论电气自动化控制系统的设计思想

何伟

（重庆电力高等专科学校 重庆 400053）

摘 要：随着现代化社会经济的飞速发展，科学技术也得到了不断的提升，因此在电气自动化方面也得到了相当快速的发展和提升。在现代社会的自动化控制系统当中，一些先进的技术被得到了广泛的应用，在很大程度上提升了现代化的工业程度的进步和提升，推动了人类社会和工业行业的不断进步和发展，因此在此种情况下，就需要对电器自动化控制系统的设计思想进行不断的深入研究，实现对工业化的进步。在本文当中，首先对电气自动化控制系统进行了概述；其次对电气自动化控制系统设计的流程进行了研究；最后提出了电气自动化控制系统的重要设计思想。

关键词：电气自动化；控制系统；设计思想

随着我国经济的不断发展，尤其是我国加入了世界贸易经济组织之后，在电气自动化控制系统的应用方面起到了相当重要的作用。在此基础上，就需要对系统的功能以及组成部分进行全方位的分析和了解掌握，最终根据我国的实际情况来做出分析研究，不断的发挥其创新精神，对其工业生产当中的电气自动化的生产要求进行全方位需求的实现，最终推动在我国工业行业的进步和发展，最大限度的起到推动我国经济增长的目标。

1电气自动化控制系统

1.1电气自动化控制系统概述

在电气自动化控制系统当中，其中需要控制的量相对于热工控制量来说是相对较多的，因此在运行的过程和控制要求当中会提出各方面的要求来充分的实现电气自动化的控制技术，因此在运行过程当中，需要对其特点进行全面的了解和掌握，在本文当中对特点进行了以下几个方面的分析，首先相对于热机设备的方面来说的话，电气自动化控制的运行过程当中所需要采集到的信息是相对较少的，并且其中的数量属于相对较小的阶段当中，其中的操作率频率也相对较低的，但是需要注意的是需要在快速和准确方面保持最大限度的准确率。其次在对电气设备的装置自动保护方面，也需要保持相对较高的可靠性，在运行当中的速度也是处于相对较快的状态当中，从而在运行当中可以产生相对较高的抗干扰性。另外，在电气自动化控制系统当中，进行运行的系统需要主要以顺序控制和数据采集系统为主要的系统控制方式，其中的相对联锁保护显现是相对较多的。因此在进行机组电气系统的在分类当中，可以归入到DCS控制当中，从而实现系统控制的相对可靠性。在系统当中需要充分的实现正常的起停和运行等一系列的操作。在这个过程当中，值得注意的实在需要对系统运行当中所产生的状态和数据进行及时的更新和检测，保证电气自动化控制系统可以充分的实现在安全科学合理状态下的正常运转。

1.2电气自动化的现阶段应用

在现阶段的电气自动化的应用当中，都应用到了ECS的系统来进行控制，其中所具备的功能可以分为几个方面进行分析，分别是监视部分发电机、控制部分发电机以及来组成的。其中在监视部分的发电机当中，主要存在着变压器组系统，励磁系统，高、低压厂用电系统及备用电源系统，其中主要利用220V 直流系统和 UPS 电源系统来为电气设备的运行提供自动化的服务。在电气公用系统当中，需要实现对所有的电气设备设施进行全方位的检测，比如设备开关和闸刀等，并且在中央信号以及事故的处理报警方面也可以实现全面的记录和跟踪，从而保障电气设备的正常稳定运行。在控制部分的发电价当中，主要是由变压器组单元电气实现对一次设备的有效控制和联锁操作。在这个过程当中，如果发电机的程序处于起停的状态当中，其中ASS 的投切力度就会相对较大；如果厂用工作电源，高、低压厂变与高、低压备变之间的正常切换操作；在电气接地系统管理当中，需要充分的实现对220k V 断路器、隔离开关的有效控制。

