淺析電氣自動化控制系統的設計與應用

許家晨

（齊魯理工學院）

淺析電氣自動化控制系統的設計與應用

許家晨

（齊魯理工學院）

隨著全球經濟的一體化進程的不斷加快，世界經濟步入了新知識經濟時代，越來越多的高新科學技術應用于社會各個領域，而電氣自動化控制系統，作為當今時代應用最廣泛的技術已逐漸被世人所關注。本文從多個方面對電氣自動控制系統進行分析。

電氣自動化；控制系統；設計思想

在對電氣自動化控制系統的設計思想進行探討之前，有必要首先了解電氣控制對象的特點和要求，以使研究工作更加具有針對性。在對電氣自動化控制的設計思想的探究基礎上，可以分析得出下一步的發展趨勢。

1 電氣控制對象的特點和要求

1.1 電氣自動化控制的特點

（1）電氣控制系統相對熱機設備而言控制信息采集量小、對象少，操作頻率低，但強調快速性、準確性。

（2）電氣設備保護自動裝置要求可靠性高，動作速度快；同時對抗干擾要求較高。

（3）熱力系統控制處理信息量大，系統復雜，以過程控制為主電氣控制系統主要以數據采集系統和順序控制為主，連鎖保護較多。

1.2 電氣設備總體配置設計要求

各類電動機及電器元件要照其作用，都有相應裝配位置，在完整的電氣控制系統，要劃分組件，解決組件之間及電氣箱與被控制裝置之間的接線問題。一般分成以下組件：

（1）設備電器組件。拖動電動機與電磁閥、電磁鐵和電磁離合器等各種執行元件，及各種檢測元件，如行程開關及壓力、速度和溫度繼電器等，要安裝于生產設備的設計部位，構成設備電器組件。

（2）電器板和電源板組件。接觸器、中間繼電器和時間繼電器等各控制電器，及熔斷器、熱繼電器和過電流繼電器等保護電器，安裝在電氣箱內，構成一塊或多塊電器板（主板），控制變壓器及整流、濾波元件也安裝在電氣箱，構成電源板組件。

（3）控制面板組件。各控制開關、按鈕、指示燈、指示儀表和經常調節的電位器等，要安裝在控制臺面板上，構成控制面板組件。各組件板和設備電器相互的接線通常采用接線端子板，便于接拆。總體配置設計是以電氣系統的總裝配圖與總接線圖形式表達的，圖中要用示意形式反映電氣箱、電動機組、設備電器等各電氣部件的位置與接線關系，及走線方式、使用管線要求等。

2 電氣自動化控制體統的功能

控制回路是為了保證主回路線路運行的穩定與安全，能夠實現某項控制功能的若干個電子組件的組合的電氣設備之一。這種設備要有以下功能：

（1）自動控制功能。對于電氣自動化控制系統，當設備出了故障時，需要開關自動切斷電路以保障安全，使得具有自動控制功能的電氣操作設備成為必要設備。

（2）保護功能。電氣設備在運行過程中會時常發生不可預知的故障，電壓或電流以及功率等會超過設備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套能夠檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動處理的保護設備。

（3）監視功能。對于控制系統中最重要的自變量電是肉眼看不見的，一臺機器設備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要借助傳感器的各項功能，設置各種視聽信號，對整個系統的實時變化做出監控。

（4）測量功能。視聽信號只能定性地表明各設備的工作狀態，具體的電氣設備的工作情況還需專業設備測量出線路的各種參數（如電壓、電流、功率和頻率的大小等）。

3 電氣自動化控制應用

電氣自動化控制的應用涉及到各行各業，以電廠發電系統為例，對電氣自動化控制系統應用加以闡明。

3.1 數據采集和計算機處理系統

計算機處理系統主要是指以計算機為基礎的處理系統，通常由輸入、輸出、處理三部分組成。在電廠系統中的應用主要包括參數輸入、參數顯示、性能計算、報表打印、異常報警、事故序列記錄等，通過對數據的一系統操作可以達到對電廠電氣部分的控制。

3.2 汽機電液調節系統

在沒有出現電液調節系統之前，我國的汽機控制大多都采用液壓控制系統，隨著技術的不斷進步，對設備、電氣元件以及電液轉換器可靠性也不斷加強。并且，高壓抗燃油伺服機構的使用，使得電調系統能夠和汽機配套設備較好的協調，這就達到了對轉速、電功率、調節級后壓力等的控制。由盤車開始對汽輪發電機組進行控制，依次經過沖轉，暖機，升速，閥切換，并網，帶初負荷，加負荷，直到正常發電。汽機電液調節系統主要參與電網的一次調頻，并且可以通過電網的調度去改變負荷。這樣不僅保證了機組的運行安全，而且延長了機組的壽命，此外，還在機組穩態運行的前提下，提高了機組的經濟性。

3.3 汽機旁路系統

為了解決汽輪機空載流量與鍋爐最低負荷不一致的矛盾，同時為了保護再熱器回收工質，中間再熱式機組應設置旁路系統。其中，旁路控制系統由高/低壓旁路溫度調節系統和高/低壓旁路壓力調節系統組成，各個旁路上都有截止閥，這些個旁路閥門執行器就是由電氣自動化控制系統控制，閥門的開度就是根據系統運行中的力矩及速度大小來確定，并以此來選擇電動還是電液執行器。

4 探討電氣自動化控制系統的發展趨勢

OPC（OIJE for Process Control）技術的出現，IEC61131 的頒布，以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應用，使得未來的電氣技術的結合，計算機日益發揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個國際化的標準，正被各大控制系統廠商廣泛采納。

Pc客戶機/服務器體系結構、以太網和Internet技術引發了電氣自動化的一次又一次革命。正是市場的需求驅動著自動化和IT平臺的融和，電子商務的普及將加速著這一過程。Internet/Intranet技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景。企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務、人事等管理數據，也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控，在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用，將對未來的自動化產品，如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響。相對應的軟件結構、通訊能力及易于使用和統一的組態環境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢正從單一的設備轉向集成的系統。

5 結束語

通過以上的分析，我們可以看出，電氣自動化系統給我們的生活和企業的生產帶來的影響，在經濟全球化的今天，我們更要大力發展這種高新技術，才能夠占領更多市場份額。

[1]王紅英.電氣自動化控制系統的可靠性探討[J].科技視界，2014（4）.

[2]許文彬.論電氣自動化控制系統的設計思想[J].中小企業管理與科技，2012（9）.

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1004-7344（2016）23-0285-01

2016-7-21