如何創新電氣自動化控制系統

李春麗 郝俊華

（北方重工電控液壓設備公司研究所，遼寧 沈陽 110141）

隨著各種先進技術在電氣系統中的應用，電氣系統的智能化水平不斷提高，不僅實現了對于系統中的各種設備的精密和準確的控制，也實現了各種運行中的信息的順利傳輸。并且在結合了其他領域的先進技術成果的基礎上，綜合提高了電氣系統的運行水平。但是，在電氣系統的發展取得了如上的成績的同時，其運行中還存在一些不足之處，需要我們的科研人員和工作人員，在工作中不斷的改進。以便更好的為企業的電氣系統服務，下面筆者就如何進行電氣系統自動化的創新談談自己的膚淺看法。

1 目前我國電氣自動化系統的功能

根據對我國目前應用的電氣自動化系統的研究，我們發現我國的電氣自動化系統基本上已經實現了安全和穩定的運行，并且結合智能化的技術的應用，已經大大的提高了系統的運行效率。尤其是達到了各個電氣系統中的設備的運行狀況的智能監控。

2 創新電氣自動化控制系統的設計

2.1 計算機監控系統

目前我國的工廠監控系統大部分都采用計算機監控系統，不僅可以同時監控各種大型設備的運行狀況，還可以監控技術員的操作情況，避免違規操作。將計算機監控系統同網絡光纖相連，可以隨時切換監控的位置和畫面，也可以滾動播放或者固定播放相關畫面，完全根據工廠的車間和控制室的具體情況來決定。所謂創新的計算機監控系統就是要盡量實踐監控的全自動化，傳統的計算機監控系統雖然大大的便利了廠房和控制室的監控，但是還需要相關的值班人員的監管。而全自動化的計算機監控就是克服了這一點的“無人值班”的計算機監控運行方式。這種新型的計算機監控技術采用的是觸摸屏與PLC之間采用標準、開放、快速的現場總線技術。這種計算機監控技術的最大優勢在于通訊速率相較于傳統的計算機監控技術大幅度提高，最大可達12Mbps，而傳統的計算機監控技術的最佳運行水平下通訊速率不超過10Mbps。另外，新型的自動化的計算機監控技術具有硬盤拓展功能，可以根據操作需要靈活調節。

2.2 數字化電氣信息量監控

現行的廠用電保護裝置和MCC、PC控制裝置已能滿足當下的企業內的通訊的需求。現代化的企業管理一般都會采用局域網的形式管理電氣控制系統，因為這樣比較便于電氣信息量的監控。這種方法的優點是抗干擾能力強，即可以抵抗廠周的其他大型信號設備的運行中的信號干擾。所以，經實踐檢驗，適應電站的現場環境。所謂電氣信息量監控上的創新就是通過對局域網的信息的數字化處理達到更好的信息量的管理，一般情況下的做法是將局域網的系統進行數據升級，使其在進行電氣信息量的監控的過程中，可以將信息直接轉換成便于對比和分析的數據，可以大大提高信息量管理的效率。數字化的管理是未來的管理系統的發展方向，特別是對于企業來說，管理龐大和駁雜的生產事物，以及設備運行狀況，需要依靠一個運行穩定，信息存取便利的局域網管理方式。

2.3 系統的數據采集

電氣自動化系統在運行的過程中，必須要做到各個運行數據的隨時搜集，并及時存入相應的數據庫中。這些數據包括設備運行過程中的擺度、振動幅度、相關壓力值、運行溫度以及超聲波等參數。通過對這些數據的搜集和存庫，可以做到實時的系統監控，并且可以檢測電氣系統的運行水平。另外，信息入庫的最大的作用是可以提高系統故障的預防水平，因為通過對運行數據的實時監控和記錄，可以及時發現系統運行中的異常，并且可以在故障發生之時，準確的找到故障的發生位置，便于排查。電氣自動化系統的運行數據是系統的整體狀況的反應，也是對其各方面指標對比和評估的主要依據，所以，做好系統運行的數據采集是非常重要的，管理人員要在采集數據后針對不同類別的數據進行分類整理，做好資料的管理工作，以便隨時提取。

2.4 全開放式現場總線控制系統監控方式

全開放式現場總線控制系統區別于傳統的運行系統的最主要的特征是它采用智能I/O模件作為儀表上網的橋梁，同時節省成本，使用現場總線網絡適應分布式、開放式的發展趨勢，開放性無疑是新一代控制系統的重要特征，也是未來的控制系統的發展方向。使用開放式的控制器硬件及開放式的組態軟件代替DCS中專用的控制器，數據連接能力和硬、軟件可移植性的組合，保留DCS的冗余技術及組態技術等優點，以太網和OPC是數據連接能力的典型例子，PC則是開放的硬、軟件平臺的成功案例。系統控制的開放性和標準性的關系可以概括為：開放基于標準，標準驅動開放性。具體的解釋為，開放性控制要建立在系統的標準和設置和運行的基礎上，只有符合標準的開放性才是有意義的；而標準性會反作用于開放性，即越標準的系統控制和監督方式的開放程度越高，所以二者之間的關系是相輔相成的。例如：超聲波飲料瓶蓋自動鉚合焊接機是一種全新的瓶蓋焊接機型、它的特點是整機一體，這種設計形式不僅加強了穩固機構，也符合脈沖式線路的設計理念，從而能在焊接的過程中提供換能器能量穩定輸出，是一種將瓶蓋焊接技術的執行標準的創新應用，也是符合全開放式運行的一個成功案例。該超聲波飲料瓶蓋的自動鉚合焊接機的現場總線具有數字化、開放性、分散性、互操作性與互換性及對現場環境的適應性等諸多運行優點，也正是它的一系列優點，使相對應的軟件結構、通訊能力及易于使用和統一的組態環境變得重要，從而使得軟件的重要性不斷提高。

3 控制技術發展潮流——有線與無線的融合

控制信息的傳輸是實現自動化系統控制的關鍵，建設數字化、信息化工廠、實現“一網到底”的控制技術，需要建立一個通暢可靠的信息傳輸渠道，有線系統往往需要較大的投資，無線系統是一個很好的選擇，但是無線系統的信息傳輸水平在某種程度上要弱于有線系統。隨著無線技術的逐漸成熟應用，有線與無線的融合正成為工業自動化控制技術發展的潮流，這種融合不僅彌補了二者的功能上的不足，可以同時發揮它們的運行優勢，還可以一定程度上節約成本，因為這種混合使用的造價相對于全套的有線傳輸的成本要低。可見，工業自動化儀表的數字化、網絡化，能夠將模擬技術轉化為數字技術，并且數字技術中的技術含量更高，數字化互感器和光纖的應用，在市場中占有更大的比例，具有良好的平衡性，明確的定位性，市場發展前景良好。

綜上所述，工業智能化電氣設備有了較快的發展，并且普遍應用于工廠綜合自動化系統中，工業電氣控制系統采用智能化前端設備現場總線的監控方式已成為今后工廠電氣監控系統的發展方向。這種智能化的設備和系統的應用不僅大大提高了設備安全運行的可靠性，還減輕了勞動強度，達到減人增效的直接經濟效益，為企業的優化生產做出了巨大的貢獻。另外，由于該系統具備現場總線簡單、可靠、經濟實用等一系列突出的優點，自動化系統的網絡化是發展的大趨勢，現場總線技術受計算機網絡技術的影響是十分深刻的，有待我們在今后各工程設計中不斷創新實踐、總結并將之升華。

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