电气自动化的发展前景论文

时间：2022-10-09 02:13:33 电气自动化毕业论文我要投稿

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电气自动化的发展前景论文

　　电气自动化的发展前景论文【1】

电气自动化的发展前景论文

　　摘要本文阐述了国内电气自动化的现状，并结合国外的一些新发展，对其发展状况进行了展望。

　　关键词电气自动化发展现状趋势

　　1 电气自动化概述

　　电气自动化运用电力电子技术、微机控制技术和计算机网络技术来实现电气自动控制，以计算机技术实现程序控制，并且通过系统集成实现自动控制电力系统和运行维护功能。

　　其明显特征是集成化、智能化和综合化、故障反映迅速自动化。

　　电气自动化范围较广，包括配电自动化、变电站自动化、馈线自动化。

　　配电自动化包括配电系统所有硬件设施和控制流程，通过输电、配电和用电实现配电自动化流程。

　　变电站自动化通过馈电自动化实现系统监控和管理。

　　而馈电自动化方面，则是高度集成化，除了常规的遥测、遥信和遥控，包括自动重合闸、馈线故障监测、电能质量等监测，还集成了断路器监视功能，逐步发展成为智能化开关。

　　2 电气自动化发展史

　　伴随着电子技术和信息技术的飞速发展，电气自动化已经走出了工厂，并且在办公、交通等多个领域得到了广泛的应用。

　　(1)全控型电力电子开关时期。

　　在上个世纪五十年代晶闸管出现，标志了运动控制新纪元的开始。

　　继后出现了交流变频技术和全控制式器件GTR等，即电力电子器件第二代。

　　第三代器件包括IGBT和MGT这类复合型电力电子器件。

　　而第四代器件则由功率集成电路PIC构成。

　　(2)电路低频向高频发展。

　　随着电力电子器件的更新，变换器电路也随之改变。

　　在普通晶闸管时期，整流控制主要由直流传动变换器完成。

　　交流变频传动由交-直-交变频器完成。

　　在第二代时期，PWM变换器得到广泛的应用。

　　PWM技术可以提高工作效率，并且减少高次谐波对电网的影响，可以改善电动机低频转矩脉动问题。

　　(3)交流调速理论发展。

　　德国学者FBlasche提出了交流电机磁场定向远离市，并得到德国大学教授Depenbrock的继承和发展。

　　教授D继FBlasche提出了直接转矩控制思想，并将它推广到了弱磁调速范围。

　　这一控制思想具有结构简单、思想新颖、信号处理物理概念明确的特点，属于高静动态性能的新型交流调速方法。

　　(4)通用变频时期。

　　通用变频器是一种系列化、批量化和占市场量最大的中小功率变频器，经历了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高动态性能适量控制型的发展过程。

　　(5)单片机发展。

　　由于占主导地位的MCS-51单片机的8位机功能简单，指令短小，后来就有了适合大批量生产的PIC系列单片机的推广和使用，其可靠性和保密性都非常高。

　　3 国内电气自动化现状

　　3.1 平台开放式发展

　　OPC技术的出现，Microsoft Windows平台的广泛应用和IEC61131的颁布，为电气技术的发展奠定了良好基础。

　　基于PC技术的人机界面已经成为主流趋势，而基于PC技术的控制系统具有灵活和易于集成特点也正在被广泛的采纳和应用。

　　3.2 现场总线和分布式控制技术

　　现场总线是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输分支结构的通讯总线。

　　包括位于中央控制室内的计算机、监视控制软件和PLC的CPU以及位于现场的远程的I/O站、智能仪表、低压断路器和变频器等构成，中央控制室和现场通过一根串行电缆连接，并且将这些现场设备的大量信息采集传输到中央控制室。

　　而信息化技术的发展必将导致基于网络集成自动化系统的基础信息系统的发展。

　　3.3 IT技术与电气自动化

　　市场需求的发展促进了电气自动化和IT技术平台的融合，信息技术对工业的影响主要分两个方面：一是纵向渗透管理层;二是横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。

