電氣自動化控制系統(tǒng)及設(shè)計討論

楊明++王玉斌

摘 要：電氣自動化控制系統(tǒng)不但提高了人們對該行業(yè)的重視程度，還直接說明了系統(tǒng)設(shè)計的可靠性。為電氣自動化控制系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件，同時也做出了電氣自動化控制系統(tǒng)使該行業(yè)的生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益的應(yīng)有貢獻(xiàn)。從而保證了真正意義上的創(chuàng)新和行業(yè)的向前發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；控制系統(tǒng)；設(shè)計

前言

電氣自動化控制系統(tǒng)通過計算機(jī)對電流與電壓等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，在建設(shè)時安裝防護(hù)可控制裝置，以避免電氣設(shè)備問題帶來的危害。從設(shè)計上根本性地改善安全性能，以此避免產(chǎn)生較大事故。通俗地來看，電氣自動化控制系統(tǒng)就是以計算機(jī)程序的運(yùn)行為基礎(chǔ)，融合了自動化、控制與監(jiān)管技術(shù)全面運(yùn)行的一種新型系統(tǒng)。

1、電氣自動化控制系統(tǒng)功能分析

1.1 信息采集功能

電力系統(tǒng)中要具備相關(guān)的數(shù)據(jù)終端采集設(shè)備和軟件，信息采集功能是控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制功能的基本保障。通過終端設(shè)備和軟件來采集電力系統(tǒng)中的環(huán)境情況、設(shè)備運(yùn)行情況等，具體的包括設(shè)備數(shù)量、運(yùn)行時間、故障情況、環(huán)境溫度、信號情況、報警系統(tǒng)的工作情況等。通過這些軟件和設(shè)備采集的數(shù)據(jù)來分析電力系統(tǒng)中的實(shí)時信息，向工作人員提供相關(guān)的運(yùn)行信息，保證工作人員能夠?qū)ν话l(fā)情況進(jìn)行有效的處理。

1.2 信息傳輸功能

信息的傳輸是雙向的，即將終端設(shè)備和軟件采集的信息傳輸至處理中心，處理中心將控制處理指令傳輸?shù)綀?zhí)行終端。因此信息的傳輸過程是非常重要的，信息傳輸是控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)督和控制的必要條件。電力系統(tǒng)的傳輸設(shè)備要包括信號電纜、視頻電纜、光纜、同軸電纜、雙絞線等，根據(jù)傳輸?shù)木嚯x和信號的類型來選擇相應(yīng)的傳輸方式，從而保證信號傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，避免出現(xiàn)傳輸不及時、信息丟失、信息混亂、編碼錯亂等情況。控制器需要包括電源模塊、控制模塊、編輯模塊、通信模塊等，保證系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)性。

1.3 信息分析功能

信息分析是控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和控制的必須過程。控制系統(tǒng)需要對終端設(shè)備和軟件采集的信息進(jìn)行簡單的處理分析，然后將采集的信息傳送到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，并將其反映到相應(yīng)的控制軟件或系統(tǒng)，對于系統(tǒng)無法自主處理的需要工作人員通過系統(tǒng)的協(xié)助來開展相應(yīng)的工作。同時系統(tǒng)需要對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，包括設(shè)備情況、環(huán)境情況等實(shí)時的數(shù)據(jù)，并支持形成各類報表、曲線圖，能夠打印瀏覽，方便工作人員對數(shù)據(jù)做出進(jìn)一步的分析。

1.4 診斷控制功能

診斷控制為電氣自動化控制系統(tǒng)的核心功能，在信息采集和分析過程完成以后，控制系統(tǒng)需要自主進(jìn)行診斷，該診斷是基于系統(tǒng)分析結(jié)果和工作人員分析的結(jié)果來進(jìn)行的，包括對可控制器、計算機(jī)、現(xiàn)場終端設(shè)備的診斷等，保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。同時根據(jù)分析結(jié)果和診斷結(jié)果來進(jìn)行相應(yīng)的控制，包括電力系統(tǒng)中的設(shè)備運(yùn)行、故障檢測等，從而保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2、電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計類型分析

電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計類型包括了集成監(jiān)控式、遠(yuǎn)程監(jiān)控式和現(xiàn)場總線監(jiān)控式。

2.1 集成監(jiān)控式

從此種研發(fā)模式來看，其最為顯著的特點(diǎn)便在于技術(shù)架構(gòu)成本相對較低，對于控制站的配置要求相對較低，因而使得此種系統(tǒng)極易創(chuàng)設(shè)成功。不過考慮到此種監(jiān)控方式乃是依托同一個處理器實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)部不同模塊的集成化處理，因而一旦不同模塊同步發(fā)出請求，則易于造成處理器出現(xiàn)擁堵的問題。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加隨之而來的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時，此類線路進(jìn)行連接過程中，因二次接線的情況較為復(fù)雜，因而會在線路出現(xiàn)問題時，給維修人員的線路排查與維修工作帶來一定的不便和困難。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控式

