢灾苯佑糜谏a(chǎn)過程的有過程控制單元，還可以直接接受熱電阻、熱電偶、電氣量、開關(guān)量、脈沖量和現(xiàn)場變送器等信號(hào)，并在運(yùn)算處理完成后實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示、打印和信號(hào)輸出，運(yùn)用這種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直接驅(qū)動(dòng)和成產(chǎn)過程中最終的聯(lián)鎖保護(hù)、檢測和控制。在工程師工作站和運(yùn)行員工作站使用的是人機(jī)接口，由向運(yùn)行員工作站發(fā)送信息和接受由工作站發(fā)送過來的指令兩方面共同組成，這兩種方式共同實(shí)現(xiàn)操作人員監(jiān)視和控制機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)采用的方式或者是手段。最后一種為工程師提供設(shè)置和修改系統(tǒng)組態(tài)的診斷方式和維護(hù)方式的工作站就是工程師工作站。

2.3 變電站自動(dòng)化

取代電話人工操作和人工監(jiān)視同時(shí)加強(qiáng)對(duì)于變電站的監(jiān)控能力就是在變電站中采用電氣自動(dòng)化技術(shù)的主要目的，這種變電站自動(dòng)化在實(shí)際應(yīng)用中還可以提高變電站的運(yùn)行水平和運(yùn)行效率。換而言之，就是實(shí)現(xiàn)變電站全方位多層次的監(jiān)視站內(nèi)各種電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況和實(shí)現(xiàn)對(duì)其有效的控制就是在變電站中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的主要目的。這種變電站自動(dòng)化的幾點(diǎn)特點(diǎn)有如下幾個(gè)方面：以往使用的電磁式裝置全部又全微機(jī)化的設(shè)備來替代，同時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化的操作監(jiān)視，在數(shù)據(jù)傳輸工程中較多的應(yīng)用電力信號(hào)電纜代替計(jì)算機(jī)電纜，對(duì)于變電站的管理和統(tǒng)計(jì)記錄實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。由上述一些應(yīng)用功能，不難發(fā)現(xiàn)，在電力現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中的一個(gè)不可或缺的部分就是實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化，同時(shí)由于其可以滿足變電站的各種操作任務(wù)二使得電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化同樣是一個(gè)不可分割的重要組成部分。

3 電氣自動(dòng)化的應(yīng)用發(fā)展趨勢

電氣自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛同時(shí)還十分復(fù)雜，比如，日常生活中的電器開關(guān)和工業(yè)生產(chǎn)中的飛機(jī)汽車等，可以發(fā)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用無處不見，在未來的電氣自動(dòng)化發(fā)展中，其應(yīng)用范圍會(huì)得到更加廣泛的擴(kuò)展，在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮越來越重要的作用。

3.1 向核心競爭力的方向發(fā)展

企業(yè)核心競爭力的重要組成部分就是電氣自動(dòng)化，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各領(lǐng)域的企業(yè)都投入了越來越多的人力、物力和財(cái)力在研發(fā)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)方面，這種雄厚的投入必然會(huì)為我們帶來自動(dòng)化技術(shù)的長足長進(jìn)，科技進(jìn)步了必然會(huì)縮短我國發(fā)展中國家和一些發(fā)達(dá)國家之間的差距，對(duì)于提高企業(yè)核心競爭力和實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的全面自主創(chuàng)新研發(fā)有著十分重要的意義。[3]

關(guān)于自動(dòng)化向著核心競爭力方向發(fā)展的趨勢主要有分布式和開放時(shí)兩方面。保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中建立相對(duì)獨(dú)立的功能性模塊系統(tǒng)的屬于分布式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)是可以有效的降低系統(tǒng)運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)正常運(yùn)行保障。實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)和外界系統(tǒng)之間聯(lián)系的屬于開放式的系統(tǒng)趨勢，這種方式可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的融合和網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管控一體化的目標(biāo)。

3.2 以電氣自動(dòng)化推動(dòng)電氣智能化的發(fā)展

在近幾年的發(fā)展中，CIMS、自動(dòng)控制、機(jī)器人出品和專用集成電路等方面的發(fā)展是有目共睹的，一些電氣自動(dòng)化的開發(fā)設(shè)計(jì)公司在關(guān)于電氣自動(dòng)化的智能化發(fā)展理念上提出了他們自己的設(shè)計(jì)模式，將電氣自動(dòng)化的智能化發(fā)展呈現(xiàn)出了多種形態(tài)。以工藝知識(shí)庫為核心同時(shí)以交互式設(shè)計(jì)模式為基礎(chǔ)的綜合智能化CAPP開發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用框架推出的系列產(chǎn)品有金葉CAPP、同方CAPP等，這些產(chǎn)品的出現(xiàn)很具說服力的證明了電氣自動(dòng)化在未來發(fā)展中的發(fā)展趨勢最終由技術(shù)進(jìn)步發(fā)展到真正的電氣智能化。

4 電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)原則

在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中主要遵守的原則有六點(diǎn)，分別是：最大程度的滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝對(duì)電氣控制的基本要求;滿足控制要求為主要目的提倡整體方案的簡單、經(jīng)濟(jì)、安全;處理好電氣和機(jī)械之間的關(guān)系，同時(shí)考慮設(shè)計(jì)成本因素;從經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性的角度選擇最適合的電器元件;設(shè)計(jì)應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量和安全測試;在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件下大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用并保證使用和維護(hù)比較方便。[4]

4.2 設(shè)計(jì)思路

電氣自動(dòng)化是一門相對(duì)復(fù)雜的學(xué)科，設(shè)計(jì)過程中涉及到較多的學(xué)科內(nèi)容，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循以下三點(diǎn)設(shè)計(jì)思路;一，集中監(jiān)控的設(shè)計(jì)思路，這種模式可以保證使用和維護(hù)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的便利性;二，遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)計(jì)思路，這種模式可以保證節(jié)約大量的電纜、安裝費(fèi)用和其他材料，降低設(shè)計(jì)成本;三，現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計(jì)思路，這種思路在變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中得到了很好的應(yīng)用，有著十分豐富的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)思路是建立在以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上的，在技術(shù)和使用上都是一種較為成熟的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了功能模塊的獨(dú)立和自由組合，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，是設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化的重要發(fā)展方向之一。

結(jié)束語

強(qiáng)弱電的結(jié)合是電氣自動(dòng)化的一個(gè)最突出的專業(yè)特點(diǎn)，這個(gè)學(xué)科在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著十分重要的作用，在實(shí)際的建設(shè)施工過程中需要電氣和自動(dòng)化兩方面的協(xié)調(diào)配合來完成工作。我們的國家在經(jīng)濟(jì)上的迅猛發(fā)展和在技術(shù)上的不斷突破，電氣自動(dòng)化在未來的發(fā)展中將有著十分良好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

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[2]李哲.淺談電氣自動(dòng)化的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2015，（36）：75-76.

（1.作者身份證號(hào)碼：230204199011230734;2.作者身份證號(hào)碼：211422198710017218）