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電氣自動化技術論文篇1

石油在我國的能源體系中占據重要地位，石油工業也是社會經濟發展的基礎性、支柱性產業。近年來，隨著陸上石油開采活動的日益受限，越來越多的企業把生產目光投向海洋領域，并開發了一系列的海洋石油生產項目。在此背景下，將電氣自動化技術合理運用到生產實踐當中，不僅能消解傳統技術體系對海洋石油開采效率、開采質量的負面影響，還能充分降低生產成本、保障生產安全，從而實現海洋石油生產效益的綜合提升。

1電氣自動化技術在海洋石油生產作業中運用的優勢價值

在海洋石油生產作業中，電氣自動化技術可發揮出多種優勢價值。首先，傳統生產模式對人力資源具有很強的依賴性，這不僅會導致石油生產的人力成本居高不下，還會引發操作偏誤、工作懈怠、控制滯后、故障遺漏等一系列的人為風險。相比之下，電氣自動化技術主要通過特定程序對各類機械設備、施工裝置實施操控，因此能夠在降低人力需求、節約人工成本的基礎上，顯著提高生產效率與生產精度。其次，電氣自動化技術并不僅僅是自動控制，還包括自動傳感、自動通信、自動調節等多個部分。所以，將其合理運用到海洋石油生產作業中，有助于實現生產活動的動態聯動、統一管理，并能在互聯網、物聯網、大數據等技術的支持下，達成及時、全面的生產信息共享，進而避免生產期間發生組織混亂、協作缺位、信息不對稱等負面情況。最后，電氣自動化系統具有很強的擴展性、包容性特點，其在實際運行的過程中，能夠與新技術、新模式形成有效融合，從而實現系統功能的強化或系統架構的更新。所以，將電氣自動化技術應用到海洋石油生產作業當中，還有助于推動相關企業、行業的生產力提升與技術創新，從而推動我國石油工業領域的現代化、長遠化發展。

2電氣自動化技術在海洋石油生產作業中運用的可行思路

2.1實現多種電氣自動化技術的合理運用“電氣自動化”是一個相對籠統、寬泛的技術范疇，其體系下包含有自動控制、自動存儲、自動顯示、自動通信等多種技術形式。由于海洋石油生產活動具有很強的復雜性、綜合性特點，所以相關人員應基于實際生產需求，做好一種或多種電氣自動化技術的合理運用，以確保實現技術上的供需對等，進而達到降低成本、提升效率、保障安全、精細控制等生產優化目的。

2.1.1自動控制技術的運用自動控制技術是電氣自動化技術應用最廣泛的類型之一，其核心技術理念在于用計算機系統替代人工作業，對工業機械設備的啟停與運行實施控制。在海洋石油生產實踐中，相關人員需要預先編制控制程序，并將其輸入到機械設備搭載的計算機系統中。這樣一來，在啟動自動控制系統、加載響應預設程序后，電機便可在程序導向下驅動機械設備執行動作，從而滿足海洋石油生產中的探測感知、鉆探開采等需求。例如，在送鉆作業中，可將絞車轉速、鉆進壓力、鉆進深度等特定參數編入自動控制程序中，并通過PLC控制器搭載到石油鉆進設備上。實際生產時，鉆進設備的PLC系統被啟動后，絞車裝置便會按照預設的運行參數進行旋轉，從而驅動提升系統基于特定壓力、速度對鉆具形成帶動作用，使鉆頭穩定、持續地向下運動。當鉆進深度達到預設值時，鉆進設備便會在PLC系統的控制下停止作業，以達到理想的送鉆效果。與傳統時期由司鉆對機械設備實施人工操控的送鉆施工方法相比，PLC自動控制下的送鉆精度更高、作業過程更穩，且不會對人員技術素養、工作狀態產生高度依賴性。在此基礎上，還可將運算調節功能加入到控制體系當中，即在“開始→校正初始鉆壓→啟動自動送鉆→給定鉆壓→控制絞車轉速→結束”這一原有控制程序里加入“控制絞車轉速→計算實際鉆壓→調節給定鉆壓→調整絞車轉速”的循環優化環節。通過這樣的方式，能進一步提高鉆進設備運行控制的靈活性與適應性，達到降低外部因素影響、增強送鉆穩定性的目的[1]。

