引领电气CAD、PLM以及模拟仿真的未来

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关于电气设计和自动化设计的融合发展及对策研究

发表时间:2017-07-17 作者: 曾维敏   来源: 互联网
改革开放以来,我国社会经济以及科学技术实现快速发展,与此同时,工程设计活动中的电气以及自动化技术也逐渐得到发展,现已广泛应用于我国诸多领域当中。电气以及自动化技术是通过不同技术人员实现控制和操作的,项目施工中的设备安装、调试以及验收等程序均不尽相同。此外,它们后期的维护与运行也各不相同。伴随着现代科学技术的深入发展以及社会大生产的需求,须实现电气设计与自动化设计的互相融合,实现理论与技术的结合,从而共同发挥二者优势。因此,在电气设计以及自动化设计过程中,务必要适时作出调整,实现机电一体化以及电气自动化的状态。笔者将通过本文,并结合自身多年实践工作经验,针对电气设计和自动化设计的融合发展及对策进行阐述。

    众所周知,在工程设计活动中,电气以及自动化专业二者是截然不同的个体,因此这就要有专业不同的人员来配合、协调完成这项工作。这样在工程项目实施过程中,就需要由不同的专业人员来完成,并且在工程完成以后的安装、调试、验收、运行管理也要求由不同的专业人员来完成。最近几年,电气技术以及自动化技术取得迅速发展.这对于企业来说无疑是提供了便利条件。随着电气设备以及自动化设备的日益成熟与进步.使传统电气技术已不能符合当前项目工程的发展需要。所以在面对这样的大环境时,我们务必要将电气设计与自动化设计实现充分融合.在电气设计的基础上.发挥出自动化设计的优势,进而提高整体协作能力。

    1 电气设计和自动化设计的基本概述

    1.1 电气设计和自动化设计的差异性

    过去电气设施设计以及制造过程均是利用一些几乎完全独立的构件,达到控制、计量以及保护的目的,并通过各构件间的连接以及功能融合.达到用户使用要求口。另一方面,自动化系统的主要组成部分是计算机, 利用有关软件、硬件的组合,使系统功能与功能管理充分符合用户的需求。电气设计和自动化设计二者之间是相互独立存在的,主要是通过不同的制造商完成设计与制造,从某种意义上来讲.二者并无交集。

    1.2 电气设计和自动化设计的基本特征

    在设计电气的过程里,应该本着从用户角度出发的原则,充分结合用电设备的实际耗能量、具体分布位置以及负荷特点等,在中低压配变电系统设置过程中保证其合理性。与此同时.在具体施工的方面需要结合用户的实际用电需求和有关设备的管理要求.针对低电压变配电系统来设计二次保护、控制以及计量.此后还务必要根据自动化系统及其具体施工工艺的控制要求来应用电气设施设计配电系统终端。在设计自动化的过程中,应该较为详细的分析其设计要求,还应及时了解相关设备及其运行状况的可靠性和关联性,并在此基础上完成最终设计。在设计过程中。需协调有关设备的检测信号以及控制信号,从根本上避免出现相互间的干扰现象。

    2 关于电气设计和自动化设计融合应用的特点

    就当前形势上的发展来看。高低压变配电设备中具体包括了嵌入式的控制设备,用电设备就地系统内部舍有小规模PLC控制器 因而,在电气工程设计过程中时,并不用过多考虑集中二次信号、自动化控制系统、保护系统设备以及计量的预留互联条件,只需按照用电设备以及工艺控制的要求完成设计即可,然后按照具体工艺的控制要求,设计出仪表系统,再按照供电方的实际要求以及用电设备的特点,对高低压变配电系统进行二次计量.设计保护、控制流程图 与此同时,按照工艺控制以及自动控制的具体要求,设计就地控制设备和配电系统终端用电设备的控制流程图。在计算机人机界面中,按照以上所设计出来的控制流程图,利用合格组态工具软件,针对系统监控软件以及仪表系统完成组态控制, 最后再进行电气的安装、控制设备的敷设以及设计电缆的互联。相对于传统设计方式,此类设计过程更为简单,同时能够把电气以及自动化设计实现结合,从而提升了设计效率,同时也减少了设计产生的时间消耗。另外,组态自动化也将无需等硬件确定之后再进行,只需利用网络通信协议以及有关软件,就可以将不同制造商所生产的产品、设备进行整合,在此基础上便可形成较为完善的系统电气及其控制系统的显著特点就是,很好的完成电气设计以及自动化设计的统一,从电气方面来看,实现了整个系统的自动化、智能化;从系统方面来看,完成了系统功能的分散化:而从网络化方面来看,其扁平、结构开放的特点,可以为用户提供更为经济且便于使用的高效数据共享。

