電氣自動化控制方式研究

邢敖

摘要：目的：使電氣自動化在現(xiàn)代工業(yè)自動化領(lǐng)域中被廣泛使用。方法：對Pc 控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點以及電氣自動化系統(tǒng)的功能進行分析。結(jié)果：目前發(fā)電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計理念，在未來發(fā)電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。討論：隨著設(shè)備智能化水平的不斷提高，使得對現(xiàn)場設(shè)備狀況的精確掌握成為可行，加上通訊技術(shù)的高速發(fā)展，為大容量的數(shù)據(jù)傳輸提供了保證。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；數(shù)據(jù)傳輸；控制系

一、電氣自動化控制系統(tǒng)的功能

單元機組的運行和電氣控制的特點，應(yīng)將發(fā)電機一變壓器組和廠內(nèi)用電源等電氣系統(tǒng)的控制全都納入到R名監(jiān)控中來。其基本功能為：①發(fā)變組出口斷路器、隔離開關(guān)的控制及操作。②發(fā)變組保護、廠內(nèi)高變保護、勵磁變壓器保護控制。③發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）的投退。④開關(guān)自動同期并網(wǎng)及手動同期并網(wǎng)；⑤高壓廠內(nèi)用電源監(jiān)視、操作、廠內(nèi)用電快速切換裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動啟動等；⑥380v低壓廠內(nèi)用電電源監(jiān)視、操作、低壓設(shè)備自投裝置控制。⑦高壓啟/備變壓器控制和操作；⑧柴油發(fā)電機組和保護電源控制與操作；⑨直流系統(tǒng)和Lrs系統(tǒng)的監(jiān)視。

二、電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計理念

1、集中監(jiān)控方式的優(yōu)缺點。集中監(jiān)控方式是利用一套控制設(shè)備、監(jiān)控整個電廠設(shè)備。集中監(jiān)控方式適用于控制對象比較少，控制區(qū)域分布不廣的系統(tǒng)。這種監(jiān)控方式優(yōu)點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統(tǒng)設(shè)計容易。但由于集中式的主要特點是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器中進行處理，處理器的任務(wù)相當繁重，處理的速度將受到影響。由于電氣設(shè)備全部進入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加，隨之而來的是主機冗余的下降，電纜數(shù)量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時，隔離刀ICJ的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀ICJ的輔助接點經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無法操作。這種接線方式下的二次接線復(fù)雜，查線也不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。

2、遠程監(jiān)控方式的優(yōu)缺點。遠程監(jiān)控方式，又稱四遙（遙信、遙測、遙控、遙調(diào)）監(jiān)控方式，是國內(nèi)早期一種監(jiān)控方式，適用于遠程監(jiān)控偏僻地區(qū)的控制對象。四遙控制方式，不會像集中監(jiān)控方式那樣，某一設(shè)備出故障影響整個系統(tǒng)。由于采用四種不同的裝置組成遠程監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，不易擴展。

3、分布式監(jiān)控方式。分布式監(jiān)控方式采取多套控制設(shè)備按功能或按地理位置監(jiān)控電廠這些控制通過網(wǎng)絡(luò)或總線進行通信。目前，已普遍應(yīng)用于變電站、發(fā)電站等自動化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運行經(jīng)驗。近些年，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為分布式監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電站電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。分布式監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計更加有針對性，對于不同的問隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)問隔的情況進行設(shè)計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之問僅通過網(wǎng)絡(luò)/總線連接，網(wǎng)絡(luò)組合靈活，使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的部件，不會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此，分布式監(jiān)控方式是今后發(fā)電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

三、電氣自動化神制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代電氣自動化控制系統(tǒng)普遍采用分層分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)。從管理上分為上卜兩層（甚至多層），上位機為管理協(xié)調(diào)層，負責越限報警（顯示器顯示報警、手機短信報瞥、調(diào)度優(yōu)化計算、命令下達、遠程通信等高級應(yīng)用軟件；下位機為執(zhí)行層，負責采集數(shù)據(jù)、執(zhí)行上位機下達的命令。對多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，更上層是國家調(diào)度中心，通過遠程網(wǎng)查看電站數(shù)據(jù)，下達宏觀調(diào)度計劃。