2.1.2自動存儲技術的運用海洋石油生產活動涉及到能源勘探、環境監控、鉆井開采、能源運輸、風險分析等多種工作環節，且具有很強的影響因素多源性與數據信息依賴性。因此，其對于各類生產信息的采集與存儲提出了很高要求。從目前來看，可用于海洋石油生產的自動存儲技術主要有三種，分別為動態擴展技術、容錯能力技術以及同步共享技術。其中，動態擴展技術主要服務于自動化控制系統信息容量與功能容量的提升。在運用該技術后，可促成系統配置結構由靜態、固定向動態、可控的轉變，從而實現系統在運行過程中的更新升級與維護調整。這樣一來，當海洋石油生產任務有所調整或機械設備所處工況發生變化時，電氣自動化系統便能及時地對內部現有的程序模塊、數據信息進行替換，進而驅動生產設備實現動作機制、運行參數的變動，以滿足生產中的新情況、新要求。容錯能力技術的本質，就是為電氣自動化系統提供信息備案，從而防止系統在實際運行中出現故障異?；蛟馐芡獠扛蓴_，引發海洋石油生產信息損壞、丟失的問題。在實際運用中，既可在電氣自動化系統原有信息存儲機制的基礎上，建立多個備用的工作節點，也可將海洋石油生產過程中的計算機設備、自動化機械設備與云端數據庫建立通信連接，實現環境參數、設備參數、石油開采數據等信息的動態上載?；诖?，一旦石油生產期間發生設備故障、磁場干擾等負面情況，相關人員便可調動備用階段或云端資源，對電氣自動化系統中丟失、受損的數據信息進行補充或修復，從而充分保證數據的安全性、完整性，為后續的設備調控、故障溯源、系統優化等作業環節提供依據支持。同步共享技術可在滿足生產信息存儲需求的同時，將信息自動傳送給多個系統用戶，從而使不同崗位人員同步掌握第一手的生產信息。例如，在海洋石油鉆井作業中，負責環境監控、鉆機操作、調度指揮等不同工作任務的人員可在同步共享技術的支持下充分了解鉆進深度、鉆機工況、工作面狀態等施工信息。由此，便可從不同崗位角度入手，對鉆井施工的目標進度、設備質量、環境影響等進行綜合分析，從而全面化、精細化地保證生產效益、規避施工風險[2]。

2.1.3智能勘探技術的運用在海洋石油生產作業的體系中，勘探環節有著前提性、導向性的重要作用。若勘探質量不佳，將在很大程度上影響到后續石油開采的有效性與安全性。在這一方面，電氣自動化技術也表現出了極高的應用價值。作業實踐時，相關人員可將配備有傳感、GPS、智能控制等技術裝置的勘探設備投放到指定區域內，設備便能根據預設的定位信息與控制流程，自動進行目標區域水壓、地形、地貌、巖體等數據信息、圖像信息的勘探采集。在此基礎上，依托地理信息技術與建模仿真技術，電氣自動化系統還可將勘探設備傳回的數據信息進行轉化顯示，從而自動輸出海洋環境中的平面、剖面及立體模型圖[3]。由此，相關人員便能在掌握海量化、直觀化勘探信息的基礎上，對該區域的地質形態、環境特點及油氣藏情況進行評估判斷，從而為后續的鉆井、采油等作業環節夯實基礎。

2.1.4自動通信技術的運用自動通信技術也是海洋石油生產中常用且必要的一種電氣自動化技術，其主要作用在于建立起設備系統與工作人員、控制終端之間的動態化、實時化信息聯結，從而避免出現信息采集與生產管控的滯后性問題。例如，在啟用海上鉆井平臺進行施工時，搭載在平臺設備各處的傳感器與通信裝置可將鉆進系統、提升系統、制動系統等部位的運行信息實時傳送至總控端?？偪叵到y若由此檢測到鉆井平臺運行信息與預設標準參數存在過大差異，即超出正常的工況范圍，則代表鉆具、提升機、制動桿等平臺構件發生了故障問題。在此前提下，系統便可自動生成相應的故障報警信號與施工暫停指令，并基于自動通信技術傳輸給現場人員及設備電機。這樣一來，既能避免海上鉆井平臺處在帶病運行的狀態當中，從而實現施工風險的有效規避。同時，也能引導現場人員及時、準確地對平臺故障實施排查處理，為海洋石油生產作業的高效、穩定提供切實保障。

