電氣自動化控制系統的設計關鍵點

車海洋

摘要 本文首先對控制系統基本組成、設計思路進行了深入的分析探討，然后對電氣自動化控制系統的設計關鍵點進行分析總結，為今后電氣自動化控制系統的設計提高經驗借鑒。

【關鍵詞】電氣 自動化 控制系統

近年來，隨著科學技術的進一步發展，使得計算機技術在各大領域占據重要地位并無可取代。而電氣自動化與IT平臺的融合以及計算機技術、數字技術、網絡技術、控制技術的迅速發展也同時引發了電氣自動化的一次又一次革命。自動化控制系統不但方便了我們的生活。在企業等各個生產領域也發揮了重要作用。例如降低成本、提高效率、提高質量以及節能減排。從而使自動化控制系統越來越多的被人們所關注。

1 電氣自動化控制系統的組成

目前常見的控制系統的基本回路通常由以下幾部分組成：

1.1 電源供電回路

就是為供電回路提供工作電源。

1.2 保護回路

通常由熔斷器、失壓線圈、穩壓組件、熱繼電器和整流組件等保護組件組成對線路和電氣設備進行失壓、短路和過載等各種保護。

1.3 信號回路

信號回路是將電信號轉換成能及時通過直觀形式，反映或顯示設備（或線路）是否正常工作狀態信息的回路。

1.4 自動與手動回路

雖然控制工程中，大多使用的是自動控制環節，但是在安裝、調試以及緊急故障的處理過程中，手動環節還是不可或缺，一般情況下，通過轉換開關和組合開關等方式實現自動與手動的轉換。

1.5 制動停車回路

對于一個完善的系統，有啟動過程，也必有制動過程，如能耗制動、倒拉反轉制動、再生發電制動和電源反接制動，均是采取了某些特定措施使電動機停車的控制。

1.6 自鎖及閉鎖同路

自鎖環節是指啟動按鈕松開后，電氣設備維持工作的環節叫做自鎖環節，自閉環節則是指未來保證設備運行的安全與可靠，兩臺或兩臺以上的電氣裝置和組件中，簡而言之，就是只能一臺通電啟動，另一臺不能啟動的保護環節。

2 電氣自動化控制系統的設計思路分析

2.1 集中監控方式

采用集中監控方式設計電氣自動化控制系統，這種方式把系統的各個功能集中在一個處理器上進行處理，方便員工對其運行和維護，降低了對控制站的防護要求，在用這種方式進行設計時，操作較為簡單。但是采用集中式設計電氣自動化系統也有諸多弊端：首先系統各功能集中在同一處理器，使處理器負擔過重，降低了處理速度;其次，這種方式需要電力企業加大投入，增加電纜，從而確保系統對全部設備的監控，使電力生產成本大為增加;最后，遠距離的電纜往往帶來不利的影響因素，使系統可靠性大為降低，甚至使隔離刀偏離，影響設備的正常運轉。

2.2 現場總線監控方式

現場總線控制方式具有適用性強的特點，能夠針對不同的間隔實現不同的控制系統的設計和功能的特點。現場總線控制方式具有遠程監控的優點的同時，也可以減少設備的使用數量，根據需要可以就地安裝智能設備，并且實現與監控系統的直接連接，能夠極大的減少電纜的使用數量。另外，總線控制方式下的各個設備是相互獨立的，通過網絡將各個裝置進行連接，具有靈活的組態，這種連接方式有利于維護系統的可靠性，其中任何一個裝置發生故障都不會對整個系統的運行產生重大影響，仍然能夠保證系統的正常運轉。現場總線控制方式也可以說是未來電氣自動化控制系統的主要發展方向。

2.3 遠程監控方式

遠程監控方式具有節約大量電纜，節省安裝費用，節約材料，可靠性高，組態靈活等優點。由于各種現場總線的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所有這種方式適合于小系統臨控，而不適應平均于全廠的電氣自動化系統的構建。

3 電氣自動化控制系統的設計關鍵點

3.1 規范化統一設計

由于電氣化控制系統應用于各行各業，它的規范化，標準化是促進設計科學合理的有效手段，為了更好地將控制模塊應用于各行各業，在自動化模塊設計上要充分實現規范化設計。總結典型的設計思路，從而使典型設計起到部分標準和規范性的作用。PLC控制系統應用在企業自動化控制中時，同一企業或系統應盡量使用同一機型或同一生產廠家的PLC，因為這樣的PLC的接口，標準以及對軟件的兼容性要強于不同廠家的PLC備件，同時PLC外部設備和工具軟件還可以共享，降低成本。

3.2 智能化設計

電氣自動化控制系統的智能化設計是借助軟件模塊的設計來實現的。如發電廠電氣自動化控制系統的數據采集系統是由多線程在線可編程并行數據參數設計實現，以及PLC控制器作為控制系統的單機控制系統，集中控制系統和分布式控制系統等。無論是哪一種的PLC控制系統，都要根據實際需要，在編輯器內進行自動化參數設置，然后通過操作系統和應用軟件對智能化的PLC模塊進行激活，因此在電氣自動化控制系統的設計上，較為重要的一點是軟件的設計。

3.3 分布式控制應用目標的實現

電氣自動化經由串行的電纜把工業計算機、CPU、智能化儀表、變頻器、低壓斷路器和遠程I/O等諸多關鍵設備相連接，并利用中央控制器把設備信息加以收集。分布式控制經串行數字式分支框架，實現智能機械設備的通訊總線和自動化系統的連接，當然也把對應的I/O設備和現場設備相互連接，力促發揮輸入.輸出模塊的現場審驗和執行的效能。

3.4 加強設備散熱防護工作

設備的散熱防護做得不好將會影響其可靠性，甚至會造成設備的損壞，導致控制系統的癱瘓。因此，在設備防護中，要注重設備的散熱防護，使設備在使用過程中所產生的熱量及時排解出去，特別是對于功率較大的設備應在設備上加上散熱器，同時在功率大的設備周圍應避免了敏感的半導體分離器的使用，從而消除隱患，提高系統使用性能。

4 結束語

電氣自動化控制系統的發展使得我們在生活上更加方便、快捷、準確地操作各種電氣控制設備，促進著生活不斷地向著自動化智能化方向邁進。與此同時，在通訊、航天航空以及醫學等各大領域，電氣自動化控制系統也正發揮著其必不可少的重要作用。

參考文獻

[1]盧秀浩，試論電氣自動化控制設備可靠性的測試[J].才智，2011 （13）.

[2]陳江，對自動化在生活中的應用及發展的一些看法[J].科技致富向導，2011 （15）.

[3]李小燕等，電力系統自動化控制中的智能技術應用研究[J].華章，2014 （16）.