电气自动化职业分析 浅析电气自动化的分析与探讨

　　中图分类号：TM92 文献标识码：A　　摘要：我国电气自动化专业最早开设于 50年代，一开始名称为工业企业电气自动化，后来虽然经历了多次专业性的调整，但由于其专业面宽，适用性广，所以到如今一直很受欢迎，据教育部门最新公布的本科专业设置目录中，它属于工科电气信息类。本文中主要针对这类电气自动化技术的一些发展趋势进行探讨。
　　关键词：电气工程自动化；分析；探讨；认识
　　一、 电气工程自动化的认识
　　首先，它可应用于建筑。智能化建筑的发展必然离不开电气自动化,随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展,高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。自然达到合理利用设备,在资源方面，人力的节省就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低,防干扰要求高,是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷,应该设计为一级防雷建筑物,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。其次，它也可以应用于净化空调设备。净化空调系统控制自动监控装置,可以设计成单个系统的测量、控制系统,也可以设计成以数字计算机控制管理的系统。在温度控制方面，净化空调系统采用DDC控制。装设在回风管的温度传感器所检测的温度送往DX一9100,与设定点比较,用比例加积分、微分运算进行控制,输出相应电压信号,控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作,控制回风温度应保持在18-16度之间,从而使得洁净室温度符合GMP要求。在湿度控制方面。装设在通风管内的湿度传感器所检测的湿度,送往控制器与设定湿度比较,用比例加积分运算控制,输出电JK信号,控制蒸汽电动调节阀的动作,控制回风湿度应该保持在45%-65%之间,这样洁净室湿度方能满足GMP要求。
　　二、电气工程自动化的研究
　　（一）全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管
　　50 年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件，在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起，相继出现了全控式器件―CTR、GTO、P-MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流／电压定额和开关时间的不同，各种器件各有其应用范围。
　　GTR 的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题，使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上，这也使得电路比较复杂，难以掌握。
　　GTO是一种用门极可关断的高压器件，它的主要缺点是关断增益低，一般为 4～5，这就需要一个十分庞大的关断驱动电路，且它的通态压降比普通晶闸管高，约为Zv ～ 4. 5v, 开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因，前者约为500A /us，后者约为500V/us，这就需要一个庞大的吸收电路。
　　由于GIR 、GTO 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流，因而使门极控制电路非常庞大，从而促进厂新一代具有高输人阻抗的 MOS 结构电力半导体器件的一切。功率 MOSFET 是一种电压驱动器件，基本上不要求稳定的驱动电流，驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流，而关断时提供放电电流即可，因此驱动电路很简单。它的开关时间很快，安全工作区十分稳定，但是P-MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大，这就给制造高压P- MOSFET 造成了很大困难。
　　IGBT是P-MOSFET工艺技术基础上的产物，它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P-MOSFET低，但比GTR快；其通态电压降与GTR相拟约为1.5V～ 3.5v，比P-MOSFET小得多，其关断存储时间和电流卜降时间为别为0. 2 us一04us和0. 2us ～ 1.5us，因而有较高的工作频率，它具有宽而稳定的安个工作区，较高的效率，驱动电路简单等优点。
　　MOS控制晶闸管（MCT）是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管，利用M OS门来控制品闸管的开通和关断，具有晶闸管的低通态电压降，但其工作电流密度远高 IGBT和 GTR，在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率，且其关断增益极高。
　　IGBT和MGT 这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时，模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础下，其发展便是功率集成电路 PIC ( Powerl , lntegratcd Cirrrrcute ) , 在 PIC，不仅主回路的器件，而且驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起，形成一个整体，这可以算作第四代电力电子器件。
　　（二）电气工程自动化设计的分析
　　1、集中监控方式。集中监控方式不但运行维护方便，控制站的防护要求也不高，而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，所以处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响。由于电气设备全部进入监控，致使主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂，查线也不方便，而大大增加了维护量，还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。
　　2、远程监控方式。远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高，使得电厂电气部分通讯量相对又比较大，所以这种方式大都用于小系统监控，而在全厂的电气自动化系统的构建中却不适用。
　　3、现场总线监控方式。目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，而且已经拥有了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了坚实的基础。现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样就可根据间隔的情况进行设计。这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，节省了大量控制电缆，节约了很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。此外，各装置的功能相对独立，组态灵活，使整个系统具有可靠性而不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。
　　
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