2.2做好電氣自動化系統的完善與控制電氣自動化技術對海洋石油生產作業具有多方面、高水平的保障與支持作用，但其實際的運用效果會受到多種因素影響。例如，自動控制行為是以預設程序為前提的，若程序本身的編制內容存在偏誤，或邏輯結構不夠完整，將很難保證控制驅動下海洋石油生產設備的動作正確性，甚至會引發設備損壞、環境破壞、資源浪費等事故問題。再如，海洋石油生產的工作環境相對惡劣，如果機械設備僅能在固定程序的驅動下進行自動運行，而無法根據環境變化進行工作參數的自主調整，也會導致實際的施工效率與施工質量難以穩定[4]。因此，在運用電氣自動化技術、建立自動化生產機制的基礎上，做好相關系統的完善與控制工作也十分關鍵。首先，要保證電氣自動化系統在結構配置上的健全性。例如，在圍繞鉆井作業應用自動化技術時，除了要實現設備電機控制驅動的自動化以外，還應配以通信、傳感、預警等自動化配置或模塊。只有這樣，才能保證系統具備靈活可變的生產設備調控能力，并為相關人員了解生產工況、分析設備狀態、應對生產風險提供信息基礎。其次，要保證控制程序編制的科學性、完整性，進而從根本上提高電氣自動化系統的應用質量。例如，在編制設計自升式鉆井平臺的趨優運行程序時，除了要包含基本的電機驅動、指令輸入、動作反饋等環節以外，還應將工況變化的運算分析以及變化前后的參數檢測、數據判斷預設到程序當中。這樣一來，才能確保鉆井平臺以程序為運行導向，在復雜的工作條件下達成標準參數的動態恒定控制。最后，還可以將電氣自動化技術與遙測技術、虛擬現實技術、實景模擬技術等結合起來，實現“1+1＞2”的海洋石油生產自動化系統建設效果。例如，可在智能勘探、自動傳感的基礎上，依托實景模擬技術將采集到的數據信息處理成數字化場景。這樣一來，相關人員便能沉浸式地對海洋內部環境進行觀察體驗與評價分析，從而得到更加準確的地質巖性與油氣藏評價結果。

3結論

綜上所述，在海洋石油生產作業中，電氣自動化可表現出諸多技術優勢。實踐時，需要明確自動調控、動態擴展、容錯能力、自動通信等電氣自動化技術的作用特點，并科學、合理地將其運用到開采設備控制、開采信息儲存、開采環境感知等海洋石油生產環節當中。在此基礎上，為了最大化地發揮出電氣自動化技術的功能價值，還需要做好系統配置、程序編制等工作，最終促成海洋石油生產作業的降本增效、創新發展。

作者:武風晨 李寧 單位:海洋石油工程（青島）有限公司

電氣自動化技術論文篇2

1智能技術概述

1）智能技術涉及多種學科領域，如計算機技術、生物、語言學、控制論等。在20世紀50年代，人工智能技術第一次出現在人們的視線中。通過近幾年的發展，人工智能理論與技術發展得越來越完善，并逐步建立了一個全新的技術。核心領域是計算機技術，并涵蓋了多個不同的應用領域。在計算機技術中，人工智能是最主要的核心內容，而重點研究內容則是機器如何具備人工智能的基本特征。通過發展計算機編程語言，能夠更高效地進行智能信息技術在電機工程自動化控制中的運用。執行預設程序，通過電腦管理、分析和恢復歷史數據，可以有效完成人類大腦模擬流程的自動控制。通過深入分析智能技術的應用結果，不難看出，在當今的電力智能化管理中，借助智能技術可以使電力智能化管理得以迅速進展。同時，可以大大提高電力智能化管理的效能，減少人工成本，增加公司的財務收入[1-2]。2）智能技術在電氣工程領域的應用能夠顯著提高工作效率。因為電氣化技術的自動化系統依賴于數控計算機的全過程檢測和控制。先進的計算機芯片是電氣自動化控制的核心。它不僅保證了精度，而且保證了高速，加快了不同流程的協調和抗干擾能力，并通過縮短收斂時間顯著提高了效率，處理過程可視且易于管理。3）在電氣工程的自動控制中，控制特性將一直保持狀態。但自從智能技術的集成以來，其轉向效能已經有了明顯提高。智能控制器與傳統控制器之間還是有較大的差異。但智能控制器的智能化水平遠高于傳統控制器，而且可以獨立地實時監測環境。而智能技術的集成也大大提高了電氣工程的智能化水平，從而降低了對高技能人員的要求，也達到了對遠程管理的要求。4）PLC在電機工程的自動控制中，起了十分關鍵的角色。因為PLC對自動化的需求非常高，而手動操縱又十分麻煩。所以哪怕是一點點疏漏，都會導致無法彌補的結果。但是，人工智能技術和機械智慧的融合已經代替了傳統人工操縱，極大地提高了精度和準確性。5）智能技術的應用使電氣系統的調節和控制非常方便，縮短了等待時間，提高了電氣自動化控制的性能，極大地保證了自動化工作的性能。換句話說，在任何情況下，智能集成中的電氣自動監控技術都比傳統的監控技術要好得多。

