電氣自動化的發展現狀范文
時間:2023-12-18 17:48:53
導語:如何才能寫好一篇電氣自動化的發展現狀,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
引言:目前在世界范圍內,電氣自動化技術象征著我國工業朝著現代化先進話跨出了一大步,當然電氣自動化技術更加是代表著先進而且重要的科學研究。在我國小康社會全面建立與發展的道路上,無處不顯示出科技的進步,電氣自動化從誕生之初就以驚人的速度在向前發展,同時它的發展也不斷的推動著世界生產力還有生產技術的不斷前進與發展。單從一個企業的角度來看,如果能將電氣自動化靈活的運用到企業的生產當中去不但可以減少工人的工作量,也可以增加企業的整體技術含量,同時提高企業對一些錯誤的檢測能力,進行實時的信息傳達,這樣使得生產環節中有著更高更好的安全保障。綜上所述,電氣自動化不僅僅是針對科學研究與技術提高,同時也是一種安全防護能力的加強。下文我就對目前我們國家電氣自動化的現狀發表一下個人的觀點與看法,并且闡述一下電氣自動化的出現對于我國企業的發展有什么巨大影響。
一、 電氣自動化概述
電氣自動化運用電力電子技術、微機控制技術和計算機網絡技術來實現電氣自動控制,以計算機技術實現程序控制,并且通過系統集成實現自動控制電力系統和運行維護功能。其明顯特征是集成化、智能化和綜合化、故障反映迅速自動化。
二、電氣自動化技術
2.1電氣自動化系統集成信息化
現在計算機技術發展迅速,在人們工作、生活中的廣泛應用,促使電氣自動化系統對信息化技術的應用也得到了很大的發展空間,信息化技術到底如何在電氣自動化的系統里面進行運用或者表達,通過一下幾點可以得知:首先,利用信息化技術在電氣自動化管理層里面發揮作用,管理機器的人員能夠運用信息化技術加快瀏覽每一個信息和數據的整體速度。其次,通過信息化技術可以及時對信息進行更新,使得電氣自動化設備能夠及時與最新的信息接口。目前,隨著運用各樣微型處理器電氣設備逐漸增多,這樣也就使得各個設備相互的功能變得混淆不清。電氣自動化設備系統中對信息化技術的應用可以很大程度上提高設備的使
用效率。
2.2電氣自動化系統維護簡易
由微軟公司所研發的windows運行系統,使得多個平臺上面的全面利用成為了一種現實,并且隨著科學技術的發展PC也漸漸的發展成了電氣自動化系統的不可缺少的使用工具,使得人機交互界面變得更加生動化與人性化。使用者能夠在安裝了windows系統的任何設備里面進行隨意的指令運行,因此通過運用這種系統,可以很高效的提高電氣自動化系統在運行使得靈活性和操作時的簡便性。
2.3分布式控制應用
具體的總線是利用一根電纜把處在中央控制室里面的工業用的計算機、監視/控制軟件PLC的CPU和處在現場的遠程I/O站、變頻器、啟動器等串聯到一起,這樣可以很方便的給這些設備進行信息的收集,運用與之相關的一些設備,將這些信息傳輸到中央控制器里面去。與之區別的分布式,會運用總線把PLC、I/O模塊還有現場的一些設備進行連接到一起,而且把用于輸入和輸出的設備,轉變為在現場具有檢測和執行的功能的設備進行使用。
三、我國電氣自動化技術的現狀分析
3.1電子信息技術從管理方面和硬件方面對電氣自動化技術不斷的滲透第一,站在管理層的角度來看,通過電子信息技術能夠將電氣自動化企業在生產,在管理上的一些數據進行及時,保密的進行儲存。更加科學化的記錄整個生產的過程與生產的狀態。同時,企業的管理者能夠實時的對整個生產過程的各個環節進行檢查,這樣可以保證管理者能夠及時的獲得最可靠,最真實的數據信息。第二,電子信息技術的使用使得一個企業面對多種多樣的設備進行生產操作時變得更加簡單易行,更加的科學化。企業的儀器種類繁多,既有傳感器和執行器,還有控制器和儀表。
3.2電氣自動化系統的維護難度逐步降低
電氣自動化技術都是在WINDOWSNT以及IE這些標準的平臺上和使用一些專業性的語言進行的操作,現在通過運用PC而進行的人機交互界面基本上已經替代了過去的老舊模式,在pc基礎上進行的系統操作顯得更加的靈活更加的易于操作時的電氣自動化系統保護的整個過程都變得非常容易運行。
3.3目前我國的電氣自動化主要使用分布式控制
為了能夠讓各個設備上面所收集到的信息及時有效的傳送到中央的控制器上面,則需要把工作的計算機、用于控制的軟件與PLC的CPU和現場的遠程站、各式各樣的儀表、變頻器和馬達啟動器等各個設備利用串行的方式用電纜進行連接起來。
3.4電氣自動化技術發展歷程中的主要影響因素
簡單的說電氣自動化技術的概念就是將電子技術和信息技術科學的融合運用起來,并且將其科學性的運用到電氣工程中去。可以這么講,電氣自動化技術的發展與產生是源自于電子技術、信息網絡技術還有智能控制技術的不斷發展與前進的前提之下的。對于電氣自動化來說電子信息技術是對其發展有著決定性作用的。更進一步說,電氣自動化技術產生與發展與電子信息技術的產生與發展是相互照應,相輔相成的。很多電氣自動化技術不斷的進化與發展著很大程度上是由于電子信息技術的不斷進步與發展所影響的,此外,電子信息技術的不斷前進與進化很大程度上也為電氣自動化技術能夠發展和進化提供了堅實的工具保障。電氣自動化技術能夠快速發展的另一個重要的因素就是物理學上的不斷發展。在物理學里面,三極管的出現還有那大量集成電路的發明和創造給電氣自動化技術的發展帶來了可能,可以這么講,在20世紀的末期,物理學界中的一個分支固體電子學很大程度上對電氣工程技術的發展起到了促進的作用。當然,電氣自動化技術的發展壯大也離不開當時社會的大環境,那就是現代技術的不斷發展。從工業革命產生以后,每一個科學技術的產生和發展都能大大的促進生產力的發展,這里面最為典型的就是像電子信息技術的新科技革命,同時這一系列的變化也為日后高科技產品的誕生創造了一個非常好的科學氛圍,比如說現在科技里面所運用的各種科學分析法、設計的思路還有各種工具的創新等等,這一系列的進步,一系列的變化,對電氣自動化的發展起著大大小小的作用。
四、 電氣自動化未來發展趨勢
未來電氣自動化的發展趨勢具有分布式、開放式和信息化三大特點。分布式是指能夠確保網絡中每個智能的模塊都能夠獨立工作的網絡結構,能夠完成系統危險分散的功能 ;開放化是指系統具有與外界聯通的接口,能夠實現系統與外界網絡系統的連接功能 ;信息化則是指系統信息具有綜合處理能力,實現與網絡技術相結合的網絡自動化和管理控制一體化。
(1)系統監控綜合化。現代電氣設備逐步向通用化、模塊化及系列化發展,能夠實現組態靈活特點。由于計算機技術的所有功能都能夠通過屏幕軟件按鈕直接完成,系統監控的綜合化得到很大提高。采用綜合化監控,能夠完成雙重或者多重的冗余,可以為系統改善和可靠性提高做出貢獻。
(2)系統網絡化。為了提高系統的可靠性,控制網絡大多采用冗余結構,能夠完成數字化和高效自動化代替繁瑣復雜的人工操作,大大提高了工作效率,減輕了工作人員的工作量,改善了工作人員的工作環境。同時,高度自動化還能夠減少頻繁操作,減少誤操作率,進一步提高系統可靠性。
(3)系統人性化。伴隨交互式網絡發展,供用雙方信息互動更為方便。通過人性化、自動化的電氣自動裝置,供方能夠實時了解用方信息,為用方提供更加實用、經濟、安全的用電建議,也可以更多的掌握用戶用電信息,為系統的穩定可靠運行提供數據。用方可以借助高科技的技術,更加詳細的了解自己的用電情況,結合供方信息,改善個人生活舒適度,提高生活經濟性。
五、結論
本文分析了電氣自動化的現狀,并對其影響因素做了分析,這些都為企業提供了人才能力培養的機會,提高了員工的業務素質。不僅是國家經濟建設的客觀需要,也是對人才成長的期望。我們會根據電氣工程及其自動化與學科發展的要求,不斷的探索和研究,以期培養更多的適合時展要求的高質量的具有創新能力的應用型人才,也希望本文為相關理論和研究提供借鑒和參考。
.
參考文獻
[1]李紅文.我國廠用工業電氣自動化的發展現狀與趨勢[J].中小企業管理與科技(下旬刊),2010.8.
