陳紅偉

【摘 要】 在現(xiàn)代社會(huì)，電氣自動(dòng)化的發(fā)展有效推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，各類(lèi)新理論、新技術(shù)也開(kāi)始應(yīng)用在了電氣自動(dòng)化之中，作為現(xiàn)代電氣工程行業(yè)的重要技術(shù)電氣自動(dòng)化技術(shù)，只有在原技術(shù)上有所創(chuàng)新，才能推薦電氣工程的進(jìn)一步發(fā)展。但是，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比而言，我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)還相對(duì)落后，在未來(lái)階段下，需要積極借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)拓新技術(shù)、新理論，培養(yǎng)一批專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員與管理人員，這樣才能夠推動(dòng)電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 電氣自動(dòng)化；電氣工程；應(yīng)用

電氣自動(dòng)化水平的提高促進(jìn)了電氣工程的發(fā)展。電氣工程是一門(mén)綜合性學(xué)科，涉及到了電子技術(shù)、電工、計(jì)算機(jī)工程等等內(nèi)容，要求相關(guān)的工作人員要有更高的技術(shù)?，F(xiàn)在電氣自動(dòng)化技術(shù)被運(yùn)用到越來(lái)越多的領(lǐng)域當(dāng)中，包括工業(yè)、大型的商城、大型的鐵路、客運(yùn)車(chē)站等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也日趨完善，并隨著智能化技術(shù)的進(jìn)步走上了智能化的道路。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的電氣自動(dòng)化水平還存在一定的差距，所以我國(guó)必須加快電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，推動(dòng)電氣工程的不斷發(fā)展。

一、電氣工程與電氣自動(dòng)化技術(shù)概述

（一）電氣工程

電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大以及不斷發(fā)展的電氣自動(dòng)化技術(shù)，使得我國(guó)目前的電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)形式已經(jīng)有所改變，在強(qiáng)調(diào)安全保護(hù)和過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，越來(lái)越注重電氣工程對(duì)電力系統(tǒng)的容量的高要求，即為實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化管理工作的新要求以及加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定，電力自動(dòng)化系統(tǒng)的單機(jī)容量要超過(guò)20萬(wàn)千瓦。

（二）電氣自動(dòng)化技術(shù)

電氣自動(dòng)化主要應(yīng)用于工業(yè)的控制系統(tǒng)，是指在無(wú)需技術(shù)人員直接手動(dòng)操作的情況下，機(jī)器設(shè)備可以自動(dòng)運(yùn)行，并在生產(chǎn)管理的過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息并根據(jù)實(shí)際進(jìn)行分析判斷等。各項(xiàng)自動(dòng)操作過(guò)程中幾乎不存在人的操作，而是采用機(jī)器來(lái)制作、運(yùn)行工程控制系統(tǒng)。所謂電氣自動(dòng)化技術(shù)是指利用電氣設(shè)備元件實(shí)現(xiàn)順序控制和時(shí)間控制的過(guò)程，是指電氣技術(shù)、設(shè)備以及電力自動(dòng)化技術(shù)等有關(guān)方面的內(nèi)容。自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以及電力技術(shù)的管理應(yīng)用方面對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多。

二、電氣自動(dòng)化在電氣工程中的設(shè)計(jì)理念

（一）遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是指通過(guò)一個(gè)電腦終端對(duì)所有其他地方的設(shè)備進(jìn)行控制的技術(shù)。在電氣工程中應(yīng)用這種設(shè)計(jì)理念不僅可以大幅度減少電纜的增加量，還可以節(jié)約安裝及材料方面的成本支出，產(chǎn)生較高的組態(tài)靈活性和可靠性，并實(shí)現(xiàn)高效益的生產(chǎn)規(guī)模。但由于電氣工程中電氣通訊量比較大，且現(xiàn)場(chǎng)總線通訊速度較低，在遇到信號(hào)較差的地方時(shí)就會(huì)限制這種遠(yuǎn)程監(jiān)控式的功能。所以遠(yuǎn)程監(jiān)控式的設(shè)計(jì)理念只能應(yīng)用于系統(tǒng)監(jiān)控相對(duì)較小的電氣工程中，而不適用于建立全長(zhǎng)自動(dòng)化的控制系統(tǒng)。

（二）集中化監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念

所謂集中化是指所有的運(yùn)行項(xiàng)目都在一個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)行。具有操作簡(jiǎn)單、對(duì)控制站方面的要求較低、系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)方便的特點(diǎn)。單個(gè)分散的監(jiān)控?zé)o論是處理器的安裝，還是電纜的連接，都非常繁瑣，而且眾多的電纜攪合在一起，對(duì)于處理速度會(huì)造成嚴(yán)重影響，不但使得投資成本增加，而且還使系統(tǒng)的安全可靠性能下降。而將集中化的監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于電氣工程中不僅可以減少成本支出，還方便實(shí)行統(tǒng)一監(jiān)控，促進(jìn)電氣工程的有序運(yùn)行，滿足工程的需要。因此集中化監(jiān)控式的設(shè)計(jì)理念被廣泛應(yīng)用于電氣工程中。

