探讨电气自动化控制系统设计思想

探讨电气自动化控制系统设计思想

郭继承

(皖能马鞍山发电有限公司243021)

摘要：随着科技的不断发展与普及，工业生产中电气自动化的应用愈加广泛，电气自动化设备的广泛应用不但大大降低了工人的劳动强度，提升劳动效率，而且还有利于企业生产成本的降低，企业的健康发展。本文主要介绍了电气工程中电气自动化的具体应用，并针对应用中存在的问题提出相应的改进措施，对于未来电气自动化的前景进行了展望。

关键词：自动化控制设计思想发展趋势

1电气自动化控制系统的概述

1.1电气自动化控制系统的主要功能

电气自动化控制系统中的控制回路主要是确保主回路线路运行的安全性与稳定性。控制回路设备的功能主要包括：（1）自动控制功能：就电气自动化控制系统系统而言，在设备出现问题的时候，需要通过开关及时切断电路从而有效避免安全事故的发生，因此，具备自动控制功能的电气操作设备是电气自动化控制系统的必要设备；（2）监视功能：在电气自动化控制系统中，自变量电势是最为重要的，其通过肉眼是无法看到的。机器设备断电与否，一般从外表是不能分辨出来的，这就必须要借助传感器中的各项功能，对各项视听信号予以监控，从而实时监控整个系统的各种变化；（3）保护功能：在运行过程中，电气设备经常会发生一些难以预料的故障问题，功率、电压以及电流等会超出线路及设备所许可的工作限度与范围，因此，这就要求具备一套可以对这些故障信号进行监测并且对线路与设备予以自动处理的保护设备，而电气自动化控制系统中的控制回路设备就具备这一功能；（4）测量功能：视听信号只可以对系统中各设备的工作状态予以定性的表示，而电气设备的具体工作状况还需要通过专业设备对线路的各参数进行测量才能够得出。

1.2电气综合自动化控制系统的优点

据相关调查研究发现，一个完整的变电站综合自动化系统除了在各个控制保护单元中存有紧急手动操作跳闸以及合闸的措施之外，别的单元所有的报警、测量、监视以及控制功能等都可以由计算机监控系统来进行。变电站不需要另外设置一些远动设备，计算机监控系统可以使得遥控、遥测、遥调以及遥信等功能与无人值班的需要得到满足。就电气自动化控制系统的设计角度而言，电气自动化控制系统具有许多优点，比如说：（1）集中式设计：电气自动化控制系统引用集中式立柜与模块化结构，使得各控制保护功能都可以集中于专门的控制与采集保护柜中，全部的报警、测量、保护以及控制等信号都在保护柜中予以处理，将其处理为数据信号之后再通过光纤总线输送到主控室中的监控计算机中；（2）分布式设计：电气自动化控制系统主要应用分布式开放结构以及模块化方式，使得所有的控制保护功能都分布于开关柜中或者尽可能接近于控制保护柜之上的控制保护单元，全部报警、测量、保护以及控制等信号都在本地单元中予以处理，将其处理为数据信号之后通过光纤的总线输送到主控室的监控计算机中，各个就地单元之间互相独立；（3）简单可靠：因为在电气自动化控制系统中用多功能继电器来代替传统的继电器，能够使得二次接线得以有效简化。分布式设定主要是在主控室和开关柜间进行接线，而集中式设计的接线也局限在主控室和开关柜间，因为这两种方式都在开关柜中进行接线，施工较为简单，别的接线能够在开关柜与采集保护柜中完成的特点，操作较为简单而可靠；（4）具有可扩展性：电气自动化控制系统的设计可以对电力用户未来对电力要求的提高、变电站规模以及变电站功能扩充等进行考虑，具有较强的可扩展性；（5）兼容性较好：电气自动化控制系统主要是由标准化的软件以及硬件所构成，而且配备有标准的就地I/O接口与穿行通讯接口，电力用户能够根据自己的具体需求予以灵活的配置，而且系统中的各种软件也非常容易与当前计算机计算的快速发展相适应。

2电气自动化控制系统设计的流程

在机电一体化产品中，电气自动化控制系统具有非常重要的作用，其就相当于人类的大脑，用来对信息进行处理与控制。所以，在进行电气自动化控制系统的设计时一定要遵循相应的流程。依照控制的相关要求将电气自动化控制系统的设计方案确定下来，然后将控制算法确定下来，并且选择适当的微型计算机，制定出电气自动化控制系统的总体设计内容，最后开展软件与硬件的设计。虽然电气自动化控制系统的设计流程较为复杂，但是在设计时一定要从实际出发，综合考虑集中监测方式、现场总路线监控方式以及远程监控方式，唯有如此才能够将与相关要求相符的控制系统建立起来。

3电气自动化控制系统主要的设计思想

据相关调查研究发现，在当前电气自动化控制系统中应用的主要设计思想有三种，分别是集中监控方式、远程监控方式以及现场总线监控方式，这三种设计思想各有其特点，其具体选用应该根据具体条件而定。下面将分别对其进行简要的介绍：

