駱征

【摘 要】隨著科技的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中得到了越加廣泛的使用。本文分析了在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)構(gòu)成和發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制；系統(tǒng)；發(fā)展趨勢(shì)

作為現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)方面的核心領(lǐng)域，依靠最先進(jìn)的科學(xué)建立起來的電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中起著不可替代的作用，它引領(lǐng)著現(xiàn)代化工業(yè)的前進(jìn)方向，在工業(yè)生產(chǎn)中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠在減少勞動(dòng)力成本和強(qiáng)度上起到很好的效果，并且能夠增強(qiáng)傳輸信息的有效性和實(shí)時(shí)性、提高檢測(cè)精確度，同時(shí)，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠降低安全事故發(fā)生的概率，保證生產(chǎn)的安全。

1.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中的綜合功能簡(jiǎn)述

電子計(jì)算機(jī)和電氣技術(shù)的融合建立了電氣自動(dòng)化的開放式發(fā)展平臺(tái)。表現(xiàn)為：一是IEC61131 的出現(xiàn)，統(tǒng)一了編程語言和編程方式；二是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于電氣自動(dòng)化領(lǐng)域；三是現(xiàn)場(chǎng)總線和分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用可對(duì)信息進(jìn)行集中管理；四是信息技術(shù)引入到電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中。這些技術(shù)的應(yīng)用和融合，促進(jìn)了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)突飛猛進(jìn)，也使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用日益廣泛。

傳統(tǒng)的管理方式和管理技術(shù)，已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、大批量的生產(chǎn)，要實(shí)現(xiàn)全面、優(yōu)化的綜合性管理，勢(shì)必需要引入電氣化自動(dòng)控制技術(shù)，從而進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的生產(chǎn)控制，實(shí)現(xiàn)高效、高產(chǎn)的管理。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用不僅關(guān)鍵而且非常重要。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本功能主要包括以下幾個(gè)方面：保護(hù)發(fā)變組、廠高變以及控制勵(lì)磁變壓器；對(duì)6kV 高壓廠用電源的操作和廠用電壓快切裝置的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成部分，主要有啟勵(lì)和滅磁作用，能夠控制方式切換，進(jìn)行增磁和減磁操作以及PSS 的投退；對(duì)380V 低壓廠用電源進(jìn)行監(jiān)視，操作并控制低壓備自投裝置；能夠?qū)Ω邏簡(jiǎn)?備變壓器進(jìn)行控制和操作，該功能主要適應(yīng)于2臺(tái)機(jī)共用的條件下；操作并控制柴油發(fā)電機(jī)組以及保安電源；對(duì)直流系統(tǒng)與LPS 系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。

實(shí)際上，由于要求主保護(hù)與安全自動(dòng)裝置在DCS 中進(jìn)行應(yīng)用，難度較大、費(fèi)用較高，因此仍然保留原有的設(shè)備，而不作任何變動(dòng)。這些設(shè)備和DCS 之間可通過硬接線進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝置之間信息的傳輸。

2.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中的系統(tǒng)構(gòu)成與設(shè)計(jì)

目前，經(jīng)常使用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)其系統(tǒng)構(gòu)成主要有以下幾個(gè)部分。一是電源供電回路，主要提供電源。二是保護(hù)回路，主要由熔斷器、熱繼電器、穩(wěn)壓組件和整流組件等組成，在電路短路和過載等情況下進(jìn)行電路保護(hù)。三是信號(hào)回路，是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字等直觀表現(xiàn)符號(hào)，用來反映設(shè)備的工作狀態(tài)，即設(shè)備系統(tǒng)是否正常。四是自動(dòng)與手動(dòng)回路，通常電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)都會(huì)預(yù)留手動(dòng)控制，這是因?yàn)樵诰o急情況或者安裝調(diào)試過程中，需要進(jìn)行手動(dòng)控制。而這個(gè)自動(dòng)和手動(dòng)的切換，一般通過轉(zhuǎn)換開關(guān)或者組合開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。五是制動(dòng)停車回路。對(duì)于一個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，需要有啟動(dòng)回路，也需要有制動(dòng)回路，也就是采取措施控制電動(dòng)機(jī)停車。六是自鎖及閉鎖回路。自鎖回路是在電氣設(shè)備啟動(dòng)之后，仍然保持工作狀態(tài)的控制回路。閉鎖回路是在具備兩臺(tái)及以上的電氣裝置中，保持一臺(tái)運(yùn)行而另一臺(tái)關(guān)閉的控制回路。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要有三種方式：

