有關(guān)電氣工程自動(dòng)化問題探討

張文凱

摘 要：電氣自動(dòng)化是推進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)發(fā)展的主要應(yīng)用技術(shù)之一。文章簡要介紹了我國電氣工程自動(dòng)化存在的問題和發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)配電和調(diào)度運(yùn)行方面的應(yīng)用情況進(jìn)行討論，最后對(duì)加強(qiáng)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)建設(shè)提出建議。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化；現(xiàn)狀；建議

引言

科技技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的提升。20世紀(jì)中期以來，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和傳感器技術(shù)形成的電氣自動(dòng)化的出現(xiàn)，極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平，降低了大規(guī)模生產(chǎn)的人力需求，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，成功助推現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛越，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重大進(jìn)步之一。

1 我國電氣工程自動(dòng)化概述

自上個(gè)世紀(jì)五十年代以來，我國電氣自動(dòng)化經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，截至目前，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、建筑等多個(gè)領(lǐng)域，在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面發(fā)揮了巨大作用，是我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要支柱。在取得成績的同時(shí)，我們也應(yīng)該看到，我國電氣工程自動(dòng)化技術(shù)和國外，特別是發(fā)達(dá)國家相比，還存在著很大的差距。電氣自動(dòng)化技術(shù)是門技術(shù)含量極高的工程學(xué)科。當(dāng)前我國大部分電氣自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)都缺乏核心技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。從而導(dǎo)致我國電子自動(dòng)化行業(yè)始終處于較為低下的競爭層次，在國際競爭中非常被動(dòng)。特別是我國加入世貿(mào)組織以來，受國外企業(yè)的沖擊，我國電氣自動(dòng)化生產(chǎn)企業(yè)面臨的局勢更加嚴(yán)峻。加快自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開發(fā)步伐，加快企業(yè)技術(shù)革新和產(chǎn)品的升級(jí)換代，全力提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國電氣自動(dòng)化生產(chǎn)企業(yè)的共識(shí)。

2 電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展情況

智能化、自動(dòng)化是現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)的主流發(fā)展趨勢。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化程度逐步加深。生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化固然是企業(yè)競爭發(fā)展的需要，同時(shí)也是高技術(shù)水平的電氣工程支持的結(jié)果。現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)離不開電氣工程，只有電氣工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，工業(yè)生產(chǎn)才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。當(dāng)前我國電氣自動(dòng)化發(fā)展情況如下。

2.1 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)信息集成化

在電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中，信息技術(shù)主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：一是通過信息技術(shù)的應(yīng)用，管理更加深入。在以信息技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)的先進(jìn)工具，比如軟件系統(tǒng)的幫助下，企業(yè)管理層能夠?qū)ζ髽I(yè)人力資源、財(cái)務(wù)核算、生產(chǎn)經(jīng)營等信息實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤和詳細(xì)掌握，對(duì)于生產(chǎn)線上的具體情況也能有著直觀的感受，對(duì)于企業(yè)管理層進(jìn)行決策具有重大基礎(chǔ)作用。二是信息技術(shù)的應(yīng)用，加強(qiáng)了控制系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施、設(shè)備間的聯(lián)系。

2.2 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)語言規(guī)范性提高

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，作為人與控制系統(tǒng)間溝通的工具，計(jì)算機(jī)語言發(fā)生了巨大的變化。現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)語言具有更加寬泛的適用范圍和更加靈活的使用特性，兼容性和操作性大幅改善，工作效率和集成程度更高，編寫使用更加容易。同時(shí)，計(jì)算機(jī)語言的編寫規(guī)范更加趨于一致，使得跨平臺(tái)使用成為可能，系統(tǒng)維護(hù)的難度也大為降低。

2.3 電氣自動(dòng)化工程分布式控制系統(tǒng)缺陷較大

當(dāng)前電氣自動(dòng)化工程主要采用分布式控制系統(tǒng)，又稱為分散式控制系統(tǒng)。就目前使用情況來看，這個(gè)系統(tǒng)所具有的缺陷和不足還是比較明顯的。由于該系統(tǒng)屬于模擬數(shù)字的混合系統(tǒng)，所使用的儀表裝置仍然是模擬的傳統(tǒng)型儀表，可靠性較差，且使用維護(hù)難度很高。另外，由于分散式系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致零部件間不具備互換性，維護(hù)成本和購買成本都很高。

3 電氣工程自動(dòng)化在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 就地控制技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)通過電壓加時(shí)限的檢測，重合器進(jìn)行多次重合達(dá)到隔離電網(wǎng)故障部位的目的，并不需要遠(yuǎn)程通信的支持。具體工作流程如下：電網(wǎng)故障發(fā)生后，由于重合器無法合閘引發(fā)跳閘，在沒有電壓支持的情況下，故障部位前后的負(fù)荷開關(guān)分開，重合器切到重合狀態(tài)。因?yàn)樨?fù)荷開關(guān)進(jìn)行了延時(shí)設(shè)置，導(dǎo)致開關(guān)閉鎖，從而達(dá)到故障隔離的目的。此時(shí)將重合器合閘連接上開關(guān)，即可恢復(fù)送電。

