郝旭

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有效的推動(dòng)了電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中我們分析關(guān)于電氣工程運(yùn)行中運(yùn)用的自動(dòng)化技術(shù)也引起了我們的重視。在當(dāng)前的背景下我們應(yīng)當(dāng)如何高效的運(yùn)用這一技術(shù)，并且在一定程度上提高電氣工程運(yùn)行質(zhì)量，成為當(dāng)下電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展所面臨的一個(gè)重要的問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)電氣工程行業(yè)的探索實(shí)踐，從自動(dòng)化控制技術(shù)的重要內(nèi)容的角度進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析研究。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；應(yīng)用

引言

隨著信息科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電氣工程也逐步引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)和運(yùn)行的自動(dòng)化控制，大大提升了工作環(huán)節(jié)的便捷性。而隨著電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的成熟和完善，其在社會(huì)各行各業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已然發(fā)揮著極為重要的作用和價(jià)值。本文就電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)其功能、系統(tǒng)的構(gòu)成及設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和探討，同時(shí)對(duì)今后電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

1電氣自動(dòng)化控制

電氣自動(dòng)化控制可分為：現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控；集中化控制；遠(yuǎn)程監(jiān)控。其中，現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控模式是電氣工程電氣自動(dòng)化發(fā)展的重要方向，是目前電氣工程中應(yīng)用最多的技術(shù)。運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控設(shè)計(jì)能夠使電氣工程對(duì)設(shè)備不同工作方式的間隔性技術(shù)進(jìn)行控制，在確保電氣工程穩(wěn)定高效運(yùn)行的同時(shí)，其工作效率也會(huì)大幅度的提高。例如，使用現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控，端子柜需求數(shù)和隔離設(shè)備需求量會(huì)大幅度的減少，節(jié)約大量的電纜，從而降低電氣工程的成本。此外，在該設(shè)置模式下，當(dāng)電氣工程中的某個(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)不影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行；集中化控制體現(xiàn)了電氣工程的發(fā)展需求。在集中化控制模式下，全部的工程項(xiàng)目都處于一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，達(dá)到對(duì)電器工程的統(tǒng)一控制，確保每個(gè)設(shè)備進(jìn)行的每一步操作都具有依據(jù)。同時(shí)，集中化控制模式下對(duì)所需的監(jiān)控設(shè)備要求較低，且操作簡(jiǎn)便易于維修。在實(shí)際運(yùn)用中，集中化控制對(duì)信息的處理速度和監(jiān)控成效要比一般的控制模式高的多；遠(yuǎn)程監(jiān)控是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)所構(gòu)建的系統(tǒng)，使用遠(yuǎn)程監(jiān)控后，工程師可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入電氣工程系統(tǒng)，對(duì)電氣工程的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，這種方式相比傳統(tǒng)模式具有更高的靈活性、準(zhǔn)確性和時(shí)效性。但遠(yuǎn)程監(jiān)控受制于通信信號(hào)，在信號(hào)差的區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控作用難以體現(xiàn)，甚至?xí)o(wú)法運(yùn)行，故目前該模式多用于小規(guī)模的電氣工程中。

2電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用效果

2.1在線監(jiān)控

電氣工程在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)這樣或者那樣的情況也屬情理之中的，在傳統(tǒng)的電氣工程運(yùn)行中，其監(jiān)控主要是通過(guò)人工進(jìn)行檢查，這樣就產(chǎn)生了許多的問(wèn)題，誘發(fā)故障監(jiān)控的滯后性，導(dǎo)致一些故障無(wú)法得到及時(shí)、有效的處理，不僅會(huì)對(duì)電氣工程運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，而且還會(huì)降低電氣工程運(yùn)行效率。實(shí)際上，電氣化工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的投入運(yùn)營(yíng)主要的優(yōu)點(diǎn)就是可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)，這樣在出現(xiàn)故障或者危險(xiǎn)的情況下，自動(dòng)化控制系統(tǒng)就會(huì)第一時(shí)間啟動(dòng)故障報(bào)警，并且會(huì)通過(guò)系統(tǒng)準(zhǔn)確的檢測(cè)是那一部分發(fā)生了故障，在很大的程度上為檢修贏得了寶貴的時(shí)間。從最終的維護(hù)方面來(lái)分析，在線控制的應(yīng)用有效的提高了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行安全性，同時(shí)為整個(gè)電氣工程的運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控模式設(shè)計(jì)