2智能技術在電氣自動化中的優勢

智能技術本身就具備了高效率、高精度和高同質性的優點。數據處理能夠非常統一和精確，同時智能技術有助于人們進一步評估收集的數據。通過加強對傳統電力系統的系統管理，促使人工智能技術為企業電氣自動化生產解決資源，提高效能。人工智能技術的廣泛發展已經突破了傳統的人工控制技術，這也是科技大進展的重要成果。利用人工智能技術可以實現模擬人們行動和思想的活動。它也是利用科學編程方法產生的。這種人工智能方法具有與人類相同的感知、思維和行為能力，可以改進許多技術的工作，極大地促進能源行業的發展。提高工作效率。同時，智能技術實現了多軸復合加工，減少了輔助空間。更重要的是，隨著科學技術的發展，智能技術也可以在后期實現可視化，并及時處理數據，因此信息交流的促進僅限于文本和語言，以及更多的動畫、視頻和視覺信息，如圖像，甚至為電氣工程提供遠程電氣自動化控制，這進一步打破了電氣工程的界限，提高了工作效率[3]。

3電氣自動化智能技術存在的問題

目前，在電氣工程領域，實現自動化生產，提高設備工作效率和質量一直是自動化設計的主要研究方向。

3.1傳統的系統控制問題我國對電氣工程自動化的研究已有幾十年的歷史，自動化技術越來越多地被應用于電氣工程領域。其中電氣自動化技術主要包括語言系統、NT系統、DCS系統等。信息集成自動控制技術、集中模式自動控制技術等。其中，DCS自動控制系統設計的實時性和可擴展性非常顯著，但設備和儀表仍沿用傳統模式。因此，當系統出現問題和故障時，不可能進行有效的維修和維護。傳統的電氣工程通常不能及時、準確地找到問題的根源，這往往會延誤電氣工程工作的進程。此外，傳統的解決問題的方法往往是專注于大問題而忽略小問題。將對開關電路等重大問題給予更多關注，并提供資金和技術支持。在使用電氣技術的過程中，通常受到外部因素的影響，不僅降低了電氣工作的質量，而且嚴重增加了電氣設備出現安全問題的可能性。因此，應當選用控制器控制電氣工程，安裝電器自動化模型，并從科學的視角統計有關數值，以保證順利操作。傳統的控制器在管理電氣工程系統時，通常會固定、不可逆程序化工作，設定的電氣工程自動化模式不夠完善，并在計算各電氣工程數值時，缺乏準確性。由于傳統控制器在控制電氣工程過程時，通常都會發生數據計算誤差，而這與模擬參數和數值運算的類型直接有關，導致電氣工程往往在工作流程中出現了其他問題。使用人工智能技術不但能夠有效減少電氣故障的可能性，同時能夠增強自動化建模的精確度，減少智能化建模對關鍵參數和環境的需求。反之，他們忽略了小問題，而無法準確高效地處理這些問題，造成了高安全隱患[4]。

3.2設備監測體系不健全目前，我國的電氣自動化控制系統基本缺乏防護設施。安全性無法獲得有效保障。所以，人們就需要加快建設并健全控制系統的防御制度。在電氣工程的運行中，人工智能技術不但能夠有效地加強對電力控制器干擾的防范能力，還能夠有效地降低電力運行誤差，從而增強了電氣工程技術與產品之間的統一性與標準化程度。在人工智能技術的實際運用中，只需要把有關參數和數據輸入控制器，產品就能夠自主設計，從而盡量減少了各種因素對電氣工程執行過程中的直接影響，從而科學合理地評價了電氣工程的價值。從而實現了電力科技真正實現可持續發展。因此，如果二層網絡結構之間在核心、聚合和訪問級別上沒有有效的安全系統，他們之間一般都通過VPN技術實現了二級防護。但是電力防御體系的需求仍然遠遠不夠，過低的系統安全系數會導致電力工程系統在運行中突然中斷，影響自動化控制設備的應用安全。

