論電氣自動化控制系統的設計思想

何偉

（重慶電力高等專科學校 重慶 400053）

摘 要：隨著現代化社會經濟的飛速發展，科學技術也得到了不斷的提升，因此在電氣自動化方面也得到了相當快速的發展和提升。在現代社會的自動化控制系統當中，一些先進的技術被得到了廣泛的應用，在很大程度上提升了現代化的工業程度的進步和提升，推動了人類社會和工業行業的不斷進步和發展，因此在此種情況下，就需要對電器自動化控制系統的設計思想進行不斷的深入研究，實現對工業化的進步。在本文當中，首先對電氣自動化控制系統進行了概述；其次對電氣自動化控制系統設計的流程進行了研究；最后提出了電氣自動化控制系統的重要設計思想。

關鍵詞：電氣自動化；控制系統；設計思想

隨著我國經濟的不斷發展，尤其是我國加入了世界貿易經濟組織之后，在電氣自動化控制系統的應用方面起到了相當重要的作用。在此基礎上，就需要對系統的功能以及組成部分進行全方位的分析和了解掌握，最終根據我國的實際情況來做出分析研究，不斷的發揮其創新精神，對其工業生產當中的電氣自動化的生產要求進行全方位需求的實現，最終推動在我國工業行業的進步和發展，最大限度的起到推動我國經濟增長的目標。

1電氣自動化控制系統

1.1電氣自動化控制系統概述

在電氣自動化控制系統當中，其中需要控制的量相對于熱工控制量來說是相對較多的，因此在運行的過程和控制要求當中會提出各方面的要求來充分的實現電氣自動化的控制技術，因此在運行過程當中，需要對其特點進行全面的了解和掌握，在本文當中對特點進行了以下幾個方面的分析，首先相對于熱機設備的方面來說的話，電氣自動化控制的運行過程當中所需要采集到的信息是相對較少的，并且其中的數量屬于相對較小的階段當中，其中的操作率頻率也相對較低的，但是需要注意的是需要在快速和準確方面保持最大限度的準確率。其次在對電氣設備的裝置自動保護方面，也需要保持相對較高的可靠性，在運行當中的速度也是處于相對較快的狀態當中，從而在運行當中可以產生相對較高的抗干擾性。另外，在電氣自動化控制系統當中，進行運行的系統需要主要以順序控制和數據采集系統為主要的系統控制方式，其中的相對聯鎖保護顯現是相對較多的。因此在進行機組電氣系統的在分類當中，可以歸入到DCS控制當中，從而實現系統控制的相對可靠性。在系統當中需要充分的實現正常的起停和運行等一系列的操作。在這個過程當中，值得注意的實在需要對系統運行當中所產生的狀態和數據進行及時的更新和檢測，保證電氣自動化控制系統可以充分的實現在安全科學合理狀態下的正常運轉。

1.2電氣自動化的現階段應用

在現階段的電氣自動化的應用當中，都應用到了ECS的系統來進行控制，其中所具備的功能可以分為幾個方面進行分析，分別是監視部分發電機、控制部分發電機以及來組成的。其中在監視部分的發電機當中，主要存在著變壓器組系統，勵磁系統，高、低壓廠用電系統及備用電源系統，其中主要利用220V 直流系統和 UPS 電源系統來為電氣設備的運行提供自動化的服務。在電氣公用系統當中，需要實現對所有的電氣設備設施進行全方位的檢測，比如設備開關和閘刀等，并且在中央信號以及事故的處理報警方面也可以實現全面的記錄和跟蹤，從而保障電氣設備的正常穩定運行。在控制部分的發電價當中，主要是由變壓器組單元電氣實現對一次設備的有效控制和聯鎖操作。在這個過程當中，如果發電機的程序處于起停的狀態當中，其中ASS 的投切力度就會相對較大；如果廠用工作電源，高、低壓廠變與高、低壓備變之間的正常切換操作；在電氣接地系統管理當中，需要充分的實現對220k V 斷路器、隔離開關的有效控制。

