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摘要:随着我国经济和科技的发展,电力系统得到广泛的改进和提升,电气自动化技术在电力系统中也得到了广泛的使用。自动化技术的应用可以更好地实现自动化的监督与控制,从中实现电力系统的快速发展,保证电力系统的稳定运行。文章介绍了电气自动化技术的概念,同时通过笔者的工作经验,总结了电气自动化的发展现状,探讨了电气自动化控制系统的功能和设计理念,并提出了电气自动化系统的发展趋势。
关键词:电气自动化;发展现状;功能;设计理念
随着经济的发展和人们生活水平的提升,人们对电力系统的要求日益提升。所以如何更好地保证电力系统的安全以及稳定成为了很急迫的事情。科技的发展使得电力自动化技术得到了发展的契机,并被广泛的应用到电力工程中,并且得到了好的效果,电子自动化技术的应用,使得电力系统得到了完善以及发展,解决了电力工程中出现的矛盾和问题,随着电子自动化技术的发展以及更广泛的应用,电力工程必将得到更好地完善和发展。
1 电气自动化技术的概念
电气自动化技术是一种专门用来提高工艺自动化水平的技术,自动化技术是由网络通信技术,计算机技术和电子技术相融合产生的一种新型技术,在电气自动化控制中,电子技术是核心技术。电气自动化技术是工业自动化的关键技术,电气自动化技术的实用性非常强,它的应用范围也将会越来越大。
2 电气自动化的发展现状
首先,电气自动化系统信息化。信息技术在纵向和横向上向电气自动化进行渗透,纵向上,信息技术从管理层面对业务数据处理进行渗透,利用信息技术可以有效存取财务等管理数据,对生产过程动态监控,实时掌握生产信息并确保信息的全面、完整和准确;横向上,信息技术对设备、系统等进行渗透,微电子等技术的应用使控制系统、PLC 等设备界线从定义明确逐渐变得模糊,而软件结构、组态环境、通讯能力等的作用日益凸显,网络、多媒体等技术得到了广泛应用。
其次,电气自动化系统使用、维护与检修简易化。WindowsNT等已经成为实施电气自动化控制平台、规范以及语言的标准,基于Windows的人机界面成为了电气自动化的主流,并且基于Windows的控制系统有着灵活、易于集成等优势,也得到了广泛的应用。采用Windows操作平台使得电气自动化系统的使用、维护和检修更加简单、方便。
最后,实现分布式控制应用。电气自动化系统通过串行电缆连接中央控制室、PLC、现场,将工业计算机PLC的CPU、远程I/O站、智能仪表、低压断路器、变频器、马达启动器等连接,将现场设备的信息收集到中央控制器。分布式控制应用通过数字式分支结构的串行连接自动化系统与相关智能设备的双向传输通讯总线,将PLC、现场设备与相应的I/O设备连接起来,使输入输出模块发挥现场检查和执行的作用。
3 电气自动化系统的特点及功能
3.1 特点
与热机设备相比,电气控制系统的控制对象少、信息量小、操作频率低,但具有快速、准确的优势。由于电气设备要求较高的保护自动装置可靠性和快速反应能力以及较高的抗干扰能力,电气控制系统具有较多连锁保护,能够满足有效控制的要求。
3.2 功能
基于电气控制的特点,电气自动化控制系统要实现对发电机——变压器组等电气系统的有效控制,必须具备以下的基本功能:1)发电机——变压器组出口隔离开关及断路器的有效控制和操作;2)发电机——变压器组、励磁变压器、高变保护控制;3)发电机励磁系统起励操作、灭磁操作、增减磁操作、稳定器投退、控制方式切换;4)开关自动、手动同期并网;5)高压电源监视和操作及切换装置的监视、启动、投退等;6)低压电源监视和操作及自投装置控制;7)高压变压器控制及操作;8)发电机组控制及操作;9)LPS、直流系统监视等等。
4 电气自动化系统的设计理念
电气自动化控制系统主要有集中监控、远程监控、现场总线监控3种设计方式。集中监控方式的特点是由一个处理器集中系统功能进行处理,优势是设计简单、防护要求较低、运行维护方便。由于处理器工作量过于繁重,导致处理速度较低,对全部电气设备进行监控将导致主机冗余降低、电缆数量增多,导致投资加大,而且长距离电缆干扰也会影响系统,隔离刀闸、断路器采用硬连接也容易产生辅助接点不到位、查线不方便等问题,增大了误操作的几率。远程监控方式有着组态灵活和节省电缆、安装费用、材料以及可靠性高的优点,由于电气设备通讯量比较大,而 Lonworks、CAN等各种现场总线通讯速度不高,该方式仅仅适用于小型系统的监控,无法满足大型电气自动化系统的要求。由于现场总线、以太网等技术的普遍应用和相应运行经验的积累,智能化电气设备得到了较快的发展,网络控制系统逐渐应用到电气系统中,现场总线监控方式能够针对电气系统具体情况进行设计,不仅具备远程监控方式的所有优点,而且还节省模拟量变送器、隔离设备 I/O卡件等。另外,智能设备安装简便,可以节省控制电缆和相应的投资及安装工作量和维护工作量,成本更低。由于通过网络相连的各装置功能独立,网络组态灵活,提高了系统可靠性,装置故障不会影响其他装置,更不会使系统瘫痪,是电气自动化控制系统未来主要的发展方向。
