谈电气工程及自动化控制

谈电气工程及自动化控制

马晓宁

（太原理工大学山西省太原市030000）

摘要：随着科技迅速发展，其电气自动化、电气智能设备也全面提高，对于ECS系统必然是要深层发展，设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点。依据电气设备的主要特点我们知道，在构建ECS时，其系统结构、与DCS的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行，除此以外，还应该在保证运行时信息收集的准确性和各种数据处理，同时提出完善的应急对策，让电气系统一直处在最佳状态运行。

关键词：电气自动化；监控方式；目标及思路；实践中的融合

1.电气自动化主要特点

由于电气自动化控制量与热工控制量，在操作运行时与控制的要求有诸多不同。对于相对热机设，电气自动化控制系统控制的信息采集对象较少、数量较小、操作频率低，但是要求快速和准确。电气设备的保护自动装置需要较高的可靠性，动作速度快。而且需要较高的对抗干扰性。电气自动化控制系统以顺序控制和数据采集系统为主，相对联锁保护多。所以机组电气系统归入DCS控制，需要控制系统具备较高可靠性。

2.监控方式

2.1.集中监控

集中监控方式主要出在于运行维护便捷，系统设计容易，控制站的防护要求不高。但是基于此方法的特点是将系统各个功能集中到一个处理器进行处理，处理任务繁重致使处理速度受到影响。此外电气设备全部进入监控，会随着监控对象的大量增加导致主机冗余的下降，电缆树立增加，成本加大，长距离电缆引入的干扰也会影响到系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作，这种接线的二次接线复杂，查线不方便，增加了维护量，并存在因为查线或传动过程中由于接线复杂造成误操作的可能。

2.2.现场总线监控

当前智能化电气设备有了较快的发展，计算机网络技术已经普遍应用在变电站综合自动化系统中，我们也积累了丰富的运行经验。这些都为网络控制系统应用于电力企业电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控使得系统设计更有针对性，对于不同的间隔可以拥有不同的功能，可以根据实际的间隔情况进行设计，也具备远程监控方式的全部优点。此外，采用这种方式还可减少大量的隔离设备、端于柜、I/O卡件、模拟量变送器等，而且设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，降低成本和安装维护工作量。

2.3.远程监控

远程方式具有节约材料、节省安装费用、可靠性高、组态灵活等优点，但由于各种现场总线的通讯速度不够高，而电厂等电气部分通讯量相对比较大，所以这种方式适合于小系统监控，而不适用于大范围的电气自动化系统的构建。

3.电气自动化的系统处理

系统在电气方面主要通过设备接地信号处理、传输信号屏蔽、选择合适的抗干扰措施实现。为了确保系统运行可靠，故障少，操作维护方便，在设备选择时，选择经过长期检验证明性能稳定可靠的设备来适应工业现场恶劣环境，保证系统的可靠运行。系统组态采用软件2次开发功能，除动态显示工作流程外，包括趋势图、棒图、历史数据等数据显示、报表、打印等功能。易于扩充系统保留必要的接口，为厂级管理、全部过程实现自动控制设计必要的接口与界面。实用性强系统具有自动、仪表室内手动、现场手动三类控制方法。为了保证一次设备运行的可靠与安全，需要有许多辅助电气设备为之服务，能够实现某项控制功能的若干个电器组件的组合，称为控制回路或二次回路。

4.自动控制技术优势

4.1快速高效自动控制技术

通过数字信息对相应的设备发出操作指令，指令即时到达且因为不同的设备有不同的地址代码，因而十分精准，发生误操作的概率极低（远远低于传统人工操作）。而自动控制技术还具有良好的交互性能，可以与控制中心进行信息数据的反馈，进一步保障控制的高速和精确。

4.2便于实现全过程全时段监控

城市电气工程24小时全天运行，根据以往的经验来看，电气故障的多发时段和多发地点恰好是管理疏忽或难以到达的深夜和管理的盲区，而这些时段或区域，传统管理模式难以实现有效监控。数字化自动控制技术通过精密的“采集—处理—反馈”系统，对系统的运行进行实时监控，同时将控制中心的指令及时地传递到系统，并将系统信息及时反馈给控制中心。

4.3安全性大大提高

电气工程自身具有一定的危险性，其自身的机械故障、外部环境以及操作人员的误操作等诸多情况都可能引发电气系统的故障、瘫痪乃至发生重大事故导致人员伤亡。而自动控制技术凭借良好的远程控制功能，可以随时对整个电气系统进行监控，对于异常情况即时反应，指挥控制中心便可做出反应，而在高压、强电流或变电场所等危险区域，自动控制技术可以大大降低传统控制模式对人员的伤害及潜在威胁。

5.自动化控制技术

快速高效自动控制技术的工作原理是，系统得到数据以后向指定的设备发出指令，这种指令的传输是即时的，而因为各个设备的代码不同，所以指令的错误率几乎为零，相比于传统的人工操作大大提高了准确程度，同时这种技术的交互能力非常卓越，系统完全可以通过交互实现控制中心的信息反馈，在最大程度上保障了控制的效率和准确程度。而除了上述优点之外，自动化控制技术还十分有利于监控，众所周知，现在的电气工程都是全天作业，人们结合长时间实践积累出的经验加以探究，深夜是系统故障的高发时段，因为这一时间工作人员的精神疲惫，极易造成管理上的疏忽，而传统的模式根本不可能实现系统的全程监控，而数字化自动化控制技术的出现在最大限度上解决了这个问题，进而降低了故障的发生几率，保障了工程的稳定运行，真正实现了管理和控制系统的高效性。

6.电气系统自动化控制的发展趋势

OPC技术的出现，IEC61131的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。Pc客户机／服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。Internet／Intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。

总结：

电气工程系统自动化控制是一个国家工业发展水平的重要标志。电气自动化类是现代工业的支撑，是所有工业的基础与原动力，可以说没有电气自动化的支持，就没有现代工业。现代电力系统是一个巨大的统一的整体，系统中的装置以及所接的用电设备都是开放性设备，受到周围环境的影响，因此实现电气工程的系统自动化控制是必要的。

参考文献：

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[4]武芳军，王东军.工业电气自动化的重要性和发展趋势[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（4）.