    3 电气设计以及自动化设计融合的优势

    在对电气工程进行施工时.很多现场设备均可以使用总线完成连接工作,使用同样通讯协议.实现不同设备之间的数据通讯。伴随着科学技术的深入发展以及机电一体化、芯片嵌入所产生的巨大发展变化.确保了现场设备层中测量以及控制分散化的顺利完成。工程运行的现场管理人员能够在通讯总线的人机界面上,利用DDE的方式,再应用商业化通用多平台监控软件,实施系统管理,这将不会受到来自时间、地点等因素的影响。现在使用的监控组态工具软件大多在设计和制造过程中便具有统一的标准,这便保证了其功能和规格。但是相对于整个控制系统来说,根据自身结构可以发现,若用现场总线作为通讯媒介,便仅包含了人机界面管理计算机以及现场控制器 但是.如今已经有很多大型现场总线组织共同制定了多个现场总线的通讯协议。针对此类情况,我们仅需使现场仪表、控制器以及嵌入式控制装置达到相同通讯协议,就可以利用总线.进行相对快捷的连接,并在此基础上确立出较为齐全的控制系统。对监控管理计算机而言,可以以商用或者商用的通讯网络与更广泛的管理系统实现联系。

    4 电气和自动化设计在工程实践中的融合

    伴随着新控制装置、新技术和数控机床控制器得到进一步应用, 电气设计和自动化设计在电气工程实践中实现了较好的融合,如图1。

   

    图1 金属探测仪

    (1)按照用电设备和工艺控制的具体要求,针对用电设备以及高低压变配电系统进行一次用电的设计,同时确保设计方案充分符合实际情况,拥有更强的实用性、可操作性。

    (2)依据供电方提出的要求、条件,再充分结合用电设备的操作特点及规范,二次计量高低压变配电系统、设计控制及保护的控制流程框架图,从而使其吾理更清晰,也较好的避免了遗漏和信息丢失等情况的发生。

    (3)依据工艺控制以及自动控制的有关要求,实施设计配电系统的终端用电设备和就地控制装置的控制流程框架,也能够确保其流程的明确。

    (4)应用组态软件平台,通过现场操作管理站,依据电气和自动化系统控制流程框架图的内容, 实现电气和自动化系统的功能。同时通过一定手段,使软件接口标准协议得到统一,达到在线、离线以及远程情况下的组态编程,这样做的最大优点就是打破了时间以及空间的束缚。

    (5)按照电气工程工艺控制规定,针对有关执行器、仪表和操作管理系统,设计控制流程框架图,确保了系统的稳定性和实用性。

    (6)现场设备的设计、网络系统的安装以及电缆的敷设。

    (7)设备、系统软件和对应网络的安装与调试,确保其作用及功能得到充分发挥。电气设计和自动化设计的融合,和相对于传统设计施工,具有更为简洁的设计流程和施工过程,整个系统的电气与自动化相互嵌入、彼此影响,达到了高度融合,也由此实现了控制分散化、电气智能化以及网络开放化。

    5 结语

    综上所述, 实现电气设计与自动化设计的融合是目前电气工程进一步发展的总体趋势,这也是有关技术和设备发展的必然要求。这样不但能够实现电气自动化与智能化,使电气工程设计以及施工流程得到简化,提升工作效率,降低生产时间和成本: 另一方面更有效防止了不同工作人员在配合过程中面临的多样性问题,从根本上保证了工程质量阎。因而,相关工作人员应在具体工作中予以高度重视,不断进行深入探索和研究,最终使电气工程的发展得到推动。