試論電氣自動化技術(shù)的革新與發(fā)展

王彬

[摘 要]電氣自動化是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標志和現(xiàn)代先進科學的核心技術(shù)。電氣自動化的發(fā)展對社會科技的進步有著極其深遠的影響。在此闡述了我國電氣自動化的現(xiàn)狀，并對電氣自動化的發(fā)展前景進行展望。

[關(guān)鍵詞]電氣自動化；現(xiàn)狀；發(fā)展前景

電氣自動化，是主要涉及電力電子技術(shù)，計算機技術(shù)，電一體化技術(shù)與網(wǎng)絡控制技術(shù)，機電機電器技術(shù)信息等諸多領(lǐng)域。水電廠的電氣自動化也是如此。信息技術(shù)、計算機技術(shù)及網(wǎng)絡技術(shù)的快速發(fā)展，給水電廠電氣自動化系統(tǒng)無論在功能上還是在結(jié)構(gòu)上，都開拓了一個供其發(fā)展的廣闊舞臺。水電廠的電氣自動化工作在我國新時期，新發(fā)展形勢的指引下也必須適應我國新的發(fā)展需要，促進其更好的發(fā)展。當前，水電廠電氣自動化系統(tǒng)應該使之成為一個集計算機、通信、控制、電力電子及網(wǎng)絡為一體的科學綜合的系統(tǒng)。這樣的綜合系統(tǒng)不但可以完成對單一電廠，還可以更進一步的實現(xiàn)對跨級流域、甚至梯級域的水電廠群的安全監(jiān)控和安全進行。

一、我國電氣自動化的現(xiàn)狀

1. 電氣自動化系統(tǒng)集成信息化。信息技術(shù)對電氣自動化的滲透來自于兩個方向：一方面是從管理層縱向的滲透。企業(yè)的業(yè)務數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)要對當前生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)進行實時的存取。企業(yè)的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業(yè)的財務、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對當前生產(chǎn)過程的動態(tài)畫面進行監(jiān)控，在第一時間了解最全面和準確的生產(chǎn)信息。另一方面，信息技術(shù)橫向擴展到電氣自動化的設備、機器和系統(tǒng)中。隨著微電子和微處理器技術(shù)應用的增加，原本定義明確的設備界線，如PLC、控制設備和控制系統(tǒng)變的模糊了。

2. 電氣自動化系統(tǒng)維護簡易。Windows NT和IE已經(jīng)正在成為電氣自動化控制的標準平臺、語言和規(guī)范。在電氣自動化領(lǐng)域，基于PC的人機界面已經(jīng)成為主流，基于PC的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點正在被更多的用戶所采納。在控制層采用Windows作為操作系統(tǒng)平臺使電氣自動化系統(tǒng)更易于使用和維護。

3. 分布式控制應用。現(xiàn)場總線通過一根串行電纜將位于中央控制室內(nèi)的工業(yè)計算機、監(jiān)視/控制軟件和PLC的CPU與位于現(xiàn)場的遠程I/O站、變頻器智能儀表、馬達啟動器、低壓斷路器等連接起來，并將這些現(xiàn)場設備的大量信息采集到中央控制器上來。它是一種串行的連接智能設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸?shù)姆种ЫY(jié)構(gòu)的通訊總線。分布式控制意味著PLC、I/O模塊和現(xiàn)場設備通過總線連接起來，將輸入輸出模塊轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場檢測器和執(zhí)行器。

二、我國電氣自動化的發(fā)展前景

1. 電氣自動化產(chǎn)品創(chuàng)新。電氣自動化生產(chǎn)企業(yè)能夠按照國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要提出的目標任務，不斷提高開放條件下的原始創(chuàng)新能力、集成創(chuàng)新能力和引進消化吸收再創(chuàng)新能力。進一步提高自身產(chǎn)品的科技含量，研發(fā)生產(chǎn)更好的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電氣自動化控制系統(tǒng)與產(chǎn)品，加大自主創(chuàng)新的發(fā)展力度，提供了更多、更大的空間。確立企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主體地位，完善體制機制和政策環(huán)境，加快實施國家重大科技專項。我國目前已經(jīng)形成了中低擋產(chǎn)品以國內(nèi)企業(yè)為主，中小型項目選用國內(nèi)產(chǎn)品的市場格局。電氣自動化生產(chǎn)企業(yè)應當努力開創(chuàng)科學發(fā)展的新局面，堅持提高自主創(chuàng)新能力，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，不斷提高自主創(chuàng)新能力。

