電氣自動化的現在和未來

劉勝長 楊永莊 薛福林

【摘要】隨著科學技術的不斷發展，電氣自動化已經成為高新技術產業發展不可或缺的學科領域；是工業、農業、國防技術強有力的技術支撐和先進科學的核心技術。本篇文章主要針對我國目前的電氣自動化現狀進行了全面詳細的分析，對我國未來電氣自動化的發展趨勢進行了論述。

【關鍵詞】電氣自動化現在未來

電氣自動化技術的發展歷史是一部人類以自己的聰明才智延伸和擴展器官功能的歷史，電氣自動化是現代科學技術和現代工業的結晶，它的發展充分體現了科學技術的綜合作用。電氣自動化應用的領域非常廣泛，不僅用于復雜的工業生產如飛機、汽車、坦克等等，一般的電器開關的生產中也能看到電氣自動化應用的身影，因此可以預見它的應用范圍要更加廣泛，在我國經濟發展中的作用將會越來越大。

一、電氣自動化技術的發展現狀

（一）電氣工程應用現狀

1、遠程監控技術運用

遠程監控系統主要是通過一個電腦終端對所有其他地方的設備進行控制的技術，通過設置遠程監控系統能夠使電氣工程大量減少電纜成本支出、材料購買以及人工安裝費用等方面支出，使電氣工程實現少投入高產出的高效益生產模式。

2、集中式監控技術應用

運用集中式監控方式的特點在于在電氣工程中的運行維護很方便，對控制站的要求不是很高，在系統設計上比較容易。它是將系統中的各項功能集中到一個處理器中來進行工作的，而處理器的任務相當的繁重，處理速度嚴重受到影響。在電氣設備進入到監控系統時，伴隨著監控對象的大量增加將是主機的冗余的下降的趨勢，電纜數量加大，投資也有明顯增加，長距離的電纜的引入將會影響系統的可靠性。同時隔離刀閘上的操作閉鎖以及斷路器上的鏈鎖都是采用的硬接線，然而隔離刀閘上的輔助接點經常會出現接點不到位的現象，這樣就會造成電氣工程中的設備無法進行操作。這種接線的二次接線是相當復雜的，檢查線時很不方便，維護量也大大增加，還存在著檢查線或傳動過程中由于接線上的復雜而造成操作失誤的可能性等，所以說集中監控方式在電氣工程中運用比較廣泛。

3、現場總線監控技術應用

現場總線監控技術是當前電氣工程使用最為廣泛且有效性最高的一項技術。它的主要工作原理是根據電氣工程實際的不同間隔采取相對應的措施，其監控具有較好的針對性。現場總線監控技術能夠適量的減少隔離設備以及端子柜等的使用，能夠減少電氣工程的大量設備成本投入。加上這種技術擁有遠程監控技術的特點，所有電氣工程設備均是采取現場安裝，選擇最直接最省電纜的方式，并且是以通信方式來連接監控設備完成全部監控過程，這種模式能夠大量節約成本資金，增加電氣工程的效益。同時，由于設備之間主要是通過通信網絡信號設備相互連接，其獨立性和靈活性相對比較強，一個設備出現故障不會波及全部設備，提高整個電氣工程的安全性和可靠性。

（二）電力系統應用現狀

1、開關控制

在工業自動化生產過程中，電氣設備占據著主導地位，而由于生產的規模化和成本節約化的考慮，越來越多的工廠開始引進自動控制技術，全控型的電力電子開關慢慢取代半控型的晶閘管。隨著交流變頻技術的發展，GTO、GTR、MOSEFT等全控電力電子器件相繼出現。

2、變電站系統的電氣自動化

傳統變換電路主要采用低頻變換，這種變換電路因其變換速度相對較慢和功率因素低的劣勢，逐漸被功率因素高、變換速度快的PWM高頻變換器電路取代。然而這種變換器電路由于其電流電壓的諧波分量在電動機的轉子上發揮了作用，造成巨大噪聲，其主要解決方式便依賴于提高開關頻率，但電力電子器件長期在高電壓和高電流情況下工作會經常導通或斷開，導致開關損耗特別嚴重。

3、電網控制自動化

電網，即電力系統的專用廣域網聯結，電網自動化控制和調度主要包括發電廠控制、傳輸線路的控制、終端設備的控制。其主要內容在于：電力系統運行過程的實時數據采集、系統運行的全程監控、分析判斷線路是否運行安全、檢測線路運行負荷、監測估計電路運行狀態。

隨著人工智能技術的出現和發展，以及人們對自動化大規模生產的要求，未來電氣自動化除了保證以上三大特點之外，還會朝著人機交互，人工智能方面發展。其主要表現在：系統人性化，系統安全最低化。伴隨著人機交互網絡的發展，通過人性化、自動化的電氣自動裝置，信息提供方能及時了解用戶的需求，為用戶提供更加便捷、實用、安全的用電建議，為系統安全運行提供詳細的數據支持。

1、電氣自動化產品創新

電氣自動化生產企業能夠按照國家中長期科技發展規劃綱要提出的目標任務，不斷提高開放條件下的原始創新能力、集成創新能力和引進消化吸收再創新能力。進一步提高自身產品的科技含量，研發生產更好的具有自主知識產權的電氣自動化控制系統與產品，加大自主創新的發展力度，提供了更多、更大的空間。確立企業在技術創新中的主體地位，完善體制機制和政策環境，加快實施國家重大科技專項。我國目前已經形成了中低擋產品以國內企業為主，中小型項目選用國內產品的市場格局。電氣自動化生產企業應當努力開創科學發展的新局面，堅持提高自主創新能力，加快轉變經濟增長方式，不斷提高自主創新能力。

2、電氣自動化系統平臺統一化

電氣自動化系統平臺統一化可以支持一個自動化項目周期中的設計、實施和測試、調試和開機、運行及維護等各個階段和環節。這樣可以大大降低從設計到完成的時間和費用。統一的系統開發平臺還可以滿足用戶另一個重要需求即開發平立于最終的運行平臺。根據項目特點和最終用戶需求決定將統一的運行代碼下載到硬件PLC、基于WindowsNT的軟件PLC、嵌入式NNT系統還是基于WindowsCE的控制系統中。

3電氣自動化系統結構通用化

電氣自動化系統結構通用化對于一個成功的電氣自動化控制系統來說非常重要。整個企業的網絡結構應保證現場控制設備、計算機監督系統、企業管理系統之間的數據通訊暢通無阻。企業管理層可通過lnternet/Intranet對現場設備進行實時監督。在進行系統網絡規劃時，無論選擇與現場設備通訊的現場總線還是與上級計算機或辦公系統通訊的以太網，所選擇的網絡產品必須能夠保證從辦公自動化環境到控制級直至元件級的整個系統范圍內的通訊。

4電氣自動化系統程序接口標準化

基于微軟公司的標準和技術，如WindowsXP、OPC和ActiveX，減少了工程時間和費用，方便了電氣自動化系統和辦公系統的數據交換與共享。在與企業的MES系統、ERP系統連接時，基于PC平臺的自動化解決方案至關重要。使用WindowsXP作為操作系統，使用TCP/IP作為辦公環境的通訊標準，PC可以在自動控制和管理平臺之間建立一種最好的接口。標準化的程序接口還保證了不同廠家的軟硬件產品的數據交換，切實解決它們之間的通訊障礙。

參考文獻：

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