供電系統(tǒng)電氣工程與自動(dòng)化控制技術(shù)

王賀

摘 要：電氣自動(dòng)化的發(fā)展水平的日益升高使得自動(dòng)化技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越普遍，電氣系統(tǒng)的運(yùn)行速率也得到有效提升。隨著目前供電系統(tǒng)電氣工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，其中存在的問(wèn)題也在逐漸暴露，因此，為了解決供電系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中存在的故障與問(wèn)題，自動(dòng)化控制技術(shù)在其中的應(yīng)用必不可少，本文將對(duì)供電系統(tǒng)電氣工程與自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析與研究。

關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng);自動(dòng)化控制技術(shù);監(jiān)控技術(shù);PLC控制

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，自動(dòng)化控制技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用也不斷深入。尤其是在電氣工程之中，自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用無(wú)疑是促進(jìn)供電系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展的重要手段。自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，不僅促進(jìn)了電氣工程的建設(shè)效率，彌補(bǔ)了其中存在的缺陷，同時(shí)也更正了自動(dòng)化控制發(fā)展中存在的錯(cuò)誤與不足。

1供電系統(tǒng)引進(jìn)電氣工程及自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1提升了安全性

使用自動(dòng)化控制技術(shù)之后能確保所有操作實(shí)現(xiàn)安全性，這是其最大的優(yōu)勢(shì);另外通過(guò)該技術(shù)還能有效減少人為原因造成的漏洞，讓整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程變得更加安全和可靠，也能在很大范圍內(nèi)降低設(shè)備操作給人身帶來(lái)的傷害。該技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)任何環(huán)境以及時(shí)間的監(jiān)控，以此及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)的異常情況，盡可能降低人員給其帶來(lái)的傷害與威脅。

1.2提升了先進(jìn)性

引用了該技術(shù)之后整體生產(chǎn)流程變得更加順暢了，并且生產(chǎn)能力也有了大幅度的提升，整體行業(yè)發(fā)展得更加先進(jìn)，這主要體現(xiàn)在精度方面。另外使用該技術(shù)之后有效提升了檢測(cè)質(zhì)量與檢測(cè)水平，使產(chǎn)品檢測(cè)變得異常精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了高精確度的檢測(cè)，以此提升了產(chǎn)品質(zhì)量。除此以外，還能有效降低人工成本的投入，在保證質(zhì)量的前提之下，改善生產(chǎn)，提升整體管理效率。

1.3實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控

原先的管理措施都是通過(guò)人工來(lái)實(shí)施的，所以難免會(huì)出現(xiàn)馬虎的情況，甚至還會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生。尤其是在深夜的時(shí)候人的注意力往往會(huì)降低，就加大了電氣故障發(fā)生的概率。但是使用自動(dòng)化控制技術(shù)能有效改善這種狀況，實(shí)現(xiàn)調(diào)度與指揮的統(tǒng)一性，提升整體電氣工程的穩(wěn)定性。另外，其還能時(shí)刻監(jiān)控元器件的使用情況，只要發(fā)生異常情況，就會(huì)馬上報(bào)警，并形成數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析完成之后就能及時(shí)找到故障問(wèn)題所在，以此及時(shí)進(jìn)行處理，確保所有設(shè)備在正常的環(huán)境中使用，以此提升整個(gè)電氣工程的安全性。

2自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1分層分布式監(jiān)控技術(shù)

分層分布式監(jiān)控結(jié)構(gòu)大多是根據(jù)對(duì)象的不同利用多臺(tái)微機(jī)進(jìn)行控制，不同微機(jī)之間利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相互通訊，結(jié)構(gòu)明晰的同時(shí)也有較強(qiáng)的可靠性。因此，目前無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外大多都采用此類結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。分層分布式結(jié)構(gòu)共有3層，分別為過(guò)程層、間隔層和站控層。過(guò)程層的主要作用為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，將不同電氣設(shè)備的參數(shù)信息輸送到間隔層，完成匯總數(shù)據(jù)、傳達(dá)指令、傳輸數(shù)據(jù)等工作。間隔層的主要作用是能夠利用相關(guān)的電子智能模塊，把收到的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，利用總線傳送到服務(wù)器中，從而完成控制、表計(jì)等功能。控制層是若干臺(tái)計(jì)算機(jī)利用網(wǎng)絡(luò)連接形成的，能夠完成發(fā)電廠本地和遠(yuǎn)程監(jiān)控的任務(wù)，對(duì)間隔層進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)信息的交換。

2.2集中式監(jiān)控技術(shù)