2. 電氣自動化系統(tǒng)平臺統(tǒng)一化。電氣自動化系統(tǒng)平臺統(tǒng)一化可以支持一個自動化項目周期中的設計、實施和測試、調(diào)試和開機、運行及維護等各個階段和環(huán)節(jié)。這樣可以大大降低從設計到完成的時間和費用。統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺還可以滿足用戶另一個重要需求即開發(fā)平臺獨立于最終的運行平臺。

3. 電氣自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用化。電氣自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用化對于一個成功的電氣自動化控制系統(tǒng)來說非常重要。整個企業(yè)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)應保證現(xiàn)場控制設備、計算機監(jiān)督系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊暢通無阻。企業(yè)管理層可通過lnternet/Intranet對現(xiàn)場設備進行實時監(jiān)督。在進行系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃時，無論選擇與現(xiàn)場設備通訊的現(xiàn)場總線還是與上級計算機或辦公系統(tǒng)通訊的以太網(wǎng)，所選擇的網(wǎng)絡產(chǎn)品必須能夠保證從辦公自動化環(huán)境到控制級直至元件級的整個系統(tǒng)范圍內(nèi)的通訊。

4. 電氣自動化系統(tǒng)程序接口標準化。基于微軟公司的標準和技術(shù)，如WindowsXP、OPC和ActiveX，減少了工程時間和費用，方便了電氣自動化系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換與共享。在與企業(yè)的MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)連接時，基于PC平臺的自動化解決方案至關(guān)重要。使用Windows XP作為操作系統(tǒng)，使用TCP/IP作為辦公環(huán)境的通訊標準，PC可以在自動控制和管理平臺之間建立一種最好的接口。標準化的程序接口還保證了不同廠家的軟硬件產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交換，切實解決它們之間的通訊障礙。

5. 電氣自動化產(chǎn)業(yè)市場化。企業(yè)在積極促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，堅持深化體制改革，加快形成落實科學發(fā)展觀的體制機制保障的時候，要特別注意產(chǎn)業(yè)市場化的形成問題。這就要求電氣自動化企業(yè)在集中力量加強自身的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和系統(tǒng)集成的同時，要通過市場化的外包分工和社會化的協(xié)作，帶動配套及零部件生產(chǎn)的市場化，有計劃的研究與開發(fā)重大技術(shù)裝備需要的關(guān)鍵共性制造技術(shù)等，逐步提高裝備的自主制造比率。產(chǎn)業(yè)市場化是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，有利于資源配置效率的提高。

6. 電氣自動化生產(chǎn)安全化。我國電氣自動化企業(yè)應當認識到安防行業(yè)技術(shù)多系統(tǒng)集成一體化的大趨勢。強調(diào)安全控制系統(tǒng)和非安全控制系統(tǒng)的集成。讓客戶在現(xiàn)有的非安全控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以較低的開發(fā)設計成本實現(xiàn)自己的安全方案，也同樣是我們目前應該思考的問題之一。電氣自動化安全系統(tǒng)與產(chǎn)品將會成為未來自動化領(lǐng)域的一個亮點。

7. 操作人員專業(yè)化。電氣自動化系統(tǒng)設計與安裝時，往往忽略對那些將直接接觸控制設備人員培訓工作。這是通常認為實際運行設備時進行人員培訓比較容易，許多生產(chǎn)廠家及工程部門直到系統(tǒng)安裝運行之后，才開始對操作人員及維護人員進行系統(tǒng)培訓。系統(tǒng)安裝過程中，隨時讓將來最終要維護和操作該設備人員了解安裝過程，這將使他們對新系統(tǒng)有感性認識。通過專業(yè)培訓，操作人員能更好理解系統(tǒng)為何按某一特定方式安裝。新系統(tǒng)安裝，操作人員必須掌握這些技術(shù)。培訓期間，公司培養(yǎng)技術(shù)嫻熟操作人員，系統(tǒng)可運行時，那些將接觸新系統(tǒng)人員掌握硬件設備及其操作和維護保養(yǎng)知識。

對于遠程監(jiān)控的管理方式，可以節(jié)約大量的電纜、節(jié)約材料、節(jié)省安裝成本、可靠性強、組態(tài)較靈活等多方優(yōu)點。但是，因為水電廠的各種現(xiàn)場總線的通訊速度并不算很高，而水電廠放入電氣部分通訊量比較大，所以這種管理方式適合用于小系統(tǒng)的管理監(jiān)控，而不適應于全水電廠的電氣自動化系統(tǒng)的體系構(gòu)建。

參考文獻：

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[2]范輝、陸學謙.《電氣監(jiān)控系統(tǒng)納入DCS的幾點體會》.[J].電力自動化設備.2001.