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有关于融合电气和自动化设计在工程实践中融合

收藏本文 2024-02-04 点赞:20008 浏览:85810 作者:网友投稿原创标记本站原创

【摘 要】随着时代的发展,单纯的电气化工程以及自动设计工程都没法很好的适应时代的发展。本文根据以往的经验以及当前的一些文献资料以及设计,对电气和自动化工程的融合的发展趋势进行了一定的分析研究。
【关键词】电气;自动化设计;工程实践;融合
引言
在传统的工程设计中,电气和自动化设计分属两个不用的专业,两个不同专业的人通过协调、配合,共同完成工程的设计活动。
最近这几年,电气设备、自动化设备、网络通讯设备及与之相关的技术逐渐趋向成熟,进而使得电气设计与自动化设计之间的工作相互融合,相互渗透,从而使它们的思想方法和工作方法发生了很多大的变化。因此,我们对电气化设计和自动化设计要作出相应的调整,比如,把两个专业合并成一个专业,进行设备设计时,把电气设计和自动化设计归为一体,使机电呈现一体化;控制和仪表系统出现了彻底分散的情况,并呈现出扁平化的趋势等等。

一、传统的电气设计与自动化设计呈现出的思想基础和特征

根据传统的设计方式所提供的电气化设备,对它的控制、维护以及计量主要是以分立的、机械的以及物理的方式和相应的部件来完成。相互之间功能的组合情况达到了相关用户所要求的配电产品,根据软件和硬件的组合状况来满足客户的系统控制管理功能的要求。上边的这两类设备,是由不同制造商提供的,界限比较明显,这两个设备主要是项目的设计人员根据标准的现场信号条件以及统一的管理依据界定的互联的且较为明显的界面,以便协调联接。
对于电气的设计,需要设计人员根据用电设备所具有的用电负荷量、负荷的特征以及用电设备的具体分布状况,设置出一个可以在高、中、低压之间变配的系统。与此同时,还需要根据电力企业的条件、要求以及用电设备的要求和相应的特点,在高、中、低压之间实现变配系统的二次计算、保护以及控制的设计。根据一些工艺控制的具

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体以及自动化的系统要求,对配电系统尾部的用电设备进行相应的设计。最后对电气设备进行安装或者对电缆的敷设进行设计。
自动化设计可根据工艺控制的要求,对被控制的物体进行分布状况、设备以及流程之间的相关性以及设备的可靠性等控制,对计算机控制系统的构造和内容进行相应的设置。进而增加高、中、低压的变配电系统、用电系统的接地设备以及仪表系统的测控信号等协调能力。最后实行的是对控制系统的安装和电缆的敷设设计。
从上面几个内容可以很明显的看出,电气的设计和自动化的设计是在同一个平面上进行的,在设计的过程中,双方都可提出测控的条件,一方实行条件内容的时候,要注意切实落实对方的条件内容。
设备和技术的不断发展,为设备的设计提供了一定的现实基础。高压电柜里的综合保护控制器,以及综合电量计算器、低压配电柜内自动空气短路器里的计算机控制模块、马达控制中心内的控制器、就地机电设备内的小型PCL控制器、现场的过程仪表,阀门电动设备的装置调节器,这些装置都可以通过现场的一根总线来进行连接,并用相同的通讯仪来实现数据的通讯。又因为把芯片镶在了里面,机电成一体化发展,网络通讯和标准化的统一所带来的变化,使测量和控制能够完全分散在现场设备中的设想得以实现。
现场通讯总线上的人和机械设备的界面通过DDE方式,使用商业化了的通用的多平台监控软件,为运行管理人员提供了介入手段,并且突破了时间和地点的局限。现在系统对监控组织工具软件的统一标准IEC1131-3 表示出了很大的支持。根据控制系统的拓扑结构来看,可以把现场的总线作为通讯的媒介,这个界面可有人机管理界面和现场的控制器界面。目前,有几个大的现场总线制定出了与之对应的几种现场总线通讯协议。并符合了同一类型的现场通讯协议控制器、仪表或者嵌入式装置,这些可以很方便的使装置通过现场的总线连接起来,以组成控制系统。
用于监控的管理计算机,可以把专用或者商用的通讯网络与比之更为广泛的管理系统连接起来。

二、新的设计思想

现在的高低压变配电设备之中有嵌入式的控制装置,用电设备的就地控制设备内部有很小的PCL控制器,所以在进行电气设计的时候,不需要像传统的设计那样,而是只需要把集中的二次信号、计量、保护系统设备和自动化的控制设备之间的预留互联条件作为一种重要的互联条件。可根据用电设备的要求和工艺的控制要求来设计高低压变配电系统和用电设备的就地控制装置。与此同时,还要注意,根据工艺设计要求来设计仪表系统。
例如:图1-1显示。采用两个扩大单元接线盒一个单元接线,100kv则采用了双母接线。双母接线的供电可靠性较高,可以轮流检修一组母线而不会导致供电线路出现中断的可能,在进行任意一组母线上的隔离开关检修的时候,也不需要进行供电的中断,并且还能够灵活的进行调度,各个贿赂负荷以及各个点源之间能够任意分配到某一母线上去,能够灵活的与电力系统中的潮流变化的需要和各种运行方式的调度。与此同时扩建性也相对比较好,能够向母线左右的方向进行任意扩建,并且在进行工程施工的时候也不会停止供电,只是在双母线上多了一台旁路断路器,投资就会有所增加。
按照供电力企业的条件和要求以及用电设备的条件和要求,来对高低压的变配系统的控制流程图进行二次的计量、保护以及控制的设计。按照工艺的控制和自动控制要求来对配电尾端的用电设备的就地控制流程图进行设计。在人机界面的管理计算机上,根据以上各个部分的控制流程图的具体情况以及与IEC113-3的标准相适应的工具软件,来设计系统的工具软件组合。最后要把电气以及相应的控制设备进行安装,对电缆的互联以及敷设进行设计。
这种设计的流程和传统设计方式里的电气设计以及自动化设计的过程是一起进行的,而且在此过程里的互体测控的条件具有很大的区别。这种设计更加简单,它把电气和自动化的设计由原来的两个人分开进行,变为现在的统一实行,这一定程度上提高了设计的效率。除此之外,自动化设计里面的组态工作,不需要如之前那样等系统的硬件定牌了之后才能够进行。标准化了的工具软件和网络通讯,使各个不同类型的设备来整合系统,就像使用同一个系统来供应商品一样方便。
一个工程项目经过了这样的设计之后,所得到的整个的电气以及控制系统是一个倾向于平面和开放的系统,这种系统有一很大的优点就是,电气和自动化合二为一。从电气的角度来看系统的智能化特征,又从控制系统这个角度,来看系统的彻底分散化,再从网络这个角度来看系统的扁平、开放的结构给用户带来的更为经济实用、高效的共享数据。

三、新的设计思想和未来的发展趋势融合

嵌入式的控制装置将会涉及到现场的所有设备,现场的总线通讯协议一般都会统一到最少的数量。嵌入式的控制装置拥有全部符合标准的现场总线通讯协议的网络通讯功能,现场总线网络上的各个节点上的设备的数据库是分布式的实时数据库,它们的形成方式和PC以及USB接口的形成方式是一致的。标准化了智能化、分布式、以及扁平化的设备控制系统的构成生产,是整个生

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