電氣自動(dòng)化在電氣工程中的融合應(yīng)用

李懷升，張黎明

摘要：電氣工程作為發(fā)展電氣行業(yè)的一項(xiàng)重要的現(xiàn)代化技術(shù)，其重要性與日俱增。文章對(duì)電氣自動(dòng)化與電氣自動(dòng)化技術(shù)做了概述，接著闡述了電氣自動(dòng)化在電氣工程中的設(shè)計(jì)理念與實(shí)現(xiàn)方式，最后探討了電氣自動(dòng)化在電氣工程中的融合運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化技術(shù)；電氣工程；遠(yuǎn)程監(jiān)控；集中化監(jiān)控；現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控

中圖分類號(hào)：F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）28-0051-02

隨著我國(guó)的電氣自動(dòng)化水平正趨近于世界先進(jìn)水平，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程中，可以確保電氣系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，可見，要建設(shè)高效而性能良好的電氣系統(tǒng)，有必要實(shí)施電氣自動(dòng)化在電氣工程中的融合

運(yùn)用。

1 電氣工程與電氣自動(dòng)化技術(shù)概述

1.1 電氣工程

電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大以及不斷發(fā)展的電氣自動(dòng)化技術(shù)，使得我國(guó)目前的電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)形式已經(jīng)有所改變，在強(qiáng)調(diào)安全保護(hù)和過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，越來(lái)越注重電氣工程對(duì)電力系統(tǒng)的容量的高要求，即為實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化管理工作的新要求以及加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定，電力自動(dòng)化系統(tǒng)的單機(jī)容量要超過(guò)20萬(wàn)千瓦。

1.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)

電氣自動(dòng)化主要應(yīng)用于工業(yè)的控制系統(tǒng)，是指在無(wú)需技術(shù)人員直接手動(dòng)操作的情況下，機(jī)器設(shè)備可以自動(dòng)運(yùn)行，并在生產(chǎn)管理的過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息并根據(jù)實(shí)際進(jìn)行分析判斷等。各項(xiàng)自動(dòng)操作過(guò)程中幾乎不存在人的操作，而是采用機(jī)器來(lái)制作、運(yùn)行工程控制系統(tǒng)。所謂電氣自動(dòng)化技術(shù)是指利用電氣設(shè)備元件實(shí)現(xiàn)順序控制和時(shí)間控制的過(guò)程，是指電氣技術(shù)、設(shè)備以及電力自動(dòng)化技術(shù)等有關(guān)方面的內(nèi)容。自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)和產(chǎn)品開發(fā)以及電力技術(shù)的管理應(yīng)用方面對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多。

2 電氣自動(dòng)化在電氣工程中的設(shè)計(jì)理念

2.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是指通過(guò)一個(gè)電腦終端對(duì)所有其他地方的設(shè)備進(jìn)行控制的技術(shù)。在電氣工程中應(yīng)用這種設(shè)計(jì)理念不僅可以大幅度減少電纜的增加量，還可以節(jié)約安裝及材料方面的成本支出，產(chǎn)生較高的組態(tài)靈活性和可靠性，并實(shí)現(xiàn)高效益的生產(chǎn)規(guī)模。但由于電氣工程中電氣通訊量比較大，且現(xiàn)場(chǎng)總線通訊速度較低，在遇到信號(hào)較差的地方時(shí)就會(huì)限制這種遠(yuǎn)程監(jiān)控式的功能。所以遠(yuǎn)程監(jiān)控式的設(shè)計(jì)理念只能應(yīng)用于系統(tǒng)監(jiān)控相對(duì)較小的電氣工程中，而不適用于建立全長(zhǎng)自動(dòng)化的控制系統(tǒng)。

2.2 集中化監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念

所謂集中化是指所有的運(yùn)行項(xiàng)目都在一個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)行。具有操作簡(jiǎn)單、對(duì)控制站方面的要求較低、系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)方便的特點(diǎn)。單個(gè)分散的監(jiān)控?zé)o論是處理器的安裝，還是電纜的連接，都非常繁瑣，而且眾多的電纜攪合在一起，對(duì)于處理速度會(huì)造成嚴(yán)重影響，不但使得投資成本增加，而且還使系統(tǒng)的安全可靠性能下降。而將集中化的監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于電氣工程中不僅可以減少成本支出，還方便實(shí)行統(tǒng)一監(jiān)控，促進(jìn)電氣工程的有序運(yùn)行，滿足工程的需要。因此集中化監(jiān)控式的設(shè)計(jì)理念被廣泛應(yīng)用于電氣工程中。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念

現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控式技術(shù)是現(xiàn)階段電氣工程中應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，具有高效性。該項(xiàng)技術(shù)是建立在電氣工程實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)之上的，不同間隔采取相對(duì)應(yīng)的技術(shù)性措施。在具體操作中，主要采取現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作方式，電纜連接方式要不斷優(yōu)化，以有效地降低電氣工程中設(shè)備的投入成本。在簡(jiǎn)化電纜連接方式，并降低設(shè)備投入的同時(shí)，還要減少設(shè)備的隔離以及端子柜的使用，不但提高了電氣工程安全可靠運(yùn)行，而且增加了電氣工程的運(yùn)營(yíng)效益。