運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)控模式進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是借助遠(yuǎn)程監(jiān)控針對(duì)控制系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)設(shè)備施以圖形模式的監(jiān)控和管理，從而實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，獲取各項(xiàng)工作數(shù)據(jù)，確保設(shè)備與機(jī)器工作和運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。遠(yuǎn)程監(jiān)控模式所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有電纜耗費(fèi)較少，安裝費(fèi)用較低，且具有較高的可靠性與靈活性等特點(diǎn)，從而大大減少了人力、財(cái)力與物力的投入。遠(yuǎn)程監(jiān)控模式有助于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距操作，對(duì)電氣工程設(shè)備其運(yùn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程測(cè)監(jiān)控，大大提升了工作的效率。

2.3集中控制

在電氣工程運(yùn)行階段，一般需要很多的設(shè)備一起參與到工作當(dāng)中，并且每一個(gè)設(shè)備所產(chǎn)生的功率、所需的電壓都存在著一定的差異，在傳統(tǒng)的電氣工程運(yùn)作的過(guò)程中沒(méi)有辦法將他們集中統(tǒng)一起來(lái)管理，只能每個(gè)設(shè)備單獨(dú)的運(yùn)行，所以整個(gè)工程會(huì)產(chǎn)生極大的耗能，也就會(huì)產(chǎn)生較高的成本。集中控制上線運(yùn)行，一般需要借助現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)與硬件管理、控制系統(tǒng)和軟件操作的有效連接。集中控制的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了耗能的縮減和成本的下降，同時(shí)對(duì)整體的電氣工程運(yùn)行安全性奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.4電氣故障診斷

電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含眾多的零部件，任何一個(gè)元器件發(fā)生問(wèn)題都會(huì)影響到整個(gè)控制系統(tǒng)的正常性能。一般情況下電器工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題或設(shè)備本身出現(xiàn)故障時(shí)，就會(huì)對(duì)電氣工程系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響。電氣工程在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，一旦發(fā)生故障，會(huì)嚴(yán)重影響電氣工程實(shí)際功能的發(fā)揮。對(duì)于這些電氣故障，單憑工作人員經(jīng)驗(yàn)判斷和技術(shù)很難在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并得到有效處理，從而延長(zhǎng)是設(shè)備故障檢修時(shí)間，給企業(yè)帶來(lái)不利影響。隨著計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在電氣工程及電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，使得電氣故障診斷效率和效果都明顯提升。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)強(qiáng)大的故障診斷功能，它能快速對(duì)電氣工程設(shè)備、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面的掃描和檢查，能夠在最短時(shí)間內(nèi)找到故障部位，并根據(jù)故障表現(xiàn)形式分析故障原因，進(jìn)而針對(duì)性的制定出故障處理措施，為提高檢修人員檢修效率提供了準(zhǔn)確依據(jù)。常見(jiàn)的設(shè)備故障主要包括變壓器故障、內(nèi)部元器件的擊穿、老化、性能減退等，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特有的故障檢測(cè)功能會(huì)根據(jù)電氣設(shè)備故障發(fā)生的具體表現(xiàn)形式進(jìn)行針對(duì)性的診斷，進(jìn)而通過(guò)分析故障原因判斷出故障部位，然后制定相應(yīng)的維修方案，提高了設(shè)備維修人員的維修效率，保障了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用實(shí)踐

3.1應(yīng)用之：變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)

變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用變電站現(xiàn)代化、智能化建設(shè)的重要手段，也是電氣自動(dòng)化在電力工程中應(yīng)用的具體表現(xiàn)。變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了集約控制向分散控制的有效轉(zhuǎn)化，器自適應(yīng)性、設(shè)備獨(dú)立性更強(qiáng)。通常情況下，在系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中，主要以以控制分散、集中管理、現(xiàn)實(shí)操作為設(shè)計(jì)理念，以微處理器為基礎(chǔ)，應(yīng)用“分層分級(jí)、合作自治”結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象工藝流程的管控，對(duì)維護(hù)工藝操作穩(wěn)定，保障電力企業(yè)生產(chǎn)與管理質(zhì)量，提升電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益存在重要影響。相對(duì)于傳統(tǒng)封閉式結(jié)構(gòu)的變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，電子自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，進(jìn)行系統(tǒng)性能的優(yōu)化，改善了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性不強(qiáng)，操作不易，維護(hù)養(yǎng)修困難的弊端，有利于促進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用作用的充分發(fā)揮。例如，將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用于分散控制系統(tǒng)I/O總線上，進(jìn)一步提升分散控制系統(tǒng)信息采集、處理質(zhì)量與效率，保證系統(tǒng)控制器中顯示的信息與設(shè)備卡中信息的相一致，提升信息應(yīng)用的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。加之現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)具有容錯(cuò)能力強(qiáng)、安全性高、操作簡(jiǎn)便、使用成本低等特征，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)到通信，性能的全面優(yōu)化，促進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用效果的提升，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。

