張斌

(唐山軌道客車有限責(zé)任公司  河北省唐山市  064000)

摘要: 在未來的發(fā)展中，自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)是一大趨勢(shì)。為此，為了促進(jìn)電氣自動(dòng)化的健康發(fā)展，要求深入研究電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在本文，筆者首先介紹電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，然后再詳述電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的幾種設(shè)計(jì)方式，即集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控。

關(guān)鍵詞: 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng);設(shè)計(jì);遠(yuǎn)程監(jiān)控

前言

得益于信息化技術(shù)的發(fā)展，我國電氣自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突破性進(jìn)展。對(duì)于電氣自動(dòng)化，其是電力企業(yè)得以深入發(fā)展的推動(dòng)力，為企業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)提供了重要渠道。為此，要求對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行綜合把控，以提高系統(tǒng)的綜合性能及使其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮，從而促進(jìn)我國電力行業(yè)的長足發(fā)展。

一、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

針對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可從下列方面進(jìn)行充分認(rèn)識(shí):

(一)基礎(chǔ)要求

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，自動(dòng)化即指自動(dòng)化程度。通過技術(shù)分析，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度現(xiàn)已達(dá)到一定的高度，而對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求在設(shè)計(jì)單元手動(dòng)合閘、操作的同時(shí)，其它控制單元一并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，即系統(tǒng)不依靠硬件設(shè)施實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、監(jiān)控和調(diào)控，從而降低在人力上的投入。據(jù)此，要求電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)滿足下列基礎(chǔ)要求:一是系統(tǒng)采用分布式模塊化結(jié)構(gòu)，并保證終端具有可控性，即系統(tǒng)的功能信號(hào)經(jīng)光纖傳入主控制系統(tǒng)后，總控制系統(tǒng)下達(dá)控制指令，繼而完成自動(dòng)化操控;二是保證系統(tǒng)的兼容性與擴(kuò)展性，其中擴(kuò)展性要求在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，充分考慮到系統(tǒng)在未來發(fā)展中的擴(kuò)充需求，而兼容性要求充分考慮到系統(tǒng)與其他電氣設(shè)備的協(xié)調(diào)性和相融性。

(二)功能要求

對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其控制回路要求保證線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為此，控制回路設(shè)備應(yīng)具備下列功能:一是自動(dòng)控制功能，即在設(shè)備故障時(shí)，自動(dòng)斷開開關(guān)來切斷電路，以免發(fā)生安全事故;二是監(jiān)視功能，即借助傳感器的功能，監(jiān)視每一項(xiàng)視聽信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)變化狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控;三是保護(hù)功能，即監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備發(fā)出的故障信號(hào)，并對(duì)設(shè)備和線路進(jìn)行自動(dòng)處理;四是測(cè)量功能，即利用專業(yè)設(shè)備測(cè)量線路的參數(shù)，以表現(xiàn)電氣設(shè)備的工作狀況。

二、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式

據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的常見方式包括集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控，具體表現(xiàn)如下:

(一)集中監(jiān)控

對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，集中監(jiān)控是一種極其依賴硬件的監(jiān)控方式，即:將所有單元系統(tǒng)集中于同一CPU上，以保證系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)的可操作性，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低系統(tǒng)的防護(hù)要求。但因受科技水平的束縛，導(dǎo)致集中監(jiān)控方式存在下列弊端:一是將所有單元系統(tǒng)集中于同一CPU上，增大了CPU的運(yùn)作壓力，繼而影響到了系統(tǒng)的工作效率;二是集中監(jiān)控對(duì)硬件的要求較高，增加了系統(tǒng)的建設(shè)成本，因此不利于電力企業(yè)成本目標(biāo)的控制;三是集中監(jiān)控模式下，電纜的鋪設(shè)量非常大，且遠(yuǎn)距離鋪設(shè)電纜會(huì)影響到系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。綜上，集中監(jiān)控方式具有方便集中處理人工管理等優(yōu)點(diǎn)，但卻存在諸多弊端，比如投資成本高，從而加重了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

(二)遠(yuǎn)程監(jiān)控

與集中監(jiān)控相比，遠(yuǎn)程監(jiān)控電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是依賴系統(tǒng)。據(jù)此，遠(yuǎn)程監(jiān)控模式下，電力企業(yè)可省下一大筆安裝費(fèi)用及大量的安裝材料，且可保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，同時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也非常靈活。但在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，智能終端與各單元系統(tǒng)主要經(jīng)傳感器實(shí)現(xiàn)連接，因此既會(huì)對(duì)信號(hào)的通訊效率產(chǎn)生影響，又會(huì)使信號(hào)數(shù)據(jù)出現(xiàn)延遲。為了克服遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的弊端，要求在適用范圍內(nèi)使用遠(yuǎn)程監(jiān)控方式，其中較為常用的是小型自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

(三)現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控

在未來的發(fā)展中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)無疑以現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式為主要發(fā)展趨勢(shì)，且目前，以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用，并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)及促進(jìn)了智能化電氣設(shè)備的發(fā)展。總體而言，現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式你補(bǔ)了集中監(jiān)控與遠(yuǎn)程監(jiān)控的弊端，具體具有下列優(yōu)點(diǎn):一是現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控可系統(tǒng)設(shè)計(jì)更具針對(duì)性，且能按間距的實(shí)際情況細(xì)化設(shè)計(jì);二是現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)隔離設(shè)備、端子柜、I/O卡件及模擬量變送器等的投入展裝對(duì)且就地安裝智能設(shè)備及經(jīng)監(jiān)控系統(tǒng)、通信線進(jìn)行連接，可省下大量的控制電纜，從而減輕了安裝與維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了資金投入;三是各個(gè)裝置具有獨(dú)立的功能，且彼此間僅經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，因此網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)靈活，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性;四是節(jié)省了大量的安裝材料，并提高了系統(tǒng)的綜合性能。

三、展望

對(duì)于電力企業(yè)，其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的目的是為了增強(qiáng)電氣自動(dòng)與設(shè)備的綜合性能，而為了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能與硬件設(shè)備、元器件及系統(tǒng)環(huán)境等有關(guān)。據(jù)此，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)認(rèn)清合理選擇電子元器件的重要性，并改善系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，從而保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)的深入發(fā)展，未來的電氣工程臺(tái)站簡(jiǎn)力夠裝維現(xiàn)越來越重視對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)電氣自動(dòng)化在服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的引領(lǐng)下正發(fā)生著一次次革命。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，IT平臺(tái)與自動(dòng)化正逐步走向融合，且推動(dòng)著電子商務(wù)的普及應(yīng)用。可見，在信息時(shí)代背景下，自動(dòng)化領(lǐng)域中互利網(wǎng)技術(shù)與多媒體技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。為此，電氣企業(yè)應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)化的瀏覽器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并監(jiān)控動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)畫面，以便及時(shí)掌握企業(yè)的生產(chǎn)信息，同時(shí)深入研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，使其對(duì)電氣自動(dòng)化產(chǎn)品發(fā)揮積極的影響，且從中也突出了組態(tài)環(huán)境、軟件結(jié)構(gòu)和通訊能力的重要性。總而言之，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)日漸從單一的設(shè)備向集成的系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，而為了提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，要求堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的原則，從而促進(jìn)電氣行業(yè)的良性發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介

張斌(1984-)，男，漢族，河北省唐山市人，學(xué)歷:本科，職稱:助理工程師。