2.1集中監(jiān)控方式

這種方式的主要特點(diǎn)是設(shè)計(jì)方式簡(jiǎn)單，對(duì)控制站的防護(hù)要求不高，運(yùn)行和維護(hù)都比較方便。但是也存在較為明顯的不足，即控制系統(tǒng)的所有信息將集中于一個(gè)處理器上進(jìn)行運(yùn)行處理，從而導(dǎo)致處理器的運(yùn)行速度受到影響。當(dāng)所有電氣設(shè)備都納入到電氣控制的監(jiān)控中后，由于監(jiān)控設(shè)備的增加，必然導(dǎo)致投資加大、信息量增加和處理速度的下降，而且長(zhǎng)距離和數(shù)量較多的電纜也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生一定的電子干擾。此外，在隔離刀閘的閉鎖操作中，也可能由于接點(diǎn)不能到位，從而影響監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行。這種二次接線的方式，也會(huì)導(dǎo)致線路查尋困難，維護(hù)極為不便，還可能由于線路較為復(fù)雜存在錯(cuò)誤操作。

2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

由于這種方式的線路通信速度不高，因此只適合于較小系統(tǒng)的監(jiān)控和處理，不太適合建立大型的或者是全廠區(qū)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。但這種方式，能節(jié)省大量材料，可靠性能較高，也能節(jié)省部分安裝調(diào)試費(fèi)用，并且非常方便進(jìn)行各種動(dòng)態(tài)組合。

2.3現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式

現(xiàn)在由于計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式的發(fā)展，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中廣泛使用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。而智能化電氣設(shè)備的快速發(fā)展和成熟，也推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。其中，由于現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式不僅具備一般監(jiān)控方式的大部分優(yōu)點(diǎn)，而且能夠減少隔離設(shè)備，節(jié)約端子柜、模擬量變送器以及I/0 卡件等，從而可對(duì)不同的間隔發(fā)揮不同功能而進(jìn)行監(jiān)控設(shè)計(jì)，因此，增加了對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的針對(duì)性，監(jiān)控效果得以加強(qiáng)。此外，智能設(shè)備一般是使用通信線與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)行就地安裝，從而可節(jié)省投資，減少電纜，以及降低安裝維護(hù)成本。由于各個(gè)裝置都是獨(dú)立運(yùn)行的，主要是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而可提自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性能。而且，單個(gè)裝置的故障不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)，只需對(duì)具體裝置進(jìn)行替換或者維修就可以。因此，這種現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是具備較多優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的監(jiān)控設(shè)計(jì)，也將會(huì)是未來電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向。

3.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中的發(fā)展方向

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和Windows 平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，尤其是在OPC 技術(shù)和IEC61131 發(fā)布以后，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)成為工業(yè)中重要的生產(chǎn)平臺(tái)。當(dāng)前，IEC61131 已經(jīng)成為國(guó)際普遍認(rèn)可和使用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)也在不斷升級(jí)和革新。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)領(lǐng)域中進(jìn)行了融合。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，借助于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以進(jìn)行自動(dòng)操控和實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠獲得最為全面的生產(chǎn)流程信息和過程控制。而現(xiàn)在逐漸成型和普遍使用的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和視頻處理技術(shù)，也對(duì)未來電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了突飛猛進(jìn)的促進(jìn)作用。而且通信技術(shù)的發(fā)展，也提升了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通信能力，使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的監(jiān)控能力和監(jiān)控水平得到了大幅提高。

目前，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)正在由單一的設(shè)備控制向集成的系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)化，從而使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備了開放式、信息化、分布式的特點(diǎn)。開放式就是使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備了外接其他設(shè)備的功能，促進(jìn)了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的廣闊發(fā)展平臺(tái)，不再由單一的自動(dòng)控制平臺(tái)功能所限制，可以通過外接不同的設(shè)備而更新其功能，具備二次組接功能。信息化是指憑借不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，可以提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通信能力和數(shù)據(jù)與信息處理能力，更可通過與網(wǎng)絡(luò)的連接和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)升級(jí)。分布式就是指電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的任何一種單獨(dú)模塊都可獨(dú)立運(yùn)行，而且基于這種分布式的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分散，從而不會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體運(yùn)行產(chǎn)生影響，確保風(fēng)險(xiǎn)的分散化運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周艷惠.電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（2）.

[2]游池清.淺談電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2009（23）.

[3]劉國(guó)智.論電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想[J].中國(guó)新科技新產(chǎn)品，2011（6）.