3.2應(yīng)用之：變電站變壓器自動(dòng)化控制

電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于變電中是基于信息處理、自動(dòng)控制以及傳輸三種技術(shù)結(jié)合，借助電氣自動(dòng)化設(shè)備或計(jì)算機(jī)技術(shù)替代傳統(tǒng)的人工作業(yè)。使用這種技術(shù)可以將變電站的管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)各種設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控與控制，通過(guò)這種手段轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)變電站運(yùn)行模式來(lái)提升變電站的運(yùn)行工作效率。在以前實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的監(jiān)控工作是借助于電磁裝置來(lái)完成，這種技術(shù)屬于變電站電氣自動(dòng)化應(yīng)用的初級(jí)階段，現(xiàn)今電氣自動(dòng)化應(yīng)用于變電站中的主要特點(diǎn)在于：運(yùn)用計(jì)算機(jī)等新型微機(jī)設(shè)備來(lái)對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)測(cè)，達(dá)到對(duì)變電站設(shè)備監(jiān)控的圖像化、時(shí)效化、智能化和準(zhǔn)確化。相信隨著更多新型微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，變電站也將逐步實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化。

3.3應(yīng)用之：變電站斷路器

通常情況下，變電站中的斷路器在運(yùn)行時(shí)，易受多種因素影響產(chǎn)生斷路器合閘失靈問(wèn)題，當(dāng)工作人員無(wú)法對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理時(shí)，將嚴(yán)重降低電力系統(tǒng)運(yùn)行安全水平，出現(xiàn)送點(diǎn)延時(shí)等問(wèn)題。而將電氣自動(dòng)化應(yīng)用于斷路器中，提升斷路器自動(dòng)化、智能化水平，能夠有效避免上述問(wèn)題的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)控制與保護(hù)作用的充分發(fā)揮。以DW45萬(wàn)能式斷路器為例，改斷路器利用微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)構(gòu)建了二次系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，形成集電氣自動(dòng)化與數(shù)字控制為一體的執(zhí)行單位，更好取代傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)中的輔助繼電器與輔助開關(guān)。在實(shí)踐運(yùn)行過(guò)程中，萬(wàn)能式斷路器的智能識(shí)別單元能夠在危機(jī)控制系統(tǒng)支持下進(jìn)行電網(wǎng)中相關(guān)信息的采集，以了解與掌握斷路器運(yùn)行情況，并在仿真分析下實(shí)現(xiàn)分閘與合閘動(dòng)作的自動(dòng)化處理；萬(wàn)能式斷路器的數(shù)據(jù)采集單元在傳感技術(shù)支持下，能夠有效進(jìn)行電網(wǎng)數(shù)字信號(hào)的傳輸，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)節(jié)，以控制運(yùn)行特性；萬(wàn)能式斷路器現(xiàn)實(shí)單元，在計(jì)算機(jī)技術(shù)等支持下，可提升斷路器應(yīng)用交互性，提升斷路器智能水平。

4展望及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)于電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的作用和功能發(fā)揮越來(lái)越關(guān)鍵，當(dāng)前計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心部分，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成和設(shè)計(jì)，包括集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控與現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控模式均依賴計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序語(yǔ)言的編寫及指令的制定，通過(guò)發(fā)布指令對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，獲取相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證機(jī)器設(shè)備能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。

（2）電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)從單一的設(shè)備控制逐漸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制的集成化。隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展及其在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用，電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)表現(xiàn)出明顯的信息化、分布式及開放式等特點(diǎn)，同時(shí)可以連接諸多設(shè)備，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。對(duì)于數(shù)據(jù)信息的處理，能夠借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)予以傳輸及分析，表現(xiàn)出優(yōu)異的便捷性。

結(jié)語(yǔ)

隨著信息科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)也變得越來(lái)越成熟，且在社會(huì)各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)其發(fā)展前景也比較廣闊，因而應(yīng)跟隨時(shí)代及行業(yè)發(fā)展實(shí)際，注重自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研發(fā)和創(chuàng)新，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，不斷促進(jìn)其向智能化及規(guī)?；较蜣D(zhuǎn)變和發(fā)展，從而推動(dòng)企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

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