　　其中，信息技术纵向渗透能够帮助企业对当前生产数据进行实时的存取，提高管理数据处理系统工作效率。

　　横向，信息技术已经渗透到了产品的所有层面，包含传感器和执行器，也包含控制器和仪表。

　　4 国外电气自动化发展新方向

　　法国ICC技术又称用户通信接口试验，能够实现实时读表、停电控制和远程管理功能，并且能够帮助广大用户群众实时了解电价，为用户实现用电优化管理提供了条件。

　　优化用电是指用户根据实时电价制度，合理选着自己的用电设备和用电时间段，或者是在不同时间段用部分设备。

　　意大利开发了家庭用电智能助理，借助用户的电视机实现供电信息实时显示和控制，便于供电服务信息随时查询。

　　这不仅便利了居民的生活，同时便于供、用双方互动，供方可以记住此平台向用户发布各类通知，并且帮助用方进行节能降耗方案建议，用方不仅可以得到实时的电价信息和供电服务，还可以从中节约用电，减少经济消耗。

　　这种功能的实现还可以节能减耗，保护环境。

　　西班牙和法国共同研发的系统，可以帮助家庭优化电能应用和管理，它借助部分咨询配置机和用电能量管理系统实现对用户提供最优配置建议和削峰填谷功能。

　　它可以根据不同用户的生活习惯和要求，为不同用户提供既优化经济又舒适满意的用电建议。

　　国外这些先进、人性化的设备代表了现代电气自动化实时性、自动化和管理功能发展的方向，这可以改进供电可靠性和电能质量，还可以对用户的供电服务质量，在未来高科技社会中将有优越的经济性和良好的社会综合效益。

　　5 电气自动化发展趋势

　　未来电气自动化的发展趋势具有分布式、开放式和信息化三大特点。

　　分布式是指能够确保网络中每个智能的模块都能够独立工作的网络结构，能够完成系统危险分散的功能;开放化是指系统具有与外界联通的接口，能够实现系统与外界网络系统的连接功能;信息化则是指系统信息具有综合处理能力，实现与网络技术相结合的网络自动化和管理控制一体化。

　　(1)系统监控综合化。

　　现代电气设备逐步向通用化、模块化及系列化发展，能够实现组态灵活特点。

　　由于计算机技术的所有功能都能够通过屏幕软件按钮直接完成，系统监控的综合化得到很大提高。

　　采用综合化监控，能够完成双重或者多重的冗余，可以为系统改善和可靠性提高做出贡献。

　　(2)系统网络化。

　　为了提高系统的可靠性，控制网络大多采用冗余结构，能够完成数字化和高效自动化代替繁琐复杂的人工操作，大大提高了工作效率，减轻了工作人员的工作量，改善了工作人员的工作环境。

　　同时，高度自动化还能够减少频繁操作，减少误操作率，进一步提高系统可靠性。

　　(3)系统人性化。

　　伴随交互式网络发展，供用双方信息互动更为方便。

　　通过人性化、自动化的电气自动装置，供方能够实时了解用方信息，为用方提供更加实用、经济、安全的用电建议，也可以更多的掌握用户用电信息，为系统的稳定可靠运行提供数据。

　　用方可以借助高科技的技术，更加详细的了解自己的用电情况，结合供方信息，改善个人生活舒适度，提高生活经济性。

　　6 结语

　　电气自动化技术虽然已经广泛应用，并深入到国民经济各个领域，但它仍然在不断革新和发展。

　　在市场竞争越来越激烈的形势下，为了在经济上取得利益，我们必须积极吸取先进的经验和技术，为实现自主研发创造条件。

　　参考文献

　　[1] 严世平.浅谈电气自动化的现状及发展.科技风,2011(5).

　　[2] 毕克伟.工业电气自动化的应用与发展.中小企业管理与科技,2010(36).

　　[3] 邓超.浅谈电气自动化的应用与发展.新一代(下半月),2010(2).

　　[4] 孙琥.科学发展观旗帜下的工业电气自动化发展.硅谷,2009(1).

