談電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢

田君 陳秀莉

摘 要：以自動化控制系統為主的系統形式逐漸應用于各行業領域當中，應用效果十分顯著。其中，電氣自動化控制系統經過多年的完善與發展，基本上成為日常生活中不可或缺的系統設備，具有較大的應用意義。文章主要立足于電氣自動化控制系統的應用現狀，進一步指明電氣自動化控制系統的發展趨勢。

關鍵詞：電氣自動化;控制系統;應用;發展趨勢

一、電氣自動化控制對象的特點及要求

電氣自動化控制量相比熱工控制量，在運行過程中和控制要求上有許多不同。電氣主要特點是：相對熱機設備來說，電氣自動化控制系統控制的信息采集對象較少、數量較小、操作頻率低，但是要求快速和準確。電氣設備的保護自動裝置需要較高的可靠性，動作速度快。而且需要較高的對抗干擾性。電氣自動化控制系統以順序控制和數據采集系統為主，相對聯鎖保護多。所以機組電氣系統歸入DCS控制，需要控制系統具備較高可靠性。除了實現正常的啟停與運行操作，更重要的是能夠做到實時檢測和顯示運行狀態異常及事故狀態下的狀態及數據，而且提供相對應的操作指導以及應急處理的措施方法，以保證電氣自動化控制系統能夠自動控制在安全合理狀態下進行運轉工作。

二、電氣自動化控制系統的應用

計算機處理系統和數據采集：其主要功能包括參數輸入、參數顯示、性能計算、報表打印、異常報警、事故序列記錄、歷史數據追憶等。汽機電液調節系統：我國早期汽機控制使用液壓控制系統，到了20世紀80年代，因為控制設備、電氣元件以及電液轉換器可靠性的提升，而且使用高壓抗燃油伺服機構，使得電調系統較多的為汽機配套，從而實現轉速、電功率、調節級后壓力三個回路控制，接應力啟動功能和閥門管理。控制汽輪發電機組由盤車開始，依次沖轉，暖機，升速，閥切換，并網，帶初負荷，加負荷，直到正常運行。參加電網的一次調頻及接受電網的調度來改變負荷。不但保證機組安全，并且達到了在運行狀態變化中，盡量延長機組壽命，以及穩態運行過程中盡量提高機組的經濟性。

汽機旁路系統：旁路控制系統的組成包括高/低壓旁路壓力調節和高/低壓旁路溫度調節系統，旁路閥門執行器可以依據系統對運作時候力矩及速度的要求，來選擇電動或是電液執行器。汽機監視保護表：汽機需在機組的啟動、運行及停機過程里使用保護儀表來監視機械工作狀況，避免發生事故。自20世紀80年代起，我國生產的汽輪發電機組的單機容量增加，必須開發相應機械參數的監視保護儀表。其中包括轉速、軸向位移、軸承蓋振動、軸振動、偏心度、鑒相、相對膨脹、汽缸熱膨脹等整套的裝置。從而使得機組連鎖保護系統有準確的保護監視信號。

機、爐協調系統：協調控制系統作為火電站主控系統意義重大。其主要任務是控制機組的各項輸入和輸出之間的能量平衡以及質量平衡。并且不斷對運行過程中的內、外干擾行進消除，以滿足電網對于機組負荷的需求，使得機組穩定運行。其主要功能是接受電網負荷調度，參與調頻和調峰，控制汽機、鍋爐間的能量輸入輸出平衡，協調鍋爐內諸如送風、燃料、引風、給水等子系統的控制動作，協調輔機設備實際能力和機組出力等。

三、電氣自動化控制系統的發展趨勢

（一）安全可靠性與市場化

電氣自動化控制系統的安全控制將是未來重要的發展方向之一，如何確保控制系統的安全性與可靠性，已成為一個備受關注的重要話題，電氣自動化控制系統系統的安全性主要體現在確保該系統對人、機和環境的安全性，在設計時應充分考慮其安全與可靠性，當控制系統出現非安全狀態時，也要確保有經濟周全的解決方案。企業是營利性組織，利益的最大化是所有企業追求的目標，滿足市場需求，形成規模化生產是其有效方法，因此電氣自動化企業要密切關注市場的需要，集中力量加強關鍵技術和系統集成的開發，同時要利用社會分工化的特點通過市場化外包分工，帶動零部件及配套生產的市場化、專業化，達到提高生產效率，實現企業利潤的目的。

（二）高效化、便利化

電氣自動化控制系統的最終目的是通過準確、快速的生產控制，實現優質、高產、低耗的目標，因此電氣化控制系統必然會朝著更為高效的方向發展。敏捷、順適稱之為便利，電氣自動化控制系統的設計應把便于使用作為主要準則，簡化其操作與控制的難度，實現系統控制的便捷性，過于復雜的設計將增加系統的開發維護和使用成本，不利于廣泛使用與推廣。

（三）通用性與標準化

在電氣自動化領域，由于辦公室通訊通常是采用IP系統，因此自動化控制與管理系統之間的接口應采用PC系統，在業界，基于PC系統的人機界面已發展成為主流，基于PC平臺的自動化解決方案至關重要，其靈活性和易于集成的特點已被越來越多的用戶所采納。標準化的程序接口使不同廠家的產品互換成為可能，實現了不同廠家的軟硬件產品之間的數據交換，切實解決它們的通訊障礙，很大程度上降低工程的總成本和時間，數據資源得以交流、信息資源得以共享。電氣自動化控制系統在結構設計上的通用化與統一性，極大地簡化了自動化產品從設計、安裝、調試到維護和運行的諸多環節的難度，減少了整個開發過程的時間和成本。電氣自動化控制系統的通用化與標準化是電氣自動化控制系統的發展趨勢。

（四）開放化與創新化

電氣自動化控制技術已在國民生產中得到了較為廣泛的應用，基本能夠滿足設備的應用功能需求。但是，在電氣自動化控制技術的應用發展過程中改革和創新是永不過時的要求。隨著計算機技術的發展，很多電氣自動化控制系統的制造廠商開始將電氣自動化與計算機技術有機融合起來，互聯網與多媒體技術在電氣自動化領域有著光明的應用前景，虛擬技術以及視頻處理技術將直接影響著電氣自動化設備的設計和生產，在軟件開發飛速發展的今天，其重要性正逐漸提高，因此電氣自動化控制系統正從單一設備的發展轉向集成化多元化系統化的趨勢發展。創新是科學技術發展的不竭動力，創新是企業生存和發展的靈魂，電氣自動化生產企業應積極吸取國內外先進技術特點，結合自身情況，加大自主研發力度，尋找高新科技的難點、關鍵點和突破口，不斷提高自身自主創新的能力，集成創新能力和引進消化吸收再創新能力，孜孜不倦地研究新技術，提高其產品的科技含量，研發出具有自主知識產權的電氣自動化控制系統與產品，為企業開拓出更為寬廣的發展空間，為電氣自動化的發展貢獻應有的力量。

總而言之，在科技力量的不斷推動作用之下，國內電氣自動化控制系統勢必會取得更大突破，彌補當前存在的不足，并在原有技術基礎上進行二次優化，實現自動化、智能化的控制目標。與此同時，隨著系統遠程監控技術的不斷發展，電氣自動化控制系統可以結合該項技術，實現遠程監控要求，根據當前情況來看，系統遠程監控技術很有可能成為電氣自動化控制系統的重點發展趨勢。除此之外，相關研究人員應該結合信息化技術、大數據技術，加強電氣自動化控制系統的應用功能與應用效果，從根本上推動我國自動化技術的發展進程。

參考文獻：

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