本文選自國(guó)家級(jí)期刊《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》,《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》是經(jīng)國(guó)家新聞出版總署批準(zhǔn)的,由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司主管、中國(guó)宇航出版社-北京合作創(chuàng)新國(guó)際科技服 務(wù)中心主辦的科技綜合類期刊;《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》雜志面向國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行;讀者對(duì)象定位于各單位科研管理人員、科技企業(yè)科研開(kāi)發(fā)人員、高等院校師生、科研院 所工作人員、各大企業(yè)的廣大科技工作者和關(guān)心高科技轉(zhuǎn)化的社會(huì)各界人士。
摘要:電氣工程系統(tǒng)自動(dòng)化控制是工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。電氣自動(dòng)化控制是現(xiàn)代工業(yè)的支撐,是所有工業(yè)的基礎(chǔ)與原動(dòng)力,可以說(shuō)沒(méi)有電氣自動(dòng)化的支持,就沒(méi)有現(xiàn)代工業(yè)。現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的統(tǒng)一的整體,系統(tǒng)中的裝置以及所接的用電設(shè)備都是開(kāi)放性設(shè)備,受到周?chē)h(huán)境的影響。所以,實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制是必要的。本文就電氣自動(dòng)化控制作了簡(jiǎn)要討論。
關(guān)鍵詞:電氣工程,自動(dòng)控制技術(shù),現(xiàn)狀,發(fā)展方向
1電氣工程自動(dòng)控制特點(diǎn)
在城市電氣工程運(yùn)行和管理方面,自動(dòng)控制技術(shù)近年來(lái)得到了廣泛推廣并且在實(shí)踐中發(fā)揮了巨大的作用。與傳統(tǒng)控制技術(shù)相比,自動(dòng)控制技術(shù)具有以下一些特點(diǎn)。
1.1快速高效
自動(dòng)控制技術(shù)通過(guò)數(shù)字信息對(duì)相應(yīng)的設(shè)備發(fā)出操作指令,指令即時(shí)到達(dá)且因?yàn)椴煌脑O(shè)備有不同的地址代碼,因而十分精準(zhǔn),發(fā)生誤操作的概率極低。而自動(dòng)控制技術(shù)還具有良好的交互性能,可以與控制中心進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的反饋,進(jìn)一步保障控制的高速和精確。
1.2便于實(shí)現(xiàn)全過(guò)程全時(shí)段監(jiān)控
城市電氣工程24小時(shí)全滅運(yùn)行,根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,電氣故障的多發(fā)時(shí)段和多發(fā)地點(diǎn)恰好是管理疏忽或難以到達(dá)的深夜和管理的盲區(qū),而這些時(shí)段或區(qū)域,傳統(tǒng)管理模式難以實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控。數(shù)字化自動(dòng)控制技術(shù)通過(guò)精密的“采集一處理—反饋”系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,同時(shí)將控制中心的指令及時(shí)地傳遞到系統(tǒng),并將系統(tǒng)信息及時(shí)反饋給控制中心。自動(dòng)控制技術(shù)通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)和指令系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)高效調(diào)配和控制。
1.3安全性大大提高
電氣工程自身具有一定的危險(xiǎn)性,其自身的機(jī)械故障、外部環(huán)境以及操作人員的誤操作等諸多情況都可能引發(fā)電氣系統(tǒng)的故障、癱瘓乃至發(fā)生重大事故導(dǎo)致人員傷亡。而自動(dòng)控制技術(shù)憑借良好的遠(yuǎn)程控制功能,可以隨時(shí)對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,對(duì)于異常情況即時(shí)反應(yīng),指揮控制中心便可做出反應(yīng),而在高壓、強(qiáng)電流或變電場(chǎng)所等危險(xiǎn)區(qū)域,自動(dòng)控制技術(shù)可以大大降低傳統(tǒng)控制模式對(duì)人員的傷害及潛在威脅。
2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1電氣自動(dòng)化工程DCS系統(tǒng)
