電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)及設(shè)計(jì)

1、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)及設(shè)計(jì)    摘要：隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，電氣工程的組成部分越來越繁雜，高新技術(shù)在生產(chǎn)、科研和生活中的應(yīng)用如：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，高科技通訊系統(tǒng)等的推廣應(yīng)用，使電氣工程所占的位置越來越重要。 關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化 水電站 設(shè)計(jì) 應(yīng)用 中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2013）06-0170-01 0引言 工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是工程設(shè)計(jì)工作，它是工程建設(shè)的靈魂，在工程建設(shè)中起主導(dǎo)作用。設(shè)計(jì)工作對(duì)項(xiàng)目的工期、工程質(zhì)量、施工安全、竣工后的安全運(yùn)行起著決定性作用。嵌入式控制系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)從事電氣

2、、自動(dòng)化工程技術(shù)工作者提出了更高的要求。不但要對(duì)傳統(tǒng)專業(yè)電氣知識(shí)掌握純熟，還要掌握學(xué)習(xí)不斷發(fā)展的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)用嫻熟。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代的到來，供應(yīng)商、項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)工作者或企業(yè)管理的所有電氣設(shè)備可通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程技術(shù)支持和調(diào)試。 1電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)思想基礎(chǔ)和特點(diǎn) 根據(jù)傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)方式，電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)、計(jì)量和運(yùn)行主要是由分立的機(jī)械部件通過物理方式來完成，相互之間通過復(fù)雜的運(yùn)行可以達(dá)到用戶要求的配電設(shè)置。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)，通過軟硬件組態(tài)對(duì)電氣執(zhí)行控制和管理的過程。上述兩類設(shè)備是由不同的供應(yīng)商提供，界限分明。兩類設(shè)備要由工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員通過現(xiàn)場(chǎng)要求和統(tǒng)一控制管理劃定

3、互聯(lián)的明顯界面，相互協(xié)調(diào)。用電的高、中、低壓變電、配電系統(tǒng)，要依據(jù)電氣設(shè)備的用電負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備的分布情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后根據(jù)供電方條件、需求和電氣設(shè)備的需求和特性進(jìn)行變電、配電系統(tǒng)的進(jìn)一步計(jì)量、控制的設(shè)計(jì)。根據(jù)電氣控制要求，以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的需求，對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行最后的用電設(shè)備就地控制設(shè)備的設(shè)計(jì)。 2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1集中監(jiān)控方式 這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來的是主機(jī)冗余的下降、電

4、纜數(shù)量增加，投資加大，長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜，查線不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線或傳動(dòng)過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。 2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控方式 遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線（如 Lonworks 總線，CAN總線等）的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。 2.3現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式 目前，

5、對(duì)于以太網(wǎng)（Ethernet）、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0 卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)

6、組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。 3探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) OPC（OIJEforProcess Control）技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131 的頒布，以及 Microsoft 的 Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得未來的電氣技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131 已成為了一個(gè)國際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。Pc 客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet 技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和 IT 平臺(tái)

7、的融和，電子商務(wù)的普及將加速著這一過程。Internet/Intranet 技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控，在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對(duì)未來的自動(dòng)化產(chǎn)品，如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢(shì)正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。 4工程實(shí)踐中電氣與自動(dòng)化的融會(huì)貫通 工程實(shí)踐中，電氣和自動(dòng)化的相互融合的過程中，主要體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

8、根據(jù)電氣設(shè)備的要求和工藝控制的需要，針對(duì)高低壓變配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的配置進(jìn)行第一次電氣設(shè)計(jì)。針對(duì)供電方的實(shí)際供電條件、需求和工程項(xiàng)目中電氣設(shè)備的要求與特點(diǎn)，進(jìn)行第二次計(jì)量、保護(hù)、控制的框架設(shè)計(jì)。配電系統(tǒng)末端的就地控制裝置的框架設(shè)計(jì)要依據(jù)自動(dòng)控制要求和工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過組態(tài)軟件管理控制平臺(tái)，針對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制框架圖實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制功能。統(tǒng)一軟件標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)在線、離線或遠(yuǎn)程組態(tài)編程。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電氣設(shè)備、電纜敷設(shè)的設(shè)計(jì)安裝。電氣設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件的安裝調(diào)試。實(shí)現(xiàn)二者相互融匯貫通，充分體現(xiàn)電氣的自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)的開放化。 5結(jié)語 隨著社會(huì)的進(jìn)步和電力技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)在今后的使用會(huì)越來越廣泛，為了更好了將控制模塊應(yīng)用于各行各業(yè)，在自動(dòng)化模塊設(shè)計(jì)上要充分實(shí)現(xiàn)規(guī)范化設(shè)計(jì)，總結(jié)典型的設(shè)計(jì)思路，從而使典型設(shè)計(jì)起到部分標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范