電氣自動化系統的設計理念及發展趨勢分析

田坤 戚峰

摘 要：隨著我國經濟的發展以及社會的進步，人們對電氣系統也提出了更高的要求，因此，如何更好地保證電氣系統的安全以及穩定成為了很急迫的事情，本文主要闡述了電氣自動化技術，以及電氣自動化的發展現狀，從而探討了電氣自動化控制系統的功能和設計理念，最后提出了電氣自動化系統的發展趨勢。

關鍵詞：電氣自動化;功能;設計理念

前言

科學技術的發展帶來了電氣系統的進步，電氣自動化技術在電氣工程中也得到了更為廣泛的應用。將電氣自動化技術應用到電氣工程中，可以更好地實現自動化的監督與控制，從而實現電氣系統的快速發展，保證電氣工程的順利實現。

1.電氣自動化技術概述

隨著科學技術的發展與不斷的進步，電網技術也有了很大的發展，配電網技術的網絡化程度也在不斷地提高，因此，電氣自動化技術也得到了迅速的發展。

電氣自動化技術是將現代的電子技術、信息的處理技術以及網絡通信技術融為一體的基礎上，發展起來的綜合技術，是在電氣工程的電氣系統中實現遠程監控以及監視管理的有效地途徑。電氣自動化技術，為電氣系統的平穩運行提供了良好的條件，并且隨著發展，電氣系統也得到了更為優質的服務

電氣系統自動化技術的要求主要有：1）保證電氣系統各部分的技術要求，以實現設備的安全以及經濟，并以設備的實際運行為主要的依據，保證操作人員實際的控制和協調;2）盡量的利用電氣自動化技術進行安全性能的改善，從而可以減少事故，并能夠節省人力，避免緊急事故的發生和發展;3）還要對電氣系統的整體數據以及參數進行檢驗 收集并對之進行處理，保證各系統的正常運行;4）保證電氣系統各部分的安全以及經濟。

2.電氣自動化的發展現狀

首先，電氣自動化系統信息化。信息技術在縱向和橫向上向電氣自動化進行滲透，縱向上，信息技術從管理層面對業務數據處理進行滲透，利用信息技術可以有效存取財務等管理數據，對生產過程動態監控，實時掌握生產信息并確保信息的全面、完整和準確;橫向上，信息技術對設備、系統等進行滲透，微電子等技術的應用使控制系統、PLC 等設備界線從定義明確逐漸變得模糊，而軟件結構、組態環境、通訊能力等的作用日益凸顯，網絡、多媒體等技術得到了廣泛應用。

其次，電氣自動化系統使用、維護與檢修簡易化。WindowsNT等已經成為實施電氣自動化控制平臺、規范以及語言的標準，基于Windows的人機界面成為了電氣自動化的主流，并且基于Windows的控制系統有著靈活、易于集成等優勢，也得到了廣泛的應用。采用Windows操作平臺使得電氣自動化系統的使用、維護和檢修更加簡單、方便。

最后，實現分布式控制應用。電氣自動化系統通過串行電纜連接中央控制室、PLC、現場，將工業計算機PLC的CPU、遠程I/O站、智能儀表、低壓斷路器、變頻器、馬達啟動器等連接，將現場設備的信息收集到中央控制器。分布式控制應用通過數字式分支結構的串行連接自動化系統與相關智能設備的雙向傳輸通訊總線，將PLC、現場設備與相應的I/O設備連接起來，使輸入輸出模塊發揮現場檢查和執行的作用。

3.電氣自動化系統的特點及功能

3.1特點

與熱機設備相比，電氣控制系統的控制對象少、信息量小、操作頻率低，但具有快速、準確的優勢。由于電氣設備要求較高的保護自動裝置可靠性和快速反應能力以及較高的抗干擾能力，電氣控制系統具有較多連鎖保護，能夠滿足有效控制的要求。

3.2功能

基于電氣控制的特點，電氣自動化控制系統要實現對發電機―變壓器組等電氣系統的有效控制，必須具備以下的基本功能：1）發電機―變壓器組出口隔離開關及斷路器的有效控制和操作;2）發電機―變壓器組、勵磁變壓器、高變保護控制;3）發電機勵磁系統起勵操作、滅磁操作、增減磁操作、穩定器投退、控制方式切換;4）開關自動、手動同期并網;5）高壓電源監視和操作及切換裝置的監視、啟動、投退等;6）低壓電源監視和操作及自投裝置控制;7）高壓變壓器控制及操作;8）發電機組控制及操作;9）LPS、直流系統監視等等。

4.電氣自動化系統的設計理念

電氣自動化控制系統主要有集中監控、遠程監控、現場總線監控3種設計方式。集中監控方式的特點是由一個處理器集中系統功能進行處理，優勢是設計簡單、防護要求較低、運行維護方便。由于處理器工作量過于繁重，導致處理速度較低，對全部電氣設備進行監控將導致主機冗余降低、電纜數量增多，導致投資加大，而且長距離電纜干擾也會影響系統，隔離刀閘、斷路器采用硬連接也容易產生輔助接點不到位、查線不方便等問題，增大了誤操作的幾率。遠程監控方式有著組態靈活和節省電纜、安裝費用、材料以及可靠性高的優點，由于電氣設備通訊量比較大，而 Lonworks、CAN等各種現場總線通訊速度不高，該方式僅僅適用于小型系統的監控，無法滿足大型電氣自動化系統的要求。由于現場總線、以太網等技術的普遍應用和相應運行經驗的積累，智能化電氣設備得到了較快的發展，網絡控制系統逐漸應用到電氣系統中，現場總線監控方式能夠針對電氣系統具體情況進行設計，不僅具備遠程監控方式的所有優點，而且還節省模擬量變送器、隔離設備 I/O卡件等。另外，智能設備安裝簡便，可以節省控制電纜和相應的投資及安裝工作量和維護工作量，成本更低。由于通過網絡相連的各裝置功能獨立，網絡組態靈活，提高了系統可靠性，裝置故障不會影響其他裝置，更不會使系統癱瘓，是電氣自動化控制系統未來主要的發展方向。

5.電氣自動化系統的發展趨勢

隨著OPC技術的出現和IEC61131的頒布以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應用，未來的電氣技術的結合，計算機日益發揮著不可替代的作用。IEC61131 已成為電氣自動化控制技術一個國際化的標準，正被各大控制系統廠商廣泛采納。

PC客戶機/服務器體系結構、以太網和Internet 技術引發了電氣自動化的一次又一次革命，市場的需求驅動著自動化和IT 平臺的融和，而電子商務的普及將加速這一過程。Internet/Intranet 技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景，企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務等各方面的管理數據，也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控，在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用，將對未來的自動化產品，如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響，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了，軟件的重要性在不斷提高，這種趨勢正從單一的設備轉向集成的系統。

6.結束語

總之，電氣自動化技術在電氣工程中發揮著越來越重要的作用。電氣自動化技術集計算機技術、通信技術等的現代技術于一體，在電氣建設以及電網配備等的電氣工程中發揮著很重要的作用，是電氣系統穩定運行的重要保證。我們在電氣技術方面起步較晚，這就需要我們不斷地進行探索，積極地采用新技術，從而為電氣工程做出更多的貢獻，實現電氣系統的快速發展。

參考文獻：

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