电气自动化的现在和未来

刘胜长 杨永庄 薛福林

【摘要】随着科学技术的不断发展，电气自动化已经成为高新技术产业发展不可或缺的学科领域；是工业、农业、国防技术强有力的技术支撑和先进科学的核心技术。本篇文章主要针对我国目前的电气自动化现状进行了全面详细的分析，对我国未来电气自动化的发展趋势进行了论述。

【关键词】电气自动化现在未来

电气自动化技术的发展历史是一部人类以自己的聪明才智延伸和扩展器官功能的历史，电气自动化是现代科学技术和现代工业的结晶，它的发展充分体现了科学技术的综合作用。电气自动化应用的领域非常广泛，不仅用于复杂的工业生产如飞机、汽车、坦克等等，一般的电器开关的生产中也能看到电气自动化应用的身影，因此可以预见它的应用范围要更加广泛，在我国经济发展中的作用将会越来越大。

一、电气自动化技术的发展现状

（一）电气工程应用现状

1、远程监控技术运用

远程监控系统主要是通过一个电脑终端对所有其他地方的设备进行控制的技术，通过设置远程监控系统能够使电气工程大量减少电缆成本支出、材料购买以及人工安装费用等方面支出，使电气工程实现少投入高产出的高效益生产模式。

2、集中式监控技术应用

运用集中式监控方式的特点在于在电气工程中的运行维护很方便，对控制站的要求不是很高，在系统设计上比较容易。它是将系统中的各项功能集中到一个处理器中来进行工作的，而处理器的任务相当的繁重，处理速度严重受到影响。在电气设备进入到监控系统时，伴随着监控对象的大量增加将是主机的冗余的下降的趋势，电缆数量加大，投资也有明显增加，长距离的电缆的引入将会影响系统的可靠性。同时隔离刀闸上的操作闭锁以及断路器上的链锁都是采用的硬接线，然而隔离刀闸上的辅助接点经常会出现接点不到位的现象，这样就会造成电气工程中的设备无法进行操作。这种接线的二次接线是相当复杂的，检查线时很不方便，维护量也大大增加，还存在着检查线或传动过程中由于接线上的复杂而造成操作失误的可能性等，所以说集中监控方式在电气工程中运用比较广泛。

3、现场总线监控技术应用

现场总线监控技术是当前电气工程使用最为广泛且有效性最高的一项技术。它的主要工作原理是根据电气工程实际的不同间隔采取相对应的措施，其监控具有较好的针对性。现场总线监控技术能够适量的减少隔离设备以及端子柜等的使用，能够减少电气工程的大量设备成本投入。加上这种技术拥有远程监控技术的特点，所有电气工程设备均是采取现场安装，选择最直接最省电缆的方式，并且是以通信方式来连接监控设备完成全部监控过程，这种模式能够大量节约成本资金，增加电气工程的效益。同时，由于设备之间主要是通过通信网络信号设备相互连接，其独立性和灵活性相对比较强，一个设备出现故障不会波及全部设备，提高整个电气工程的安全性和可靠性。

（二）电力系统应用现状

1、开关控制

在工业自动化生产过程中，电气设备占据着主导地位，而由于生产的规模化和成本节约化的考虑，越来越多的工厂开始引进自动控制技术，全控型的电力电子开关慢慢取代半控型的晶闸管。随着交流变频技术的发展，GTO、GTR、MOSEFT等全控电力电子器件相继出现。

2、变电站系统的电气自动化

传统变换电路主要采用低频变换，这种变换电路因其变换速度相对较慢和功率因素低的劣势，逐渐被功率因素高、变换速度快的PWM高频变换器电路取代。然而这种变换器电路由于其电流电压的谐波分量在电动机的转子上发挥了作用，造成巨大噪声，其主要解决方式便依赖于提高开关频率，但电力电子器件长期在高电压和高电流情况下工作会经常导通或断开，导致开关损耗特别严重。

3、电网控制自动化

电网，即电力系统的专用广域网联结，电网自动化控制和调度主要包括发电厂控制、传输线路的控制、终端设备的控制。其主要内容在于：电力系统运行过程的实时数据采集、系统运行的全程监控、分析判断线路是否运行安全、检测线路运行负荷、监测估计电路运行状态。

随著人工智能技术的出现和发展，以及人们对自动化大规模生产的要求，未来电气自动化除了保证以上三大特点之外，还会朝着人机交互，人工智能方面发展。其主要表现在：系统人性化，系统安全最低化。伴随着人机交互网络的发展，通过人性化、自动化的电气自动装置，信息提供方能及时了解用户的需求，为用户提供更加便捷、实用、安全的用电建议，为系统安全运行提供详细的数据支持。

1、电气自动化产品创新

电气自动化生产企业能够按照国家中长期科技发展规划纲要提出的目标任务，不断提高开放条件下的原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。进一步提高自身产品的科技含量，研发生产更好的具有自主知识产权的电气自动化控制系统与产品，加大自主创新的发展力度，提供了更多、更大的空间。确立企业在技术创新中的主体地位，完善体制机制和政策环境，加快实施国家重大科技专项。我国目前已经形成了中低挡产品以国内企业为主，中小型项目选用国内产品的市场格局。电气自动化生产企业应当努力开创科学发展的新局面，坚持提高自主创新能力，加快转变经济增长方式，不断提高自主创新能力。

2、电气自动化系统平台统一化

电气自动化系统平台统一化可以支持一个自动化项目周期中的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。这样可以大大降低从设计到完成的时间和费用。统一的系统开发平台还可以满足用户另一个重要需求即开发平立于最终的运行平台。根据项目特点和最终用户需求决定将统一的运行代码下载到硬件PLC、基于WindowsNT的软件PLC、嵌入式NNT系统还是基于WindowsCE的控制系统中。

3电气自动化系统结构通用化

电气自动化系统结构通用化对于一个成功的电气自动化控制系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过lnternet/Intranet对现场设备进行实时监督。在进行系统网络规划时，无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网，所选择的网络产品必须能够保证从办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。

4电气自动化系统程序接口标准化

基于微软公司的标准和技术，如WindowsXP、OPC和ActiveX，减少了工程时间和费用，方便了电气自动化系统和办公系统的数据交换与共享。在与企业的MES系统、ERP系统连接时，基于PC平台的自动化解决方案至关重要。使用WindowsXP作为操作系统，使用TCP/IP作为办公环境的通讯标准，PC可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的数据交换，切实解决它们之间的通讯障碍。

参考文献：

[1]降红文.我国厂用工业电气自动化的发展现状与趋势[J].中小企业管理与科技，2010（8）

[2]高琳琳，任杰.浅议电气自动化的发展趋势[J].科技致富向导，2011（23）