冶金自動化研究設計院 總工程師、博士李崇堅在“智能電器與裝備制造論壇”上發(fā)表講話，他主要談幾個方面：一、智能技術的發(fā)展歷程；二、電氣傳動系統(tǒng)的智能化；三、電機系統(tǒng)節(jié)能與智能化；四、鋼鐵生產(chǎn)流程的電氣裝備；五、電機變頻節(jié)能的一些問題。

冶金自動化研究設計院 總工程師、博士李崇堅

由中國機械工業(yè)聯(lián)合會指導，中國電器工業(yè)協(xié)會、機械工業(yè)信息研究院、上海電器科學研究所主辦，浙江正泰電器股份有限公司承辦，機工傳媒《電氣時代》雜志社協(xié)辦的“智能電器與裝備制造論壇”于2009年11月14日在溫州舉行。冶金自動化研究設計院 總工程師、博士李崇堅發(fā)表了講話，他主要談幾個方面：一、智能技術的發(fā)展歷程；二、電氣傳動系統(tǒng)的智能化；三、電機系統(tǒng)節(jié)能與智能化；四、鋼鐵生產(chǎn)流程的電氣裝備；五、電機變頻節(jié)能的一些問題。

智能技術的發(fā)展歷程

我們現(xiàn)在談的智能技術，其實是廣義智能控制，由三個部分組成：檢測（儀表）、控制（計算機）、執(zhí)行（電力電子與電氣傳動）。
我國自動化技術的發(fā)展，是從工業(yè)改革開始。從時鐘、風車的控制，到蒸汽機和速度控制，到天文望遠鏡和水利發(fā)電，最后認識到反饋控制。20世紀40~60年代，經(jīng)典控制理論出現(xiàn)。它主要是通過數(shù)學方程來描述。20世紀60~70年代，出現(xiàn)了現(xiàn)代控制理論，強調非線性時變系統(tǒng)和時域分析。1956年，美國心理學家、數(shù)學家，計算機科學家和信息論學家通過共同討論，建立起了智能科學。智能控制強調三點：非結構化、不確定性、高度自主。
自動化系統(tǒng)硬件的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段。第一階段，1900年，電氣時代開始；第二階段，1941年，世界上第一臺電子計算機這個龐然大物誕生；第三階段，模擬系統(tǒng)，人工記錄；第四階段，現(xiàn)代個人電腦。
當前電力、電子面臨技術與應用的轉變。能源是當今人類面臨的重大問題，而信息技術發(fā)展最快，電力電子是能源變換與信息控制的關鍵環(huán)節(jié)，因此，電力電子得到高度重視和發(fā)展?，F(xiàn)在主要的問題，不同的國家和不同的領域，對智能電網(wǎng)的認識不同。但是總體來說，對我們電工行業(yè)來說，是一個非常大的發(fā)展商機。

電氣傳動系統(tǒng)的智能化

隨著單臺計算機數(shù)字控制調速系統(tǒng)的完善化、成熟化，現(xiàn)代自動化系統(tǒng)工程開始加強與數(shù)字調速系統(tǒng)的通訊聯(lián)網(wǎng)，國際上的電氣傳動產(chǎn)品都要求具有與基礎自動化系統(tǒng)通訊聯(lián)網(wǎng)的功能。電氣傳動作為自動化系統(tǒng)的執(zhí)行部分，隨著計算機技術、自動化控制技術的發(fā)展，電氣傳動成為自動化網(wǎng)絡的智能終端。自動化系統(tǒng)在過去100多年來不斷發(fā)展，繼電器邏輯控制已逐步發(fā)展到可編程控制即PLC。另外，化工、石油化工儀表控制系統(tǒng)逐步發(fā)展為集散控制系統(tǒng)即DCS。電氣傳動實現(xiàn)了數(shù)字調速控制即DSC。今年，這三種控制系統(tǒng)開始逐步融合。
現(xiàn)場總線實現(xiàn)了這種聯(lián)網(wǎng)控制。特別是最近發(fā)展的能源互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，為電工行業(yè)提供了一個發(fā)展的空間。我認為，在不同的行業(yè)，對現(xiàn)場總線有不同的認識。
現(xiàn)在已經(jīng)有了專門做現(xiàn)場總線互換的公司，例如正泰電器。這些行業(yè)上的發(fā)展，需要我們認真去研究。

特別值得一提的是電氣傳動系統(tǒng)，發(fā)生了根本性的變革?，F(xiàn)在的功能柜里面就是計算機，這也是智能的，用光纖連接在一起的。電氣傳動系統(tǒng)在不斷智能化，然后用光纖進行聯(lián)網(wǎng)。即使在外行看來只可能是一個普通的分流器，實際上卻是一個電壓檢測儀。
美國提出，智能功率模塊中，點的接口叫做PEBB。發(fā)展更進一步的，是器件一體化（IPM），將功率芯片和控制電路集成一體化，滿足低成本、小型化、高可靠性和易使用的要求。
電氣傳動系統(tǒng)配套智能電器，應該是具有自動化控制與信息聯(lián)網(wǎng)功能的電器設備。還有就是智能電機。智能電機將變頻器、電機、控制系統(tǒng)集成一體，形成信息傳遞、能量變換、運動控制一體的智能電機。
電機系統(tǒng)節(jié)能與智能化

2006年國家發(fā)改委啟動規(guī)劃提出的十大重點節(jié)能工程，其中第五項巍峨電機系統(tǒng)節(jié)能。每年國家資助約100個電機系統(tǒng)節(jié)能項目?！笆晃濉币?guī)劃目標“電機系統(tǒng)運行效率提高2個百分點，年節(jié)電200億千瓦時（相當于兩個三峽電站發(fā)電量）。電機系統(tǒng)節(jié)能。我本人也是參加電機轉化的一員。
這是一個整體電機系統(tǒng)，主要采用變頻調速方式，改變風機、水泵、壓縮機等驅動電機運行速度，效率可提高15—30% 從電網(wǎng)供電給變壓器，然后實現(xiàn)風機。這是一個廣義的階段，以最小的電能完成最大的功效。我們要根據(jù)這個工藝的變化，不斷來調整電機系統(tǒng)效率。煤礦的通風機是設計在15年以后，這個風道的風級需要2千千瓦。在15年以后，才大了3千千瓦，前15年，我們大量的風機都是這么用的。還有一個就是風力也有變化。夏天和冬天的情況都是不一樣的。但是設計的時候都是按照最復雜的情況設計的。
從存在問題來看，有四點。一、目前，我國電機系統(tǒng)運行效率低、能耗高，主要是電動機及被拖動設備本身效率低，另外系統(tǒng)匹配和調節(jié)方式不合理造成系統(tǒng)效率低。二、設備陳舊、效率低。電動機、風機、水泵等設備落后，效率比發(fā)達國家平均低3-5個百分點。三、“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴重。由于我國設備可靠性差，設計選型富裕量大，設備長期字低負荷區(qū)運行。四、系統(tǒng)調節(jié)方式落后。風機、泵類調節(jié)大部分仍采用機械節(jié)流方式。我國中小電機設計與制造能力強，