1.3電氣自動化控制系統的主要功能

在電氣自動化控制系統的主要功能方面，可以最大限度的對主回路線路運行當中的可靠性和安全穩定做出全方位的保證。一般情況下，在控制回路的設備設施當中，可以實現幾方面的內容，分別是自動控制功能、監視功能、保護功能以及測量功能這幾個方面的問題。其中在自動控制功能方面需要在實際情況的運行過程當中，在設備運行出現故障問題的時候，利用開關進行及時的切斷電路來是實現對電器操作設備當中的充分的電氣自動化控制系統保障。在監視功能方面，需要保證對自身變量的檢測，從而實現在肉眼對自變設備的電量進行無法觀察監視的情況下，采用機械的方式進行分辨，利用傳感器當中的各項功能，來最大限度的實現對各項視聽信號予以監控，從而實時監控整個系統的各種變化。在保護功能方面，需要在電氣設備的運行當中所發生的一些故障問題采取相對應的措施進行改善，比如功率、電壓以及電流等方面造成的原因和影響，從而對其電氣設備以及線路的正常運行做出全方位的了解，保證電氣自動化控制系統當中的控制回路設備可以安全穩定的運行。在測量功能方面，需要保證視聽信號在系統運行當中在正常的狀態反饋和表示，而電氣設備的具體工作狀況還需要通過專業設備對線路的各參數進行測量才能夠得出。

1.4電氣綜合自動化控制系統的優點

在進行電氣自動化設備系統運行的過程當中，可以實現對電氣設備的各方面的全面控制。如果在一個完整的變電站綜合自動化系統進行運行的話，就可以在各個控制保護單元中存有緊急手動操作跳閘以及合閘的措施，并且在針對其他單元的故障解決方案方面，也可以利用其中的檢測功能來實現對別的單元所有的報警、測量、監視以及控制功能等，并且在計算機監控系統當中進行記錄。在變電站的運行當中，對于一些的運動設備是不需要安裝的，可以在計算機監控系統的全面運行過程當中實現遙控、遙測、遙調以及遙信等功能與無人值班等各方面的需求和要求。因此電氣自動化的控制系統應用當中，可以實現多方面的功能優點，其中可以分為幾個方面來進行分析。

首先在模塊化的結構方面，可以充分的利用現代化的科學計算機的技術進行集中立柜和模塊化設計的實施，從而保證在電氣自動化設備的運行控制系統當中可以實現對各項的控制功能都采取集中保護的方式進行運行，最終實現對電氣設備的全面報警、測量、保護以及控制等各方面的保護，在處理的過程當中可以將待處理的信號利用光纖總線進行傳輸，在計算機當中經過解析之后就可以實現對電氣系統運行當中的整體數據狀態監測。

其次在分布式的設計方面，在電氣自動化控制系統當中，主要以分布式的開放結構和模塊化的方式進行設計，從而可以實現對系統當中的所有控制保護功能當中的分布開關柜都可以全方面的接近控制保護柜之上的控制保護單元當中，在運行當中可以有效的實現對信號數據方面的報警、測量以及在保護等各項功能處理。在這個過程當中，可以將經過處理之后的數字信號來進行不斷的輸送到主控室的監控計算機當中，最大限度的保證了計算機自動化每個模塊之間的獨立性。

在功能的應用方面，可以充分的實現簡單可靠的現象，一般情況下，在電氣自動化控制系統當中可以利用多功能的計算器來對傳統的繼電器進行取代運行，最大限度的保證其中的二次接線可以得到全面充分的有效簡化現象。在此種基礎上，由于上文當中提到的分布設計當中所應用到的設計，也就是在主控室和開關柜間進行接線，而集中式設計的接線也局限在主控室和開關柜間，在兩種方式當中的接線措施都是處于相對施工簡單的狀態當中，得，因此在其他的接線當中可以保證能夠在開關柜與采集保護柜中完成的特點，操作較為簡單而可靠。除此之外，在功能的應用當中，在可擴展性和兼容性方面也是相當良好的，在電氣自動化控制系統的設計可以對電力用戶未來對電力要求的提高、變電站規模以及變電站功能擴充等進行考慮，具有較強的可擴展性；并且電氣自動化控制系統主要是由標準化的軟件以及硬件所構成，在配備方面也具備了就地I/O接口與穿行通訊接口，來全面的實現電力用戶可以根據自身的實際要求來進行不同情況的配置和設置，達到符合自身需求的效果。

2電氣自動化控制系統設計的流程

在現代化的電氣自動化控制系統的設計當中，在設計當中需要按照一般的設計流程進行做出全方位的設計，電氣自動化控制系統對于整體的機電一體化產品的設計運行當中是具有相當重要的租用的。在此種情況下，就需要在設計的過程當中，根據其客戶的實際需求來對系統進行設計方案的對比和分析，并且將最后的控制要求方案以及方法進行確定，在科學合理有效的計算機幫助之下，對電氣自動化控制系統當中的設計內容進行不斷的改善，最終進行確定出最后的方案方案。

3電氣自動化控制系統的重要設計思想

在電氣自動化控制系統的設計當中，需要掌握一定的科學思想，從而實現對電氣自動化控制系統的全方位設計。因此，在對設計思想的分析當中，在本文當中分為以下幾個方面進行了分析。

