電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用

譚正登

摘 要：隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)方面的核心領(lǐng)域，其未來(lái)發(fā)展方向是能夠推動(dòng)社會(huì)的全面發(fā)展與進(jìn)步。本文闡述了電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

1. 目前電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展

伴隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步成熟，電氣自動(dòng)化技術(shù)方面的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。因此，我國(guó)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)研發(fā)與制造機(jī)構(gòu)必須結(jié)合自身的實(shí)際狀況，并發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)，才能夠在行業(yè)當(dāng)中搶占重要的位置。目前，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)用中，DCS仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位。

1.1 電氣自動(dòng)化工程DCS系統(tǒng)

DCS，即分布式控制系統(tǒng)，是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)的，具有實(shí)時(shí)性、可靠性和擴(kuò)充性等優(yōu)良特點(diǎn)，在生產(chǎn)、生活自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。但隨著DCS逐漸的運(yùn)用，我們也越來(lái)越感受到分布式控制系統(tǒng)所存在的缺點(diǎn)。比如受DCS系統(tǒng)模擬混合體系所限制，其仍然采用的是模擬的傳統(tǒng)型儀表，因此，大大地降低了系統(tǒng)的可靠性能，維修起來(lái)也顯得比較困難；分布式控制系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家之間缺乏一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，降低了維修的互換性；此外，就是價(jià)格非常的昂貴。因此，在現(xiàn)代科技革命之下，必須進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新。

1.2 集中監(jiān)控方式下的自動(dòng)控制系統(tǒng)

集中控制下的自動(dòng)控制系統(tǒng)有一個(gè)缺點(diǎn)，就是處理速度非常的緩慢，因?yàn)槠淇刂品绞绞且阉械墓δ芏技性谝粋€(gè)處理器中，這也導(dǎo)致了整機(jī)運(yùn)行速度的緩慢。另一個(gè)方面，把系統(tǒng)的所有設(shè)備都放入監(jiān)控之中，就會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控?cái)?shù)量過(guò)于龐大，主機(jī)空間的不斷下降，從而大大的增加了電纜的數(shù)量，造成了費(fèi)用的增加，同樣因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)的傳輸距離降低了控制系統(tǒng)的可靠性能。因?yàn)榧羞M(jìn)行監(jiān)控的聯(lián)鎖與隔離器件中的閉鎖使用的都是硬接線，因此導(dǎo)致設(shè)備很難進(jìn)行功能擴(kuò)容操作。另外，因?yàn)橄到y(tǒng)接線的反復(fù)，增加了故障查找工作的困難度，也會(huì)增加由此而產(chǎn)生的錯(cuò)誤指令，使得整個(gè)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)可靠性降低。

1.3 信息集成化的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所包含的主要信息技術(shù)主要體現(xiàn)在如下的方面：

（1）管理層面上縱深方向的延伸。企業(yè)當(dāng)中的人力資源、財(cái)務(wù)核算等數(shù)據(jù)信息的存取需要使用特定的瀏覽器進(jìn)行操作，而且對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)形式畫(huà)面能夠進(jìn)行有效的監(jiān)督控制，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中的第一手信息資料能夠進(jìn)行及時(shí)的掌握。

（2）信息技術(shù)會(huì)在電氣自動(dòng)化設(shè)施、系統(tǒng)和機(jī)器中進(jìn)行橫向的擴(kuò)展比較。而且隨著微電子技術(shù)的不斷投入應(yīng)用，對(duì)于原來(lái)明確規(guī)定的設(shè)備也慢慢的變得模糊了，而結(jié)構(gòu)軟件、通訊的能力和統(tǒng)一，運(yùn)用在組態(tài)環(huán)境之下逐漸的顯得越來(lái)越重要。

2. 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1集中監(jiān)控方式

這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來(lái)的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘defu助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無(wú)法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜，查線不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線或傳動(dòng)過(guò)程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。

2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線（如Lonworks總線，CAN總線等）的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大，所有這種方式適合于小系tongjian控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。

2.3現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式

目前，對(duì)于以太網(wǎng)（Ethernet）、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展， 這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信線lianjie，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，裝置之間僅通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

3. 電氣自動(dòng)化的應(yīng)用

3.1在凈化空調(diào)設(shè)備中的應(yīng)用

對(duì)濕度的控制：裝設(shè)在通風(fēng)管（回風(fēng)濕度近似于潔凈室濕度）內(nèi)的濕度傳感器所檢測(cè)的濕度，送往控制器與設(shè)定濕度相比較，用比例加積分運(yùn)算控制，輸出電JK信號(hào)，控制蒸汽電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作，控制回風(fēng)濕度保持在45%，65%，使?jié)崈羰覞穸纫詽M足GMP要求。對(duì)溫度的控制：凈化空調(diào)系統(tǒng)采用DDC控制。裝設(shè)在回風(fēng)管（回風(fēng)溫度近似于潔凈室溫度）的溫度傳感器所檢測(cè)的溫度送往DX-9100，與設(shè)定點(diǎn)相比較，輸出相應(yīng)電壓信號(hào)，控制加熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或冷水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作，控制回風(fēng)溫度保持在12℃～26℃之間，使?jié)崈羰覝囟确螱MP要求。

3.2在建筑行業(yè)中的應(yīng)用

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及數(shù)字電子化科技發(fā)展智能化，建筑勢(shì)必要引入電氣自動(dòng)化的成分，智能化建筑已經(jīng)成為了當(dāng)今建筑界的主流方向。為了達(dá)到設(shè)備的合理利用，資源的人力的節(jié)省就有了建筑設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。智能化建筑內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng)，如通信自動(dòng)化系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，保安監(jiān)控系統(tǒng)，辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，閉路電視系統(tǒng)等，以及它們相應(yīng)的布線系統(tǒng)。

4. 電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

作為一項(xiàng)具有活力的高科技技術(shù)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景是可觀的。首先，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以與我國(guó)的新銳的科學(xué)技術(shù)成果相結(jié)合，并且投入到電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新中去。研發(fā)更多的電氣自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)用于我國(guó)的國(guó)計(jì)民生中，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)化的發(fā)展。其次，優(yōu)化電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，實(shí)行電氣自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)的統(tǒng)一化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用化、系統(tǒng)程序接口標(biāo)準(zhǔn)化，這樣就可以大大地提高對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的利用率，減少不必要的損失及節(jié)約冗雜時(shí)間及費(fèi)用。最后，在將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)注意電氣自動(dòng)化市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)化、生產(chǎn)的安全化以及工作人員的專(zhuān)業(yè)化。如此可以加大電氣自動(dòng)化在工業(yè)生產(chǎn)中的利用力度，推廣電氣自動(dòng)化的使用，讓更多的企業(yè)及行業(yè)受益于該項(xiàng)技術(shù)。

5.結(jié)束語(yǔ)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠有效提高行業(yè)領(lǐng)域整體的自動(dòng)化水平，特別是行業(yè)的運(yùn)行管理水平。并且電氣化控制系統(tǒng)可以大大節(jié)省企業(yè)的成本，提高設(shè)備、生產(chǎn)線等的可靠性。當(dāng)前的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)在眾多領(lǐng)域嶄露頭角并發(fā)揮重要作用，未來(lái)，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也必將有長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展，為企業(yè)和國(guó)民創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

（作者身份證號(hào)碼：441702197201020012）