电气自动化技术在电力系统的应用分析

2016-03-19宗克辉国网河南省电力公司洛阳供电公司河南洛阳471000

低碳世界 2016年32期

宗克辉（国网河南省电力公司洛阳供电公司，河南洛阳471000）

电气自动化技术在电力系统的应用分析

宗克辉（国网河南省电力公司洛阳供电公司，河南洛阳471000）

电气自动化是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种工业应用技术。通过编制软件来改变控制过程，是微机技术与常规的继电接触器控制技术的有机结合。它为工业自动化提供高可靠性的自动化控制装置，已经成为继电接触器控制系统更新换代的主导产品。在我国经济建设事业和人民的日常生活中，电能的应用越来越广泛。在工业、农业、交通、国防以及人民的日常生活等一切用电部门中，大多采用低压供电。为了安全、可靠地使用电能，电路中就必须装有各种起调节、分配、控制和保护作用的各类接触器、继电器等低压电器，即无论是低压供电系统还是控制生产过程的电力拖动控制系统，均是由用途不同的各类低压电器所组成。随着科学技术和生产的发展，电器的种类不断增多，用量不断增大，用途也更为广泛。

电气自动化技术；电力系统；PLC技术

引言

随着人们日常生活及工作的逐渐密切，电气自动化在电气系统领域发展迅速，现在已经相对比较成熟。电气自动化主要应用于农业、工业、国防等领域，对电气系统的控制运行、自动化控制及信息处理于研发实验，还有计算机技术应用方面有很大贡献。电气自动化能使人们生活水平提升，保障人们生活的安全、技术的发展与国家的进步。生活中离不开电力，处处需要用电，现在农业、工业、现在科学技术都离不开电力，它几乎渗透到我们生活的每个角落。保障电力的安全、快速运行是电力系统所要完成的重要任务。发电、变电、输电还有配电等组成了整个电力系统，现代技术中使用电气自动化技术，将一系列繁琐的电力工序自行运作，节约了人力、物力、财力。同时保障了人员安全，以及用电安全。

1 电气自动化技术在电力系统运用中的重要性

在现代工业生产过程中，生产的整个工程都离不开电气自动化，对设备进行有效的控制与监控，保证了设备在使用过程中安全可靠，以最优状态生产出最佳产品。电气自动化的发展离不开网络化、信息化，同时工业化也是发展形势。所以现代工业生产的前提是电气自动化的创新与发展。电气自动化与工业生产密不可分。电力系统中应该做到工业化和信息化两手抓，保证了信息的安全可靠及准确加快我国电力工业化的进程。我们需要充分重视电气自动化的发展结合过去的经验与现有的技术，研发出最新的技术。

2 电气自动化技术的实际应用

电气自动化中的计算机应用系统用于电气系统，大大提高了电力系统的工作效率，还提高了电力系统的智能水平。计算机技术主要应用在计算机监控系统、通讯网络系统、自动化软件等。计算机监控系统使用在电气系统中，能够监测系统结构的变化，结合系统类型和容量等对电力系统进行监控和配置。计算机监控系统在如今社会运用广泛，技术水平也不断提高。再生产建设都是在计算机监控中进行的，因此增加了安全性与可操作性。过去企业需要更大的投资用于每个月的人力物力，用于建立计算机监控系统与常规的监控模式。但是现在计算机发展迅速且可以代替人实行监控行为，以计算机为主，实行监控系统，减少了成本，增加了企业的价值。

通讯网络系统是现在经济全球化的趋势。20世纪90年代初，美国以及欧洲一些经济发达的国家都提出了 “智能住宅”（smarthome）的概念。其基本思想是：“将家庭中各种通信设备、家用电器以及家庭保安设备通过家庭总线技术连接着一个家庭电力的智能化管理系统上进行集中的和异地的监控和家庭电力的管理，并保持家庭中设备环境与家庭的环境和谐与调整。”1988年美国编制了第一个适用于家庭的标准《家庭自动化系统与通信标准》，也叫家庭总线系统标准。这个标准要求智能家庭的电气设计要满足以下三个条件：①具有完善的家庭总线系统；②通过家庭总线系统提供各种服务功能；③能和住宅以外的外部网络连接。从网络中心到各楼宇管理间至少要铺设的电缆有：光缆、大对数线、同轴电缆。光缆和同轴电缆用于数字信号和有线电视信号的传输，大对数用于语音信号的传输。楼宇管理间到住宅至少要铺设的电缆有：同轴电缆一条，4对非屏蔽5类/超5类双绞线两条。同轴电缆用于数字信号和有线电视信号的传输，5类/超5类双绞线用于三表自动抄送功能和家用计算机联网。

PLC技术，PLC是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC英文全称Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子系统。它采用一种可编程的存储器在系统内部存储程序，执行逻辑运算和顺序控制、计时、计数与算术操作等方面面向用户的指令程序；并通过数字式和模拟式的输入/输出（I/ O）方式控制各种类型的机械生产运行的过程。PLC还一种可编程的逻辑电路，使用和硬件结合很紧密的编程语言，在半导体领域有很重要的应用。PLC技术广泛应用于电力机械工程方面。顺序逻辑控制是PLC最基本、最广泛的应用领域，取代了传统的继电器电路，实现逻辑型的控制、顺序型的控制，不但可以用于单台设备的控制，还可以用于多机群控自动化流水线，如注塑机、印刷机，还有订书机械、组合机床、包装生产线和电镀流水线等。PLC可以使用于圆周运动以及直线运动的控制，从控制机构的配置来说，其最早期可直接用于开关量I/O模块连接位置的传感器和执行机构，现在基本都使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电动机和伺服电动机的单轴或多轴位置的控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人以及电梯等各种场合。过程的控制在冶金、化工等处理中、锅炉控制等场合有很大广泛的应用，过程的控制是对温度、压力和流量等模拟量的闭环型控制技术，主要用于工业控制的计算机，PLC可以编制出各种不同的控制算法程序公式，完成闭环的控制。PID调节是一般的闭环控制系统过程中用得比较多的调节方法，大中型PLC都存在PID模块。目前许多小型PLC也都有这项功能模块，并配备了PID运算处理子程序或PID特殊指令。现代的PLC技术运用广泛，具体体现在数学运算、数据传输、转换、工艺排序等操作功能。可以完成数据的实时采集和历史数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一位的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。

自动化控制是结合计算机控制系统与PLC系统而组成的控制系统，运用电气自动化技术实现智能化，可以帮助员工有效的分析系统运行中所遇到的问题，进而提高员工的工作效率，减少人力浪费。

3 电气自动化在未来的发展趋势

不断促进电力系统的智能化，未来随着计算机应用技术与电力系统的结合，智能电网就是未来的发展趋势。为了满足工艺需求及技术要求。

①电气自动化必须向更高的速度、更大的容量方向发展。在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节，为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁带存储器或硬盘。②电气自动化必须向超大型、超小型两个方向发展。③电气自动化应由整体结构向小型模块化结构发展，大力开发智能模块，增强联网通信能力，还应增强外部保障的检测和处理能力。④为了满足创新的要求，电气自动化应使PLC系统的编程语言越来越丰富，功能不断增强。电力自动化在未来可以采取总线监控的方式统一监控，运用计算机网络技术，建立通讯网络结构。对管理系统和运行系统进行系统配置，检查数据的完整与正确。电力自动化技术与电气系统密切相关、紧密联系，如果没有电力自动化就无法实现电力系统有效运行。