4智能技術在電氣工程自動化中所使用的特殊措施

1）數據的本采集與處理。本采集是指通過對電氣智能控制系統的特殊說明的描述，以允許控制系統按照電氣設備和外圍設備的實際狀況收集和壓縮數據。智能技術可以采集系統數據，如集成狀態信息、電子輸出信息和非電子輸出信息等，并獲取系統數據。在電氣設備的運用過程中，往往會出現各類電氣設備問題。工作質量的影響也相當大。所以，要進一步提高電氣設備的工作質量，就有必要對電氣設備的故障原因作出正確的判斷[5]。在這一流程中，必須耗費大量的時間，并且對設備的運行故障定位評估也十分麻煩。因此現場檢查設備故障往往要求專業素養較高的技師。否則，一旦現場設備出現故障，則專業技術無法有效排除設備故障。所以，電氣工程應用中更關注于人工智能技術的運用，對設備的使用數據做出科學評價，針對數據的實際狀況進行科學分析，并提供遠程檢測工作，以降低在設備操作中發生安全問題的可能性。這樣，能夠進一步提高運行準確度和穩定性，減少復雜性，進而降低成本，增加電氣工程的效益。2）智能技術智能安全系統。它能夠有效地改變傳統技術中沒有針對性的問題。智能技術也可以主動了解防護體系。針對未知病毒，它能夠在第一時間內主動獲取并采集數據。在電氣設備的工作時期，發電機、電機以及其他有關設備都非常容易出現安全問題。所以，人們在分析電氣設備的實際運行情況時，應該更關注于人工智能技術的運用，以保證電氣設備的安全故障得以合理處理[6]。而通過傳統的電氣設備故障排查方式，對電氣設備實施故障排查不僅要耗費大量時間，而且這種方法只能利用變壓器油氣分析設備才能排查故障因素。必須耗費大量時間來檢測與收集氣體，這樣不僅耗費了巨大的人力和財力，還無法更有效地保障下一個工作的順利開展與進行。而智能防護系統則可以由被動轉為主動，從而徹底清除病毒，增強了電氣與自動化的防御能力，進一步健全了防護體系。3）改進電力自動協調系統。電力控制器能夠平衡電器的功率，電機也是電氣自動控制系統不可分割的部件。智能技術還有助于對配電系統負荷情況進行大數據分析。而人工智能技術在電氣工程及其自動化中的運用，不僅能夠幫助電氣設備實施更復雜的操作程序外，還能夠改善現代電氣設備的傳統操作原理與設計理念，以適應現代電氣工程及其自動化的實際生產要求，從而減少現代電氣工程及其自動化的維修成本，并增強了電器設備的可靠性與穩定性。在電氣工程技術的實踐與應用過程中，電氣設備可以通過將傳統電氣設備和新一代人工智能技術有效融合，簡化了使用電氣裝置時的繁瑣程序，更好地適應了人們的需要，從而減少了電氣裝置的操作成本，有效提升了電氣工程效率。而計算機算法可以用于精簡電氣裝置的操作程序，減少在電氣裝置操作中發生安全問題的可能性，從而簡化了電氣技術的接口，可以通過指導電氣裝置相關的工作人員，有效管理電氣工程及其自動化數據，從而有效提升了電力數據調查效果。同時，也能夠合理降低勞動負荷，以確保對人力資源的優化配置，從而提升電氣自動化控制系統的工作效率。

5智能技術與電氣工程自動控制的相結合

1）電氣工程自動化模型建立后進一步簡化，自動實時控制是獨立控制在電氣工程領域智能化、實時化應用的關鍵。確定干擾模型時，應考慮干擾模型的一組參數。根據動力學方程實現數據控制和數據反饋的最重要方法是模型的自動控制。然而，它不能保證在數據傳輸中會有特定的情況，但同時某些客觀因素也會影響數據的傳輸和反饋。這大大降低了數據的準確性和實時性，并對設計模型的準確性產生了重大影響，使得應用實踐和提供數據反饋變得困難。理論結果形成了不同的條件，這顯著影響了電氣工程獨立控制的效率。在介紹數據收集的基礎上，本文提出了降低風險的關鍵措施，并得出結論，工作過程中不存在不可控的客觀原因，這大大提高了控制器的準確性和自動控制的效率[7]。2）對獨立的電氣系統實施更有效的控制。所有電氣儀表和數據智能技術均可實現實時控制和反饋。同時，它還可以實現相應的時基、可持續性變化和縮短時間。因此，電氣自動化控制可以實現獨立調節，無需二次建模，引入智能技術不僅可以減少資源投入，還可以合理及時地處理客觀因素造成的誤差[8]。此外，它還可以通過自主監督對問題進行預警，并提供積極反饋。有效的預警還可以及時解決客觀因素造成的錯誤，在一定程度上降低風險，防止損失，加強電氣自動化系統的管理。3）以前，自動控制器的應用率相對有限。這只是基于監控模式。如果有一個模板對象控制該對象，效果很好。為了實現電氣自動化技術控制系統的統一集成控制目標，很難實現模型的一致性和一致性。在電氣自動化控制的設計中，智能技術的引入使系統超越了設計模型，即不需要進行重模型設計。模型的復雜性造成了無法控制的問題。無論對象是否定義，控制都存在相同的問題，這使得電氣自動化控制技術能夠識別自動控制的身份，這不僅大大提高了自動控制器的運行效率，而且保證了電子控制自動化工作的質量。因此，智能控制對電氣控制具有重要的技術意義。

