電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的未來發(fā)展方向探究

吳芳修

摘要：電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，為推進(jìn)電力企業(yè)自動(dòng)化、現(xiàn)代化具有重要作用。隨著科技信息化的發(fā)展，在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中要結(jié)合科學(xué)的設(shè)計(jì)思路，將自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用利益廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，做好提高系統(tǒng)性能的各項(xiàng)工作，從而真正發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電力輸送中的巨大作用，本文結(jié)合當(dāng)前電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用，就信息化的發(fā)展思考了電氣自動(dòng)化的未來發(fā)展方向，旨在推動(dòng)我國(guó)電氣自動(dòng)化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；未來發(fā)展；信息技術(shù)；數(shù)字化

信息科技技術(shù)的發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)、信息和無線技術(shù)相結(jié)合，基于計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展，其在提高設(shè)備運(yùn)行效率、保證設(shè)備使用效果以及實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制等方面發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)中，其對(duì)于保證電氣設(shè)備的正常使用，提高設(shè)備的使用效率有積極意義，為此，應(yīng)加大研發(fā)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的力度，以更好的服務(wù)于我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)。

一、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)諸多功能，在目前許多行業(yè)應(yīng)用廣泛，主要功能如下：第一，數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理。也就是將計(jì)算機(jī)作為基本處理系統(tǒng)，通過其輸入、輸出與處理三個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)搜集電廠各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)、分析各個(gè)運(yùn)行參數(shù)、確認(rèn)參數(shù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)功能。在此基礎(chǔ)上，通過電氣動(dòng)作、異常報(bào)警、報(bào)表打印以及事故記錄等方式輸出處理結(jié)果，最終達(dá)到對(duì)電廠電氣部分進(jìn)行控制的目的；第二，生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行控制。在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的控制工作中，大部分的生產(chǎn)設(shè)備都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的電氣控制，以電廠的汽輪機(jī)為例，傳統(tǒng)的汽輪機(jī)采用液壓回路控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。隨著現(xiàn)代液壓控制技術(shù)的提高以及電液控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽輪機(jī)設(shè)備、電氣元件以及電液轉(zhuǎn)換設(shè)備的持續(xù)更新，尤其是高壓抗燃油伺服機(jī)構(gòu)的使用，使得電液比例控制能夠很好的與汽輪機(jī)的機(jī)械性能匹配起來，達(dá)到對(duì)設(shè)備轉(zhuǎn)速、功率、級(jí)后壓力進(jìn)行控制的目的；第三，設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)控。在實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制之前，其首先需要了解設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，這就需要控制系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控能力，依然以電廠汽輪機(jī)為例，隨著汽輪機(jī)機(jī)組功率的增加，控制系統(tǒng)需要控制的儀表數(shù)目也在不斷增加，控制系統(tǒng)在控制過程中需要對(duì)這些儀表進(jìn)行監(jiān)控，以獲得機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，得到其運(yùn)行狀況。當(dāng)前，主要的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括設(shè)備的轉(zhuǎn)速、位移、偏心度、膨脹量以及振動(dòng)等，然后通過連鎖控制的方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)視，確保了整套系統(tǒng)的安全性。

二、未來電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)即在沒有人直接參與下，利用采集和加工的信息，構(gòu)造控制裝置（控制器）按一定的控制規(guī)律產(chǎn)生作用，使受控客體（控制對(duì)象）某一物理量（被控量）達(dá)到所要求的性能或?qū)崿F(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的系統(tǒng)。OPC技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131的頒布以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得未來的電氣技術(shù)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，IEC61131已成為了一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。Pc客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命，正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融和，電子商務(wù)的普及將加速著這一過程，Internet/Intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

