电气自动化控制系统及设计研究张志国

张志国

淮安市顺达电气工程有限公司江苏淮安223001

摘要：当今时代是一个信息化的时代，信息技术也不断的发展，实现电气控制系统的自动化和智能化也是时代的需要，对电气控制系统的自动化设计必须根据电气控制系统的设计原则和专业要求，逐步开展，才能更好的实现电气控制系统的自动化，并得到广泛的应用。对于电力企业不断的提高工作效率，实现电力企业的现代化和科学化发展具有非常重大的意义，因此，加强对电气控制系统自动化设计重要性的认识，在电力生产中发挥更重大的作用。

关键词：电气自动化；控制系统；设计研究

前言

电气自动化控制是以现代信息化技术为基础，通过建立的信息化系统对传输数据进行准确控制的一项技术。电气自动化技术自研发以来，已经广泛应用于各个领域，如交通运输、工业生产、信息服务等，不仅方便了人们的生活，还大大提高了人们的工作效率，进一步解放了劳动力，改善了工作环境，为企业和社会创造更多的经济价值。电气自动化控制在实践应用过程中，不断完善自己，借助新的科学技术进行功能升级，将应用范围进一步扩大化，这也促使更多的使用者开始对电气自动化控制系统产生关注。

1电气自动化系统的发展现状

当前社会中，电气自动化控制系统中的电力线是一种入户率高、近乎天然的物理网络。但是现当下电力线的功能只是传送电能，因此，如何加强利用网络资源来实现宽带与窄带通信，使其成为一种新型通讯网，是国内外自动化控制系统科研人员的一个最新目标。若将电力网开发成一种新型的通信网，只有通过使用载波通信手段才能实现。由于电源线路是当今社会中应用最为广泛的一种物理媒介，覆盖率远远超出了电话线路与电视网络，同时具有数字通信功能，将建设通讯网的费用减少许多。因此，利用电源线路开发数据通信是当前电气自动化控制系统的主要发展前景。

2电气自动化控制系统的功能

电气自动化控制系统的主要功能是通过对回路线路运行的稳定性与安全性进行控制，从而实现对整个系统若干电子组件的运行进行全面控制，保证设备的稳定运行。电气自动化控制系统的功能主要有：第一，自动控制功能。当电气自动化控制系统中的某个设备出现故障，则能够通过自动开关的作用切断线路，以此保证线路的安全，因此自动控制功能也成为了电气自动化控制系统的基本功能。第二，保护功能。在电气设备的运行过程中会出现各种不可预知的事故或者故障，这是电压或者电流就回瞬间加大超过设备允许的范围，这就需要设备具有对故障信号的检测和对线路自动处理的功能。第三，监视功能。自动化控制系统中的变量电是无法用肉眼来衡量的，所以需要借助传感器的监视功能，通过对视听信号的检测实现对整个系统变化情况的实时监控。第四，测量功能。通过对视听信号的监测能够判断系统的工作状态，同时也需要专业的设备对各种信号和参数进行必要的测量，才能做出科学的调整决策。

3电气自动化控制系统的设计

3.1集中监控方式

每种监控手段都各有其特点与缺点，集中监控的优点的系统设计较为简便、运行维护方便以及控制站的防护等相关要求较低。不过因为集中式的特点主要是把系统的所有功能集中于一个处理器实施处理，所以在这种情况下处理器所要完成的工作量非常大，因此处理器的处理信息与数据的速度相比而言较慢。因为所有的电气设备均要实施监控，其监控对象量的不断增大会使主机的冗余不断降低，如此以来就会加大其投资规模，另外由于受长时间电缆引入的影响，其对系统的可靠性也会有一定的干扰。需要特别注意的是，隔离刀闸的闭锁与断路器的联锁通常使用硬接线，而因为隔离刀闸中的辅助接线很多时候会出现异常，如此设备容易出现无法操作的现象。需要指出的是，由于此类接线的二次接线较为复杂，同时查线工作也非常繁琐，所以该种方式的应用会提升系统的维护难度。另外该种方式因为查线或者传动时接线的复杂会提升操作失误的可能性。

3.2远程监控方式

所谓的远程监控实际上为一种技术监控，该方式具有节省安装费用可靠性较高以及节约能源等特点。因为现阶段电力系统的现场总线的通讯较慢，同时电厂电气部分的通讯录又相对而言较大，因此此类方式在某种程度上说更加适合于小系统的监控，对于实现大系统的监控还有一定的难度，尤其不能适应电气自动系统的建立。

3.3信息集成化技术

随着信息技术的不断升级，其应用领域也不断扩展。电气自动化控制系统在很大程度上是依赖于信息化技术的发展及应用。信息技术可应用于企业的管理方面，企业中的人力资源管理、财务管理等内容均可利用信息技术的存储功能、计算功能、传输功能、共享功能，提高管理效率，减少人工的误差；另一方面，信息技术还可用于企业的生产领域，对生产的各个环节进行动态的、形象的监督控制，提高企业生产的安全管理。信息技术除以上几方面的纵向延伸外，还可在各个部门或者设备之间进行横向延伸。随着微电子技术的不断发展，设备功能的界限逐渐趋于模糊化，结构软件、通讯能力等不同功能的集成化，将在组态环境下得到越来越多的重视。

3.4数据采集模块的设计

监控系统中分别体现不同的功能，现场控制层主要负责数据采集、相关控制参数的设置等内容。我们以数据采集模块设计为例简要分析其设计要点：数据采集模块的设计主要分为模拟量数据采集、数字量数据采集和电能量数据采集三个部分。在交流电路中模拟量数据采集某个周期内交流电压信号、电流信号的瞬时值，并将模拟值通过A/D转换，后经过运算处理，得到被测电压的有效参数；数字量数据的采集，其中主要包括断路器运行状态、隔离开关状态、继电器保护信号等数字量的采集；电能量数据的采集包括有功电能与无功电能数据。数据采集模块中的模拟量数据、数字量和电能量数据需要通过数据传输模块处理、传输至采集系统，数据采集系统对相关数据进行实时记录，并将数据信号传输至上层系统，上层系统接收系统，发出控制命令，并将该信号转换为其他模块可识别的信号，从而实现各个模块之间的相互通讯。

3.5现场总线监控方式

目前，对于以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/O卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任意装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

4结束语

总之，电气控制系统自动化设计过程中需要根据网络技术发展状况，按照电气系统设计的基本原则开展有效的工作，提高系统的综合管理水平，为电气系统完成相应功能奠定重要基础，能够更好地提高电气系统的自动化水平，促使电气系统功能更加完善。

参考文献：

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