篇2
【關鍵詞】電氣自動化技術;現狀;發展趨勢
引言
隨著我國經濟的發展,我國的工業進程慢慢步入現代化。工業現代化的實現離不開電氣自動化,電氣自動化為工業發展的核心部分,可以說電氣自動化在工業發展中起到巨大的推動作用。電氣自動化技術,主要包含三部分內容,電氣技術、信息技術和自動化技術。電氣技術主要是電子技術,包括各種器件的硬件,比如各種芯片的制造和使用原理等。信息技術就是硬件,自動化技術主要是控制技術,包含有各種智能控制。信息技術是進行信息的實時接收和監控,運用智能控制技術對工業生產進行生產實現自動化。目前電氣自動化技術已經在工業生產中發揮了極大的作用。它降低了工人的勞動強度,基本實現自動化生產,不再需要過多的人力資源來進行監督制造。同時自動化技術一般可以實時監控,迅速對生產過程和出現的問題進行監控和指示,甚至報警和自修復,對生產質量的提高大有幫助。在產品的檢測方面,不再需要人工仔細檢查,直接利用自動化技術進行全面檢查。所以電氣自動化技術在信息實時的傳遞,工業控制的實現提供了有效保證,也為設備的安全運行,生產過程的實時監控避免事故發生做出巨大作用。
經過近些年的發展,我國的電氣自動化技術卓有成效,各種企業或多或少基本已經實現工業自動化。。本文首先從電氣自動化的特點進行分析介紹,然后對我國電氣自動化應用的發展現狀進行總結,發現問題,同時闡述我國電氣自動化的發展趨勢,這對我國電氣工程師的培養有一定的指引作用。
1 電氣自動化特點介紹
電氣自動化有兩個很重要的特點。一個是比較寬的涵蓋面,另一個是依賴電子技術較強。電氣設備一般安裝在配電室,有獨立的控制柜,是工業系統的控制中心。配件數目較多,執行信息和處理信息的能力就較強,實現的工作要求和控制對象就較多。當然,萬一設備出現故障,維修工作較為困難,不容易排查。對整個系統的電氣自動化要求下,需要對硬件進行設計,也需要對軟件進行開發編譯。需要較寬的知識面來處理各種適用于不同場合或行業的各種方案。對于硬件要求,一般希望設備運轉穩定可靠,可以無限度的進行開斷,操作次數應該較高。對于較為復雜的自動控制系統,會涉及到傳感器的信號采集,信號的及時處理和信號的傳輸執行。這些處理、傳輸、執行靠的就是電子器件和設備,因此對電子技術的發展有較大關系。所以電子技術的進步對推動電氣自動化技術發展有較大的幫助。
2 我國電氣自動化應用發展現狀
我國電氣自動化技術在工業的各個方面發展較快。首先表現在應用范圍較廣,比如火力發電系統、鋼鐵工業技術、現代建筑工程中等。對于大型設備的自動化要求越來越高,比如要實現遠程監控和實時監控、實現故障報警和故障診斷、實現最優的控制策略達到技術指標等。在火力發電中要實現系統一體化要求、預測故障和安全隱患、避免事故發生、進行通用網絡結構的建設、管理整個生產過程都需要電氣自動化技術。
對于現有的控制器設備,成本較高,電氣自動化控制系統建立較為分層分散。比如在控制室內,有PLC軟件、CPU、變頻器、各種傳感器和測試儀表、還有一些電機軟啟動器等設備,它們通過各種電纜進行連接,信息傳輸到控制器中心進行整體系統的控制。所以整體來說系統較為分散,而且對于遠距離的信號傳輸會出現信號干擾和失真,這對抗干擾和通信技術提出了要求。對于控制系統中的變換器電路,發展方向逐漸有低頻向高頻發展。
電子器件的發展,變化電路也在改變。對于直流變換器利用相控整流的方式,而交流采用的是變頻器。利用PWM可以減少高次諧波,但諧波分量對電機繞組產生振動,噪音加大,這對我們的工作有較大影響。提高開關頻率可以降低噪音。這對電子器件的要求逐漸加大。
信息技術的發展對電氣自動化技術的提高有較大幫助,利用最快的時間了解全面準確的信息,進行生產的全程監控。同時還要利用通過程序實現各種所需要的控制。如今IT技術和微電子技術的發展在這方面有較大改善。
對于現場總線,基本采用分布式網絡傳輸。電氣系統結構不夠通用化,相似的企業在系統結構中不能相互借鑒學習,平臺多樣不夠統一。對自動化的產品研發逐步加強,開發出的新產品越來越多,不再單一。
3 我國電氣自動化技術的發展趨勢
對我國電氣自動化技術的發展,大致會在以下幾個方面進行。
(1)技術人員培養加大。技術始終是企業的推動力。人才的培養對企業的發展,對我國經濟的發展占據最重要的位置?,F如今,企業的自動化系統一般整體購買,幾乎不是原創開發,這嚴重影響了工業自動化技術的創新發展。因此專業化的操作人員更能實現企業的進步,是未來發展的趨勢。
(2)電氣產品創新性研究不斷加大。我國自主創新的電氣產品較少,科技含量不夠,學習國外的技術勢在必行。研發自己獨立的品牌才是最基本的任務。
(3)電氣系統的通用性,安全性和穩定性逐步提高。系統的通用性會給各企業帶來便捷。安全性和穩定性是對電氣自動化系統最基本的要求,只有穩定性越高,才會給企業帶來巨大的收益和競爭力。安全性有了保證才能進行安全生產,生產過程全面監控。所以要不斷提高安全性和穩定性,精益求精,壽命更加長久。
4 結束語
經濟的發展對電氣自動化技術提出了較高要求,反過來電氣自動化技術的發展又促進了經濟的發展。自動化、智能化,信息化必將在工業中發揮較大的作用。因此加快電氣自動化的推進,加大人才的培養是當前面臨的重要問題。
參考文獻:
[1]李奇學.論我國電氣自動化技術發展的現狀和趨勢[J].廣東科技,2012(13).
[2]劉瑜.淺析我國電氣自動化發展狀況[J].科技資訊,2012(11).
篇3
【關鍵詞】建筑;電氣自動化;發展趨勢
引言
建筑電氣自動化發展三十余年,是建筑行業重要組成部分,建筑自動化的發展變化對整個建筑行業都有著深遠的影響,了解電氣自動化首先了解它的起源與演變,然后分析現狀及30年的發展趨勢,只有這樣才能正確發現建筑自動化未來的發展方向。
一、建筑電氣自動化的起源與演變
建筑最初只是一個供人們躲避惡劣自然環境的外殼,隨著技術的不斷發展,建筑的組成部分逐漸增加,從最初的簡單殼子到能夠調節內部溫度和濕度的房體,人們開始注重安有供熱、冷功能的建筑設備,隨即產生了自動控制溫度、濕度的建筑設備自控系統。1973年,驚動中外的“石油危機”不僅讓OPEC禁運石油組織走進人們視野,更讓 人們看到了隨之而來的建筑設備自控系統的升級,從單純的控能到管理自控再到完全自動化,一個世紀的時間里,建筑自動化實現了質的飛躍。隨著社會的發展,計算機技術不斷被應用與建筑領域,電氣自動化實現計算機采集監督控制功能(SCADA)。在SCADA發展一段時間后,DDC作為分布式控制系統開始取代SCADA登上歷史舞臺,至此以計算機為監督控能系統被淘汰。
DDC 出現直接成為建筑電氣自動化系統的核心,因為它不僅改變自控邏輯功能器件,更改變自控系統的結構與布局,將原本集中總線控制形式改變為現場分布式控制,給電氣系統以獨立自主的權利,這個改變有利于現代控制系統的健康發展。事情的發展都存在雙面性,現場總線控制缺點是各廠商生產的設備不能通用,有效替換應用性差,無形中提高了設備維護成本,業主都經歷了增在成本的頭疼階段,隨后在市場和技術雙重因素的制約下,許多現場總線標準或自控網絡退出了這個行業,至今在建筑自動化行業,自控網絡標準基本上只有 BACnet 和 LonWorks 兩種主要標準。至此,從建筑自動化行業內部來看,建筑自動化已走過了混沌無序的發展階段,步入了有序的發展軌道。
二、建筑電氣自動化的現狀與應用技術
通過建筑電氣自動化的發展歷程可知,建筑自動化也是踩在“巨人的肩膀”,很多時候,它以后其他學科的創新發展而發展,取眾家之長,應用諸多新的原理技術豐富自身,最終形成自己的特色內容,如BACnet標準的創建和建筑電氣自動化系統集成及操作技術規范等都是如此。
建筑電氣自動化的早期發展有賴許多自控網絡的應用原理,它們的存在指引并推動建筑電氣自動化的發展創新,但從某種程度上說它們也影響了建筑電氣自動化的深度發展:
首先,建筑電氣自動化系統對環境的檢測監督有著嚴格的管理比對,一旦變化產生隨機產生傳感預警,但在檢測過程中,需在建筑內分布大量測量傳感器、控制執行器,統一集成操作,但是并不像我們想的那么簡單,不同的傳感器、執行器之間網絡自控標準是不同的,這就為互操作提出挑戰。其次,除收到標準的制約外,用戶與業務也面對設備系統供應商的制約,建筑在使用一種網絡設備后,更換與取代成為“老大難”問題。至此統一網絡控制標準成為迫切需求。網絡控制標準統一后不僅可以提高系統集成的互操作性,更能方便業主選擇服務好的供應商合作,有利于市場公平競爭,更有效推動建筑電氣自動化的快速發展。
其次,建筑電氣自動化有屬于自身的特殊性,隨著現場總線網絡控制的應用,人們逐漸發現該控制并不能滿足所有建筑電氣自動化要求,比如,人們對房子的使用并沒有嚴格的周期性與時效性,相反對建筑的房體的使用隨意性很強,這就要求自控系統要更加人性化,而不是死板的滾動變化,至此,現實需求要求總線控制方式做出改變,新的開發勢在必行。ASHRAE(美國采暖、制冷與空調工程師學會)經過 8 年多時間的工作,于 1995 年 6 月正式公布了起源于建筑自動化領域并專用于該領域的 BACnet(BuildingAutomation and Control Network)標準。
有關建筑自動化自控網絡標準化的機構或組織主要有三個:ISO(國際標準組織)、CEN(歐盟標準組織)和 IEC(國際電工委員會)。其中,建筑自動化自控網絡國際標準化的工作主要由 ISO 組織的 205分技術委員會 ISO/TC205――Building environment design(建筑環境設計)負責,具體工作由ISO/TC205/WG3 工作組完成,現已完成了 ISO 16484 標準――Building automation and control systems (BACS, 建筑自動化系統)的大部分工作。
