智能化伴随自动化技术发展

　智能技术的发展历程

　　我们现在谈的智能技术，其实是广义智能控制，由三个部分组成：检测（仪表）、控制（计算机）、执行（电力电子与电气传动）。

　　我国自动化技术的发展，是从工业改革开始。从时钟、风车的控制，到蒸汽机和速度控制，到天文望远镜和水利发电，zui后认识到反馈控制。20世纪40~60年代，经典控制理论出现。它主要是通过数学方程来描述。20世纪60~70年代，出现了现代控制理论，强调非线性时变系统和时域分析。1956年，美国心理学家、数学家，计算机科学家和信息论学家通过共同讨论，建立起了智能科学。智能控制强调三点：非结构化、不确定性、高度自主。

　　自动化系统硬件的发展经历了四个阶段。*阶段，1900年，电气时代开始；第二阶段，1941年，世界上*台电子计算机这个庞然大物诞生；第三阶段，模拟系统，人工记录；第四阶段，现代个人电脑。

　　当前电力、电子面临技术与应用的转变。能源是当今人类面临的重大问题，而信息技术发展zui快，电力电子是能源变换与信息控制的关键环节，因此，电力电子得到高度重视和发展。现在主要的问题，不同的国家和不同的领域，对智能电网的认识不同。但是总体来说，对我们电工行业来说，是一个非常大的发展商机。

电气传动系统的智能化

　　随着单台计算机数字控制调速系统的完善化、成熟化，现代自动化系统工程开始加强与数字调速系统的通讯联网，上的电气传动产品都要求具有与基础自动化系统通讯联网的功能。电气传动作为自动化系统的执行部分，随着计算机技术、自动化控制技术的发展，电气传动成为自动化网络的智能终端。自动化系统在过去100多年来不断发展，继电器逻辑控制已逐步发展到可编程控制即PLC。另外，化工、石油化工仪表控制系统逐步发展为集散控制系统即DCS。电气传动实现了数字调速控制即DSC。今年，这三种控制系统开始逐步融合。

　　现场总线实现了这种联网控制。特别是zui近发展的能源互联网、物联网，为电工行业提供了一个发展的空间。我认为，在不同的行业，对现场总线有不同的认识。

　　现在已经有了专门做现场总线互换的公司，例如正泰电器。这些行业上的发展，需要我们认真去研究。

　　特别值得一提的是电气传动系统，发生了根本性的变革。现在的功能柜里面就是计算机，这也是智能的，用光纤连接在一起的。电气传动系统在不断智能化，然后用光纤进行联网。即使在外行看来只可能是一个普通的分流器，实际上却是一个电压检测仪。

　　美国提出，智能功率模块中，点的接口叫做PEBB。发展更进一步的，是器件一体化（IPM），将功率芯片和控制电路集成一体化，满足低成本、小型化、高可靠性和易使用的要求。

　　电气传动系统配套智能电器，应该是具有自动化控制与信息联网功能的电器设备。还有就是智能电机。智能电机将变频器、电机、控制系统集成一体，形成信息传递、能量变换、运动控制一体的智能电机。

电机系统节能与智能化

　　2006年国家*启动规划提出的重点节能工程，其中第五项巍峨电机系统节能。每年国家资助约100个电机系统节能项目。“十一五”规划目标“电机系统运行效率提高2个百分点，年节电200亿千瓦时（相当于两个三峡电站发电量）。电机系统节能。我本人也是参加电机转化的一员。

　　这是一个整体电机系统，主要采用变频调速方式，改变风机、水泵、压缩机等驱动电机运行速度，效率可提高15—30% 从电网供电给变压器，然后实现风机。这是一个广义的阶段，以zui小的电能完成zui大的功效。我们要根据这个工艺的变化，不断来调整电机系统效率。煤矿的通风机是设计在15年以后，这个风道的风级需要2千千瓦。在15年以后，才大了3千千瓦，前15年，我们大量的风机都是这么用的。还有一个就是风力也有变化。夏天和冬天的情况都是不一样的。但是设计的时候都是按照zui复杂的情况设计的。

　　从存在问题来看，有四点。一、目前，我国电机系统运行效率低、能耗高，主要是电动机及被拖动设备本身效率低，另外系统匹配和调节方式不合理造成系统效率低。二、设备陈旧、效率低。电动机、风机、水泵等设备落后，效率比发达国家平均低3-5个百分点。三、“大马拉小车”现象严重。由于我国设备可靠性差，设计选型富裕量大，设备长期字低负荷区运行。四、系统调节方式落后。风机、泵类调节大部分仍采用机械节流方式。我国中小电机设计与制造能力强，产品已能批量出口。按照IEC电机标准，电机效率为91—96%，低效电机为75—89%。

　　目前我国实际运行中的电动机主要集中在为0.55KW———100 KW功率等级，为总运行台数的95%以上，平均 效率为89.3%。

　　我国已能生产6英寸晶闸管，达到先进水平。 以晶闸管为功率器件的大功率交交变频、高压同步电机软起动等技术已有相当的基础，已可以实现国产化，广泛应用于冶金、矿山等领域。但应用范围局限，国家重大工程的大功率变频调速依赖国外。高压变率是当前电机节能的重点，国产化已占领市场60%以上，在高压方面，我们的国家还是取得很大的成绩。

　　我国电机系统节能产业存在诸多问题。我国电机系统节能技术与装备水平距离节能的目标相差很远，才用变频调速的电机系统仍为少数，不到总量的10%；技术与产品落后与迅速发展的节能市场需求反差巨大，严重制约了我国电机系统节能的实现。国家还没有形成电力电子及变频调速领域技术和产品研发的平台，无法形成产业规模。我国该领域技术在总体上与水平相差10年。

　　近年来，我国政府对电机系统节能及电力电子十分重视，给以政策、科研项目、节能资金等支持。