DCS,即分布式控制系統(tǒng),它是(TotalDistrbutedMicropro—cessorContralSystem)的縮寫(xiě),是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)的,具有實(shí)時(shí)性、可靠性和擴(kuò)充性等優(yōu)良特點(diǎn),在生產(chǎn)、生活自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。但隨著DCS逐漸的運(yùn)用,我們也越來(lái)越感受到分布式控制系統(tǒng)所存在的缺點(diǎn)。比如受DCS系統(tǒng)模擬混合體系所限制,其仍然采用的是模擬的傳統(tǒng)型儀表,因此,大大地降低了系統(tǒng)的可靠性能,維修起來(lái)也顯得比較困難;分布式控制系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家之間缺乏一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),降低了維修的互換性;此外,就是價(jià)格非常的昂貴。因此,在現(xiàn)代科技革命之下,必須進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新。
2.2集中監(jiān)控方式下的自動(dòng)控制系統(tǒng)
集中控制下的自動(dòng)控制系統(tǒng)有一個(gè)缺點(diǎn),就是處理速度非常的緩慢,因?yàn)槠淇刂品绞绞且阉械墓δ芏技性谝粋(gè)處理器中,這也導(dǎo)致了整機(jī)運(yùn)行速度的緩慢。另一個(gè)方面,把系統(tǒng)的所有設(shè)備都放入監(jiān)控之中,就會(huì)導(dǎo)致臨控?cái)?shù)量過(guò)于龐大,主機(jī)空間的不斷下降,從而大大的增加了電纜的數(shù)量,造成了費(fèi)用的增加,同樣因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)的傳輸距離降低了控制系統(tǒng)的可靠性能,因?yàn)榧羞M(jìn)行監(jiān)控的聯(lián)鎖與隔離器件中的閉鎖使用的都是硬接線,因此導(dǎo)致設(shè)備很難進(jìn)行功能擴(kuò)容操作。另外,因?yàn)橄到y(tǒng)接線的反復(fù),增加了故障查找工作的困難度,也會(huì)增加由此而產(chǎn)生的錯(cuò)誤指令,使得整個(gè)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)可靠性降低。
2.3信息集成化的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所包含的主要信息技術(shù)主要體現(xiàn)在如下的方面:①管理層面上縱深方向的延伸,企業(yè)當(dāng)中的人力資源、財(cái)務(wù)核算等數(shù)據(jù)信息的存取需要使用特定的瀏覽器進(jìn)行操作,而且對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)形式畫(huà)面能夠進(jìn)行有效的監(jiān)督控制,對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中的第一手信息資料能夠進(jìn)行及時(shí)的掌握。②信息技術(shù)會(huì)在電氣自動(dòng)化設(shè)施、系統(tǒng)和機(jī)器中進(jìn)行橫向的擴(kuò)展比較,而且隨著微電子技術(shù)的不斷投入應(yīng)用,對(duì)于原來(lái)明確規(guī)定的設(shè)備也慢慢的變得模糊了,而結(jié)構(gòu)軟件、通訊的能力和統(tǒng)一,運(yùn)用在組態(tài)環(huán)境之下逐漸的顯得越來(lái)越重要。
3電氣工程自動(dòng)控制技術(shù)管理
3.1自動(dòng)控制系統(tǒng)選用
自動(dòng)控制設(shè)備是電氣工程中自動(dòng)控制技術(shù)的重要基礎(chǔ),自動(dòng)控制設(shè)備的合理選用將對(duì)整個(gè)自動(dòng)控制技術(shù)的效率和安全科學(xué)性產(chǎn)生重大影響。一般而言,電氣工程的自動(dòng)控制技術(shù)中設(shè)備大致分為三類,一類是作業(yè)類設(shè)備,通過(guò)作業(yè)類設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)、換閘、變壓、穩(wěn)壓等一系列的電氣工程操作,尤其是當(dāng)外部環(huán)境出現(xiàn)潮濕、積水等較為危險(xiǎn)情況時(shí),自動(dòng)控制技術(shù)的作業(yè)類設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和精確動(dòng)作,從而大大降低了傳統(tǒng)人工操作的危險(xiǎn)性。作業(yè)類設(shè)備主要包括電磁型開(kāi)關(guān)、自動(dòng)控制變壓裝置等;第二類為信息搜集傳遞設(shè)備,包括電子信號(hào)轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等,信息搜集傳遞設(shè)備可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,監(jiān)控信息可以以數(shù)字化和圖形化的形式反饋到控制中心,控制中心可以了解到系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài);第三類則是控制處理類設(shè)備,包括控制終端和處理器等。控制中心可以通過(guò)處理類設(shè)備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控,保證運(yùn)行的正常和及時(shí)有效地處理突發(fā)情況。目前,自動(dòng)控制設(shè)備正朝著無(wú)人化、智能化和高效化的軌道快速前進(jìn)。