1.選用開放式控制系統(tǒng)。采用現(xiàn)場(chǎng)開放式控制系統(tǒng)，不僅成本較低節(jié)省成本，它的上網(wǎng)橋梁來自于系統(tǒng)儀表，而系統(tǒng)儀表則用職能模件，既能夠?qū)ΡO(jiān)控體進(jìn)行分布式的監(jiān)測(cè)，也能夠進(jìn)行開放式的監(jiān)測(cè)，這是最大的特點(diǎn)。使用開放式的控制器硬件及開放式的組態(tài)軟件代替DCS中專用的控制器，數(shù)據(jù)連接能力和硬、軟件可移植性的組合，保留DCS的冗余技術(shù)及組態(tài)技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，以太網(wǎng)和OPC是數(shù)據(jù)連接能力的例子，PC是開放的硬、軟件平臺(tái)的例子。開放基于標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)開放性。例如：超聲波飲料瓶蓋自動(dòng)鉚合焊接機(jī)全新機(jī)型、整機(jī)一體，加強(qiáng)穩(wěn)固機(jī)構(gòu)工學(xué)、脈沖式線路設(shè)計(jì)，提供換能器能量穩(wěn)定輸出?，F(xiàn)場(chǎng)總線具有的數(shù)字化、開放性、分散性、互操作性與互換性及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性決定了它的一系列優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了，軟件的重要性在不斷提高，也決定了現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后計(jì)算機(jī)監(jiān)控瓶蓋包裝系統(tǒng)發(fā)展的方向。

2.應(yīng)用數(shù)字化電氣信息量監(jiān)控。對(duì)于企業(yè)來說，選擇監(jiān)控系統(tǒng)最為看重的就是系統(tǒng)對(duì)于信息的管理質(zhì)量問題，特別對(duì)企業(yè)的發(fā)展方向就是集團(tuán)化發(fā)展，未來管理信息量更加龐大，對(duì)于信息管理的穩(wěn)定性提出了更高的要求。局域網(wǎng)因?yàn)槠鋸?qiáng)大的信息監(jiān)控能力，得到多數(shù)企業(yè)的青睞，運(yùn)用較廣，按照監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置，現(xiàn)場(chǎng)總線將廠用電氣系統(tǒng)組成局域網(wǎng)，組成專用的ECS，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電氣信息量監(jiān)控的目標(biāo)，為DCS提供高速實(shí)時(shí)的數(shù)字化通信接口。DCS以通信軟報(bào)文的方式對(duì)參與順序控制的電氣量的采集和控制，不用二次電纜硬接線，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和施工量，節(jié)省了大量的經(jīng)濟(jì)成本。實(shí)時(shí)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)電站的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。人機(jī)接口功能強(qiáng)，操作控制簡(jiǎn)潔、方便、靈活。在保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性等技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)具有可維護(hù)性好，保證較小的MTTR指標(biāo)。

3.創(chuàng)新電腦監(jiān)控系統(tǒng)。普通電腦監(jiān)控系統(tǒng)雖然可以對(duì)廠房以及監(jiān)控室進(jìn)行監(jiān)控，但是還是需要值班人員進(jìn)行監(jiān)管。創(chuàng)新電腦監(jiān)控系統(tǒng)的目的就是要做到能夠做到“無人值班”。通過使用PLC、觸摸屏使用準(zhǔn)確、快捷和公開的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，它的通訊速率比一般的計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)大了好幾倍，速率可以達(dá)到12Mbps，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的速率也只能夠達(dá)到10Mbps，這也是該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)，而且這種計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)操作起來更加方便，能夠根據(jù)具體操作進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。通過電腦監(jiān)控可以對(duì)所有的重大設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行及時(shí)分析，對(duì)于設(shè)備操作工的各項(xiàng)操作進(jìn)行判斷和監(jiān)測(cè)，從而對(duì)于一些不正確的操作進(jìn)行拒絕，避免事故的產(chǎn)生。改系統(tǒng)的最大的特點(diǎn)也就是一些的監(jiān)測(cè)行為都是依靠電腦的自動(dòng)操作，同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)連接的情況進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，在工廠的所有車間和部門進(jìn)行監(jiān)控角度和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，實(shí)行多位置監(jiān)控，這樣就實(shí)行了全廠的監(jiān)控，使得在一個(gè)自動(dòng)地對(duì)全工廠的所有畫面進(jìn)行了有序切換，保證了監(jiān)控的有效性。

三、結(jié)語

總之，隨著信息化的深入發(fā)展，數(shù)字技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到各行各業(yè)當(dāng)中，科技含量更高的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠?qū)⒛M技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)為數(shù)字化，未來電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展，毫無疑問必將與信息技術(shù)相結(jié)合，并將選用開放式控制系統(tǒng)，而且各個(gè)裝置之間只通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)間靈活的組態(tài)使得系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性得到迅速提高。為此，應(yīng)積極發(fā)展電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以拓寬電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，提高設(shè)備的運(yùn)行效率

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