5 电气自动化系统的发展趋势
随着OPC(OIJE for Process Control)技术的出现和IEC61131的颁布以及Microsoft 的Windows 平台的广泛应用,未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131 已成为电气自动化控制技术一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。
PC客户机/服务器体系结构、以太网和Internet 技术引发了电气自动化的一次又一次革命,市场的需求驱动着自动化和IT 平台的融和,而电子商务的普及将加速这一过程。Internet/Intranet 技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景,企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务等各方面的管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响,相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了,软件的重要性在不断提高,这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。
6 结语
现代电力系统是一个十分庞大的统一的整体系统,系统中的装置及其所接的用电机器设备均是一些开放性的设备,这些开放性的设备会受到周围环境的影响,因此实现电气工程的系统自动化控制是必要的。随着智能化、信息化技术的快速发展,电气自动化涉及的领域将不断增多,技术更新将不断加快,电气自动化控制技术也将得到快速发展并不断完善。
参考文献:
[1]石磊,李国栋.电气自动化控制系统及设计[J].黑龙江科技信息,2011(20)
[2]刘永强.浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J].黑龙江科技信息,2011(2)
关键词:电气自动化;发展现状;功能;设计理念
随着经济的发展和人们生活水平的提升,人们对电力系统的要求日益提升。所以如何更好地保证电力系统的安全以及稳定成为了很急迫的事情。科技的发展使得电力自动化技术得到了发展的契机,并被广泛的应用到电力工程中,并且得到了好的效果,电子自动化技术的应用,使得电力系统得到了完善以及发展,解决了电力工程中出现的矛盾和问题,随着电子自动化技术的发展以及更广泛的应用,电力工程必将得到更好地完善和发展。
1 电气自动化技术的概念
电气自动化技术是一种专门用来提高工艺自动化水平的技术,自动化技术是由网络通信技术,计算机技术和电子技术相融合产生的一种新型技术,在电气自动化控制中,电子技术是核心技术。电气自动化技术是工业自动化的关键技术,电气自动化技术的实用性非常强,它的应用范围也将会越来越大。
2 电气自动化的发展现状
首先,电气自动化系统信息化。信息技术在纵向和横向上向电气自动化进行渗透,纵向上,信息技术从管理层面对业务数据处理进行渗透,利用信息技术可以有效存取财务等管理数据,对生产过程动态监控,实时掌握生产信息并确保信息的全面、完整和准确;横向上,信息技术对设备、系统等进行渗透,微电子等技术的应用使控制系统、PLC 等设备界线从定义明确逐渐变得模糊,而软件结构、组态环境、通讯能力等的作用日益凸显,网络、多媒体等技术得到了广泛应用。
其次,电气自动化系统使用、维护与检修简易化。WindowsNT等已经成为实施电气自动化控制平台、规范以及语言的标准,基于Windows的人机界面成为了电气自动化的主流,并且基于Windows的控制系统有着灵活、易于集成等优势,也得到了广泛的应用。采用Windows操作平台使得电气自动化系统的使用、维护和检修更加简单、方便。
最后,实现分布式控制应用。电气自动化系统通过串行电缆连接中央控制室、PLC、现场,将工业计算机PLC的CPU、远程I/O站、智能仪表、低压断路器、变频器、马达启动器等连接,将现场设备的信息收集到中央控制器。分布式控制应用通过数字式分支结构的串行连接自动化系统与相关智能设备的双向传输通讯总线,将PLC、现场设备与相应的I/O设备连接起来,使输入输出模块发挥现场检查和执行的作用。