3.2建立自動(dòng)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
城市電氣工程的自動(dòng)控制系統(tǒng)需要處理哪些問(wèn)題?具備哪些功能、建立哪些管理層次?這是電氣工程自動(dòng)控制系統(tǒng)需要首先解決的問(wèn)題,在自動(dòng)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,一般我們可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置相應(yīng)的管理模塊,在每個(gè)模塊中設(shè)置相應(yīng)的功能,然后再根據(jù)這樣的系統(tǒng)架構(gòu)去引導(dǎo)和規(guī)范后續(xù)的系統(tǒng)建設(shè)及相關(guān)人員設(shè)置。常見(jiàn)的模塊應(yīng)包括數(shù)據(jù)管理、電氣工程管理、電力設(shè)施養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行監(jiān)控、人員管理、外部環(huán)境、幫助等。
3.3電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)處理
系統(tǒng)在電氣方面主要要通過(guò)設(shè)備接地信號(hào)處理、傳輸信號(hào)屏蔽、選擇合適的抗干擾措施實(shí)現(xiàn)為了確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠,故障少,操作維護(hù)方便,在設(shè)備選擇時(shí),選擇經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期檢驗(yàn)證明性能穩(wěn)定可靠的設(shè)備來(lái)適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境,保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。由開(kāi)車(chē)順序使物料比例由小到大順序排列運(yùn)行,保證系統(tǒng)中的恒定誤差與隨機(jī)誤差最小。自動(dòng)記錄并分析電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋,根據(jù)其當(dāng)前班組的運(yùn)行趨勢(shì)判定誤差的擾動(dòng)。根據(jù)運(yùn)行過(guò)程中啟動(dòng)停止數(shù)據(jù)分析判斷誤差的擾動(dòng)。加強(qiáng)軟件的循環(huán)隊(duì)列和流量交叉時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析,直接進(jìn)行流量的波形分析。
3.4電氣工程管理的數(shù)字化
隨著社會(huì)的發(fā)展,城市規(guī)模和數(shù)量不斷激增,城市人口和商業(yè)、工業(yè)數(shù)量也相應(yīng)大幅度增長(zhǎng),與之相適應(yīng)的是城市電氣工程負(fù)荷的不斷加重,據(jù)美國(guó)ITDS(電信協(xié)會(huì))2009年公布的調(diào)查報(bào)告,電氣工程的綜合管理能力已經(jīng)成為當(dāng)今限制城市進(jìn)步發(fā)展以及提升城市生活質(zhì)量的主要因素之一,因而電氣工程運(yùn)行和檢測(cè)管理的數(shù)字化發(fā)展已經(jīng)成為城市建設(shè)和管理的重要公共項(xiàng)目。
電氣工程管理的數(shù)字化具有快速性、精確性、科學(xué)性等一系列要求,同時(shí)需要相關(guān)的專業(yè)人員,而某些操作還具有一定的危險(xiǎn)性,為了較好地滿足這些要求,同時(shí)減輕傳統(tǒng)人工操作的壓力和危險(xiǎn)因素,近年來(lái)數(shù)字化技術(shù)開(kāi)始逐步大規(guī)模地運(yùn)用到電氣工程運(yùn)檢系統(tǒng)之中并且在實(shí)踐中表現(xiàn)出了十分良好的效果,電氣工程運(yùn)檢的數(shù)字化建設(shè)也逐步受到城市管理與電氣工程管理等部門(mén)的重視。
4結(jié)語(yǔ)
我國(guó)城市電氣自動(dòng)化控制技術(shù)蓬勃發(fā)展,在新時(shí)代、新興技術(shù)背景下,我們也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到建設(shè)過(guò)程中存在的問(wèn)題,努力提高設(shè)計(jì)和施工技術(shù)水平,促使我國(guó)城市電氣工程建設(shè)走向良性循環(huán)和健康持續(xù)發(fā)展的道路。
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