6結語

智能技術的優點和缺點涉及很多方面，比如技術人員對智能技術的理解和實踐經驗，這不僅可以有效地改善技術管理，還可以優化系統，簡化電氣技術。電氣技術長期以來一直與智能聯系在一起，智能不僅可以顯著提高技術人員的舒適度，還可以方便人們使用。此外，當電氣技術與智能相結合時，技術人員可以更直接、更簡單地進行故障排除。然而，電氣技術和智能的結合仍需要改進，只有這樣，我們才能確保人們的安全和穩定得到改善。

作者:許記 單位:皖南醫學院弋磯山醫院

電氣自動化技術論文篇3

1電氣自動化系統的結構

總體來說，電氣自動化系統具有分布式、分層分布式以及集中式幾種不同的結構。（1）分布式結構。分布式結構是一種比較理想的電氣自動化系統結構，它可以對鋁電解廠當中給定的目標加以監控，并給到其他的監控裝置。而通過將這些控制裝置與電解廠中的局域網相連，就能夠將各種檢測信息進行實時傳輸，從而達到數據共享。雖然這種結構比較理想，但是在對其進行實際應用時，卻存在不少難以解決的實際問題，例如信號的干擾、影響信息傳遞質量和其安全可靠性等問題。（2）集中式結構。集中式結構能夠對數據存儲設備與處理設備集中并進行分配，還能對各種數據進行輸出與保護。該系統主要有前置機與后臺機兩大部分，其中后臺設備主要負責數據通信，然后利用數據通訊，來與前置設備進行聯系。該結構也存在著一定的缺陷，一方面是由于前置設備具有比較多的任務，所以會設置比較多的電纜，這樣就會造成相互之間傳輸信號的影響；一方面各種設備之間的傳輸也比較繁瑣，而且使用的可靠性不太理想；另一方面，在整個系統當中，會用到大量的電纜將各種設備進行連接，這就會造成很大的開支。（3）分層式分布結構。分層分布式結構，主要由管理層、中間層和終端層三部分構成，可以對鋁電解變電站的對象實現有效管理控制，還能實現建立與維護數據、采集數據、運行管理以及報電能等多種功能。該結構具有很大的優勢：一方面其可靠性很高，在系統內任意一種設施發生故障的時候，不會影響到系統整體的運行，僅僅在局部區域存有問題；一方面它具有相當大的擴展空間，足以支持設備進行不斷升級；另一方面，該結構能夠使各種設備之間的電纜大幅減少，這樣就能夠使得維護難度與經濟開支大大減小。所以，可以認為分層分布式結構是鋁電解廠中變電整流電氣自動化系統的最佳選擇。

2繼電保護及安全自動裝置

在鋁電解廠中，開關站主要由電壓為10kV的配電所與補償裝置兩大部分構成，能夠對各種數據進行傳輸與控制。下面就對具體的配置原則進行設計分析。

2.1保護配置原則（1）雙重化配置。在鋁電解廠的開關站當中，通常將雙重化配置作為主保護，在配置時，要遵循相互獨立與不同原理，將主屏設置為獨立組屏。具體的配置原則包括：①要采用保護裝置，并將其接線原則確定為“對應原則”，使保護裝置能夠同時滿足雙回線路同桿架設的要求，這樣才能有效實現主裝置與后補裝置間的數據統一；②應在保護裝置中安裝啟動斷路器，這可以使得當設備突然損壞的時候，能夠很好地做到失靈保護；③應在保護配置當中，設置跨區域跳閘的功能，以避免某一區域出現問題的時候，對其他區域設備的正常運行造成影響；④在所有的保護裝置當中，都應當安裝電壓切換箱。（2）母線差動保護配置。母線差動保護裝置也要遵守相互獨立和不同原理，故應當對其進行雙重化配置，并設置為獨立組屏。在具體的設置過程中，應當按照以下規則來進行：①在對雙重保護的跳閘進行設置時，必須按照一一對應的方法來完成接線；②在母線保護中，應安裝斷路器失靈保護，以避免出現母線突然失效的狀況；③應配備符合電壓閉鎖，以防止母線保護功能突然損壞。（3）母聯和母線RT間隔。關于母聯與母線RT之間的間隔，應該注意以下幾個方面：①要設置有獨立充電保護功能的母聯斷路器，以避免出現瞬間跳閘的狀況；②要設置有限流能力的電壓閉鎖，以避免出現過流保護的狀況；③要設置有失靈保護功能的啟動器，以防止電氣自動化裝置損壞。（4）電壓為10kV的配電所的配置。應當按照以下規則來進行：①在對線路間隔進行配置時，需要配置限電流速斷保護，這樣才可以實現有效的延時保護；②在對配電所的母聯間隔設置時，要設置有電流速斷保護的功能裝置。

