基于電氣控制系統的自動化設計的探析

杜兵 邯鄲市天海人力資源有限公司(中國船舶重工集團公司第七一八研究所)

在我國社會經濟、現代科技不斷發展的背景下，電氣控制系統逐步覆蓋工業生產、交通管理、航空航天等多個領域，并發揮了重要的作用。在技術持續更新、新技術不斷出現的情況下，電氣控制系統也逐步向自動化、智能化方向發展。在這個過程中，針對電氣控制系統的自動化設計尤為重要?；诳茖W、嚴謹、完善的自動化設計，對提升電氣控制系統整體運行效率、穩定性和功能實用性，都有重要的作用。

一、電氣控制系統自動化設計的基本原則和思路

在現代電氣自動化控制領域中，關于系統的功能設計，需要充分考慮多方面因素。首先，需要考慮好系統中各個控制單元的運行環境，評估各類風險，在緊急情況下可以轉為手動控制。所以，系統應當具有跳閘、合閘的基本功能，并且可以實現對系統各個部位運行狀況及數據的監測、控制，在出現異常情況時還能發出預警或自動處理?？傮w來講，針對電氣控制系統自動化設計需要按照以下思路進行。

（一）分布式設計。如今相關生產及技術應用活動對電氣控制系統的功能性要求較高，涉及到的系統結構也比較復雜。因此，需要遵循模塊化設計的思路，采用分布式開放結構的設計策略，確保系統中各個保護功能的分布相對獨立，可以對相應的單元進行有效控制。具體來講，在電氣控制系統自動化設計中，要讓每個單元模塊上都均勻分布測量、控制、報警、保護等信號，進而支持該單元按照既定方式和操控指令發揮作用[1]。

（二）集中式設計。集中立柜結構是現代電氣控制系統中占據重要地位的部分，其中包含了各個控制模塊，有助于實現對系統的集中控制及保護，并且可以集中收集和處理各類數據，進行綜合分析。在基于電氣控制系統的自動化設計環節，要使用主控總線對系統進行監控，收集相應信號，由監控計算機對傳輸信號進行集中控制。

（三）可擴展及兼容性設計。如今社會產業發展迅速，人們對各類電氣控制系統的功能性要求在不斷變化。因此，針對電氣控制系統進行自動化設計時，首先要考慮可擴展性的基本需求。也就是說，在系統基本架構、各類模塊的設計中，要充分考慮系統未來應用的容量及功能需求，預留足夠大的可擴展空間。同時，還需要考慮不同系統、卷煎乃至信號格式的兼容性問題。充分分析兼容性，有助于實現用戶功能及系統規模的擴展優化，通過規范的I/0接口，可以實現用戶對系統模塊的靈活應用。這一切，都將進一步提升電氣控制系統系統的實用性、穩定性和應用價值[2]。

二、基于電氣控制系統的自動化設計策略

（一）遠程監控模式設計。在電氣控制系統的自動化設計中，為了充分滿足自動化穩定運行的基本要求，需要針對性設計遠程控制功能。這不僅有助于節省大量的電纜、設施安裝成本，還能實現對各個系統的集中控制。目前，電氣控制系統用到的各種現場總線通訊速度普遍較低，可以通過里程監控模式，來提升系統訪問速度。但是，電廠電氣部分的通信量較大，所以這種設計模式比較適合中小型系統的監控，便于實現對系統的穩定自動化監控。

（二）集中監控模式設計。針對電氣控制系統的監控功能設計，需要充分保證系統運行維護功能的實現。當前，控制站對系統設計的防護要求較低，所以設計環節比較簡單。在集中式的監控系統結構之中，可以將電氣控制系統所涉及到的模塊通過處理器進行集中控制，對處理器系統性能要求較高。在電氣控制系統自動化設計中，需要對所有涉及到的電氣設備進行全面監控，確保各個模塊、系統、元件都受到合理化控制。在如今電氣控制系統規模越來越大、功能越來越復雜的情況下，投資成本也會提升[3]。但是，如果電纜設計距離過大，會導致信號抗干擾能力被削弱，不利于保證系統運行的穩定性。因此，在系統設計時，需要結合系統的結構特點、功能性需求，進行集中化的設計，提高系統穩定性。

（三）現場總線監控設計。在現代電氣控制系統自動化設計中，可以充分結合以太網及現場總線，實現對電氣控制系統自動化水平的提升。目前，我國各領域智能化電氣設備的大量出現，加上相關技術的研究取得的成果，給系統自動化設計提供了重要的條件。在實際設計中，可以要求總線監控系統具有足夠的針對性，便于在各個間隔時間中實現相應的功能[4]。這種設計方式，可以滿足遠程監控的需求，同時可以實現各個系統設備的獨立配置，讓系統形成配置合理、運行穩定的自動化功能體系。在智能設備的設計中，要遵循就地安裝的原則，利用監控系統實現綜合通信連接，不僅能縮短控制時間，還能節省系統成本，降低后期運維難度。系統的監控架構中，各個監控設備的設計配置應當保持獨立性，設備及系統間通過網絡進行連接。現場總線設計模式下，系統中一個設備或元件發生故障，不會對其他設備或整個系統產生較大影響，可大幅度提升電氣控制系統的穩定性和可靠性。

結束語：綜上所述，在當代工業生產等領域對電氣控制系統自動化水平要求越來越高的情況下，關于電氣控制系統的自動化設計十分重要。相關設計人員需要充分考慮用戶對電氣控制系統的基本要求，在自動化設計中科學應用集中式及分布設計策略，并采用發展的眼光，保證系統的穩定性、兼容性和可擴展性。最后，再基于科學的現場總線監控設計機制，進一步實現電氣控制系統的自動化應用，為社會的發展做出關鍵貢獻。