我国电气自动化的现状及发展趋势
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\摘要】电气自动化是工业现代化的重要标志和现代先科学的核心技术。电气自动化的发展对社会科技的进步有着极其深远的影响。对经济的发展起了不可估量的作用。本文介绍了电气自动化影响其发展的主要因素，并根据现状分析了今后电气自动化的发展趋势。
【关键词】电气自动化 现状 发展前景
前言
电气自动化就是使产品的操作、控制和监视，能够在无人(或少人)直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。电气自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用，把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。伴随信息时代的到来，机械电子技术、微电子技术的发展更加迅猛，信息技术在电气自动化的发展中将发挥越来越重要的作用。
一、电气自动化的概念和优点
电气自动化是研究与电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发以及电子与计算机等领域的一门科学。在我国解放后便开始对电气自动化进行深入研究，并且开始设立本科专业。进入新世纪随着电力电子技术、微电子技术的迅猛发展。使其发展日趋多元化。尤其是结合了目前嵌入式、网络、通信等技术后，电气自动化已出现在我们身边的各个领域。
电气自动化的优点包括：1优化供配电设计，促进电能合理利用。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；2提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗。要满足建筑对运行要求的制定和维护其安全运行的前提下，尽力减少成本，最大程度的降低和减少各种消耗。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，提高电力设备的是利用率，减少电能的直接或间接损耗；3合理调整负荷，提高设备利用率。在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数，在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。
二、电气自动化发展现状
2.1平台开放式发展
OPC(0LE for Process Control)技术的出现，IEC6113l的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，使得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。同时电气自动化系统平台统一化可以支持一个自动化项目周期中的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。这样可以大大降低从设计到完成的时间和费用。统一的系统开发平台还可以满足用户另一个重要需求即开发平立于最终的运行平台。根据项目特点和最终用户需求决定将统一的运行代码下载到硬件PLC、基于Windows NT的软件PLC、嵌入式NT系统还是基于WindowsCE的控制系统中。
2.2电气自动化系统集成信息化
信息技术对电气自动化的渗透来自于两个方向：一方面是从管理层纵向的渗透。企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实时的存取。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，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。另一方面，信息技术横向扩展到电气自动化的设备、机器和系统中。随着微电子和微处理器技术应用的增加，原本定义明确的设备界线，如PLC、控制设备和控制系统变的模糊了。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。不仅包括传感器和执行器，而且包括控制器和仪表。Internet/Intranet技术和多媒体技术在电气自动化领域有着广泛的应用前景。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。信息技术革命的原动力是微电子和微处理器的发展。软件的重要性在不断提高。
2.3分布式控制应用
现场总线通过一根串行电缆将位于中央控制室内的工业计算机、监视／控制软件和PLC的CPU与位于现场的远程I/O站、变频器、智能仪表、马达启动器、低压断路器等连接起来，并将这些现场设备的大量信息采集到中央控制器上来。它是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输的分支结构的通讯总线。分布式控制意味着PLC、I/O模块和现场设备通过总线连接起来，将输入输出模块转换成现场检测器和执行器。
三、电气自动化发展的主要影响因素
3.1信息技术的决定性影响
信息技术，广泛的讲就是指人类开发和利用信息的一切手段，是包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯技术以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。现代信息技术是建立在现代电子技术基础上的，所以又称为现代电子信息技术。它以计算机、通信、自动控制、光电等现代技术为主体，对各种信息进行获取、传递、加工、处理和利用。现代信息技术主要包括微电子、光子、光电子、分子电子等有关元器件制造的信息基础技术，实现信息的获取、传输、处理、控制等功能的系统或设备的信息系统技术，用于社会经济生活各个领域的信息应用技术。信息技术对电气自动化的发展具有较大的支配性影响。信息技术的发展在很大程度上取决于电气自动化中众多学科领域的持续技术创新。反过来，信息技术的进步又为电气自动化领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。