目前在歐洲,建筑自動化自控網絡標準化由歐盟標準組織第 247 分技術委員會 CEN /TC247――Building Automation, Controls and Building Management(建筑自動化與樓宇管理)負責。從根本上看,現場總線網絡操控從歐洲起源,后在美國得到發展應用,CEN不得不兼顧多頭,既考慮歐盟國家的利益又兼顧美國的標準影響作用,于是在建筑電氣自動化系統三層結構上制定多種并存標準體系。在CEN/TC247 標準體系中,管理層有 BACnet 標準,其他二層均有多個現場總線標準。事實上,BACnet 為了滿足 CEN 要求定義了與 KONNEX 標準的接口,另外,BACnet 標準在其物理層和數據鏈路層中也包括了 LonTalk 標準,因而 BACnet 可以直接應用于現場層。其中,KONNEX 標準是Batibus (Batiment Intelligent Bus), EIB(European Installation Bus)和EHS(European Home System)三個標準的合并版。
IEC 雖然沒有對建筑自動化自控網絡進行標準化工作,但由于歷史原因,早在 1994 年就開始對照明技術自控技術進行了標準化,并制訂了 IEC 60929――DALI(Digital Addressable Lighting Interface)標準,該標準至今已進行了多次修訂。
LonWorks 作為重要建筑電氣自動化技術標準,其地位是不容忽視。LonWorks 技術擁有較好的互操作性,能做到有效控制網絡,它既是 BACnet 國際標準的一個可選擇組成部分,又在技術上獨立于建筑自動化自控領域并且被人廣泛使用。由于受歡迎程度大,被適用范圍廣,該標準不僅是 ANSI(美國國家標準)、EIA(美國電氣工業協會)和 CEN 標準,并最終于 2008 年升級為 ISO 標準(ISO/IEC 14908)。
綜上所述,雖然許多標準還在發展應用中,但無法取代BACnet、 LonWoks 這兩個標準,無論從技術角度還是應用角度。二者長期占據標準中的霸主地位,并且在很長的時間內,建筑電氣自動化的的標準都將以之為主。因此,在建筑自動化行業研究和應用 BACnet 標準和 LonWorks 技術應是建筑自動化研究和應用的熱點。
三、建筑電氣自動化在我國的發展應用
在我國,建筑電氣自動化受時代特色限制,秉持科學發展觀看待建筑電氣自動化是未來的方向,目前我國的建筑行業增值速度快,建筑電氣自動化市場發展速度快,利益驅使更多的供應商看中建筑市場,正因如此,建筑電氣自動化市場兩極分化嚴重,供應商良莠不齊,部分根本不懂技術的工作人員混跡該領域,市場秩序出現混亂現象。
經過多年的發展實踐,終于出現幾批優秀的經得起考驗的建筑電氣自動化系統,這對行業發展起到很好的指引作用,與此同時,我國的技術員技術磨練成熟,逐漸與國際標準縮減差距。目前我國許多電氣自動化系統品牌打入國際市場,雖然在建筑電氣自動化領域的研究呈上升趨勢,但這種上升與行業發展仍然存在差距。
在以開放為時代特征的今天,我國建筑自動化發展的可行方案應是客觀評估現有的技術標準,并掌握、消化和吸收建筑自動化行業中的重大主流技術標準,走自主研制和開發的道路,研究和開發具有自主產權的實用產品和系統。
參考文獻:
[1]楊東林.太原城市土地利用中的問題與對策[期刊論文]-太原大學學報2005,6(1)
[2]張永林.舊房改建中的碳纖維加固施工實踐[期刊論文]-建筑施工2009,31(7)
[3]周萍.關于舊房的改建技術[期刊論文]-沿海企業與科技2008(6)
[4]王見芳.山西省高校教育園區建設項目的SWOT分析[期刊論文]-經濟師2011(5)
篇4
【關鍵詞】電氣自動化 現狀 發展前景
前言
電氣自動化就是使產品的操作、控制和監視,能夠在無人(或少人)直接參與的情況下,按預定的計劃或程序自動地進行。電氣自動化具有提高工作的可靠性、提高運行的經濟性、提高勞動生產率、改善勞動條件等作用,把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來,而且能增強人類認識世界和改造世界的能力。因此,自動化是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。伴隨信息時代的到來,機械電子技術、微電子技術的發展更加迅猛,信息技術在電氣自動化的發展中將發揮越來越重要的作用。
一、電氣自動化的概念和優點
電氣自動化是研究與電氣工程相關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、實驗分析、研制開發以及電子與計算機等領域的一門科學。在我國解放后便開始對電氣自動化進行深入研究,并且開始設立本科專業。進入新世紀隨著電力電子技術、微電子技術的迅猛發展。使其發展日趨多元化。尤其是結合了目前嵌入式、網絡、通信等技術后,電氣自動化已出現在我們身邊的各個領域。
電氣自動化的優點包括:1優化供配電設計,促進電能合理利用。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;2提高設備運行效率,減少電能的直接或間接損耗。要滿足建筑對運行要求的制定和維護其安全運行的前提下,盡力減少成本,最大程度的降低和減少各種消耗。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,提高電力設備的是利用率,減少電能的直接或間接損耗;3合理調整負荷,提高設備利用率。在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下,盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數,在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施,提高負荷率和設備利用率節約電能。
二、電氣自動化發展現狀
2.1平臺開放式發展
OPC(0LE for Process Control)技術的出現,IEC6113l的頒布,以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應用,使得未來的電氣技術的結合。計算機日益發揮著不可替代的作用。同時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Windows NT的軟件PLC、嵌入式NT系統還是基于WindowsCE的控制系統中。
2.2電氣自動化系統集成信息化
信息技術對電氣自動化的滲透來自于兩個方向:一方面是從管理層縱向的滲透。企業的業務數據處理系統要對當前生產過程的數據進行實時的存取。企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務、人事等管理數據,也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控,在第一時間了解最全面和準確的生產信息。另一方面,信息技術橫向擴展到電氣自動化的設備、機器和系統中。隨著微電子和微處理器技術應用的增加,原本定義明確的設備界線,如PLC、控制設備和控制系統變的模糊了。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。不僅包括傳感器和執行器,而且包括控制器和儀表。Internet/Intranet技術和多媒體技術在電氣自動化領域有著廣泛的應用前景。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用,將對未來的自動化產品,如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響。信息技術革命的原動力是微電子和微處理器的發展。軟件的重要性在不斷提高。
2.3分布式控制應用
現場總線通過一根串行電纜將位于中央控制室內的工業計算機、監視/控制軟件和PLC的CPU與位于現場的遠程I/O站、變頻器、智能儀表、馬達啟動器、低壓斷路器等連接起來,并將這些現場設備的大量信息采集到中央控制器上來。它是一種串行的連接智能設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸的分支結構的通訊總線。分布式控制意味著PLC、I/O模塊和現場設備通過總線連接起來,將輸入輸出模塊轉換成現場檢測器和執行器。
三、電氣自動化發展的主要影響因素
3.1信息技術的決定性影響
信息技術,廣泛的講就是指人類開發和利用信息的一切手段,是包括計算機、世界范圍高速寬帶計算機網絡及通訊技術以及用來傳感、處理、存儲和顯示各種信息等相關支持技術的綜合。現代信息技術是建立在現代電子技術基礎上的,所以又稱為現代電子信息技術。它以計算機、通信、自動控制、光電等現代技術為主體,對各種信息進行獲取、傳遞、加工、處理和利用。現代信息技術主要包括微電子、光子、光電子、分子電子等有關元器件制造的信息基礎技術,實現信息的獲取、傳輸、處理、控制等功能的系統或設備的信息系統技術,用于社會經濟生活各個領域的信息應用技術。信息技術對電氣自動化的發展具有較大的支配性影響。信息技術的發展在很大程度上取決于電氣自動化中眾多學科領域的持續技術創新。反過來,信息技術的進步又為電氣自動化領域的技術創新提供了更新更先進的工具基礎。
3.2與物理科學的聯系更加緊密
由于三極管的發明和大規模集成電路制造技術的發展,固體電子學在二十世紀的后半葉對電氣工程的成長起到了巨大的推動作用。電氣自動化與物理科學間的緊密聯系與交叉仍然是今后電氣自動化的關鍵,并且將拓寬到生物系統、光子學、微機電系統。
比如PLC(可編程控制器)在電氣自動化中的廣泛應用。它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的發展,這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍。PLC的工作原理包括三個方面:輸入采樣階段;用戶程序執行階段;輸出刷新階段。下面是PLC的一些主要應用:
1)PLC在公路交通系統中的應用。PLC型交通燈控制器將PLC用于對交通信號燈的控制,主要是考慮其具有對使用環境適應性強的特性,同時其內部定時器資源十分豐富,可對目前普遍使用的“漸進式”信號燈進行精確控制,特別對多岔路口的控制可方便的實現。由于PLC本身具有通訊聯網功能.將同一條道路上的信號燈組成一局域網進行統一調度管理,從而縮短車輛通行等候時間,實現科學化交通管理。
2)PLC在數控系統中的應用。數控系統按其控制方式劃分有點位控制系統、直線控制系統、連續控制系統。在機械加工時。數控系統的點位控制一般用在孔加工機床上(例如鉆孔、鉸孔、鏜孔的數控機床),其特點是,機床移動部件能實現由一個位置到另―個位置的精確移動,即準確控制移動部件的終點位置,但并不考慮其運動軌跡,在移動過程中刀具不切削工件。
3.3現代技術的迅速發展
現代技術的飛速進步和分析方法、設計方法的日新月異,勢必帶動著依賴現代技術的電氣自動化也將迅速發展起來。
四、電氣自動化的發展趨勢
電氣自動化的發展趨勢應該是科技化、信息化、開放化。
科技化是指電氣自動化的發展應當出現實用性新技術、新材料、新產品。本著自主創新的思想,以節能降耗為切入點,積極推廣應用節能降耗新技術、新方法、新工藝,在材料的使用,技術的使用等方面力求創新,采用信息技術、計算機技術、網絡技術與自動化技術等高新技術,研發新產品。信息化則是指信息技術在電氣自動化的地位應更加突出。電力設備的設計、制造和運行中廣泛應用的計算機優化與仿真技術,人工智能分析的廣泛應用以及電氣工程中廣泛使用的網絡通信技術,都充分展現了信息技術在電氣自動化中起到的重要作用。開放化則是要與外界建立一個接口,實現與外界網絡的連接。計算網絡是實現信息實時交換和共享的重要基礎設施,也是實現管理、決策、設計、控制和制造一體化的關鍵,它已廣泛應用于電力系統各元件和局部系統的管理、監視、調節和控制上,是電力系統信息管理、遠動技術、調度自動化等方面的核心。
比如在發電廠的中電氣監控系統的應用。在布置方式和數量上,廠用電設備分散安裝于各配電室和電動機控制中心,元件數量眾多,運行管理信息量大,檢修維護工作復雜。與熱工系統相比較,電氣設備操作頻率低,有的系統或設備運行正常時,幾個月或更長時間才操作一次;電氣設備保護自動裝置要求可靠性高,
動作速度快,比如保護動作速度要求在40ms以內完成。在電氣設備本身構造上,其具有聯鎖邏輯較簡單、操作機構復雜的特點。在控制方式上,廠用電系統的主要設備監控需要接入DCS系統,但在兩臺機組共用一臺起,備變的情況時,由于一臺機組的檢修不能影響另一臺機組的正常運行,因此需要考慮兩臺機組DCS電氣控制的模式,確保對其控制權的唯一性。總結以上特點,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。既要實現正常起停和運行操作外,又要實現實時顯示異常運行和事故狀態下的各種數據和狀態,
并提供相應的操作指導和應急處理措施,保證電氣系統在最安全合理的工況下工作。
ECS除應將現有的廠用電監控功能向深層次發展外,還應將發電機、主變壓器、SF6斷路器等主要設備的在線診斷功能融人同一監控平臺,有條件的電廠也可以將NCS系統也納入ECS這個平臺。甚至可以將廠用電的純電氣功能從DCS系統獨立出來。也納入ECS系統監控閥。布式的結構可以保證網絡中建立起獨它的網絡,以實現危險分散,促進系統的正常運行;開放化就是要將系統與外界聯系,實現各方的網絡連接,提高信息的處理能力;而信息化就是實現設備與網絡技術結合,實現網絡自動化和管控―體化。
結束語
隨著智能化和信息化的逐步發展,電氣自動化涉及的產業和領域也將更多,技術更新更快,更加復雜,我們應當不斷吸收高新技術的營養,開創電氣自動化發展新局面。同時在全球經濟一體化趨勢下,電氣自動化在國家經濟和社會發展中占據越來越重要的地位,電氣自動化系統逐步完善,實現系統與外界網絡的連接,使系統信息能夠進行綜合處理能力與網絡技術結合實現網絡自動化和管控一體化。
參考文獻
【1】張振華.創新――電氣自動化深化改革的靈魂【J】科技與生活,2010,14
【2】王志良.綜合化、網絡化、綠色化一對自動化科學技術發展的幾點回顧與展[1]自動化信息,2004,4
【3】孫琥.科學發展觀旗幟下的工業電氣自動化發展【J】硅谷,2009,1
篇5
關鍵詞:電氣自動化;控制系統;發展前景
一、電氣自動化工程控制系統的發展現狀
在我國,電氣自動化工程控制系統的發展已有幾十年的實踐,至今也取得了較為突出的成就。但是與發達國家相比,我國的起步仍較晚,電氣自動化工程控制技術也并不尖端,特別是隨著電氣自動化工程控制系統不斷發展和電氣自動化工程制造業競爭日趨激烈,更加突出了我國電氣自動化工程控制技術的現狀。可歸納總結為如下四方面內容:
1.信息集成化現狀。電氣自動化控制系統的信息集成化的發展大致有兩個方向:一是管理層次的擴展。該系統需了解企業生產部門的動態,并合理調配各項資金和人力,不但能為管理者的高效管理提供依據,也能降低意外的發生和損害。二是技術的延伸。包括設施研發和機器改良,技術延伸使企業產品更接近市場,符合社會需求,特別是新型微電子處理技術在電氣自動化設施中的應用,完成了電氣自動化工程控制技術與其所匹配軟件的有機結合。
2.DCS系統現狀。分散控制系統,即DCS系統,是融合了計算機技術、CRT技術、控制技術和通訊技術的一種新型控制系統。該系統是以微處理機為基礎進行微機分散,對生產中的多個回路進行控制,并同時完成集中獲取并采集數據,進而實現管理控制的過程。在計算機網絡技術發展日新月異的今天,分散控制系統也開始朝著多元化和網絡化方向發展,系統型號接入不再單一限制,即可完成數據的綜合入網,使之與工程管理系統相連。由于DCS系統采用的是容錯設計,當一臺電腦出現故障時整個系統運行不受影響。要使電氣自動化控制系統穩定性更強,最好采用特定軟件和專用計算機。
3.標準語言規范現狀。電氣自動化控制系統的標準語言規范是Windows NT以及IE電氣自動化控制系統發展的,最終目的是通過Windows操作系統來達成人機界面。由于PC系統控制的靈活性和集成電路板的易制作性,如在系統中運用標準的編寫語言,則會使其維修和護理更便捷。
4.集中監控方式現狀。集中監控在電氣自動化控制系統的應用非常廣泛,但這并不代表其沒有缺點。因為集中監控的系統控制把全部的功能都集中在一個服務器中,因此信息處理速度難以提升,主機空間的限制使其無法完成對全部設備的集中監控,即便實現也會增加造價成本,還會存在可靠性不足、維護難度大等系列問題。
二、電氣自動化控制系統發展前景分析
電氣自動化控制系統作為工業生產中的關鍵平臺,在市場條件下作用下與IT平臺結合度越來越高,并引發了電氣自動化發展中的多次革新,筆者在此簡要概述電氣自動化工程控制系統的未來發展前景:
1.實現一致性。當控制系統實現一致性發展的時候,也就表明其經歷具有歷史轉折意義的深刻發展,它不但能推進自動化制造產品的周期性,而且能確保養護及維修等各個環節都會實現統一。而逐步實現控制系統的一致性,不但是社會環境發展的客觀需要,而且也標志著控制系統的發展走向了獨立化。
2.實現標準化。隨著電力領域技術發展的日新月異,我國電氣工程也面臨著技術革新。在技術環境不斷走向開放化的當下,自動化控制系統在接口方面的標準化進程也在不斷推進。標準化的到來,一方面有利于各企業間進行軟硬件信息數據的傳遞共享,另一方面也解決通訊難問題,大大提升了企業間信息通訊交流的效率。
3.趨于專業化。在自動化控制系統的安置和設計環節,業內加大了對專業技術人員的培訓重視度,無論從培訓力度還是培訓規模方面都有了較大的提高,使操作人員的專業素養也水漲船高,技術日益精湛和純熟,這也就意味著控制系統將步入專業化的方向發展 。在自動化領域專業技能培訓與日俱增的今天,控制好系統的操作者應將專業技能的培訓當成一項重要任務來抓。專業的培訓將大大提高技術操作人員在實踐中的 維修、養護技術,對故障的發現、查明和處理速度和質量也會大大提升。
4.趨于安全化。隨著改革開放和市場化的不斷深入,我國的工業經濟也面臨新的“轉方式、調結構”的洗牌,新型工業化的發展離不開電氣自動化技術的成熟發展。近年來,電氣自動化在國內工業進程中的優勢地位越發明顯,安全化也成為其主要特點之一,日后要進一步實現自動化控制系統朝著規范性的安全趨勢發展,就必須對電力市場的發展前景做科學的分析,力求市場風險的最低化。
5.須持續創新。當前我國的電氣自動化技術進入高速創新的發展新階段,隨著市場技術環境的不斷開放,自動化控制系統領域的創新力度史無前例。各大電氣工程企業也緊抓發展機遇,提升對創新人才的培養和應用,特別重視該系統的自主研發和科研攻關,一些企業已取得了驕人的成績。當然,機遇和挑戰永遠都是并存的,在電氣工程企業迎來發展春天的同時,也面臨著殘酷的市場競爭,要想在市場中分的一杯羹,就必須持續進行技術創新,才能以此為保障不斷提升自身的綜合競爭力,并為電氣工程的快速發展提供技術支撐和智力保障。
6.實現市場產業化。隨著電氣自動化工程企業持續在集成系統和技術的開發及公關中投入大量的時間和精力,特別是當分工外包協作方式日漸被推廣和接受之時,零配件的配套生產也會發生相應的變化,逐步轉變成市場化,使各種大型號裝備制造技術能有序展開,并在一定程度上催生了裝備自主研發的數量。隨著市場產業化的不斷推進,資源配置也將不斷被優化,大大提高生產效率。
三、結語
總而言之,在全球經濟一體化日漸深入發展的當下,電氣自動化在我國國民經濟中的支撐作用越發突出。身為一名電氣工程技術人員,我們都應該秉承以身作則、實事求是、務實創新的精神,時刻將提升專業素質放在第一位,力爭通過自己的專業知識在我國電氣自動化控制系統的未來發展中發一分光,三一分熱。
參考文獻:
[1]劉慧彥.電氣自動化工程控制系統的現狀及其發展趨勢[J].科技創新與應用.2013(18).