3 電氣自動(dòng)化在電氣工程中的實(shí)現(xiàn)方式

3.1 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)及操作的實(shí)現(xiàn)方式

這種實(shí)現(xiàn)方式是指在遵照調(diào)度方案的前提下，為實(shí)現(xiàn)能夠?qū)﹄娎|起關(guān)閉作用的設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，電力系統(tǒng)能夠自主并合理有效地利用現(xiàn)場(chǎng)控制命令。轉(zhuǎn)換和設(shè)置相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行方式如電網(wǎng)開/閉、限制修改操作、各種整定值以及報(bào)警信號(hào)復(fù)歸等。

3.2 人機(jī)聯(lián)系功能

這種實(shí)現(xiàn)方式是指電氣自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)允許電氣設(shè)備的操作，其中包括鼠標(biāo)、鍵盤與打印機(jī)等設(shè)備，達(dá)到調(diào)整所有電氣設(shè)備運(yùn)行畫面并對(duì)定值進(jìn)行不斷修改、實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)節(jié)與打印數(shù)據(jù)的目的。而且，利用這種方式開發(fā)應(yīng)用程序也非常方便。但只是操作人員在操作臺(tái)上操作，則只能完成控制調(diào)節(jié)和監(jiān)控所有的電氣設(shè)備以及設(shè)置參數(shù)值等操作。

4 電氣自動(dòng)化在電氣工程中的融合應(yīng)用

4.1 電氣自動(dòng)化在電氣管理中的應(yīng)用

在電氣工程管理中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)充分體現(xiàn)了對(duì)高新技術(shù)的應(yīng)用，這一過(guò)程中注重對(duì)編程的調(diào)試。不僅要采集流量、溫度及壓力等等數(shù)據(jù)，還要對(duì)于所獲得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)揮其輸出控制功能以及技術(shù)處理功能，使得設(shè)備的維護(hù)量和投資額大幅度降低，有效地保證了設(shè)備管理及控制的精度和溫度性。對(duì)于電氣工程管理而言，應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠有效地遏制可能出現(xiàn)在電氣工程施工過(guò)程中的弄虛作假、敷衍了事的

情況。

4.2 電氣自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

對(duì)于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度過(guò)程的自動(dòng)化而言，電氣自動(dòng)化技術(shù)主要是其應(yīng)用性領(lǐng)域的界定，即利用電氣系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電廠、變電站終端以及下級(jí)調(diào)度中心三者之間連接。在應(yīng)用領(lǐng)域中，由網(wǎng)絡(luò)連接中心服務(wù)器、電網(wǎng)調(diào)度打印設(shè)備、大屏顯示器等。在電網(wǎng)調(diào)度中，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以對(duì)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)性的評(píng)估，還可以對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠的運(yùn)行還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)性采取、處理和監(jiān)控，以適應(yīng)現(xiàn)代化市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的

需求。

4.3 電氣自動(dòng)化在分散測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

其應(yīng)用采用的是分層分布的結(jié)構(gòu)，主要由以太網(wǎng)、工作站、數(shù)據(jù)高速通訊網(wǎng)以及過(guò)程控制單元等組成。對(duì)工作站而言主要分為兩種：即工程師和運(yùn)行員，主要負(fù)責(zé)提供人機(jī)接口。其中，直接應(yīng)用于生產(chǎn)的過(guò)程控制單元，其運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)檢測(cè)設(shè)備，并對(duì)于設(shè)備以有效控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)并實(shí)施連鎖性的保護(hù)和控制；而過(guò)程控制單元以及工作站所輸出的信息以及發(fā)出的指令，都要由運(yùn)行員工作站接受。工程師工作站的職能，是負(fù)責(zé)設(shè)置工程師并進(jìn)行必要的診斷及維護(hù)工作。

4.4 電氣自動(dòng)化在變電站中的應(yīng)用

傳統(tǒng)變電站的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)監(jiān)視的功能主要是采用電磁裝置，而現(xiàn)在的電氣自動(dòng)化技術(shù)可以自動(dòng)地進(jìn)行監(jiān)視和操作，在變電站中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅加強(qiáng)了變電站的監(jiān)控能力，還大幅度地提高了變電站的運(yùn)行水平和效率。另外電磁裝置被全微機(jī)設(shè)備所取代還實(shí)現(xiàn)了操作及監(jiān)視過(guò)程的屏幕化與運(yùn)行及管理過(guò)程的自動(dòng)化。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著電氣工程的發(fā)展，電氣自動(dòng)化逐漸成為電氣工程的支撐，為工業(yè)發(fā)展提供了基礎(chǔ)與動(dòng)力，同時(shí)也標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。因此為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要、實(shí)現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行、滿足工程的需要、提高電氣行業(yè)的水平，將電氣自動(dòng)化與電氣工程融合應(yīng)用在一起是非常必要的。

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作者簡(jiǎn)介：李懷升（1960-），男，陜西岐山人，隴縣供電分公司工程師，研究方向：電氣工程及自動(dòng)化。endprint