（三）現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念

現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控式技術(shù)是現(xiàn)階段電氣工程中應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，具有高效性。該項(xiàng)技術(shù)是建立在電氣工程實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)之上的，不同間隔采取相對(duì)應(yīng)的技術(shù)性措施。在具體操作中，主要采取現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作方式，電纜連接方式要不斷優(yōu)化，以有效地降低電氣工程設(shè)備的投入成本。在簡(jiǎn)化電纜連接方式，并降低設(shè)備投入的同時(shí)，還要減少設(shè)備的隔離以及端子柜的使用，不但提高了電氣工程安全可靠運(yùn)行，而且增加了電氣工程的運(yùn)營(yíng)效益。

三、電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

（一）集中式監(jiān)控技術(shù)

集中式監(jiān)控技術(shù)即通過(guò)同一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)各項(xiàng)目監(jiān)控管理的技術(shù)，與常規(guī)監(jiān)控技術(shù)相比其具有操作簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)便以及對(duì)工作環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各類(lèi)電氣工程中。如果在電氣工程中選擇此種監(jiān)控技術(shù)，與其他監(jiān)控技術(shù)相比需要更多的處理器，并且也會(huì)增加工程所需材料，無(wú)論是在成本還是工作量上都會(huì)增多，導(dǎo)致最終應(yīng)用效果不能得到很好的控制。從整體上來(lái)說(shuō)，集中式監(jiān)控技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，對(duì)提高電氣工程質(zhì)量具有重要作用。

（二）遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)即通過(guò)電腦終端對(duì)其他地方設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行控制的電氣自動(dòng)化技術(shù)，此種技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，能夠在一定程度上降低工程建設(shè)成本，提高工程經(jīng)濟(jì)效益。另外，遠(yuǎn)程監(jiān)控受空間因素影響比較小，其在電氣工程中的應(yīng)用，基本上可以完成彌補(bǔ)地空間距離上的缺陷，使整個(gè)控制工作更順暢。在應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)此種技術(shù)受通訊信號(hào)以及通訊量等因素影響比較大，如果電氣工程規(guī)模相對(duì)較大，并且建設(shè)地點(diǎn)相對(duì)特殊，此種技術(shù)適用性就會(huì)降低，主要適用于規(guī)模較小的電氣工程。

（三）現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)即在工程建設(shè)過(guò)程中，以不同間隔實(shí)際需求來(lái)確定相應(yīng)管理措施的技術(shù)，在管理上具有更強(qiáng)的針對(duì)性，是所有監(jiān)控技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的一種，對(duì)改善工程質(zhì)量具有重要意義。如果選擇此種技術(shù)應(yīng)用到電氣工程中，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝，同時(shí)因?yàn)橐磺袕膶?shí)際需求出發(fā)，可以在保證工程質(zhì)量的同時(shí)控制成本。另外，因?yàn)榇思夹g(shù)的應(yīng)用主要是以實(shí)際問(wèn)題來(lái)確定合適的管理措施，不同工程內(nèi)容之間不會(huì)相互影響，這樣即便是工程中某一設(shè)備出現(xiàn)故障，也不會(huì)對(duì)其他設(shè)備造成影響，可以保證電氣工程的順利進(jìn)行。

四、電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程的應(yīng)用

（一）電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程的應(yīng)用，主要是通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度的服務(wù)器以及相應(yīng)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化。此種設(shè)計(jì)方式，主要是以電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度為基礎(chǔ)，以保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行為目的來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)此類(lèi)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以電力生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的分析，來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。最為主要的是，一旦電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生故障，可以通過(guò)此類(lèi)系統(tǒng)及時(shí)定位故障點(diǎn)，縮短故障處理所需時(shí)間，降低故障造成的損失

（二）在電廠中的應(yīng)用分析

如圖1，所示，某電廠自動(dòng)化系統(tǒng)組成示意圖，通常ECS系統(tǒng)需要的基礎(chǔ)屬性包括：

1、實(shí)時(shí)參數(shù)收集及處理；

2、數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建；

3、控制操作以及同步測(cè)檢；

4、報(bào)警處理事件程序采集；

5、生成畫(huà)面并予以顯示；

6、在線計(jì)算與表格繪制；

7、電能量檢測(cè)；

8、人機(jī)聯(lián)系；

9、系統(tǒng)自動(dòng)診斷與自動(dòng)修復(fù)；

10、和相應(yīng)設(shè)施進(jìn)行接口；實(shí)施管理功能；

11、遠(yuǎn)程功能

上述所有功能都有其獨(dú)立的內(nèi)容，比如實(shí)施管理功能涵蓋：操作程序引導(dǎo)，故障分析測(cè)檢，在線設(shè)施檢測(cè)，模擬控制，工作票整合，運(yùn)行數(shù)據(jù)采集與交接班概況記錄，設(shè)施運(yùn)行情況、漏洞、維修參數(shù)記錄、規(guī)章制度等。