篇6
關鍵詞:電氣自動化 發展現狀 發展趨勢
1. 引言
電氣自動化是工業現代化的重要標志和現代先進科學的核心技術。依靠科技進步是電氣自動化發展適應全面建設小康社會要求的必然選擇。對于電氣自動化企業,自動化技術可以大大降低人工的勞動強度,提高測量檢測的準確度和信息傳輸的實時性,為生產過程提供進一步的技術保障??捎行П苊獍踩鹿实陌l生,
保證設備的安全運行。在此闡述了我國電氣自動化的現狀,并對電氣自動化的發展前景進行展望。
2. 我國電氣自動化的現狀
2.1 信息系統集成方面
我國電氣自動化的信息來源有兩個方面:一方面是來自于管理層。另一方面在電氣自動化的設備、機械和系統中也大量應用了信息技術。由于微處理器技術和微電子技術應用的增加,相應的軟件體系、通訊環境和軟件的兼容性變得更加重要了。然而原來定義明確的設備界線,如PLC、控制設備和控制程序卻變得模糊了。它包括了傳感器和運行器還包括了控制器和儀表等。
2.2 維護電氣自動化系統方面
目前Windows 系統已經成為我國電氣自動化控制的標準平臺、語言和規范,并且在控制層采用Windows 作為操作系統平臺使電氣自動化系統更方便使用和維護。由于PC 的控制系統有很高的靈活性和易于集成的特點被更多的用戶所接受。
2.3 分布式控制應用方面
位于中央控制室內的工業計算機、監控軟件和PLC 的中央處理器與位于現場的遠程I/O 站、變頻器、智能儀表、馬達啟動器、低壓斷路器等設備通過一根串行電纜將它們連接起來,還能把這些大量的現場設備信息采集到中央控制器上來。它是一種串行的數字式的自動化系統、分支結構的雙向傳輸和智能設備連接的通訊總線。
3.我國電氣自動化的發展趨勢
3.1 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。
3.2 系統結構通用化
一個成功的自動化系統離不開通用的網絡結構。任何企業的網絡結構對于設備控制、監督系統、企業管理系統之間的數據通訊暢通無阻必須予以保證。數據添加和整理工作結束后,要對中心管理機和其他通訊管理機進行網絡通訊配置,以便系統能夠協調工作,傳送正確數據。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用,將對未來的自動化產品產生直接的影響。我國的工業化還沒有完全實現,世界信息化的浪潮就已經到來,我們不可能跨越工業化去實現信息化,工業自動化就是信息化和工業化的結合點,我們將密切關注國內外電氣自動化先進技術的發展趨勢,結合國內實際情況繼續創新和發展,在技術先進、經濟合理的前提下為我國的電氣自動化事業的跨越式發展做出貢獻。因此,發展工業自動化技術可以促進工業化的實現從而逐步縮短與發達國家之間的差距。
3.4 電氣自動化系統程序接口標準化
在與企業的管理系統、監控系統連接時至關重要的是基于硬件平臺的自動化解決方案。為了使硬件可以在自動控制和管理平臺之間建立一種最好的接口可以使用Windows NT 作為操作系統。在網絡方面可以使用TCP/IP 作為統一的通訊標準。標準化的程序接口可以保證不同廠家之間的軟硬件產品的數據正常交換,還解決了它們之間的通訊障礙。
3.5 和計算機技術完美融合
電氣自動化的最終目標是為了提高生產力,改變人們的生活模式,特別是目前的社會,需要盡可能節省勞動力,降低工人的勞動強度,這就要求工業生產過程中盡可能實現機械化。因此,伴隨計算機技術的突飛猛進,我們國家的很多行業都和計算機技術緊密結合,計算機技術對于電氣自動化的快速發展也起到了至關重要的作用。PC客戶機、互聯網技術的迅猛發展對于促進電氣自動化的進一步發展發揮了十分關鍵的作用,比如當前很多企業通過規范的網絡對于企業的生產經營狀況以及產品的銷售狀況等實施網絡的監控以及宣傳,并且通過網絡對于企業的各個方面實施實時的監督與控制,以便企業能夠在第一時間內隨時掌握本企業的基本情況從而做出準確的判斷以及提出有力的舉措。
3.6 操作人員專業化
電氣自動化系統設計與安裝時,往往忽略對那些將直接接觸控制設備人員培訓工作。這是通常認為實際運行設備時進行人員培訓比較容易,許多生產廠家及工程部門直到系統安裝運行之后,才開始對操作人員及維護人員進行系統培訓。通過專業培訓,操作人員能更好理解系統為何按某一特定方式安裝。為應付突然出現故障及惡劣運行環境下維修,就要事前弄清楚原因,否則會影響對發生問題做出正確判斷。新系統安裝,操作人員必須掌握這些技術。培訓期間,公司培養技術嫻熟操作人員,系統可運行時,那些將接觸新系統人員掌握硬件設備及其操作和維護保養知識
4.結束語
在全球經濟一體化趨勢下,電氣自動化在國家經濟和社會發展中占據越來越重要的地位,電氣自動化系統逐步完善,實現系統與外界網絡的連接,使系統信息能夠進行綜合處理能力與網絡技術結合實現網絡自動化和管控一體化。
參考文獻:
[1]陳洪峰.國內電氣自動化發展狀況與趨勢[J].科技創新導報,2009 年01 期
篇7
摘要:電氣自動化工程控制系統是現代先進科學技術方面的核心領域,其未來發展方向是能夠推動社會的全面發展與進步。本文首先介紹了電氣自動化工程控制系統的現狀,然后探討了其發展趨勢。
關鍵詞:電氣自動化控制系統現狀發展趨勢
引言
電氣自動化控制系統引領著現代化工業的前進方向,建立在先進科學技術上的電氣自動化工程對于社會和企業的傘面發展都起到了不可估量的作用。電氣自動化控制系統能夠幫助企業最大程度地減少勞動力成本和強度,提高檢測的精確度,增強傳輸信息的有效性和實時性,確保了企業生產活動的順利展開。另一方面,電氣自動化控制系統大大地減少了安全事故的發生。保障生產設備的安全運行。
一、工業電氣自動化的發展現狀
1.1 Windows 正成為事實上的工控標準平臺
微軟的技術如Windows NT、Windows CE 和Internet Explore已經正在成為工業控制的標準平臺、語言和規范。PC和網絡技術已經在商業和企業管理中得到普及。在電氣自動化領域,基于PC的人機界面已經成為主流,基于PC的控制系統以其靈活性和易于集成的特點正在被更多的用戶所采納。在控制層采用Windows作為操作系統平臺的好處就是其易于使用和維護以及與辦公平臺簡單的集成。
1.2 現場總線和分布式控制系統的應用
現場總線是一種串行的連接智能設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸的分支結構的通訊總線。它通過一根串行電纜將位于中央控制室內的工業計算機、監視/控制軟件和PLC的CPU 與位于現場的遠程I/O站、變頻器、智能儀表、馬達啟動器、低壓斷路器等連接起來,并將這些現場設備的大量信息采集到中央控制器上來。分布式控制意味著PLC、I/O模塊和現場設備通過總線連接起來,將輸入/輸出模塊轉換成現場檢測器和執行器。
1.3 IT 技術與電氣工業自動化
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平臺的融合,電子商務的普及將加速著這一過程。信息技術對工業世界的滲透來自于兩個獨立的方向:一是從管理層縱向的滲透。另一方面,信息技術橫向擴展到自動化的設備、機器和系統中信息技術已滲透到產品所。
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。企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務、人事等管理數據,也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控,在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用,將對未來的自動化產品,如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響。
二、電氣自動化工程控制系統的發展趨勢
2.1 電氣自動化控制系統的統一化
電氣自動化控制系統的統一化對于自動化產品的周期性設計、安裝與調試、維護與運行等功能的實現都起著重要的作用,從而大大的減小了從沒計到投入運用之間的時間和成本。實行電氣自動化控制系統統一化的主要同的就是為了把開發系統從運行系統當中獨分出來。
同時也為了能夠方便達到客戶的要求。電氣自動化控制系統的主要發展趨勢就足能夠把電氣自動化系統通用化,電氣自動化網絡結構應該保障現場的設施、計算機的監管體系、企業工程的管理體系之間數據交流的暢通。需要注意的是,網絡計劃的實行,不管是采用現場總線還是以太網,其都需要保證控制元件到辦公室環境之間的自動化的整體通訊。
2.2 電氣自動化工程控制系統的市場化
作為一種工業產品,要實現長久的發展,必須深化制造部門內部的體制改革,運用現代科學技術保障發展的成果。而且還需要密切的關注產業市場化所帶來的后果,保證產品適應市場發展的需要。另一方面,制造企業不僅需要對開發技術和集成系統進行研發投入,同時還需要運用分工外包和社會化之間的合作,使零部件的配套生產逐漸的市場生產化、專業化,從而能夠保證對高端裝備技術開發研究資源綜合利用,提升自主裝備制造的比例。
2.3 電氣自動化工程控制系統的創新技術
在我國電氣自動化發展戰略的指導之下。伴隨著市場化的環境,使電氣自動化工程控制系統的創新能力得到不斷的提升,并且對引入的創新技術進行及時的消化、吸收、再創造。電氣自動化工業企業應該不斷的提升自身的技術創新能力,對于具有自主知識產權的電氣自動化工程控制系統加大科研的投入,為電氣自動化的研究提供更加廣闊的空間。而政府同樣應該意識到電氣自動化工程控制系統在經濟發展當中的主導力量,加強政策上的扶持,建立和完善機制體系。
2.4 電氣自動化控制系統的標準化接口
因采用了微軟公司的標準化技術,使得工程的成本和時間大大的縮減了,實現了數據資源的共享交換。當企業進行系統之間的連接時,鑒于自動化系統策劃方案的重要性,需要采用微軟操作系統,即辦公室通訊使用的標準就是IP 系統,自動化控制和管理系統兩者之間的重要接口之間的建立就是通過PC 系統的。標準化的程序接口保證了廠家之間進行軟硬件的數據交換,使通訊產生的困難真正的得到了解決。
2.5 電氣自動化工程的生產將更加的安全
電氣自動化工程控制系統的一個發展方向就是安全防范技術的集成化,重點就是如何保證系統的安全性,即人、機、環境三者的安全實現。在非安全狀態時,用戶要如何選擇利用最低費用實現安全方案制定的問題。
2.6 未來的電氣自動化控制系統需要更加專業的技術型人才
電氣自動化控制系統的高度智能化和集成化,決定了研發制造人員技術專業性要強,同時也對電氣自動化控制系統相關崗位的操作人員有專業性的要求。對崗位的操作人員培訓尤其需要加強。對于電氣自動化控制系統這一現代化技術裝備,在進行安裝的過程中就應該安排崗位人員進行培訓,讓他們在安裝的過程當中熟悉整個系統的安裝流程,加深技術人員對于自動化系統的認知。特別是對于從未接觸過這一新設備、新技術的企業和人員,顯得更為重要。并且企業應該注重對員工的技術操作水平的提升,讓技術員工必須掌握操作系統硬件,軟件的相關實際技術要點和保養維修知識,避免人為降低系統工程的安全與可靠性。
結論
電氣自動化控制系統能夠有效提高行業領域整體的自動化水平,特別是行業的運行管理水平。并且電氣化控制系統可以大大節省企業的成本,提高設備、生產線等的可靠性。當前的電氣化自動控制系統已經在眾多領域嶄露頭角并發揮重要作用,未來,電氣自動化控制系統也必將有長足的進步和發展,為企業和國民創造更多的經濟、社會效益。
參考文獻:
[1]石磊,李國棟.電氣自動化控制系統及設計[J].黑龍江科技
信息,20l l(20).