首先，在集中監控方式方面，此種方式在運行的過程當中可以實現對運行維護的簡單方便操作化，因此在對控制站的建設方面的要求是相對不高的，因此在設計當中是相對容易的。在這里值得注意的是，在利用此種方式進行設計的過程當中，集中式自身的特點可以對系統當中的每個功能都進行集中的處理和完善，并且在電氣設備的監控過程當中，監控對象會逐漸的進行增加，從而對計算機當中出現冗余現象也會在主機當中進行呈現出來，造成了電纜數量的增加。因此會在投資的成本方面形成相對較大的資源投資，比如在長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。并且在實際的運行當中，其中的隔離刀閘的操作也可經常會出現輔助接點不到位的現象，因此影響了電氣設備正常的運行過程。另外，在對設備當中的接線進行檢查的時候，也在維護方面造成了相當大的制約條件，在維護量方面得到了增加的同時，也增加了其失誤的操作現象。

其次，在遠程監控方式的設計方面，在遠程方式的應用方式，一般情況下都是為了做到電纜資源的節約、安裝費用的節約、材料等方面的有效節約，并且利用此種方式當中的可靠性是相當高的。在電氣自動化控制系統的設計當中，由于其實際情況的不同，會造成通訊總線以及現場當中各部分材料的應用情況也會造成不一樣的效果，因此如果電廠的電氣部分當中的通訊量相對較大的話，可以利用此種方式來進行在小型系統監控的方式進行運行，最終實現經濟效益和社會效益的全方位提升。

另外，在對總線的控制方式方面，需要根據現場的實際情況來做出設計，他一般情況下，在智能變電站的應用當中，對現場的總線控制有了一定的經驗積累，可以利用間隔情況的不同來實現不同的功能設計，最終對整體的系統設計提供一個相當良好的平臺。在對此種方式應用的過程當中，可以利用監控的方式進行設計，實現對遠程監控優點的同時，也可以保證資源的有效利用。除此之外，還可以對其中應用到的隔離設備、端子柜、I/O卡件以及模擬量的變送器進行最大限度的減少，減少了設備資源的成本，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，可以起到節省大量控制電纜的作用，投資和安裝維護工作量方面起到了相當重要的作用。在對每一個功能的安置方面，在具備每一個功能的裝置之間可以利用網絡連接的方式進行實現，保證網絡當中的組態靈活的方式，最終對整個系統的可靠性可以有一個提升的作用。

最后還需要對電氣自動化控制系統自身的發展趨勢進行全方位的改善，在今后的發展過程當中，隨著很多新興技術的不斷出現和發展，在平臺的應用方面可以說為電氣自動化技術的提升提供了一個良好的發展平臺。在這個過程當中，現代化的計算機技術發揮出了巨大的作用，逐漸成為了國家化的標準現象，從而實現對各大控制系統的全方位的管理。比如在Pc 客戶機/服務器體系結構、以太網和 In-ternet 技術的發展當中就會不斷的引發電氣自動化技術的不斷發展。因此在之后發展當中，需要結合現代化的實際情況來作為現代化發展的指導方針，不斷的對市場的需求進行了解，最終達到電氣自動化計算機平臺以及計算機技術的全面提升。在對電力企業的管理當中，還需要在標準國家化的瀏覽器技術當中對企業內部的部門以及相關行業做出全方面的管理，比如企業的財務以及人事管理等方面，并且也需要對當前的生產過程當中的動態畫面做出全面的監督，實現在第一時間之內可以對準確的信息進行做出全面的信息生產過程和管理過程。與此同時，在對自動化產品的生產過程當中，需要在軟件結構以及硬件方面達到相關的嚴格標準，比如人機界面和設備維護系統的設計等方面，從而實現在軟件結構以及通訊能力當中的全面發展，保證了系統自身的安全穩定性能的提升。

4結語

綜上所述，在現代化社會的發展過程當中，電氣自動化的控制系統屬于一個相當重要的部分，在設計思想方面具有全面性的特點，因此在設計當中需要充分的將每個環節的優勢進行相當良好的把握，從而實現其特點的全面發揮。在這個過程當中，還需要在對電氣自動化的控制兄進行設計過程和實際生產的要求的相吻合狀態，最終確保電氣自動化的行業可以得到健康穩定的良好發展，在各方面的實際配合當中，對各方面的工作人員在工作當中存在的不足現象進行全方位的了解和掌握，從而實現我國電氣自動化控制系統的良好科學穩定的發展。

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作者簡介：

何 偉（1982.7—），男，漢，重慶，重慶大學電氣工程與自動化工程碩士，講師，研究方向：電工電子技術，電氣自動化技術。