集中式監(jiān)控技術(shù)將強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?hào)，利用空接點(diǎn)和直流信號(hào)的方式，用電纜硬接線通過(guò)一對(duì)一的形式把電氣模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)連接到分布式控制系統(tǒng)的I/O模件柜，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控電氣設(shè)備的目的。現(xiàn)如今，自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)通常有兩種方式，包括遠(yuǎn)程接入和直接接入。遠(yuǎn)程接入通常是將VO采集柜安裝于距離主控制室較遠(yuǎn)的設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)利用分布式控制系統(tǒng)和通訊方式控制主機(jī)的連接。直接接入是指把電纜和電子之間的集中組屏進(jìn)行連接。這兩種形式實(shí)質(zhì)上并沒(méi)有明顯的差別。在供電系統(tǒng)中，集中式監(jiān)控技術(shù)有許多優(yōu)勢(shì)，例如硬接線技術(shù)成熟、速度快、運(yùn)行環(huán)境好以及便于維護(hù)等等，但同時(shí)也存在著投資大、信息不準(zhǔn)確和安裝量大等缺陷。所以，在利用集中式監(jiān)控技術(shù)時(shí)，要注重對(duì)獨(dú)立電氣監(jiān)控主站系統(tǒng)的設(shè)置，同時(shí)加強(qiáng)電氣運(yùn)行中的管理。

2.3現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)

在供電系統(tǒng)中，一般在一些特殊的情況下運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控，而保證總線的安全運(yùn)行就是自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。不同的裝置功能有相對(duì)獨(dú)立性，且在一般性的運(yùn)行過(guò)程中，這些不同裝置在工作中都是獨(dú)立運(yùn)行的，并只用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的連接。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控不僅能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)設(shè)備裝置之間的聯(lián)系，同時(shí)也可以靈活的發(fā)揮不同設(shè)備之間的不同作用，即便是其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，也可以盡快將其從整體系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分離，避免故障的蔓延，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供相應(yīng)保障。因此，要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，在設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該關(guān)注企業(yè)需求和安裝的地點(diǎn)，提高系統(tǒng)的針對(duì)性，從而使系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程監(jiān)控的能力。

2.4 PLC控制技術(shù)

PLC作為一種專業(yè)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的數(shù)字化電子系統(tǒng)，其能夠起到的主要作用就是幫助供電系統(tǒng)完成相關(guān)指令工作的提供，例如采集、編輯、記錄和計(jì)算等，同時(shí)也能降低系統(tǒng)能量損耗，提高系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。一般狀態(tài)下，PLC的控制要點(diǎn)有以下三方面：首先，PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)供電系統(tǒng)溫度、壓力和流量等的連續(xù)模擬閉環(huán)控制，從而能夠有效實(shí)現(xiàn)調(diào)控系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié);其次，在實(shí)際的控制中，PLC的主要控制對(duì)象是開(kāi)關(guān)量，PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的通斷，從而有效提升供電系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和自動(dòng)化的程度。最后，在一般情況下，供電系統(tǒng)內(nèi)部控制可大致分為開(kāi)關(guān)控制和順數(shù)控制兩類。隨著當(dāng)前環(huán)保理念在人們心中不斷深入，社會(huì)中的各類生產(chǎn)都主要以降低損耗、提升效益為發(fā)展目標(biāo)。

因此，PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)﹄娏ぷ髌鸬较鄳?yīng)的輔助作用，降低廢棄物和資源的排放，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)生產(chǎn)效率和收益的雙重提高。以自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)為例，基于PLC的自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行能夠提高系統(tǒng)生產(chǎn)效率，有效避免由于人工誤差而導(dǎo)致的印花花色不均勻的問(wèn)題出現(xiàn)。

2.5計(jì)算機(jī)技術(shù)

在供電系統(tǒng)自動(dòng)化之中電網(wǎng)調(diào)度有著極高的地位，在實(shí)際調(diào)度的時(shí)候調(diào)度系統(tǒng)作用重大，它能有效連接各種各樣的設(shè)備，然后完成有關(guān)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集，并以此預(yù)估電力荷載及電力運(yùn)行狀況。變電站的自動(dòng)化主要依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，在具體實(shí)施的過(guò)程中變電站應(yīng)該要充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，并充分利用計(jì)算機(jī)光纖代替信號(hào)電纜，使整體電力設(shè)備朝著網(wǎng)絡(luò)化與數(shù)字化的方向發(fā)展，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)整體變電站的自動(dòng)化管理與控制。自動(dòng)化供電系統(tǒng)是最初的智能電網(wǎng)，所以在使用各項(xiàng)智能電網(wǎng)技術(shù)的時(shí)候一定要和供電系統(tǒng)的實(shí)際需求相結(jié)合，并將計(jì)算機(jī)技術(shù)的雙向性與可靠性等特點(diǎn)考慮進(jìn)去，以此促進(jìn)信息管理系統(tǒng)的形成，給電網(wǎng)建設(shè)提供更好的保障措施。

結(jié)語(yǔ)：

要想促進(jìn)供電系統(tǒng)電氣工程中自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須有效提高系統(tǒng)的安全性、先進(jìn)性和實(shí)時(shí)監(jiān)控性，促進(jìn)分層分布式監(jiān)控技術(shù)、集中式監(jiān)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和PLC技術(shù)等的合理運(yùn)用，有效提升供電系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，提高供電安全性，從而促進(jìn)供電系統(tǒng)的有效發(fā)展。

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