篇8
【關鍵詞】電氣自動化 發展 工業系統
1 引言
電氣自動化的產生與發展離不開我國現代化工業的發展策略。自“十二五”會議結束后,“節能減排”成為了工業發展的熱點,工業行業積極響應“資源節約型、環境友好型”。之后黨十七大報告再次強調了節約能源資源和保護生態環境的戰略性作用,電氣資源作為一種可再生、低消耗的清潔能源,其利用更加受到重視,而電氣的自動化,更是結合了工業控制系統中電子自動化技術,其生產運用更加符合生產的高效率高效益目標。許多大中企業為了跟進工業的發展腳步,增強自身企業的競爭力,積極引進先進的電氣自動化設備,電氣自動化技術在具體生產應用和技術研發中發揮了重要的作用。
2 我國電氣自動化的現狀
我國的電氣自動化技術促進了工業制造的繁榮和發展,被廣泛應用于各個經濟領域,按照規模主要集中在電力、鋼鐵和建筑三大行業當中。電氣自動化的普及應用也另一方面提高行業的生產產品精細程度和控制監管力度,而一定程度上激昂工人從艱苦的工作環境中釋放出來,增加生產的安全性,也提高了生產效率。
2.1 電氣自動化系統編程標準化
Window平臺的應用,使得計算機技術和電氣技術的發展緊密結合起來,Window正成為工業電氣生產中的控制平臺。Window作為操作系統平臺使電氣自動化系統更易于使用和維護,微軟Window本身的語言和規范也同時使得工業控制系統逐漸標準化。不同的PLC產品的編程語言不同,因此采取相同的編程語言有利于統一控制系統的表達,IEC61131的頒布使用通過同一套的編程語言,規定了統一表達的語法,成為國際化的標準化語言。各大企業統一使用IEC61131的編程語言,實現控制系統的結構化,使得生產程序更加容易管理,也提高了工業生產效率。
2.2 電氣自動化系統的信息集成
信息技術在電氣自動化的運用,主要通過兩個方面:
2.2.1 通過企業管理層
企業管理系統通過對工業生產過程中的信息進行數據采集,形成實時的系統數據庫,方便企業的管理層對生產的動態過程進行信息瀏覽和系統管理,熟悉生產一線的實際情況,監控動態生產過程,方便及時處理產生的生產問題;
2.2.2 通過對生產中運用的電氣自動化設備和系統的應用
網絡技術的靈活與快捷在生產應用和管理中十分有益,結合多媒體技術的發展,促進了電氣自動化的產生、管理和后期維護。企業可以通過一定的局域網絡、軟件程序、電氣設備以及控制系統,就可以組成一套統一的工業生產整體,形成機-電一體化,整體控制生產流程。信息技術的應用,促進了電氣自動化系統其信息集成功能的發展。
2.3 電氣自動化的分布式控制
分布式控制是我國電氣自動化目前最為常用的功能,這主要是通過電氣設備和自動化系統進行連接從而實現通訊總線將整個控制室的計算機、監控軟件和PLC的中央處理器與生產現場的連接設備(或I/O模塊)進行統籌控制,從而將分布在生產現場的檢測器和執行器轉變成控制系統的輸入和輸出模塊?,F場總線的數字化和雙向傳輸特點有利于采集現場的信息,并實時傳播到中央控制器上,這既可以實行生產的遠程操控,也降低了工人的勞動強度,減少了生產安全事故的發生,降低工人危險作業的風險,改善工人的生產工作環境。
電氣自動化在我國現在企業中應用面很廣,但是電氣自動化的核心技術和關鍵配件大多依靠對發達國家的技術引進和產品購買,國產設備缺乏一定的技術競爭力和產品吸引力。我國國內電氣自動化廠家數目并不少,但是大部分規模小,多分布在東邊沿海地區,也分布有名的國際品牌(如西門子等)。由于國內對電氣自動化設備和技術的需求大,市場足,國際企業和國內廠家在中國的分布多,市場競爭激烈,如果我國仍然一昧依賴外來技術,缺乏自我創新和對技術研發的重視,未來我國的電氣自動化行業則形勢嚴峻,挑戰不少。
3 我國電氣自動化的發展趨勢
電氣自動化技術在我國工業實際中創造的經濟利潤和技術上的便利,讓我們不得不重視電氣自動化在我國的未來發展走向。整體而言,電氣自動化在我國的發展趨勢可以總結為五點,分別是:結構分布式、平臺開放化、系統通用性、生產安全化和電氣自動化產品更新快。
3.1 電氣自動化結構分布式
電氣自動化技術采用的是分布式結構。雖然電氣自動化的監控方式是集中型監控,這種監控方式容易造成中央處理器的任務過重,影響系統處理的運行速度和對機器的損耗。而現場總線采取分布式結構能夠將分布在網絡中的每個智能模塊分開,獨立運行,從而減少對單一機器的工作壓力,充分利用每個模塊的功能,從而達到分散系統危險的目的,方便使用和維護系統。企業可以隨時監控生產現場,掌握第一時間的信息反饋,有問題則可以及時調整。
3.2 電氣自動化平臺開放化
電氣自動化控制系統采用的是微軟的Window系統,具有統一的編程語言和表達方式,通過網絡技術便可以與外界進行連接,具有時效上的快捷方便。Window平臺的開放化,有助于不同系統之間之間連接,也便于實現企業和外界的溝通和交流。如果企業的某一電氣自動化設備發生了程序問題,通過系統和網絡則可以便利地與其他公司分支甚至國外技術人員進行技術交流和定期維護。平臺的開放性,使得電氣自動化技術具備了與時代接軌的媒介,更加感受到外界的技術更新和內容交流,從而促使電氣自動化技術本身的不斷完善與進步。
3.3 電氣自動化系統通用性
不同企業如果采用不同的控制系統,使用不同的語言語法,運行不同的編程程序,則程序項目中的設計,實驗與調試、運行過程中不同系統的交接與溝通則將浪費不少的時間和資金,創造最大化生產利益。而現在我國電氣自動化的發展趨勢是采用統一的控制系統,運行相同的編程語言,不同企業平臺的自動化系統不存在兼容差的問題,則將大大減少設計上浪費的大量資源。電氣自動化系統的通用性,將促成控制平臺的統一化,相同的編程控制器,統一的window控制系統,將可以通過統一運行的代碼實現。而相同的控制系統,有利于實現整一個控制系統的數據的傳輸與溝通,也便于企業自身的管理與交流,企業管理層也可以通過統一的系統進行及時有效地數據共享,信息轉達,以便于問題的反饋和解決。
3.4 電氣自動化生產安全化
我國電器技術運用的行業生產領域廣泛,但多是鋼鐵、電氣等生產環境相對艱苦的行業,生產勞動的強度大,工作環境惡劣,工人的人身安全和身體健康難以得到保障。因此尋求生產安全化的電氣自動化技術和產品,不但是生產技術精細度的要求,也是關心員工企業人文的追求。電氣自動化技術的應用,既可以通過集中管理,有可以進行遠程監控,從而減少親身處于艱苦工作環境操作的工人數量,降低操作風險性,減少安全事故的發生幾率。另一方面,艱苦環境的脫離和計算機的輕松控制,致使工人自身必須掌握相應的計算機系統操作知識和設備操作技能,提高自身的專業素質,操作人員更加專業化。
3.5 電氣自動化產品更新快
電氣自動化技術的更新跟現代電子技術的更新關系密切,而電子技術的更新具有周期短,更新速度快的特點,相應地電氣自動化產品也具有更新速度快的特點。而且電氣自動化技術必須適應工業實際生產的需求,而當今社會人們的產品消費需求不斷改變,技術適應生產需求,生產中則需要盡量縮短研發時間和生產周期,才能為企業創造更多的利潤空間。因此電氣自動化技術需要隨時跟進時代,不斷改進。這也需要相關企業的不斷創新研發。
4 結語
如今是一個電子技術告訴發展的網絡時代,工業生產也將離不開電子技術和網絡技術。電氣自動化技術在我國經濟生產發揮著越來越重要的作用,我國要想繼續保持生產大國的優勢,必須勇于接受挑戰,積極創新,尋求技術上的突破,擁有自身的核心競爭力。這才可以使得電氣自動化行業得到持久而長遠的發展。
參考文獻
[1]馬巍.淺談電氣自動化的現狀與發展方向[J].科技論壇,2011(26).
