浅析电气自动化控制系统的设计思想姜磊

浅析电气自动化控制系统的设计思想姜磊

姜磊

连云港市自来水有限责任公司江苏连云港222000

摘要：随着经济社会的发展、科学技术的进步，电气自动化获得了较快的发展，一些先进的技术被应用到电气自动化控制系统的设计中，推动了工业的进一步发展。文章首先对电气自动化控制系统进行了介绍，然后分析了电气自动化控制系统的设计流程及主要的设计思想，最后探讨了电气自动化控制系统的发展趋势。

关键词：电气自动化；控制系统；设计思想；发展趋势；控制回路

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。分布式设计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；

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

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结语

综上所述，电气自动化控制系统的设计思想一定要将各环节中的优势予以较好的把握，并且使其充分地发挥出来，与此同时，在电气自动化控制系统的设计过程中一定要坚持与实际的生产要求相符，切实确保电气行业的健康可持续发展。在电气自动化控制系统的不断探索中，需要相关工作人员认识当前存在的不足，并且通过不断学习新技术、新方法等，不断提高自己，从而不断推动我国电气自动化控制系统的发展。

参考文献

[1]许文彬．论电气自动化控制系统的设计思想[J]．信息技术，2010，（5）．

[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）．