2.2組屏方法在鋁電解廠中，保護與監測控制裝置是其開關站的主要組成部分之一，當對其設備加以布置時，通常采用分屏與分開的排列組合形式，以便于在主控室中進行組屏的配置。而在具體組屏時，應按照以下方法加以設置：（1）在對進線間隔進行配置時，應當從測控柜的一面進線；（2）在對公共部分進行設置時，必須安裝一個具備聯網能力的網絡控制柜、一面是公用與遠端的電表柜、一面為開關站的總體控制柜；（3）在對動力變間隔進行布置時，應當在測控柜與保護柜之間進行；（4）在對整流機組間隔進行布置時，也應當在測控柜與保護柜之間進行；（5）在對母聯間隔進行布置時，應當與保護柜相連接。

2.3五防模擬屏在實際工作的過程中，要對變電整流電氣系統進行實時監測，以在后臺機設備突發故障后，能及時通過手動方式來切斷電路，使得其立即停止工作，避免引起較大的事故。在模擬控制屏上，應當設有控制按鍵、交流表計、直流表計、位置顯示器、開關與總調分按鍵等，以便建立完備的鋁電解系列電流自動穩流控制系統，很好地進行過程監控、穩流控制、數據管理以及系統管理。

2.4綜自屏接地在鋁電解的生產流程當中，每面綜自屏都需要同時配備工作接地銅排與保護接地銅排，而這些都對保證電氣自動化系統與綜自設備的順利工作起到了關鍵的作用。在連接絕緣接地環網和整流區域的主接地網，此時必須保證相連的單芯電纜，其橫截面在100mm2以上。

3電氣自動化技術在鋁電解過程中的問題

（1）節能不足。近些年來，隨著鋁電解產能的不斷上升，也同時會造成大量的能源消耗，這就為鋁電解的節能要求提出了越來越高的要求。雖說將電氣自動化應用于鋁電解的過程當中，相較于傳統的老式電解方法，更加節能高效。但是近些年來，鋁電解對于能源的消耗量大增，但是電氣自動化技術的發展速度卻相對略顯滯后，因此，出現了明顯的節能不足的狀況。（2）質量管理不到位。在鋁電解的過程中，質量管理對于生產的質量有著很大的影響。為了做好質量管理，在鋁電解廠當中，都會設立專業的檢測部門，來對整個生產工作進行有效監督控制。但是在實際的管理過程當中，很多檢測部門的人員，往往對于檢測結果過于依賴與迷信，這就使得其在主觀上對質量管理缺乏應有的重視，出現精神上的松懈，這樣就很容易出現工程生產質量問題，造成一些不必要的損失。（3）變電整流有待升級。當前鋁電解對大電流與高電壓的生產需求較高，但是在設備配備方面，卻并不盡如人意，雙方之間存在著很大的供需矛盾，需要對變電整流進行升級。

4電氣自動化技術在鋁電解過程中的相應優化措施

在將電氣自動化技術應用于鋁電解過程當中時，存在著能耗高、質量管理不到位以及變電整流有待升級等方面的問題。要想使鋁電解生產工作質量與節能方面取得進步，就必須依靠與先進的科學技術以及完整的結構與管理體系。針對上述所問題，我們應當對其進行逐個擊破，分別有針對性地采取相應措施進行優化與解決。一方面，可以通過發展科學技術，培養新型人才的方式，來有效達成節能減排的結果；一方面，可以通過提升管理意識、優化管理機制等方式，使得生產質量獲得大幅提高；另一方面，還應當對結構進行合理優化，以使得變電整流系統得到改善與升級，從而全面提升電氣自動化技術在鋁電解當中的控制水平。下面一一進行詳細分析。

4.1針對節能不足問題鑒于當前鋁電解過程中節能不足的現狀，應當從根本上尋求解決辦法，重視對高科技創新型人才的培養，并注重對生產力進行再教育。政府部門應當加大對教育與科研方面的政策與資金支持，并在人才培養的方向上進行合理引導，要求在對專業人才進行培養時，不僅要注重對他們專業理論知識的灌輸，更要注重對他們實際操作能力的訓練，以及對他們創造性思維的發展。唯有大量電氣自動化專業人才，才能幫助我國鋁電解在節能減排、綠色生態方面有更好的突破。

