論電氣自動化控制系統的設計思想

嚴普照

摘 要 伴隨當代社會經濟的進步與發展，現代化科技獲得了極大的提升，因而電氣自動化技術也隨之有了驚人的改進與發展。當前的電氣自動化控制系統的設計中，融入了較多的先進科技，大大的促進了現代工業的發展進程，進而推動了社會經濟的高速發展，在此基礎上，對于電氣自動化控制系統的設計思想更需予以進一步的探究，謀求更大的提升與發展。對此，本文首先對電氣自動化控制系統的主要功能與組成進行簡要的綜述；其次是探究其設計思想；最后分析研究它未來的發展趨勢。

關鍵詞 電氣自動化 控制系統 設計思想分析

中圖分類號：F407.67 文獻標識碼：A

1電氣控制系統的主要功能與系統組成

1.1控制系統的主要功能

控制回路主要作用是確保主回路線能夠安全穩定的運行，為了使某項功能得以實現，需要若干電器組件進行組合。此類設備需要具有的功能：

（1）自動控制功能。由于開關設備往往具有較大的體積，分合閘功能經常是由操作系統所控制，當設備出現故障時，則需要對電路進行切斷，為此便需要擁有自動控制系統的電氣設備作為有效支撐，確保能夠及時對設備進行有效控制。

（2）保護功能。電氣設備在線路上共同運行工作時，經常會出現不可預知的故障，線路上的電流或者電壓會超出設備與線路的額定工作范圍，對設備造成損傷或短路，為此需要一套具有檢測線路中故障信號與自動對線路實行調整功能的保護設備。

（3）監視功能。電是用肉眼無法直接對其查看與分辨的，為此為了確定設備是否帶電，則需要一套能夠對電信號進行感知，并將其傳輸到可視設備上進行實時顯示的監視設備。

（4）測量功能。一些監視設備只能通過對電信號的檢測來表明設備是否處在工作狀態，如需更詳細的知道電氣設備的工作狀況，則需要相應的儀表，對線路的各種參數進行測量，如：電流、電壓、功率、頻率等。

1.2控制系統的組成

當前經常使用的線路控制系統的基本回路組成部分有：

（1）電源供電回路。我國經常為供電回路供電的電源有220伏特和380伏特等。

（2）保護回路。電氣設備電路通常會受到過載、短路、失壓的損壞，為此需要對其進行保護，通常采用的組件有：熔斷器、失壓線圈、整流器、穩壓器、熱繼器等組成保護組件。

（3）信號回路。信號回路就是通過直觀的監視設備如音響、紅綠燈等設備對線路電信號進行檢測，從而確定設備工作狀態。

（4）自動與手動回路。自動控制系統因其獨具的響應速度快等優勢，在許多電氣設備上都有安裝，但在調試與安裝環節以及故障排修時都需要采用手動進行控制，手動控制是電氣設備還需配備的部分，通過組合開關與轉換開關對手自動切換進行轉換。

（5）制動停車回路。當切斷電路供電電源后，就需要對電氣設備進行制動，讓電動機及時停車，通常情況下采取的有效措施有：能耗制動、再生發電制動、倒拉反接、電源反接等。

（6）自鎖及閉鎖同路。當點啟動按鈕后對其松開，電氣設備仍然保持工作狀態，此環節較自鎖環節。為了確保電氣設備運行時的安全可靠，對其內部的兩臺或者以上的電氣組件與裝置，實行只運行一臺組件通電的保護環節是閉鎖環節。

2電氣自動化控制系統的設計思想

2.1集中監控

集中監控是一種非常簡單的電氣自動化設計方案，其運行維護簡便，且所需控制站的安全防護要求較低，同時還可以將所有系統集中到一個處理器中進行運算處理。但缺點同樣明顯，當監控對象增多時，主機所承受的壓力劇增，造成了其穩定性出現偏差；電纜線的投入同樣增加，成本便隨之增加，隨著電纜線的距離增大，其勢必對穩定性產生影響；通過刀閘實現電路閉鎖與連鎖時，由于其接線方式，導致連接不全面，設備無法正常運行；如此的接線方式，其接線繁雜、維護工作量巨大，因此極易引起錯誤操作而造成嚴重后果。

2.2遠程監控

遠程監控的優點：電纜的消耗上很小、安裝費用較低、具有可靠、靈活的優勢、所需通信速度低；缺點：因其通信速度較低、只能在較小的部分進行使用。無法實現大型設備電氣自動化組建。

2.3總線監控

現場總線系統是連接智能設備與自動化系統實行全數字串行連接、多站、雙向的通信網絡系統，其具有的特點：（1）擁有通信功能，便于構建底層控制系統；（2）具有一致的開放性；（3）互可操作性強；（4）設備間互換性強；（5）系統構架具有較強分散性；電氣自動化控制系統主要應用在現場總線、以太網（Ethernet）等，總線監控具有相應的針對性，在實際運行情況下，間隔的不同起到的作用有所不同，為此在設計時應以間隔情況進行系統的開發與運用。現場總線監控的控制器是開放式的，各設備間通過以太網與TCP/IP等協議緊密的連接，同時也相對獨立，CPU將各個部件所采集的數據進行收集，利用自己的算法進行處理，整個系統具有較強的可靠性，假如設備組件發生故障，也僅僅是對單一的元件造成影響，整個系統不會導致癱瘓，這正是總線監控方式的獨特特點。總線監控還有利于減少組件設備的資源使用，可以就地安裝，減少電纜使用量，節約工作時間與成本，其各裝置的相互獨立是提高安全與穩定的關鍵。

3電氣自動化控制系統的發展趨勢

伴隨現今社會的快速發展，大數據時代的來臨，使得信息技術與網絡技術得以迅猛發展，計算機在電氣發展中必將脫穎而出。IEC61131標準現已發展到-3，其備受各大控制系統廠商的關注與采納，伴隨近些年諸多技術的爆炸式發展，以及一些操作平臺的廣泛應用如：WINDOWS、Unix、IOS、Android等，電氣技術正在與之相互結合，計算機網絡在其中發揮了不可替代的作用。

伴隨INTERNET技術與以太網、服務器體系、移動網絡的全面發展，自動化與之融合，未來將迎來更好的發展，且給人們的日常生活帶來更加智能的生活體驗。

4結束語

綜述全文可知，電氣自動化控制系統的設計思想的關鍵在于，必須掌握好各個環節的核心優勢，并對其進行合理而充分的利用，但是務必與現實生產要求相符，確保國內這一行業得以穩健發展。此外，要在持續的探究歷程中，發現當前電氣自動化控制系統設計存在的不足之處，利用先進科技改進不足，努力創新，設計出屬于本國的先進控制系統，摒棄引進，實現自強富國的最終目標。

參考文獻

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