浅析电气自动化控制系统的设计与应用

浅析电气自动化控制系统的设计与应用

刘朝霞

刘朝霞

中国石油工程建设有限公司北京设计分公司电气工程室北京海淀100085

摘要：电气自动化技术是科学技术飞速发展的当今时代的一种必然产物，也是城市化进程趋向于智慧智能化的标志之一。它在现如今的企业中占据了重要的地位。此外，电气自动化技术也是工业领域的核心所在，其对于推动我国现代化建设的发展有着非常重要的作用。基于此，本文就电气自动化控制系统的设计与应用进行了探讨。

关键词：电气自动化；控制系统；设计与应用

现如今，随着电气事业的发展与进步，我国已经全面实现了信息化与自动化。在电气工程不断发展的社会环境之下，需要积极的将自动化技术应用到电气工程之中，从而使得电气工程能够在稳定的环境中运行。本文主要对电气自动化控制系统的设计以及应用方面进行了深入的探讨。

1电气自动化控制系统概述

电气自动化控制系统指的是：以现代化的计算机技术为核心，与电子通讯技术充分结合，形成一种新的电气系统。这一系统的功能包括自动故障管理、自动分析、自动绘图等，还可以实现配电自动化的补充，但是这之间的数据采集方式是不同的。电气自动化系统主要作用于变电站的电气自动化控制。由于这一系统可以有效分析故障问题，并且及时解决问题，保障系统运行安全，所以被广泛应用于变电站当中。其可以对变电站的各项数据进行处理，及时解决问题，实时了解变电站工作状态，避免出现故障，从而提高供电质量。

电气自动化设计是根据产品要求来制定，对不同产品的成本、外观等方面进行考虑。产品成本是指产品所消耗的财力物力，因而降低产品成本成为了电气工程自动化系统的设计原则之一。外观则代表了产品的外形条件，体现了一个产品的工艺性，所以外形的美观也是其设计原则的组成部分之一。还有一点最重要的因素就是产品的实用性，作为一个产品，其自身的实用性实最主要的，电气工程产品需要做到结构简单，操作简单，并且安全人性化，符合企业生产的需求。

2电气自动化控制系统的设计与应用

2.1监控功能的实现方式

2.1.1集中监控方式

集中监控的模式相对来说实现系统的设计较为简单，对控制站的防护要求也比较低，维护以及日常运行也很方便。但由于把所有系统功能都集中到一个处理器进行处理的特殊监控方式，大大增加了处理器的负荷，这严重影响了处理器的处理速度。同时，电气设备需要大量增设电缆，接入监控系统，这不仅大大增加了材料费和安装费，而且还造成系统主机冗余下降。另一方面，电缆线的数量增多、长度增加还会造成信息传输的不准确。由于隔离刀闸辅助接点的位置比较特殊，要想利用硬接线来进行断路器的联锁以及隔离刀闸的闭锁，操作起来有一定困难，基本无法完成全面彻底的操作。再加上集中监控方式的二次接线比较复杂，也加大了查线难度，在查线过程中容易造成误操作。

2.1.2远程监控方式

与集中监控的方式相比，远程监控的可靠性、灵活性、准确性更高，电缆线的数量和长度都可以大幅减少，因此可以节省一部分材料费用和安装费用，降低成本。但由于现场线路通讯速度会对远程监控的质量造成影响，使远程监控无法大范围应用，只适用于小型系统和小范围内的控制、监督，例如小型商场、居民楼等，而大型的全厂电气自动化系统的建设运行起来则比较困难。

2.1.3现场总线监控方式

随着互联网技术的发展和广泛运用，现场总线的监控方式也积累了丰富的运行经验，逐渐发展成熟，开始应用到电气自动化控制系统中去，进一步推动了电气自动化控制系统的智能化。现场总线的监控方式具备远程监控的所有优点，即稳定的灵活性、可靠性，它还能够对有差别的间隔单位实现不同的功能，有效提高系统的统一针对性。现场总线的监控手段不需要模拟量变送器、I/O卡件、端子柜、隔离设备等系统设备，可以大幅降低预算成本；同时，现场总线的监控方式还可以就地安装智能设备，具有超高的灵活性，利用监控线和通信线相连，不需要大量安装电缆，也减少了系统设备维护和安装的工作量。最后，稳定的独立性是现场总线的监控方式最突出的特点，各个装置的功能都是相对独立的，能够有效避免单一装置故障而导致整个系统瘫痪，极大地提高了系统的可靠性和稳定性。

2.2控制系统的控制方式

要实现电气自动化控制系统的快速化和准确化，进一步提高电气自动化控制系统的功能、性能以及反应速度，就必须要使电气自动挂控制系统具备稳定先进的信息化、规范化、智能化，能够对相关指令以及外界干扰做出回应和判断，并可利用相应软件模块设计的进行。比如电力企业的电气自动化控制系统中，可以通过多线程在线可编程数据来采集相关数据，并利用PLC控制器作为单机控制系统，减少物力和人力，从而降低成本，实现分布式控制系统或者是集中控制系统。

2.3智能化技术在电气工程自动化中的应用

2.3.1电气工程机械设备的检测

对电气工程机械设备进行准确有效的检测对于电气正常运行具有重要作用。电气工程设备复杂且多样，而电气运行又具有连续性的特点，导致电气机械设备工作时间长，常常出现机械设备故障的情况，若不及时解除故障，极有可能会导致整个电气设备瘫痪，影响人们的工作和生活以及生产活动。智能化技术能在电气工程自动化中的应用，可以迅速对机械设备进行全方位的检测，具体表现在两方面：一是能够严密监视电气机械设备的运行情况，及时发现问题，传递信息，使工作人员可以快速有效的处理；二是可以通过计算机技术对机械设备的数据进行检测和分析，从而掌握电气工程机械设备的运行状态。

2.3.2电气工程自动化系统的控制

控制系统时电气工程自动化系统的核心系统，它能够全面监控电气工程的运行状态，及时发现问题和解决问题，智能化技术有先进的计算机网络技术能够及时全面的检测和反馈信息。比如2014年某市首次尝试将智能化技术运用到电气工程自动化控制系统中，对电气工程各环节设置合理的参数，然后通过监测这些参数变化来确定出现故障的部位，能够有效提高故障处理的效率，降低经济损失。智能化技术还能自动对检测到的信息作出应急处理，大大减少了故障时间，实现了经济效益的最大化。

2.3.3PLC系统的应用

PLC系统就是指可编程逻辑控制器，它在电气工程自动化系统的应用中拥有较强的逻辑性，可以通过模拟数据来监控系统的运行状态。PLC系统改进了传统控制器的模式，它可利用现代化的科学技术进行计数、定时和顺序控制、逻辑运算，能够对自动化控制系统中的各环节进行自动操作和切换，既降低了控制难度，也确保了电气工程的正常运行。

3结束语

电气自动化的发展已经是不可阻挡的，电气自动化渗入到各行各业中也成为了必然之事。那么在电气自动化控制系统的逐步深入的过程当中，相关技术工作人员需要不断研究电气自动化系统的发展前景，对其功能进行改进，避免故障的发生，通过大量实验使得电气自动化控制系统变得越来越完善，使得这一系统可以在今后的时间里应用到各个领域当中。

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