3.2 遠(yuǎn)程遙控技術(shù)

該技術(shù)分為負(fù)荷開關(guān)、饋線的自動(dòng)化控制中心和饋線的遠(yuǎn)程遙控終端三大部分。其中最重要的部分是遠(yuǎn)程遙控終端FTU，遠(yuǎn)程遙控技術(shù)以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，首先進(jìn)行現(xiàn)場開關(guān)信息的采集，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的條件判斷故障與否，再通過饋線的自動(dòng)化控制中心對(duì)FTU 故障信息的采集和分析，實(shí)施故障區(qū)域定位，在此基礎(chǔ)上，通過遠(yuǎn)程遙控線路開關(guān)，對(duì)正常區(qū)域恢復(fù)供電。

4 電氣工程自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是電氣自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中的主要應(yīng)用。它是當(dāng)前電力系統(tǒng)調(diào)度管理的基本手段，對(duì)于保障電網(wǎng)正常平穩(wěn)運(yùn)行和供電安全具有重大意義，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)和諧穩(wěn)定的必要條件。就電氣設(shè)備而言，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化分為運(yùn)動(dòng)裝置和調(diào)度主站體系兩個(gè)部分。通過電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，調(diào)度人員對(duì)電網(wǎng)的潮流、電壓、負(fù)荷、周波、設(shè)備狀況等信息及時(shí)掌握，以此為基礎(chǔ)開展調(diào)度工作，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí)，通過電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)度優(yōu)化，努力提高能源利用效率，在保障供電充足的前提下，盡可能地的降低發(fā)電損耗。此外，加強(qiáng)電網(wǎng)安全運(yùn)行管理，科學(xué)分析電網(wǎng)安全事故原因，在改進(jìn)技術(shù)和積累經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提高電力系統(tǒng)應(yīng)急情況處理能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除安全隱患，減少電力系統(tǒng)安全事故的發(fā)生。

5 關(guān)于加強(qiáng)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)建設(shè)的建議

5.1 推動(dòng)電氣自動(dòng)化建設(shè)與數(shù)字化建設(shè)的融合

數(shù)字化是電氣工程自動(dòng)化與信息化高度結(jié)合的產(chǎn)物，是自動(dòng)化實(shí)施創(chuàng)新的結(jié)果。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)⒋笠?guī)模高分辨率的、動(dòng)態(tài)表現(xiàn)的、多維空間的信息和地球相關(guān)的數(shù)據(jù)信息整體成為坐標(biāo)，同類的信息不斷累積，最終就形成了電氣自動(dòng)化數(shù)字地球。以此為基礎(chǔ)，再利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)施，將推動(dòng)電氣自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展。

5.2 加強(qiáng)電氣自動(dòng)化企業(yè)與相關(guān)專業(yè)院校之間的合作

電氣自動(dòng)化技術(shù)科技含量要求很高。它的發(fā)展與更新，離不開大專院校、科技單位的支持與合作，生產(chǎn)企業(yè)要加強(qiáng)與科研院所的交流聯(lián)系，采用產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的辦法，加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)和實(shí)踐應(yīng)用的互動(dòng)。企業(yè)可以委托大中院校培養(yǎng)對(duì)口專業(yè)技術(shù)人才，形成人才梯隊(duì)，建立適合企業(yè)發(fā)展需要的健康的人才培育機(jī)制。同時(shí)，科研院所、大中院校可以與企業(yè)合作在企業(yè)內(nèi)建立研發(fā)基地，研發(fā)成果直接在企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，就地開展生產(chǎn)指導(dǎo)。不僅可以有效縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)費(fèi)用，還有利于企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的及時(shí)更新。

5.3 加快現(xiàn)場總線技術(shù)的創(chuàng)新使用，降低電氣自動(dòng)化的運(yùn)行成本

計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度應(yīng)用是電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣自動(dòng)化工程中應(yīng)用水平的提高，總線技術(shù)成為當(dāng)代電氣自動(dòng)化控制的重要特征。總線技術(shù)的存在，使得系統(tǒng)的頂層信息與生產(chǎn)一線的信息完美結(jié)合，整體工作效率更為突出。

6 結(jié)束語

自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主流發(fā)展方向，也是工業(yè)企業(yè)核心競爭力的重要表現(xiàn)。加強(qiáng)企業(yè)電氣自動(dòng)化建設(shè)，對(duì)于縮短生產(chǎn)周期、降低人力成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量和精度、增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力具有極為重要的積極作用。企業(yè)要加快技術(shù)革新步伐，不斷推進(jìn)電氣自動(dòng)化建設(shè)，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)長期可持續(xù)健康發(fā)展做出保障。

參考文獻(xiàn)

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