電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析及應(yīng)用

王春宇

摘要：本文通過介紹電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及應(yīng)用，闡述了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)及人們生活中的重要作用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；分析及應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)也隨之不斷發(fā)展，并已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，其不斷延伸到各個(gè)行業(yè)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，與人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系也愈來愈緊密。

1 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述

1.1電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

目前，我國電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展。其現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面[1]：（1）信息集成化。以企業(yè)管理為例，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)隨著設(shè)施及積水的不斷發(fā)展，使得管理層可以直接縱深管理電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，借以提高企業(yè)管理效率。（2）標(biāo)準(zhǔn)語言規(guī)范化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的語言更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，起到了便利維護(hù)的作用。（3）監(jiān)控集中化。隨著PLC的廣泛應(yīng)用，電子自動(dòng)化控制系統(tǒng)正在慢慢摒棄DCS模擬數(shù)字控制，而采用集中化監(jiān)控，不僅增加了安全性，還節(jié)省了高額維修費(fèi)用。

1.2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，具有高效率工作、高精準(zhǔn)度、高可靠性、高抗干擾性、批量連鎖防護(hù)功能、高靈敏度反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)[2]；與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相較，其具有操作頻率不高、信息量不足、控制對(duì)象受限等缺點(diǎn)。目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也在不斷改善，也會(huì)進(jìn)一步彌補(bǔ)其不足。

1.3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

（1）自動(dòng)控制、保護(hù)功能：即當(dāng)設(shè)備故障時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)安全開關(guān)，切斷電源，保護(hù)設(shè)備。（2）檢測(cè)、維修功能：當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、維修。（3）監(jiān)視功能：通過傳感器監(jiān)測(cè)肉眼覺察不到的變化，確保稍有變化導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，還負(fù)責(zé)檢測(cè)設(shè)備周圍環(huán)境質(zhì)量。（4）測(cè)量功能：通過測(cè)量?jī)x器測(cè)量相關(guān)參數(shù)，以便設(shè)備能夠進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制。

2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)

（1）模擬量數(shù)據(jù)采集：將采集到的某一周期內(nèi)的交流電壓信號(hào)、電流信號(hào)通過A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過運(yùn)算獲取被測(cè)電壓的有效參數(shù)。（2）數(shù)字量數(shù)據(jù)采集：采集斷路器運(yùn)行情況、隔離開關(guān)情況、繼電器保護(hù)信號(hào)等。（3）電能量數(shù)據(jù)采集：采集有功電能、無功電能數(shù)據(jù)。采集好這三部分?jǐn)?shù)據(jù)后，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸塊處理后傳送至采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行上層系統(tǒng)傳輸，進(jìn)而進(jìn)行命令控制，實(shí)現(xiàn)模塊間互相通訊。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸模塊的設(shè)計(jì)

以多通道數(shù)據(jù)傳輸通道模式為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)處理類型、性質(zhì)、傳輸目的等參數(shù)，并分析處理完成接受的數(shù)據(jù)，之后將數(shù)據(jù)傳送至相應(yīng)的平臺(tái)。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)保證數(shù)據(jù)質(zhì)量、傳輸速度，并使系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)分類打包，按照要求通過相應(yīng)通道傳送至相應(yīng)位置。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)方式主要有集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控三種。其中，集中監(jiān)控是把所有功能集中于處理器上。這種方式的缺點(diǎn)是處理器承載大，運(yùn)行速度會(huì)下降，進(jìn)而造成主機(jī)冗余降低、電纜數(shù)量增多、可靠性下降、成本增加等問題出現(xiàn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控與集中監(jiān)控相比，可靠性、靈活性具有提升，且節(jié)省了電纜費(fèi)用、安裝費(fèi)用，其缺點(diǎn)是通訊量低，不利于大型系統(tǒng)監(jiān)控，僅適用于小型系統(tǒng)監(jiān)控。現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控充分利用了以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線，針對(duì)性強(qiáng)，可依據(jù)不同功能進(jìn)行間隔，結(jié)合了遠(yuǎn)程監(jiān)控的所有優(yōu)勢(shì)，并進(jìn)一步節(jié)省了成本。

3電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來說，隨著近些年的飛速發(fā)展，人力、物力出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，也促使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)加入工業(yè)生產(chǎn)中，并取代傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備，在幫助工業(yè)生產(chǎn)節(jié)約成本的同時(shí)，也提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，進(jìn)而增加了生產(chǎn)企業(yè)的效益，促使生產(chǎn)企業(yè)不斷穩(wěn)步發(fā)展。

3.2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)彌補(bǔ)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化造成的糧食浪費(fèi)不足。同時(shí)，提高了農(nóng)機(jī)設(shè)備的可操作性，比如播種機(jī)、干燥機(jī)及自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)等農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)后，有力地提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，促使農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。

3.3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在服務(wù)行業(yè)中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快及物質(zhì)生活的飛速提升，人們對(duì)于物質(zhì)生活的需求也在不斷提高，促使服務(wù)行業(yè)的服務(wù)水平也急需隨之提升。這時(shí)，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也成功被應(yīng)用于服務(wù)行業(yè)，比如手機(jī)、電腦、電梯、掃地機(jī)等等電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用為人們的生活提供了極大的便利。

3.4 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在其他方面的應(yīng)用

在其他方面，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)還被應(yīng)用于國家電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，即通過電氣自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行情況，確保電力正常運(yùn)行。除此以外，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)還被應(yīng)用于交通行業(yè)，以現(xiàn)在的導(dǎo)航儀為例，其在提高人們生活質(zhì)量的同時(shí)，也為交通行業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)，即在一定程度上保證了駕車安全，也在一定程度上起到緩解交通擁堵的壓力。簡(jiǎn)而言之，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域時(shí)，不僅提升了行業(yè)發(fā)展速度，也為社會(huì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

4結(jié)束語

綜上所述，作為新興技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)與人們?nèi)粘Ｉ罴肮I(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)。為了能夠緊跟時(shí)代步伐，不斷隨著科技水平的發(fā)展而隨之不斷成熟及進(jìn)步，就要求電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)合理、與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，才能不斷在完善中更廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，為社會(huì)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。

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