3.1集中监控方式

集中监控方式有诸多优点，比如说系统设计较为简单、防控站的防护要求较低以及运行维护较为便利等。但是因为集中监控方式是把系统各功能都集中于一个处理器予以处理，这就使得处理器的处理任务较为繁重，从而使其处理的速度与效率受到一定程度的影响。因为电气设备都进入到监控中，这就使得监控的对象不断增多。而随着监控的内容逐渐增多，这会使得主机的冗余度降低、电缆的数目增多、投入的资金增加等，而较长电缆的引入可能会对电气自动化监控系统的可靠性造成一定的影响。除此之外，断路器的联锁以及隔离刀闸的操作闭锁主要应用硬接线，因为隔离刀闸的辅助接点常常无法到位，这就致使设备常常难以开展施工操作。这种接线的二次接线较为复杂，而且不利于进行线路检查，使得线路的维护量大大增加，而且在传动或者查线过程中还因为接线复杂而导致产生误操作问题。

3.2远程监控方式

据相关调查研究发现，电气自动化控制系统中的远程监控方式具备诸多的优点，比如说组态灵活、可靠性高、节约材料、节约安装所需费用以及节约电缆用量等。因为控制系统中各现场总线的通讯速度较慢，而电厂中的电气通讯量较大，因此，远程监控方式较为适用于小系统的监控中，而并不适用于整个电气厂的电气自动化系统构建中。

3.3现场总线监控方式

随着经济社会的发展、科学技术的进步，现场总线以及以太网等计算机网络技术已经在变电站综合自动化系统中得以较为广泛的应用，而且已经积累了较为丰富的运行经验，同时智能化电气设备也取得了一定的发展，这些都给在发电厂电气系统中网络控制系统的应用奠定了重要的基础。在电气自动化控制系统中，现场总线监控方式的应用可以使得系统设计的针对性更强，由于不同的间隔，其所具备的功能也有所不同，因此能够依照间距的具体情况来展开具体的设计。现场总线监控方式不但具备远程监控方式所具备的一切优点，同时还能够大大减少模拟量变送器、I/O卡件、端子柜以及隔离设备等，智能设备就地安装并且通过通信线和监控系统实现连接，能够省下许多的控制电缆，大大减小了安装维护的工作量以及投入资金，进而使得所需成本得以有效降低。除此之外，各装置的功能较为独立，装置间单单经由网络来予以连接，网络的组态较为灵活，这就使得整个系统具有较高的可靠性，每个装置的故障都只会对其相应的元件造成影响，而不会使得系统发生瘫痪问题。所以，在未来的发电厂计算机监控系统中，现场总线监控方式必然会得到较为广泛的应用。

4电气自动化控制系统的发展趋势

随着经济社会的发展、信息技术的进步以及网络技术的进一步发展，计算机在未来电气工程发展中的作用日益突出。当前IEC61131已经变成了重要的国际化标准，广泛地被各大电气自动化控制系统厂商所采纳。与此同时，Internet技术、以太网以及服务器体系结构等引发了电气自动化的一场场革命。由于市场需求的不断增大使得自动化与IT平台不断融合，电子商务也不断普及，这又促使这一融合不断加快。在当前信息时代，多媒体技术以及Internet技术在自动化领域中具有非常广泛的应用前景。电气企业的管理人员可以通过标准化的浏览器来存取企业中重要的管理数据，而且也可监控现在生产过程中的动态画面，从而及时地了解准确而全面的生产信息。除此之外，视频处理技术以及虚拟现实技术的应用将对将来的电气自动化产品，比如说

设备维护系统以及人机界面的设计产生非常重要的影响。这就使得相应的通讯能力、软件结构以及组态环境的重要性日益突出，电气自动化控制系统中软件的重要性也逐渐提高。电气自动化控制系统将从过去单一的设备逐渐朝着集成的系统方向转变。

5结语

总之，当前，我国社会经济的健康发展离不开电气自动化的有效推动，电气自动化发展过程中也应用融合各种新技术、新理论，电气自动化作为现代电气工程行业的重要技术，只有对原技术不断进行创新、改进，才能促使电气工程进一步健康发展。但是，相比西方发达国家，在电气自动化技术上，我国还处于相对落后。在今后，我国需要多多学习借鉴西方发达国家经验的同时，还要不断开拓新理论、新技术，注重相关专业技术人员的培养，只有这样才能促使电气自动化技术在电气工程中的更好的应用。

参考文献

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[2]史锦春．论电气自动化控制系统的设计思想[J]．行业科技，2011，（12）．

[3]钟浩铭．浅谈电气自动化控制系统的设计[J]．科技创新与应用，2013，（20）．

[4]高存鑫．电气自动化控制系统的设计理念[J]．山东工业技术，2013，（13）