篇9
關鍵詞:變電站自動化;數據通訊;保護
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1812-2485(2011)07-037-03
信息技術是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術的總稱。信息、物質和能源一起構成了當今世界的三大資源。而信息又具有與其它資源所不同的顯著特點,即在使用中不但不會損耗,反而通過交流增值。信息技術推廣應用的顯著成效,促使世界各國致力于信息化,而信息化的巨大需求又驅使信息技術高速發展。信息產業已成為我國的支柱產業,其規模居世界第二位,在提高我國企業效益,改善產業結構,加快企業技術改造中發揮著越來越重要的作用。在電力行業中信息化建設正在逐步走向成熟,在油田電網中采用計算機技術、網絡技術、數據庫技術及信息處理技術等,對推動科技進步、創建一流企業不僅必要而且迫切。
變電站自動化技術是當前以至今后變電站發展的重要一環,目前全國每年所新建的各等級變電站基本上都應用了自動化技術。另外對于老式變電站的技術改造,也基本上全部升級為自動化模式。在進行變電站自動化技術的應用過程中,對包括遠動、控制、通訊、保護、計量等在內的二次系統的運行管理以及一、二次設備之間的配合提出了更高的要求。因此,變電站自動化技術是對傳統電力系統中應用信息技術的一項重大創新,它系統地囊括了電力行業的各相關專業,并且涵蓋了從設備生產、設計、施工、檢驗、運行管理等各相關部門,是現代科學技術和管理技術在電力系統內的成功應用。
近年來,變電站自動化技術在勝利油田電網改造中的應用取得顯著效果。為電網安全、可靠、經濟運行提供了重要支持。為進一步在新老設備并存的勝利油田電網中逐步推進電網自動化改造,有必要總結經驗,使技術方案更加合理、經濟、先進。
1 變電站自動化技術的發展現狀
變電站自動化是利用先進的應用控制技術、計算機技術、通信技術和信息處理技術等,實現對變電站的功能進行優化設計,采用自動裝置進行各種作業來減少或替代人工,對變電站設備的運行情況執行監視、控制、管理和協調的一種自動化系統。
目前我國有不少變電站采用國外引進的或國內自行開發研制的系統和設備進行提高自動化水平的技術改造,從整體上提高了變電站運行可靠性,減少了變電站電纜等其他方面的造價,降低了運行維護成本。
1997年國際大電網會議對變電站自動化系統這個系統工程進行分析,總結了該系統的7個功能組(共63種功能),分別是:
(1)系統功能
(2)控制、監視功能
(3)繼電保護功能
(4)關于繼電保護的記錄預警功能
(5)系統通訊功能
(6)接口功能
(7)測量表計功能
1.1 當前變電站自動化系統的組態模式
變電站自動化系統的組態模式主要因技術發展的水平、設計思路以及變電站現場實際情況的不同而呈現出差異化。一般來說,當前對變電站自動化系統的組態模式的劃分原則是:一方面可以從系統設計思路上劃分為集中式RTU加常規保護模式、分布式測控裝置加微機保護模式和分層分布式結構模式;另一方面也可以按照變電站自動化系統所在物理安裝位置的差異將系統劃分為集中安裝、分層安裝和分散安裝等多種形式。
1.1.1 集中式:是一種按照功能劃分的模式,以RTU加常規保護作為基礎實現遠動及就地監控。主要是在以往常規保護的基礎上加裝了RTU裝置,系統各功能組件主要采用模塊化軟件連接的方式來實現功能,集中采集相關信息并進行集中處理運算,用以實現遠方調度的遙測、遙信、遙控、遙調等功能。此類系統目前仍有使用,存在的缺點主要表現在系統擴展性、維護性較差方面,屬于變電站自動化的早期模式。
1.1.2 分布式:主要為分布式微機測控裝置加微機保護模式,保護模塊和測控裝置之間相對獨立,在各功能模塊之間主要采用網絡技術以實現數據通信功能,在實際應用中往往采用多CPU協同工作方式以提高系統處理并行大數據量事件的能力。通過網絡系統內部優先級的分配方式來解決數據傳輸中的瓶頸問題,可以有效地提高系統的實時性。這種方式因為采用了現場總線和網絡技術,相對于上一種模式系統的擴展性和維護性更為便捷,由于各測控裝置和保護模塊獨立運行,因此一旦系統發生局部的故障不至于影響到其他模塊的正常運行。目前分布式測控裝置加微機保護模式應用較為廣泛。
1.1.3 分層(散)分布式:近年來,隨著通信技術、網絡技術和計算機硬件技術的不斷發展,隨之出現了面向間隔(對象)的分層分布式結構模式。這種模式以每個間隔為保護對象,按照級別高低自上而下將變電所自動化系統劃分為變電所層和間隔層。在每一個間隔中,各種數據量的采集、控制和保護單元分別安裝在本間隔內,各個單元的設備之間相互獨立,并通過網絡進行連接和通信。一般由本間隔層內的各功能模塊完成所需功能而不依賴通信網絡。目前在110kV以下電壓等級的變電站,采用此類結構模式完全可以實現保護、測控裝置的一體化;在110kV及以上電壓等級的變電站中,采用此類結構模式時保護測控系統大多按照每個間隔分別進行設計。采用這種模式可以大量減少二次設備的數量,減少二次電纜的使用和土建工程量。這種模式由于采用了先進的網絡通信技術和面向間隔(對象)的設計方式,較前兩種模式來說系統配置更加靈活、擴展也更為方便,既可以分散安裝在間隔層開關柜上,也可以在控制室、配電室內分別組屏。是現階段變電站自動化系統所采用的各種結構中比較先進的一種模式。
1.2 無人值班變電站的發展與變電站自動化系統
無人值班變電站,是指在變電站內不設置固定運行、維護值班人員,運行監測、主要控制操作全部由遠方控制端進行,只對站內設備采取定期巡視維護的變電站。近年來,網絡技術、數字通信技術、自動化技術、電子計算機技術得到了飛速的發展;另一方面,伴隨著國家電力行業的不斷發展,電網規模的不斷擴大,電網的結構也日趨復雜,對自動化系統的依賴程度越來越高。特別是進入九十年代以來,隨著變電站自動化系統在電力行業的大規模應用,為無人值班變電站的推廣提供了可靠的技術保證。無人值班變電站的建設可以節約變電站的占地面積,減少常規變電站建設中的配套設備、輔助設施方面的大量投資和高額的運行維護費用,增加企業的經濟效益。正是因為具備這些傳統有人值班變電站所不具備的優點,無人值班變電站的建設已成為今后的發展趨勢。據統計,目前在我國城市無人值班變電站占總量的比例已達到70%以上,而在山東、廣東等電力系統發展較快的地區無人值班變電站的比例已經達到85%以上。
2勝利油田當前變電站自動化技術應用情況
在“九五”、“十五”規劃期間,勝利油田電力管理總公司以調度自動化和變電站自動化的推廣應用為重點,積極推廣和應用變電站自動化技術,并將其作為今后技術改進的重點?,F在電力調度自動化系統已初步建成,調度通訊用電纜工程的規劃建設也以進入系統規劃建設階段。無人值守變電站的逐步實施也在逐步進行。
目前勝利油田變電站自動化系統的幾種模式如下:
2.1 對運行時間二十年及以上,設備老化嚴重的
一次設備的斷路器更換為六氟化硫斷路器,避雷器更換為氧化鋅避雷器,設備的二次保護改為微機保護,并配備微機監控系統。為實現無人值守增加通信設備和信道。
2.2 對投產時間不長的
進行經濟型改造,一、二次設備運行安全可靠的變電站仍保留常規保護,只對傳統設備進行部分改進,改進或新增RTU部分,并為實現無人值守建設通信通道。主要改造有:
2.2.1 所有斷路器、主變分接頭實現就地控制和遙控。
2.2.2 各種測量數據、信號通過RTU傳送至調度中心。
2.2.3 保護裝置的本身狀態信號和動作信號都接入RTU,供遙信用。
2.2.4在開關柜上增加當地和遠方控制切換開關,替代控制屏。
2.2.5 建立通訊信道。
因這種模式常規保護不具備自檢功能,為預防不可預見的設備故障會給整個變電所運行帶來嚴重后果,需定期進行試驗和調試。所以此種改造方式只能作為自動化改造進程的過渡。
2.3 對負荷較輕的偏遠臨時變電站(6kV出線通常不多于四回)
一次設備的斷路器更換為戶外六氟化硫斷路器,避雷器更換為氧化鋅避雷器。為實現無人值守使用RTU和微波通信。
3 變電站自動化新技術應用
近幾年變電站自動化技術進步迅速,使用的單片機從8位發展到16位、32位;設計從集中式發展到分布式;通信方式從串行通訊發展為現場總線和以太網通信。
如今像南瑞、南自、許繼、四方這些國內制造廠商為降低制造成本、提高產品的性能價格比,和科研院所一起進行研究開發。推出了如ISA系列(南瑞)、PS系列(南自)等這些采用以出線間隔為單元,體現面向對象的保護、監控一體化分布式設計。并以其獨特的風格占據了我國主流市場。
3.1 雙CPU配置
其特點是保護功能模件與監控功能模件均和32位微處理器且具有相同的標準硬件結構,依靠EOROM中的固化軟件來完成不同功能。有多個獨立的CPU,分別管理保護、控制和通信,這樣做可增強CPU的處理能力,避免CPU負擔過重,故可靠性并未降低。還可提供雙重電源,互為熱備用。
以南自的PS6000系列產品為例:PS6000系列縱向分為站級層和間隔層,各單元內保護和監控相互獨立,單元之間和層與層之間均采用現場總線(Field Bus),各間隔單元相互獨立,僅通過站內網絡互聯,并同站級層通信。各單元同時具有獨立的保護和監控功能模塊,使變電站的二次回路布線大為減少、屏柜數量大為減少,并通過在相應的單元裝置上加上相應的操作開關和開關位置指示燈,作為開關的后備/應急操作和監視來替代常規的儀表屏、模擬屏、變送器屏和中央信號控制屏的功能。
3.2TCP/IP技術
Internet網的快速發展使TCP/IP協議得到了廣泛應用,成為一種事實標準,幾乎所有的計算機廠商和數據網絡產品都將其作為基本協議。最近興起的以太網的嵌入式應用,網絡直接延伸至單元設備。如果將電網看成一個網絡,變電站這個電網的信息源和主要監控點就是網絡中的節點。
