電氣自動化控制系統的未來發展方向探究

吳芳修

摘要：電氣自動化控制系統在實現電氣自動化過程中發揮著舉足輕重的作用，是電力企業實現自動化生產的重要環節，為推進電力企業自動化、現代化具有重要作用。隨著科技信息化的發展，在電氣自動化設計中要結合科學的設計思路，將自動化控制系統的設計與應用利益廣泛的計算機網絡技術相結合，做好提高系統性能的各項工作，從而真正發揮電氣自動化控制系統在電力輸送中的巨大作用，本文結合當前電氣自動化控制系統在我國的應用，就信息化的發展思考了電氣自動化的未來發展方向，旨在推動我國電氣自動化發展。

關鍵詞：電氣自動化；控制系統；未來發展；信息技術；數字化

信息科技技術的發展使得網絡、信息和無線技術相結合，基于計算機操作平臺的電氣自動化控制系統得到了迅速發展，其在提高設備運行效率、保證設備使用效果以及實現設備的遠程控制等方面發揮著重要作用。當前，電氣自動化系統已經應用到各行各業中，其對于保證電氣設備的正常使用，提高設備的使用效率有積極意義，為此，應加大研發電氣自動化控制系統的力度，以更好的服務于我國現代化建設。

一、電氣自動化控制系統的應用

電氣自動化控制系統諸多功能，在目前許多行業應用廣泛，主要功能如下：第一，數據采集與數據處理。也就是將計算機作為基本處理系統，通過其輸入、輸出與處理三個系統，實現搜集電廠各個生產設備的相關參數、分析各個運行參數、確認參數設備的運行狀態功能。在此基礎上，通過電氣動作、異常報警、報表打印以及事故記錄等方式輸出處理結果，最終達到對電廠電氣部分進行控制的目的；第二，生產設備的運行控制。在現代機械設備的控制工作中，大部分的生產設備都已經基本實現獨立的電氣控制，以電廠的汽輪機為例，傳統的汽輪機采用液壓回路控制系統進行控制。隨著現代液壓控制技術的提高以及電液控制技術的發展，對汽輪機設備、電氣元件以及電液轉換設備的持續更新，尤其是高壓抗燃油伺服機構的使用，使得電液比例控制能夠很好的與汽輪機的機械性能匹配起來，達到對設備轉速、功率、級后壓力進行控制的目的；第三，設備運行狀況監控。在實現對設備的控制之前，其首先需要了解設備的實時運行狀況，這就需要控制系統具有實時監控能力，依然以電廠汽輪機為例，隨著汽輪機機組功率的增加，控制系統需要控制的儀表數目也在不斷增加，控制系統在控制過程中需要對這些儀表進行監控，以獲得機械設備的運行數據，得到其運行狀況。當前，主要的監控數據包括設備的轉速、位移、偏心度、膨脹量以及振動等，然后通過連鎖控制的方式對設備進行保護和監視，確保了整套系統的安全性。

二、未來電氣自動化控制系統的發展方向

電氣自動化控制系統即在沒有人直接參與下，利用采集和加工的信息，構造控制裝置（控制器）按一定的控制規律產生作用，使受控客體（控制對象）某一物理量（被控量）達到所要求的性能或實現預定目標的系統。OPC技術的出現，IEC61131的頒布以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應用，使得未來的電氣技術與計算機相結合，IEC61131已成為了一個國際化的標準，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，正是市場的需求驅動著自動化和IT平臺的融和，電子商務的普及將加速著這一過程，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。

1.選用開放式控制系統。采用現場開放式控制系統，不僅成本較低節省成本，它的上網橋梁來自于系統儀表，而系統儀表則用職能模件，既能夠對監控體進行分布式的監測，也能夠進行開放式的監測，這是最大的特點。使用開放式的控制器硬件及開放式的組態軟件代替DCS中專用的控制器，數據連接能力和硬、軟件可移植性的組合，保留DCS的冗余技術及組態技術等優點，以太網和OPC是數據連接能力的例子，PC是開放的硬、軟件平臺的例子。開放基于標準，標準驅動開放性。例如：超聲波飲料瓶蓋自動鉚合焊接機全新機型、整機一體，加強穩固機構工學、脈沖式線路設計，提供換能器能量穩定輸出。現場總線具有的數字化、開放性、分散性、互操作性與互換性及對現場環境的適應性決定了它的一系列優點，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，也決定了現場總線監控方式是今后計算機監控瓶蓋包裝系統發展的方向。

2.應用數字化電氣信息量監控。對于企業來說，選擇監控系統最為看重的就是系統對于信息的管理質量問題，特別對企業的發展方向就是集團化發展，未來管理信息量更加龐大，對于信息管理的穩定性提出了更高的要求。局域網因為其強大的信息監控能力，得到多數企業的青睞，運用較廣，按照監控系統的硬件配置，現場總線將廠用電氣系統組成局域網，組成專用的ECS，實現數字化電氣信息量監控的目標，為DCS提供高速實時的數字化通信接口。DCS以通信軟報文的方式對參與順序控制的電氣量的采集和控制，不用二次電纜硬接線，簡化了設計和施工量，節省了大量的經濟成本。實時性好，抗干擾能力強，適應電站的現場環境。人機接口功能強，操作控制簡潔、方便、靈活。在保證系統的實時性和可靠性等技術指標的同時，系統應具有可維護性好，保證較小的MTTR指標。

3.創新電腦監控系統。普通電腦監控系統雖然可以對廠房以及監控室進行監控，但是還是需要值班人員進行監管。創新電腦監控系統的目的就是要做到能夠做到“無人值班”。通過使用PLC、觸摸屏使用準確、快捷和公開的現場總線技術，它的通訊速率比一般的計算機監控技術大了好幾倍，速率可以達到12Mbps，傳統計算機監控系統的速率也只能夠達到10Mbps，這也是該系統的最大特點，而且這種計算機監控系統操作起來更加方便，能夠根據具體操作進行靈活調節。通過電腦監控可以對所有的重大設備的運轉狀況進行及時分析，對于設備操作工的各項操作進行判斷和監測，從而對于一些不正確的操作進行拒絕，避免事故的產生。改系統的最大的特點也就是一些的監測行為都是依靠電腦的自動操作，同時，在網絡連接的情況進行數據共享，在工廠的所有車間和部門進行監控角度和數據的轉換，實行多位置監控，這樣就實行了全廠的監控，使得在一個自動地對全工廠的所有畫面進行了有序切換，保證了監控的有效性。

三、結語

總之，隨著信息化的深入發展，數字技術已經運用到各行各業當中，科技含量更高的工業自動化系統，能夠將模擬技術通過網絡轉為數字化，未來電氣自動化控制系統的發展，毫無疑問必將與信息技術相結合，并將選用開放式控制系統，而且各個裝置之間只通過網絡進行連接，各個網絡間靈活的組態使得系統的運行可靠性得到迅速提高。為此，應積極發展電氣自動化控制系統，以拓寬電氣自動化控制系統的應用范圍，提高設備的運行效率

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