為了提高監(jiān)控設(shè)備的可靠性，往往上位機采取雙計算機，甚至多臺計算機，平時每臺計算機承擔各自特定的任務(wù)，當某臺計算機故障后，其它計算機承擔其任務(wù)。這些上位機通過局域網(wǎng)進行通信，下位機層通過總線進行通信，國調(diào)層通過遠程網(wǎng)進行通信。

四、電氣自動化控制技術(shù)的主要功能

1、電氣自動化控制技術(shù)自動控制功能。在電氣自動化控制中自動控制功能是非常重要的一項功能，是利用高壓設(shè)備與電流開關(guān)設(shè)備進行相應(yīng)的控制，在自動控制功能工作的過程中，是分散進行操作的，并直接對相應(yīng)的功能系統(tǒng)進行科學(xué)的管理。而自動控制系統(tǒng)的運行能夠為電氣自動化控制系統(tǒng)提供有效的安全保障。

2、電氣自動化控制技術(shù)保護功能。在電氣自動化控制運行的過程中，總是會出現(xiàn)眾多的問題，在這樣的情況下，就需要設(shè)立系統(tǒng)保護功能。但是在保護系統(tǒng)運行的同時，需要針對可能出現(xiàn)的故障進行排除，并加大對系統(tǒng)的檢測，這樣就能夠讓保護系統(tǒng)充分的發(fā)揮其在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3、電氣自動化控制測景功能。在電氣自動化控制不斷完善的過程中，已經(jīng)提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率，所以在未來的發(fā)展過程中，需要及時的對電氣自動化控制系統(tǒng)進行觀測和檢測，這樣能夠避免在運行中出現(xiàn)的問題。然后在系統(tǒng)運行的過程中，針對系統(tǒng)的弊端進行完善。而若是工作人員想要及時的了解各種數(shù)據(jù)參數(shù)，就需要使用相應(yīng)的測量儀器獲得電氣自動化控制體統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并采用合理的手段進行觀測。

五、未來電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

1、選用開放式控制系統(tǒng)。在電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展中，采用開放式控制系統(tǒng)不僅能夠節(jié)約企業(yè)的成本還能夠利用分式檢測的方式對系統(tǒng)進行掌控，也是開放式控制系統(tǒng)的優(yōu)點。開放式系統(tǒng)在運行的過程中需要使用標準的控制方式，現(xiàn)場總線也需要使用數(shù)字化進行操作，而在開放式控制系統(tǒng)中，也應(yīng)該結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、通訊等方式進行連接，讓軟件系統(tǒng)不斷在運行中完善自身的應(yīng)用。

2、應(yīng)用數(shù)字化電氣信息量監(jiān)控。在應(yīng)用電氣自動化控制方式的企業(yè)中，應(yīng)用數(shù)字化電氣信息量監(jiān)控是非常重要的，這樣的監(jiān)控方式不僅將系統(tǒng)中的信息進行收集，還能夠通過相應(yīng)的軟件系統(tǒng)對信息進行分析和辨別，因為在數(shù)字化電氣信息量監(jiān)控中，管理信息量非常的巨大，這就要求數(shù)字化電氣信息量監(jiān)控的穩(wěn)定性要達標，以此保證電氣自動化控制的正常運行。在使用數(shù)字化電氣信息量監(jiān)控的過程中，需要有網(wǎng)絡(luò)的支持，這樣才能夠讓各個監(jiān)控網(wǎng)點進行連接，并及時的傳送相應(yīng)的監(jiān)控信息和數(shù)據(jù)。

3、創(chuàng)新電腦監(jiān)控系統(tǒng)。在電氣自動化控制的系統(tǒng)運行中，需要有工作人員對系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，而普通的監(jiān)控方式是安裝相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備，在此基礎(chǔ)也需要有人員對其進行監(jiān)督，這樣及浪費物力也浪費人力。而在創(chuàng)新后的電腦監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠達到無人值班的情況，可以完全使用自動監(jiān)控進行對自動化控制系統(tǒng)進行監(jiān)管。而且這樣的系統(tǒng)操作起來非常的方便，只需要對系統(tǒng)進行了解，并了解電腦的運行，就可以對監(jiān)控范圍內(nèi)的事物或是工作進行監(jiān)管。

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