從該種研發(fā)模式來看，其對排線的要求較低，因而在實(shí)踐中能夠?qū)崿F(xiàn)對電纜使用數(shù)量的節(jié)省，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備安裝成本的降低。考慮到現(xiàn)場總線在信息傳輸速率方面相對較低這一情況，同時相關(guān)電力設(shè)備的信息傳輸體量相對較高。因此，此種監(jiān)控技術(shù)通常對于較小設(shè)備群組的監(jiān)控效果較好，如若應(yīng)用于對電力企業(yè)的全部設(shè)備的監(jiān)控則會暴露出明顯的不足。

2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控式

現(xiàn)今，在變電站的自動化控制系統(tǒng)架構(gòu)領(lǐng)域，現(xiàn)場總線技術(shù)受到了廣泛的重視與普及，而且研發(fā)人員亦具備了豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。在智能化技術(shù)的引入之后，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)必將實(shí)現(xiàn)研發(fā)升級。對于電力企業(yè)而言，其借助現(xiàn)場總線監(jiān)控方式與監(jiān)控模式，不但能夠幫助技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)對相關(guān)電力設(shè)備實(shí)時運(yùn)轉(zhuǎn)情況的動態(tài)化即時監(jiān)控，同時對隔離設(shè)備的要求相對較低。此種監(jiān)控模式易于使安裝人員實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)所需的相關(guān)智能設(shè)備的便捷化安裝，進(jìn)而節(jié)約電纜鋪設(shè)的使用數(shù)量。

3、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與研發(fā)的相關(guān)事項(xiàng)

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與研發(fā)時，需要注意科學(xué)設(shè)計與遴選相關(guān)元件，對影響設(shè)備運(yùn)行的工作環(huán)境加以詳盡的考慮。系統(tǒng)研發(fā)必須同企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)訴求相吻合與此同時要科學(xué)處理系統(tǒng)散熱問題。

3.1科學(xué)設(shè)計與遴選相關(guān)元件

為確保系統(tǒng)在正確安裝后能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的功率輸出，在系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計階段，系統(tǒng)研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)遵循對系統(tǒng)工作功率以及工作原理的把握。在此基礎(chǔ)之上科學(xué)地設(shè)計與遴選用于系統(tǒng)安裝與架構(gòu)的相關(guān)元件，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行性能的保障。

3.2 對影響設(shè)備運(yùn)行的工作環(huán)境加以考慮

工作環(huán)境將對設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，而惡劣的環(huán)境會導(dǎo)致設(shè)備受到很大的破壞。在對其進(jìn)行設(shè)計的過程中，要格外的注重外部環(huán)境的影響與損害，如此便將導(dǎo)致電力企業(yè)運(yùn)營成本增加。

3.3系統(tǒng)研發(fā)必須同企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)訴求相吻合

電氣自動化控制系統(tǒng)的研發(fā)與使用目的在于幫助電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的提升。研發(fā)人員在系統(tǒng)研發(fā)過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮到系統(tǒng)研發(fā)同企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)訴求的吻合，要使設(shè)計出的控制設(shè)備能夠既符合需要又能夠讓自動化控制系統(tǒng)可以發(fā)揮出更好的作用。

3.4 科學(xué)處理系統(tǒng)散熱問題

系統(tǒng)研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)在系統(tǒng)設(shè)計過程中，給予系統(tǒng)散熱問題以充分的考慮。從而使這種電力自動化控制系統(tǒng)能夠保證電力企業(yè)的利益，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的利潤。

3.5設(shè)計應(yīng)用

在我國電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展過程中，以工業(yè)和生產(chǎn)領(lǐng)域?yàn)閼?yīng)用最多的行業(yè)。例如某地區(qū)火力發(fā)電站。電氣自動化控制系統(tǒng)能夠通過監(jiān)測設(shè)備，對發(fā)電站的各個有關(guān)方面實(shí)時監(jiān)控實(shí)現(xiàn)自動化，極大地減少了勞動支出與水平不成正比的情況，同時提高了安全防護(hù)與收入效益。電氣自動化控制系統(tǒng)在進(jìn)行故障檢修時，能夠在設(shè)備正常運(yùn)行情況下，進(jìn)行故障監(jiān)測，這樣就能夠保證在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)企業(yè)人力、財力和資源的節(jié)約的同時找到故障所在，及時修復(fù)。PLC 系統(tǒng)的應(yīng)用所謂的 PLC 就是可編程邏輯控制器，能夠通過數(shù)據(jù)的模擬對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行觀察，在電氣工程自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用具有極強(qiáng)的邏輯性，是對傳統(tǒng)控制器的一種突破，利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制以及定時、計數(shù)等多方面的情況，對于電氣工程來說能夠?qū)ψ詣踊刂葡到y(tǒng)中的各環(huán)節(jié)自動的切換和操作，在降低控制難度的同時保證了電氣工程的正常運(yùn)行，使電氣工程更好的適應(yīng)社會需求。

4、結(jié)語

電氣自動化控制系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用將能夠?yàn)殡娏ζ髽I(yè)提供全新的發(fā)展契機(jī)，使電力企業(yè)在行業(yè)之內(nèi)的競爭力得以提升。 但隨著電氣行業(yè)的革命代表著電氣設(shè)備的升級與更新，為更好地監(jiān)管新型設(shè)備，控制系統(tǒng)必然要隨之改變。但其有著較強(qiáng)的專業(yè)性，所以還需要相關(guān)工作人員更進(jìn)一步的研究。

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