浅谈电气自动化的现状与发展方向

2016-07-14高兴明王志坤张春涛秦皇岛鲁尔节能科技有限公司

科学中国人 2016年14期

关键词：设计思想电气自动化发展趋势

高兴明，王志坤，张春涛秦皇岛鲁尔节能科技有限公司

浅谈电气自动化的现状与发展方向

高兴明，王志坤，张春涛
秦皇岛鲁尔节能科技有限公司

摘要：利用继电器、感应器等电气元件实现顺序控制、时间控制的过程就是电气自动化。它可用于工业控制系统，结合计算机的使用，必然会使电气技术有更好的发展。就电气自动化的现状，讨论了目前电气自动化控制系统的发展方向。

关键词：电气自动化；现状；设计思想；发展趋势

1.概述

“十二五”以来,中国提出以节能减排为核心,重点解决提高能源利用率，大力发展可再生能源，大幅度降低能源消耗强度。从而就战略性新型产业而言，开发高效节能的技术产品，努力实现重点领域关键技术的突破已经迫在眉睫，只有如此才能实现新型产业整体水平的提高。而要实现如此艰巨的任务，在努力开采使用各种新资源的同时大幅降低能源消耗则是实现这一任务的基本要求。在经济全球化的今天，除了我们本国企业的发展壮大，外资、中外合资企业也不断涌入我国，他们的技术比我们新，管理比我们完善，不过在设备的运作上有许多都用到了电气自动化的知识和技能；而随着经济竞争的不断加剧，大中型企业就对设备引进、技术改造情有独钟，一大批新知识技能如春笋般在各个工作岗位中得到试用，比如PLC控制技术、现场总线技术、变频技术等。

1.1平台开放式发展

OPC(OLE for Process Control)技术的出现,IEC61131的颁布,以及Microsoft的Windows平台的广泛应用,让计算机成为了电气技术不可替代的工具。

1.1.1IEC61131标准使得编程接口标准化

IEC61131不仅给出了各控制系统厂商的产品的编程接口标准，而且赋予了它们语法和语义。如同人类一般，不仅赋予了生长的骨骼还给出了能够交流的语言。IEC61131给出了标准，也就意味不会出现非标准化的方言。这样方便了顾客的使用，也有利于各大控制系统厂商加工商品。俨然，IEC61131已成为一个国际化的标准,它不仅提高了代码的使用效率，而且极大的缩短了程序编程的周期，解放了劳动力，降低了劳动强度。

1.1.2Windows正成为事实上的工控标准平台

随着Windows NT、Internet Explore等技术的普及，微软已逐步成为工业控制的领头羊。针对于电气自动化领域，PC的人机界面显然已经成为主流，他的灵活性和易于集成的特点已经让从事电气自动化的技术人广泛采纳。Windows操作系统平台在控制层中的优势则是使用方便，办公平台简单，便于人员接受与学习。

1.2现场总线和分布式控制系统的应用现场总线

现场总线和分布式控制系统的应用现场总线(Profibus、FF、In-terbus等)是通过一根串行电缆将位于中央控制室内的监视/控制软件、工业计算机和PLC的CPU与位于现场的远程I/O站、马达启动器、智能仪表、变频器、低压断路器等连接起来,将大量设备采集到中央控制器上去。

2.电气自动化控制系统的思想

2.1集中监控方式

集中监控方式的运行方便，系统设计容易。不过由于集中式监控，就要将各个功能集中到一个处理器上总体进行处理，使的速度相应变慢，同时外部的电缆数量也会增多，资金的投入加大，在传输途中电缆线的干扰会影响系统监控的可靠。而且在接线时复杂，如果出现问题查线也不会特别方便，大大增加了工作维修人员的工作量，同时也会因为查线或者输出时因为接线的复发，导致误操作的增多，就对于工作效率而言，该集中监控方式尚有不足。

2.2远程监控方式

远程监控的优点有可以减少电缆的使用、减少安装开支、可靠性高。组态灵活等。由于电厂电气不分的通讯量需求比较大，而此各种现场总线(如Lonworks总线,CAN总线等)的通讯速度不是特别高，所以此方法适合小系统的监控，对于全场的电气自动化系统并不适合，也不适用。

2.3现场总线监控方式

目前,在变电站综合自动化系统中以上提到的以太网(Ether-net)、现场总线等计算机网络技术已经被普遍应用,这为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计较以往方式更有针对性，在不同的间隔中可以针对性的设计不同的功能。同时运用这种监控除了有远程控制的全部优点外，对于自身与监控系统运用通信线的连接，极大节省了电缆，减少了开支，降低了维护的工作量，从而使的成本有了长足的降低。同时，不同间隔拥有不同的功能，如果其中有任何一个间隔出现问题，影响的仅仅是这个独立的装置，不会导致整体系统的瘫痪死机。有利于发电厂计算机监控系统的监控工作，因此这也是今后发展的必然方向。

2.4同步开断技术

同步开断(Synchronized Switching)是在电压或电流的指定相位完成电路的断开或闭合。它的优点是可以实现过电压的完全避免，从而可以使因操作而引起的设备损坏率很大的降低。但由于目前生产水平的限制，对于高压开关而言，电子开关无法取代机械开关，虽然现在有一套复杂的电子控制装置，但是由于机械开关的特性，依然无法做出准确的定相开断，所以无法发挥出同步开断技术的优点。这就需要今后的努力，实现电子开关取代机械开关，彻底发挥同步开断技术的优势。