電氣自動化系統特點及發展策略

于泉海

（黑龍江水運建設發展有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001）

1 工業電氣自動化的發展現狀

隨著科技的快速發展，計算機技術廣泛的應用于工業電氣自動化領域。OPC(OLE for Process ControI)技術的出現，IEC61l3l 的頒布，以及Microsoft的Windows 平臺的廣泛應用，使未來的電氣技術與計算機進行了完善的結合。

1.1 IEC6113l 標準使得編程接口標準化

IEC6113l 標準是一個標準的國際化編程準則，在此準則的規范下，促進了各控制系統生產廠商的編程接口標準化，統一了編程接口的標準語法和語義。此標準化的接口準則，使編程方式變得結構化，更便于管理，在一定程度上也提高了代碼的使用效率，提高了編程的進度。

1.2 Windows 正成為事實上的工控標準平臺

微軟的操作系統已被廣泛應用于各領域，且已被各領域作為主要的控制系統平臺。微軟的操作系統在工業自動化領域的控制層平臺上應用，使工控平臺在使用上更加便捷，在維護上更加省時省力，且與辦公平臺進行了很好的集成銜接。

2 電氣自動化系統的特點

首先，在系統安排方面，用電設備分別安裝在各配電室和電動機控制中心，配件數量多的，所要執行的信息處理任務龐大，而維修工作也相對復雜。它與熱工系統相比，電氣設備操作的頻率低，一些系統設備在維持正常運行時，可以經過好幾個月甚至更長的時間再操作一次；電氣設備所需要的保護裝置要求高，動作速度快，一個保護動作通常要在40ms 以內完成。電氣設備的構造機構本身具有聯鎖邏輯較簡單、操作機構復雜的特點，而控制方式也主要是廠用電系統，其主要設備監控需要接入DCS系統，如果兩臺系統一起運行，一臺系統的檢修不得影響另一臺系統的運行，因此，需要考慮兩臺機組DCS 電氣控制的模式，保證控制的穩定性。根據電氣設備的主要特點我們知道，在構建ECS時，其系統結構、與DCS的聯網方式是確保系統高可靠性的關鍵。除了要保證系統的正常運行，還要確保運行時各種數據處理和信息收集的準確性，同時提出相應的應急措施，確保電氣系統可以在最好的狀態下運行。

3 電氣工程設計原則

3.1 優化供配電設計，促進電能合理利用

例如，我們在進行住宅電氣系統設計時，首先考慮的是設計的適應性，就是必須為住房提供必要的動力；為生活在建筑物里的住戶建設提供良好的環境；還應滿足各項電力的符合和供應要求；應能保證電氣設備對于控制方式的要求，保證電氣設備能發揮最大的作用，保證運行的穩定性和可靠性。其次設備的安全運行，也是設計過程中考慮的關鍵，電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩定與動穩定的裕度；要保證供電和配電的安全運行，以及要有可靠的防雷裝置；防雷設計，如要水庫的電氣自動化設計中，還要在保證進行特殊功能運行的情況下，還應有防靜電、防浪涌的技術措施；按水利建筑物的重要性與火災潛在危險程度制定必要的保護措施。在滿足水庫電力設備穩定運行的情況下，通過先進的科學技術，完善電氣設備管理。

3.2 提高設備運行效率，減少電能的直接或間接損耗

在電氣自動化系統設計過程中，首先要滿足建筑正常運行所需要的電能，在這個前提下，應在設計上盡量節省成本，最大限度的降低各種能源的消耗。選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用，提高電力設備的利用率，減少電能的直接或間接損耗。

3.3 合理調整負荷，提高設備利用率

在電氣自動化系統的設計過中，除滿足建筑物正常的使用功能外，在設計時還在有保證安全的前提下降低成本，提高電能的用電質量，設計好系統的各項參數，除考慮正常用電需求外，還要考慮特殊用電情況下的負荷率和設備的節能系數。

4 自動化系統的發展策略

4.1 采用統一的系統開發平臺

如鋼鐵行業中，采用美國WonderwareI/O Sever 技術和InSQL Server 技術，建立統一控制、數據、信息平臺，效果極好，可實施建立產品流轉動態跟蹤系統實現從原材料到成品全線動態跟蹤，建立生產信息動態管理系統，實現生產計劃、生產調度、庫房(包括原料、半成品庫、熱處理、成品庫)管理、生產作業和過程管理、合同管理、質量管理、工藝規程線指導子系統、生產信息動態查詢、統計、分析管理等，管理與控制都是動態實現、沒有最先進軟件技術支撐和可以無縫集成軟件套件組件搭建系統，很難想象研發工作量有多大，成功率有多高，真正意義上CIMS系統能否實現。

4.2 網絡結構的架設

網絡構建對促進自動化系統的發展是有積極意義的，如IAS(Industrial Application Server)將工業自動化應用程序開發設計生產力與可伸縮性帶入了一個新紀元。分布式點到點架構；一個全球聯網域名空間；集成化歷史、腳本、報警及安全機制；直觀多用戶開發環境;基于組件工廠與應用模型；符合21 CFR Part 11 規范要求；對用戶而言可顯著降低工程成本；降低擁有成本；響應迅速、能適應成長需要；堅定不移開放性。它為簡化分布式自動化應用開發、部署、維護與管理提供了基礎。IAS 提供了新一級實時數據獲取、報警與事件管理、數據操作服務、以及協作工程能力，這些能力從一開始就是專門為工業自動化應用設計，使制造廠家、OEM和系統集成商(SI)能夠顯著降低自動化系統工程、購買和維護費用，同時，用戶可以靈活建造自動化系統，增強了對新需求響應能力。IAS 是建立Invensys ArchestrA 體系結構之上一個強大新應用平臺。綜合性ArchestrA 工廠自動化與信息體系結構從一開始就被設計為利用最新軟件技術延長傳統系統壽命。是裝配制造廠、制煉廠、遠程SCADA 運轉、公用事業這些業務營運類型任何組合中自動化應用，以ArchestrA為基礎體系結構都能夠勝任。

5 工業電氣自動化的發展趨勢

我國的電氣自動化發展時間較晚，與發達國家還有一定的差距，所以我國要加強自主研發的水平，提高我國電氣化在使用過程中利用率，縮短與發達國家的差距，促進工業自動化的健康有序發展。規范我國電氣傳動自動化技術方面的標準，實現規模化、規范化生產。工業電氣自動化的發展趨勢就是現代分布式、開放式的信息化。

結束語

隨著科技的不斷進步，我國的電氣自動化已經進行了自主研發的新時代了，電氣自動化的水平在日益提高，目前信息技術的高度發展，自動化與信息技術達到完美結合，實現了網絡自動化和管控一體化的自動化體系，在很大程度上促進了工業領域自動化水平的提高和發展。

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[3] 孫金明.自動化技術的三大革新[J].中國科技信息，2005，14.

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