現(xiàn)在，我國(guó)DCS硬件基本都采用引進(jìn)設(shè)施，而外國(guó)引進(jìn)DCS的通信開(kāi)放性受到一定的局限性，ECS和DCS接口總會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題DCS系統(tǒng)主要以機(jī)爐控制為主，但是對(duì)電氣自動(dòng)化控制開(kāi)發(fā)是非常有限的，所以，對(duì)ECS的一些參數(shù)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法接受的情況。

一般情況下DCS系統(tǒng)的掃描實(shí)踐可能在200ms.左右，經(jīng)實(shí)踐這是通訊周期以及數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度都會(huì)影響通信的實(shí)時(shí)性，而DCS通信效率有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。

未來(lái)的ECS發(fā)展要將主變壓器、發(fā)電機(jī)以及SF6斷路器等相關(guān)電氣設(shè)備的在線診斷功能整合到同一在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)之中，如果有條件的變電站可以把FCS系統(tǒng)也整合到ECS這個(gè)平臺(tái)之中，也可以把廠用電的電氣功能從GCS系統(tǒng)中進(jìn)行分離，進(jìn)而整合到ECS系統(tǒng)在線監(jiān)控之中。目前通信技術(shù)的飛速發(fā)展與高新技術(shù)的不斷翻新，也從根本加速了ECS系統(tǒng)的成熟，在不久的將來(lái)ECS系統(tǒng)不但會(huì)擁有在線監(jiān)控功能，同時(shí)還可以在同一平臺(tái)對(duì)主要電氣進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，而ECF系統(tǒng)也勢(shì)必會(huì)向更深層次發(fā)展。

圖1 電廠自動(dòng)化系統(tǒng)的組成

（三）電氣工程管理中應(yīng)用

將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到電氣工程管理工作中，主要是應(yīng)用于編程的調(diào)試，對(duì)技術(shù)性要求比較嚴(yán)格。通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以提高數(shù)據(jù)采集的效率，并且完成各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與整理，通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以數(shù)據(jù)分析結(jié)果為基礎(chǔ)來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行軌跡，這樣就可以在設(shè)備出現(xiàn)故障前對(duì)存在的威脅元素進(jìn)行清除，不但可以提高設(shè)備運(yùn)行的效率，同時(shí)也可以降低設(shè)備維護(hù)的成本。另外，在傳統(tǒng)電氣技術(shù)的應(yīng)用情況下，電氣工程管理一直都是一個(gè)難點(diǎn)，如果管理稍有不慎就會(huì)影響到整個(gè)電氣工程的安全性與可靠性。而電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，以其特有的靈活性與全面性，可以提前對(duì)電氣工程管理效果進(jìn)行預(yù)測(cè)，這樣即能及時(shí)調(diào)整廣利策略，提高管理效率

（四）變電站中應(yīng)用

將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到變電站中，能夠提高對(duì)變電站監(jiān)控能力，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)視與自動(dòng)化操作，解放了大量勞動(dòng)力，同時(shí)也避免了人工操作帶來(lái)的誤差，對(duì)提高變電站運(yùn)行效率具有重要作用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用，即通過(guò)全方面、多層次的方式，對(duì)變電站中所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)展運(yùn)行故障并解決，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了全面有效控制。與傳統(tǒng)電磁裝置監(jiān)控相比較，現(xiàn)在可以完全通過(guò)微機(jī)式進(jìn)行監(jiān)視，并通過(guò)計(jì)算機(jī)電纜來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理，比原來(lái)的電力信號(hào)電纜效率更高，對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與有效性具有重要推動(dòng)作用。

五、結(jié)束語(yǔ)

電氣自動(dòng)化技術(shù)是電氣工程中應(yīng)用的主要技術(shù)之一，對(duì)提高工程質(zhì)量與效率具有重要意義。電氣自動(dòng)化技術(shù)即以傳統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)方案與自動(dòng)化設(shè)計(jì)為依據(jù)，對(duì)電氣技術(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化的一種新型電氣技術(shù)，例如現(xiàn)在常用的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及自動(dòng)管理系統(tǒng)等都是以電氣自動(dòng)化技術(shù)為主要技術(shù)，能夠更大程度的提高電氣設(shè)備的安全性、可靠性。

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