电气自动化系统特点及发展策略

2012-12-28于泉海

中国新技术新产品 2012年11期

于泉海

（黑龙江水运建设发展有限公司，黑龙江哈尔滨 150001）

1 工业电气自动化的发展现状

随着科技的快速发展，计算机技术广泛的应用于工业电气自动化领域。OPC(OLE for Process ControI)技术的出现，IEC61l3l 的颁布，以及Microsoft的Windows 平台的广泛应用，使未来的电气技术与计算机进行了完善的结合。

1.1 IEC6113l 标准使得编程接口标准化

IEC6113l 标准是一个标准的国际化编程准则，在此准则的规范下，促进了各控制系统生产厂商的编程接口标准化，统一了编程接口的标准语法和语义。此标准化的接口准则，使编程方式变得结构化，更便于管理，在一定程度上也提高了代码的使用效率，提高了编程的进度。

1.2 Windows 正成为事实上的工控标准平台

微软的操作系统已被广泛应用于各领域，且已被各领域作为主要的控制系统平台。微软的操作系统在工业自动化领域的控制层平台上应用，使工控平台在使用上更加便捷，在维护上更加省时省力，且与办公平台进行了很好的集成衔接。

2 电气自动化系统的特点

首先，在系统安排方面，用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心，配件数量多的，所要执行的信息处理任务庞大，而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，一些系统设备在维持正常运行时，可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次；电气设备所需要的保护装置要求高，动作速度快，一个保护动作通常要在40ms 以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点，而控制方式也主要是厂用电系统，其主要设备监控需要接入DCS系统，如果两台系统一起运行，一台系统的检修不得影响另一台系统的运行，因此，需要考虑两台机组DCS 电气控制的模式，保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道，在构建ECS时，其系统结构、与DCS的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行，还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性，同时提出相应的应急措施，确保电气系统可以在最好的状态下运行。

3 电气工程设计原则

3.1 优化供配电设计，促进电能合理利用

例如，我们在进行住宅电气系统设计时，首先考虑的是设计的适应性，就是必须为住房提供必要的动力；为生活在建筑物里的住户建设提供良好的环境；还应满足各项电力的符合和供应要求；应能保证电气设备对于控制方式的要求，保证电气设备能发挥最大的作用，保证运行的稳定性和可靠性。其次设备的安全运行，也是设计过程中考虑的关键，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度；要保证供电和配电的安全运行，以及要有可靠的防雷装置；防雷设计，如要水库的电气自动化设计中，还要在保证进行特殊功能运行的情况下，还应有防静电、防浪涌的技术措施；按水利建筑物的重要性与火灾潜在危险程度制定必要的保护措施。在满足水库电力设备稳定运行的情况下，通过先进的科学技术，完善电气设备管理。

3.2 提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗

在电气自动化系统设计过程中，首先要满足建筑正常运行所需要的电能，在这个前提下，应在设计上尽量节省成本，最大限度的降低各种能源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高电力设备的利用率，减少电能的直接或间接损耗。

3.3 合理调整负荷，提高设备利用率

在电气自动化系统的设计过中，除满足建筑物正常的使用功能外，在设计时还在有保证安全的前提下降低成本，提高电能的用电质量，设计好系统的各项参数，除考虑正常用电需求外，还要考虑特殊用电情况下的负荷率和设备的节能系数。

4 自动化系统的发展策略

4.1 采用统一的系统开发平台

如钢铁行业中，采用美国WonderwareI/O Sever 技术和InSQL Server 技术，建立统一控制、数据、信息平台，效果极好，可实施建立产品流转动态跟踪系统实现从原材料到成品全线动态跟踪，建立生产信息动态管理系统，实现生产计划、生产调度、库房(包括原料、半成品库、热处理、成品库)管理、生产作业和过程管理、合同管理、质量管理、工艺规程线指导子系统、生产信息动态查询、统计、分析管理等，管理与控制都是动态实现、没有最先进软件技术支撑和可以无缝集成软件套件组件搭建系统，很难想象研发工作量有多大，成功率有多高，真正意义上CIMS系统能否实现。

4.2 网络结构的架设

网络构建对促进自动化系统的发展是有积极意义的，如IAS(Industrial Application Server)将工业自动化应用程序开发设计生产力与可伸缩性带入了一个新纪元。分布式点到点架构；一个全球联网域名空间；集成化历史、脚本、报警及安全机制；直观多用户开发环境;基于组件工厂与应用模型；符合21 CFR Part 11 规范要求；对用户而言可显著降低工程成本；降低拥有成本；响应迅速、能适应成长需要；坚定不移开放性。它为简化分布式自动化应用开发、部署、维护与管理提供了基础。IAS 提供了新一级实时数据获取、报警与事件管理、数据操作服务、以及协作工程能力，这些能力从一开始就是专门为工业自动化应用设计，使制造厂家、OEM和系统集成商(SI)能够显著降低自动化系统工程、购买和维护费用，同时，用户可以灵活建造自动化系统，增强了对新需求响应能力。IAS 是建立Invensys ArchestrA 体系结构之上一个强大新应用平台。综合性ArchestrA 工厂自动化与信息体系结构从一开始就被设计为利用最新软件技术延长传统系统寿命。是装配制造厂、制炼厂、远程SCADA 运转、公用事业这些业务营运类型任何组合中自动化应用，以ArchestrA为基础体系结构都能够胜任。