傳統的遠動信息傳輸是采用串行接口(RS-232C或RS-422)加調制解調器(MODEM)方式,速率為0.6-1.2kbit/s。隨著電力通信網從電力載波、模擬微波到數字微波、光纖通道的發展,這種在高速(64kbit/s)數字信道上傳輸低速模擬信號方式,所采用的數字-模擬-數字的二重轉換造成技術的不合理,不僅增加設備費用,又造成通道帶寬資源的浪費和降低了傳輸可靠性,可謂事倍功半。
因此,RTU系統上網TCP/IP技術是順應當今計算機網絡技術發展潮流的明智選擇。該模式要求變電站自動化系統在網絡層和傳輸層支持TCP/IP協議,在應用層支持遠動通信協議IEC60870-5-104或計算機數據通信協議IEC60807-6TASE.2(ICCP)協議,該模式適用于新建站的分布式自動化系統,目前國內外的知名廠商都在積極開展這方面的探索和試制工作,如南自、南瑞、Harris、CAE、ABB等均有支持TCP/IP技術和新一代產品面世。
3.3 開放性設計思想
與其他設備之間的相互連接和可互操作性是如今變電站自動化發展的一大趨勢。對于大部分已投運的廠站,可采用在RTU上TCU/IP協議轉換器的方式接入調度自動化系統,在基于以太網通信的同時,通過各種規約轉換與各種保護或智能設備實現互聯。各主站端的前置機系統支持上述網絡通信技術和協議,這樣原有的通信規約和RTU的結構可保持不變。使各相關主站可以共享廠站的實時信息,從根本上解決了困擾遠動領域多年的信息轉發和一發多收的問題。
4 結論
4.1 勝利油田電網作為國內最大的企業電網,變電站的自動化水平還相對較低,今后的發展方向將是最終在整個油田電網范圍內實現變電站的無人值班。因此,不但需要對原有變電站進行自動化系統改造,同時還需要提升電網無人值班變電站遠方監控中心的各項功能和配置。
4.2 當前,在變電站自動化的應用和改造過程中,為實現無人值班的目標,需要從前期可研、設計、施工、運行維護等各個環節統一規劃。在變電站一、二次設備的選型、電網調度自動化的建設和通訊信道的規劃設計中充分考慮,同時對采用的自動化技術要經過充分論證,如采用有載調壓變壓器、站用變自動投切、雙數據通訊信道等配置,確保系統的兼容性、穩定性、經濟性和先進性。
4.3 加強人員培訓,特別是需要大力提高電力調度人員和檢修人員的專業技能,通過改變現有管理模式,使人員結構更為合理,電網運行管理朝著各專業協調統一和站內無人值班模式發展。以滿足下一步無人值班站在運行過程中的通訊、遠動、保護等各專業的綜合運行、檢修需要。
參考文獻
1 (德)Klanus-Peter Brand (德)Volker Lohmann (德)Wolfgang Wimmer 景雷, 范忠,蘇斌.《變電站自動化》.中國電力出版社.
2江智偉.變電站自動化及其新技術.中國電力出版社.
篇10
關鍵詞:電力系統自動化;應用現狀;發展趨勢
中圖分類號: F407.6文獻標識碼: A
引言
電力系統是一個地域分布遼闊,由發電廠、變電站、輸配電網絡和用戶組成的統一調度和運行的復雜大系統。按照電能的生產和分配過程,電力系統自動化包括電網調度自動化、火力發電廠自動化、水力發電站綜合自動化、電力系統信息自動傳輸系統、電力系統反事故自動裝置、供電系統自動化、電力工業管理系統的自動化等7個方面,并形成一個分層分級的自動化系統。
1.變電站自動化的新進展
變電站自動化是將變電站的二次設備利用計算機技術和現代通信技術,經過功能組合和優化設計,對變電站實施自動監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。變電站自動化系統可以收集較為齊全的數據和信息,利用計算機的高速計算能力和判斷功能,方便監視和控制變電站內各種設備的運行和操作。目前,我國的變電站自動化技術已經很成熟,并廣泛地應用于高、中、低壓變電站中,這大大提高了變電站的運行效率及可靠性。[2]但與國外先進的變電站自動化系統相比,仍存在許多需要改進的地方。如國外無論是分層分布式的變電站自動化系統還是常規的RTU 方式, 均能可靠地實現變電站的無人值班監控,這對國內進行新、老變電站自動化系統的建設和改造很有啟發。此外,變電站運行管理的方式對變電站自動化系統和后臺功能的設計有較大影響。目前國內由于運行管理等多種因素的影響,導致現有的變電站自動化系統過多地強調了后臺功能, 系統龐大、結構復雜,給變電站的運行維護人員完成監控系統的日常維護和故障處理工作帶來了一定的困難。有關部門應針對變電站不同的運行管理方式,對監控系統的功能和配置進行規范和優化。
2.電力系統自動化系統的發展分析
整個電力系統自動化趨向于多方面的發展,由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制);由高電壓等級向低電壓擴展;由單個元件向部分區域及全系統發展;由單一功能向多功能、一體化發展;裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展;追求的目標向最優化、協調化、智能化發展。
2.1 智能化。智能調度是電網未來發展的必然趨勢,智能調度技術采用先進的調度數據集成技術,進一步綜合的利用電力系統的穩態、動態和暫態的運行信息進行有效整合,對電力系統的運行進行監測和優化,實施必要的預警和動態預防控制,增加系統的事故辨識、故障處理和系統恢復,從而更加協調與優化電廠質量、職場運營還有電網的調整。與此同時,在緊急的情況下,系統還能夠進行協調控制,以達到調度、運行和管理。此外,電網調度的應用功能具有可視化等。
2.2 市場化。在將來的電力調度自動化系統中,電力企業不斷地適應市場的發展,而這種改革既是機遇也是挑戰。電力企業為適應市場的改革為用戶提供了多種選擇,同時使用戶自動作負荷管理,高峰負荷減少,裝機容量減少,電力容量利用率和效益提高,更容易得到經濟目標以促進系統的合理規劃發展和電力工業的經營管理和持續良性發展,創造最大的社會效益。
2.3 數字化。隨著數字化時代的到來,人們越來越意識到信息技術的重要性,數字化電網和數字化變電站的開發得到人們的普遍關注。電力調度自動化系統的數字化發展趨勢主要指電網信息源的數字化發展,通過系統數字化使電網中的運行數據對電網的調度系統中的綜合信息和通信進行分層分類和分區的采集和處理得到了實現。統一和規范了電網的整個監控過程,電力自身信息化、智能化和可視化的調度得到了促進,系統運行更加穩定、安全、經濟。
3.電力系統自動化技術的應用
3.1發電廠測控系統的自動化
發電廠的控制系統大多實行的都是分層分布的結構,由多個控制部門組成,過程控制單元主要是由主控模件和智能模件兩部分構成,主控模件與智能模件之間通過智能總線來連接,并實現兩部分之間的通訊功能。在電力生產的過程中,過程控制單元就能夠直接的接受和處理各個環節運行的數據參數,并且實現對生產過程的質量控制和檢測。
3.2變電站的自動化技術
變電站的自動化技術是由現代化的技術手段取代過去的人工操作,對站內的電氣設備以及運行過程進行全方位的監視和控制,有效的提高變電站的工作效率以及安全穩定性能。在變電站的自動化過程中,計算機網絡技術以及光纖和電纜得到了廣泛的應用。通過系統內部的設備來實現信息數據的交換和共享,有效的協調變電站所有的設備的監視和控制任務。變電站的自動化不僅能夠提高變電站的運行效率,同時還是電網調度自動化中必不可少的一個關鍵環節,也是電力系統自動化中的一個重要組成部分。
3.3電網調度自動化
電力系統的自動化主要是通過電網調度的自動化來實現的,實現電網調度的控制中心與下級電網的控制中心之間數據信息的及時傳遞與分享,并且能夠對電網的整體的安全運行做一個全面的分析以及對電力負荷的程度有所預測,同時能夠實現對自動發電以及自動調節進行有效的控制,能夠基本實現電力系統市場的要求。
3.4基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統?;贕PS統一時鐘的新一代EMS目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析?;贕PS的新一代動態安全監控系統基于GPS的新一代動態安全監控系統,是新動態安全監測系統與原有SCADA的結合。電力系統新一代動態安全監測系統,主要由同步定時系統,動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術,為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物--PMU(相量測量單元)設備,正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量(相角和幅值)。
3.5電力系統的智能控制。電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段、線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段、智能控制階段。智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。
4.結束語
隨著計算機技術,控制技術及信息技術的發展,電力系統自動化面臨著空前的變革。多媒體技術、智能控制將迅速進入電力系統自動化領域,而信息技術的發展,不僅會推動電力系統監測的發展,也會推動電力系統控制向更高水平發展。
參考文獻:
[1]張鋒.淺談電力系統調度自動化及其發展方向[J].廣東科技,2008(11).