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我国电气自动化技术发展现状及趋势探讨

2018-06-25 14:24:54

  摘 要 现代社会电气自动化技术在经济高速发展的背景下取得了较大的进展,在很多领域得到了应用,为各行各业创造了较大的经济效益,并使人们的生活环境,工作环境发生了变化。随着科学技术的不断提高,电气自动化技术的未来发展前景更加广阔。基于电气自动化技术的内涵和特点进行了总结,明确了其目前在国家不同领域的应用,并结合电气自动化技术发展的科技和计算机技术发展趋势进行了论述。
  关键词 电气;自动化技术;发展现状;趋势
  前言

  电气自动化是工业现代化的重要标志,是现代先进科学的核心技术。依靠科技进步是电气自动化发展的必然选择,以适应全面建设小康社会的要求。对于电气自动化来说,自动化技术可以大大降低人工劳动强度,提高测量测试的准确性和实时性的信息传递,为生产过程提供进一步的技术支持,同时能够有效避免安全事故的发生保证设备的安全运行。经过几十年的发展,电气自动化技术在我国取得了重大进展,我国已形成低标准的电气自动化产品以国内企业为主,高中档电气自动化产品以国外企业为主,大中型项目依靠国外电气自动化产品,中小型企业选择国内电气自动化产品市场格局[1]。
  1 我国电气自动化技术发展现状
  1.1 现场总线和分布式控制系统的应用
  在传统的制造工厂中,通常集中在一个控制器或PLC电源模块,CPU,数字量输入/输出模块,模拟量输入/输出模块等,并通过很多控制电缆连接到PLC的现场信号和输出信号被发送到相关设备。设备更换和系统扩容时,布线工作量大,成本高,灵活性低。现场总线是连接智能设备和自动化系统与数字和双向传输的串行通信总线。它通过一根串行电缆将位于工业计算机,监控/控制软件和PLCCPU的中央控制室内,并位于远程I/O站,变频器,智能仪表,电动机起动器等低位高压断路器相连接,并将这些大量的现场设备信息采集到中央控制器。
  1.2 电气自动化控制系统
  分层分布式计算机监控系统在现代电力自动化控制系统中得到了广泛的应用。从管理层分为上下两层(甚至层),PC为管理协调层,负责限制报警(显示报警,短信报警),命令,调度优化计算,远程通信等高级应用软件。下一台机器是执行层,负责收集数据并执行上位机发出的命令。对于多层结构体系,上层为国家调度中心,通过远程网络发布宏观调度计划,查看电站数据。为了提高监控设备的可靠性,PC往往需要两台机器,甚至多台计算机和每台计算机,平时承担每个特定的任务,当一台计算机发生故障时,其他计算机承担任务。这些上位机通过局域网进行通信,下位机通过总线进行通信。
  1.3 变换器电路从低频向高频发展
  随着电力电子设备的更新,必须更换由其组成的转换器电路。当普通晶闸管应用时,直流循环工作的变换器主要是相位控制整流器,而交流变频是交叉变流器。采用PWM方法后,功率因数得到提高,并且降低了高次谐波对电网的影响,解决了低频区电机的转矩脉动问题。然而,PWM逆变器中的电压和电流的转矩脉动效应在固定转子上,导致电机绕组振动并产生噪音。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,超出人耳可以感受的范围,但电力电子器件在高电压大电流的情况下,导通或关断开关损耗非常大,而开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。1986年,威斯康星大学的迪安教授提出了一种谐振直流环形逆变器。谐波二重型直流环节逆变器是在变频器高频振荡的零频谐振路面上,电力电子器件处于零电压或零流量变换状态,即工作在所谓的“软开关”状态,从而使开关损失减少到零。这样可以减小逆变器尺寸,降低成本,并且可以将逆变器集成在高功率中。因此,谐振直流逆变器电路具有广阔的前景[2]。
  2 电气自动化技术发展趋势
  2.1 由低频逐渐发展到高频
  社会的发展和技术的进步使得人们在高速电路中产生越来越多样化的需求,适应时代变革的电气自动化技术必须从低频逐步发展到高频。例如,原来的电流转换器通常采用晶闸管作为相控整流器,但速度并不快,難以满足社会发展的需要。因此,PWM技术发展的新产品逐渐渗透到其中,有效地增加了电流互感器的功率,并减少了电网高次谐波的影响。另外,电流变换后的装置采用PWM在低频率下很好的解决了电机转矩脉动问题,但由于转矩电机运转噪音和振动问题引起低谐波干扰。
  2.2 与计算机技术紧密结合
  电气自动化技术的未来发展仍需努力提高生产效率和节省人力。目前,计算机技术已经赢得了普及和快速发展,人们的生活和生产以及计算机技术,电气自动化技术和计算机技术的相互关联,将能够发挥其更大的应用优势。为此,电气自动化技术在发展过程中必须更加深入地分析计算机技术和探索,提高应用速度,比如计算机技术的系统监控应用,计算机技术在现场控制中的应用设备。 电气自动化技术与计算机技术的紧密结合不仅可以有效节约成本,还可以提高自动化操作的便利性和准确性[3]。
  2.3 操作人员更具有专业性
  由于电气自动化技术,系统和设计的应用都具有一定的复杂性,所以操作人员需要有更多的专业知识和技能,要保证技术的合理应用和科学发展的制度。因此,电动自动化技术的未来发展必须得到更多专业的支持。电气自动化技术相关的操作人员需接受统一培训,能及时对电气自动化设备和系统故障进行判断,了解电气自动化技术的发展趋势,并能够及时发现和处理。为此,有必要确保有关的电气制造商组织统一的技术培训,以提高气自动化技术人员的专业技能。
  4 结束语
  电气自动化技术的应用越来越广泛,这也使得电力管理系统发生了巨大的变化。新技术的应用,新理论带来了一些概念的更新和修订,传统技术路线逐渐模糊,各种原创似乎没有关联的技术将相互融合和渗透,推动电力自动化系统的不断发展和更改。
  参考文献
  [1] 张志平.我国电气自动化技术应用现状及发展趋势[J].科技创业家,2014,02(08):101.
  [2] 蔡珊.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].化工管理,2015,10(14):40.
  [3] 张欣.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势分析[J].黑龙江科技信息,2015,07(34):25.


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