　　电气自动化的发展【2】

　　一、电气自动化的发展现状

　　1.平台开放式发展。

　　(1)IEC61131国际标准使得编程接口标准化。

　　现阶段,世界上众多PLC厂商生产的近四百种PLC产品,在编程语言和表达方式上迥异。

　　为了使IEC61131标准适用于不同的PLC产品,又能为 PLC制造厂商所接受和支持,IEC61131-3规定了二大类编程语言即文本化编程语言和图形化编程语言。

　　前者包括指令清单语言(IL)和结构化文本语言(ST);后者则有梯形图语言(LD)和功能块图语言(FBD)。

　　在标准的文本中没有把顺序功能图(SFC)单独列入编程语言,而是将它在公用元素中予以规范。

　　不论在文本化语言中,或者在图形化语言中,都可以运用SFC的概念、句法和语法。

　　结构化的编程方式使得程序更易管理,也提高了代码的使用效率,缩短了程序编程的周期。

　　(2)Windows正成为事实上的工控标准平台。

　　微软的技术如Windows NT、Windows CE和Internet Explore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。

　　PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。

　　在工业自动化领域,基于PC的人机界面已经成为主流,基于PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。

　　2.现场总线和分布式控制系统的应用。

　　随着DCS在企业实践中的应用,其缺点日益突出。

　　主要表现在:(1)DCS是一种数字-模拟混合系统,DCS现场仪表仍为传统模拟仪表,可靠性差,安装维护成本高;(2)互换性差,各大厂商之间没有统一的协议标准,使用与维修困难;(3)价格昂贵。

　　信息技术的飞速发展推动了自动化系统结构的变革,逐步形成了以网络集成自动化系统为基础的信息系统,于是,现场总线技术应运而生。

　　现场总线控制系统在设计更具目的性,它是工厂底层设备之间的通信网络,为底层设备信息及生产过程信息集成提供了通信平台。

　　对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的不同情况进行设计。

　　工厂底层应用现场总线技术实现从管理层到自动化底层的数据存取,现场总线的介质访问控制方式可满足工业控制网络的要求。

　　和DCS相比,除了具有节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活等优点外,还可以节省大量控制电缆,节约投资和安装维护工作量,从而降低成本。

　　3.IT技术与电气自动化。

　　PC、客户机/服务器体系结构、以网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。

　　正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融合,电子商务的普及将加速着这一过程。

　　信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向:一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;另一方面信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。

　　信息技术已渗透到产品所有的层面,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、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。

　　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,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。

　　软件的重要性在不断提高。

　　二、电气自动化的发展策略

　　1.采用统一的系统开发平台。

　　统一的系统开发平台应当可以支持一个逢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应满足用户另一个重要需求即开发平台的独立于最终的运行平台。

　　根据项目的特点和最终用户的需求决定将统一的运行代码不载到硬件PLC、基于WindowsNT的软件PLC、嵌入式NT系统还是基于WindowsCE的控制系统中。

　　在这方面,基于PC的自动化产品满足了以上需求。

　　2.通用的网络结构。

　　一个成功的自动化系统离不开通用的网络结构。

　　任何企业的网络结构对于设备控制、监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻必须予以保证。

　　数据添加和整理工作结束后,要对中心管理机和其他通讯管理机进行网络通讯配置,以便系统能够协调工作,传送正确数据。

　　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产生直接的影响。

　　3.标准化的程序接口。

　　成功的自动化系统的另一个重要因素在于标准化的程序接口。

　　基于Microsoft的标准和技术,如Windows2000、OPC、ActiveX和WindowsCE,减少了工程时间和费用,方便了自动化系统和办公系统的数据交换与共享。

　　在与企业的MES系统、ERP系统连接时,基于PC平台的自动化解决方案意义非同寻常。

　　使用WindowsNT/Windows2000作为操作系统,使用TCP/IP作为办公环境的通讯标准,PC可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。

　　标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的交换,不需担心它们之间的通讯问题。

　　参考文献

　　[1]谭涛.现场总线及其所组成的控制系统[J].能源研究与管理.2010(2)

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