4.2針對質量管理問題（1）提升質量管理人員的觀念意識。要想真正提升對鋁電解生產工作的管理質量，首先生產企業應當注重對管理人員觀念意識的改變，要將質量管理的重要性進行宣傳滲透，使每一個管理人員都有足夠強的管理意識，并讓他們明確，對于質量管理，質量檢測只不過是一個標尺，應該將重點放在管理之上。（2）優化管理機制。要想真正做好鋁電解生產工作的質量管理，就必須要對管理機制進行優化。一方面要盡可能聘用素質較高的管理人才來進行管理，另一方面要加強對當前管理人員的培訓，以提升管理人才隊伍的整體素質；另一方面，應當建立比較完善的規章制度以及嚴格的懲罰機制，規范質量檢測，確保質量檢測的科學性與準確性。并應當充分借鑒比較優秀的管理流程，將質量管理充分落實到生產過程中的每一個環節，以有效提升管理的質量，最終大幅提升鋁電解生產工作的整體質量。（3）針對變電整流問題。針對變電整流問題，可以從三個方面來進行優化控制，包括選擇合適的電氣自動化系統、遵循一定的配置原則以及做好安全控制，下面對這三個方面一一進行分析。

4.3選擇合適的電氣自動化系統首先要對三種結構的優劣進行分別分析比較，并根據鋁電解廠的實際狀況，選擇最合適的電氣自動化系統。分布式結構雖然比較理想化，但是會在實際的應用過程中，出現干擾信號、信息傳輸與可靠性不足等難以解決的問題，因此，不太建議使用；集中式結構的缺陷也很明顯，由于前置設備具有比較多的任務，所以會設置比較多的電纜，這樣就會造成相互之間傳輸信號的影響，各種設備之間的傳輸也比較繁瑣，而且使用的可靠性不太理想，且大量的電纜也會造成很大的開支，所以也不建議使用；而分層分布式結構的可靠性很高，有比較大的擴張空間，足以支持設備進行不斷升級，而且該結構能夠使各種設備之間的電纜大幅減少，這樣能夠使得維護難度與經濟開支大大減小。所以，對于鋁電解廠而言，分層分布式結構，是比較理想的一種結構方式，可以在變電整流電氣自動化系統當中進行應用。

4.4將PLC技術應用于電氣自動化系統PLC技術是一種具有極大優勢的電子系統，它主要運用于工業環境中，不但能夠大大提高生產效率，而且還可以有效減少資源耗費，通過存儲器進行邏輯運算與順序控制等命令，同時可以利用輸入輸出來對工業機器設備及其生產的過程進行有效控制，得到了越來越廣泛的應用。想要高效應用PLC技術，就需要全面掌握具體的應用理論與特性，以達到更有效地使用PLC技術中的控制器，從而促進電氣自動化得以健康高效發展。對PLC技術來說，最關鍵的并非配套設備，而是具備完備的特性，所以在PLC技術實際運用過程中，應該具備相當強的抗干擾能力和高度的安全性。而傳統的電氣自動化控制技術，在工業生產現場往往會引起對周圍的環境影響。另外，PLC在實際應用過程中還具備自檢測功能，可以及時發現并過濾自動控制系統中的錯誤信息。PLC技術作為一個主要面向工礦企業的專用設備，而且由于它本身編程語言較為簡單，使用也就更加簡單，在一定程度上，降低了企業電氣智能化管理方面對工程人員的要求，只需要進行簡單的培訓之后，就能夠應用。

4.5遵循一定的配置原則在對繼電保護及安全自動裝置進行配置時，一定要嚴格遵循配置原則，通常來說，都要采用相互獨立和不同原理，要把雙重化配置作為主保護，并對電流速斷保護的功能單元進行合理配置，把母線RT間隔設置為并列的RT裝置等。

4.6做好安全控制為了保證鋁電解生產過程的安全，應當充分做好安全控制，要加強對整個生產過程的實時監控，對模擬控制屏幕模塊加以適當調整。除開關以外，都必須對所有裝置安裝控制按鈕，并安裝相應的表計，以有效提升手動控制的有效性，降低因為手動失誤而造成的無謂損失。除此之外，還必須建立軟硬件安全系統，由此來有效增加安全系數。在軟件中，要配備電編碼鎖或機械編碼鎖；在硬件當中，要確保工作接地的絕緣性能等。

5結語

綜上所述，鋁電解的產能隨著時代發展也不斷提升，對電氣自動化系統的可靠性提出了越來越高的要求。文章對電氣自動化系統的結構進行了介紹，詳細闡述了分布式結構、集中式結構與分層式分布結構三種不同結構的具體內容與優缺點。進而對繼電保護及安全自動裝置進行了詳細分析。提出了電氣自動化技術在鋁電解過程中的問題，并有針對性地提出了相應的優化措施，從節能、質量管理以及變電整流三大方面展開了詳細的論述，以供相關人士借鑒與參考。

參考文獻：

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[4]李永剛.電氣技術在鋁電解陽極效應熄滅中應用的探討[J].冶金叢刊,2005(06):25-27.

作者:韓延琴 張為 單位:甘肅東興鋁業有限公司隴西分公司