3 电气自动化系统的特点及功能
3.1 特点
与热机设备相比,电气控制系统的控制对象少、信息量小、操作频率低,但具有快速、准确的优势。由于电气设备要求较高的保护自动装置可靠性和快速反应能力以及较高的抗干扰能力,电气控制系统具有较多连锁保护,能够满足有效控制的要求。
3.2 功能
基于电气控制的特点,电气自动化控制系统要实现对发电机——变压器组等电气系统的有效控制,必须具备以下的基本功能:1)发电机——变压器组出口隔离开关及断路器的有效控制和操作;2)发电机——变压器组、励磁变压器、高变保护控制;3)发电机励磁系统起励操作、灭磁操作、增减磁操作、稳定器投退、控制方式切换;4)开关自动、手动同期并网;5)高压电源监视和操作及切换装置的监视、启动、投退等;6)低压电源监视和操作及自投装置控制;7)高压变压器控制及操作;8)发电机组控制及操作;9)LPS、直流系统监视等等。
4 电气自动化系统的设计理念
电气自动化控制系统主要有集中监控、远程监控、现场总线监控3种设计方式。集中监控方式的特点是由一个处理器集中系统功能进行处理,优势是设计简单、防护要求较低、运行维护方便。由于处理器工作量过于繁重,导致处理速度较低,对全部电气设备进行监控将导致主机冗余降低、电缆数量增多,导致投资加大,而且长距离电缆干扰也会影响系统,隔离刀闸、断路器采用硬连接也容易产生辅助接点不到位、查线不方便等问题,增大了误操作的几率。远程监控方式有着组态灵活和节省电缆、安装费用、材料以及可靠性高的优点,由于电气设备通讯量比较大,而 Lonworks、CAN等各种现场总线通讯速度不高,该方式仅仅适用于小型系统的监控,无法满足大型电气自动化系统的要求。由于现场总线、以太网等技术的普遍应用和相应运行经验的积累,智能化电气设备得到了较快的发展,网络控制系统逐渐应用到电气系统中,现场总线监控方式能够针对电气系统具体情况进行设计,不仅具备远程监控方式的所有优点,而且还节省模拟量变送器、隔离设备 I/O卡件等。另外,智能设备安装简便,可以节省控制电缆和相应的投资及安装工作量和维护工作量,成本更低。由于通过网络相连的各装置功能独立,网络组态灵活,提高了系统可靠性,装置故障不会影响其他装置,更不会使系统瘫痪,是电气自动化控制系统未来主要的发展方向。
5 电气自动化系统的发展趋势
随着OPC(OIJE for Process Control)技术的出现和IEC61131的颁布以及Microsoft 的Windows 平台的广泛应用,未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131 已成为电气自动化控制技术一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。
PC客户机/服务器体系结构、以太网和Internet 技术引发了电气自动化的一次又一次革命,市场的需求驱动着自动化和IT 平台的融和,而电子商务的普及将加速这一过程。Internet/Intranet 技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景,企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务等各方面的管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响,相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了,软件的重要性在不断提高,这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。
6 结语
现代电力系统是一个十分庞大的统一的整体系统,系统中的装置及其所接的用电机器设备均是一些开放性的设备,这些开放性的设备会受到周围环境的影响,因此实现电气工程的系统自动化控制是必要的。随着智能化、信息化技术的快速发展,电气自动化涉及的领域将不断增多,技术更新将不断加快,电气自动化控制技术也将得到快速发展并不断完善。
参考文献:
[1]石磊,李国栋.电气自动化控制系统及设计[J].黑龙江科技信息,2011(20)
[2]刘永强.浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J].黑龙江科技信息,2011(2)