3.2与物理科学的联系更加紧密
由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展，固体电子学在二十世纪的后半叶对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气自动化与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气自动化的关键，并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统。
比如PLC(可编程控制器)在电气自动化中的广泛应用。它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围。PLC的工作原理包括三个方面：输入采样阶段；用户程序执行阶段；输出刷新阶段。下面是PLC的一些主要应用：
1)PLC在公路交通系统中的应用。PLC型交通灯控制器将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。由于PLC本身具有通讯联网功能．将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，从而缩短车辆通行等候时间，实现科学化交通管理。
2)PLC在数控系统中的应用。数控系统按其控制方式划分有点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在机械加工时。数控系统的点位控制一般用在孔加工机床上(例如钻孔、铰孔、镗孔的数控机床)，其特点是，机床移动部件能实现由一个位置到另―个位置的精确移动，即准确控制移动部件的终点位置，但并不考虑其运动轨迹，在移动过程中刀具不切削工件。
3.3现代技术的迅速发展
现代技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异，势必带动着依赖现代技术的电气自动化也将迅速发展起来。
四、电气自动化的发展趋势
电气自动化的发展趋势应该是科技化、信息化、开放化。
科技化是指电气自动化的发展应当出现实用性新技术、新材料、新产品。本着自主创新的思想，以节能降耗为切入点，积极推广应用节能降耗新技术、新方法、新工艺，在材料的使用，技术的使用等方面力求创新，采用信息技术、计算机技术、网络技术与自动化技术等高新技术，研发新产品。信息化则是指信息技术在电气自动化的地位应更加突出。电力设备的设计、制造和运行中广泛应用的计算机优化与仿真技术，人工智能分析的广泛应用以及电气工程中广泛使用的网络通信技术，都充分展现了信息技术在电气自动化中起到的重要作用。开放化则是要与外界建立一个接口，实现与外界网络的连接。计算网络是实现信息实时交换和共享的重要基础设施，也是实现管理、决策、设计、控制和制造一体化的关键，它已广泛应用于电力系统各元件和局部系统的管理、监视、调节和控制上，是电力系统信息管理、远动技术、调度自动化等方面的核心。
比如在发电厂的中电气监控系统的应用。在布置方式和数量上，厂用电设备分散安装于各配电室和电动机控制中心，元件数量众多，运行管理信息量大，检修维护工作复杂。与热工系统相比较，电气设备操作频率低，有的系统或设备运行正常时，几个月或更长时间才操作一次；电气设备保护自动装置要求可靠性高，
动作速度快，比如保护动作速度要求在40ms以内完成。在电气设备本身构造上，其具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点。在控制方式上，厂用电系统的主要设备监控需要接入DCS系统，但在两台机组共用一台起，备变的情况时，由于一台机组的检修不能影响另一台机组的正常运行，因此需要考虑两台机组DCS电气控制的模式，确保对其控制权的唯一性。总结以上特点，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。既要实现正常起停和运行操作外，又要实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态，
并提供相应的操作指导和应急处理措施，保证电气系统在最安全合理的工况下工作。
ECS除应将现有的厂用电监控功能向深层次发展外，还应将发电机、主变压器、SF6断路器等主要设备的在线诊断功能融人同一监控平台，有条件的电厂也可以将NCS系统也纳入ECS这个平台。甚至可以将厂用电的纯电气功能从DCS系统独立出来。也纳入ECS系统监控阀。布式的结构可以保证网络中建立起独它的网络，以实现危险分散，促进系统的正常运行；开放化就是要将系统与外界联系，实现各方的网络连接，提高信息的处理能力；而信息化就是实现设备与网络技术结合，实现网络自动化和管控―体化。
结束语
随着智能化和信息化的逐步发展，电气自动化涉及的产业和领域也将更多，技术更新更快，更加复杂，我们应当不断吸收高新技术的营养，开创电气自动化发展新局面。同时在全球经济一体化趋势下，电气自动化在国家经济和社会发展中占据越来越重要的地位，电气自动化系统逐步完善，实现系统与外界网络的连接，使系统信息能够进行综合处理能力与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。
参考文献
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