1.3电气自动化控制系统的主要功能

在电气自动化控制系统的主要功能方面，可以最大限度的对主回路线路运行当中的可靠性和安全稳定做出全方位的保证。一般情况下，在控制回路的设备设施当中，可以实现几方面的内容，分别是自动控制功能、监视功能、保护功能以及测量功能这几个方面的问题。其中在自动控制功能方面需要在实际情况的运行过程当中，在设备运行出现故障问题的时候，利用开关进行及时的切断电路来是实现对电器操作设备当中的充分的电气自动化控制系统保障。在监视功能方面，需要保证对自身变量的检测，从而实现在肉眼对自变设备的电量进行无法观察监视的情况下，采用机械的方式进行分辨，利用传感器当中的各项功能，来最大限度的实现对各项视听信号予以监控，从而实时监控整个系统的各种变化。在保护功能方面，需要在电气设备的运行当中所发生的一些故障问题采取相对应的措施进行改善，比如功率、电压以及电流等方面造成的原因和影响，从而对其电气设备以及线路的正常运行做出全方位的了解，保证电气自动化控制系统当中的控制回路设备可以安全稳定的运行。在测量功能方面，需要保证视听信号在系统运行当中在正常的状态反馈和表示，而电气设备的具体工作状况还需要通过专业设备对线路的各参数进行测量才能够得出。

1.4电气综合自动化控制系统的优点

在进行电气自动化设备系统运行的过程当中，可以实现对电气设备的各方面的全面控制。如果在一个完整的变电站综合自动化系统进行运行的话，就可以在各个控制保护单元中存有紧急手动操作跳闸以及合闸的措施，并且在针对其他单元的故障解决方案方面，也可以利用其中的检测功能来实现对别的单元所有的报警、测量、监视以及控制功能等，并且在计算机监控系统当中进行记录。在变电站的运行当中，对于一些的运动设备是不需要安装的，可以在计算机监控系统的全面运行过程当中实现遥控、遥测、遥调以及遥信等功能与无人值班等各方面的需求和要求。因此电气自动化的控制系统應用当中，可以实现多方面的功能优点，其中可以分为几个方面来进行分析。

首先在模块化的结构方面，可以充分的利用现代化的科学计算机的技术进行集中立柜和模块化设计的实施，从而保证在电气自动化设备的运行控制系统当中可以实现对各项的控制功能都采取集中保护的方式进行运行，最终实现对电气设备的全面报警、测量、保护以及控制等各方面的保护，在处理的过程当中可以将待处理的信号利用光纤总线进行传输，在计算机当中经过解析之后就可以实现对电气系统运行当中的整体数据状态监测。

其次在分布式的设计方面，在电气自动化控制系统当中，主要以分布式的开放结构和模块化的方式进行设计，从而可以实现对系统当中的所有控制保护功能当中的分布开关柜都可以全方面的接近控制保护柜之上的控制保护单元当中，在运行当中可以有效的实现对信号数据方面的报警、测量以及在保护等各项功能处理。在这个过程当中，可以将经过处理之后的数字信号来进行不断的输送到主控室的监控计算机当中，最大限度的保证了计算机自动化每个模块之间的独立性。

在功能的应用方面，可以充分的实现简单可靠的现象，一般情况下，在电气自动化控制系统当中可以利用多功能的计算器来对传统的继电器进行取代運行，最大限度的保证其中的二次接线可以得到全面充分的有效简化现象。在此种基础上，由于上文当中提到的分布设计当中所应用到的设计，也就是在主控室和开关柜间进行接线，而集中式设计的接线也局限在主控室和开关柜间，在两种方式当中的接线措施都是处于相对施工简单的状态当中，得，因此在其他的接线当中可以保证能够在开关柜与采集保护柜中完成的特点，操作较为简单而可靠。除此之外，在功能的应用当中，在可扩展性和兼容性方面也是相当良好的，在电气自动化控制系统的设计可以对电力用户未来对电力要求的提高、变电站规模以及变电站功能扩充等进行考虑，具有较强的可扩展性；并且电气自动化控制系统主要是由标准化的软件以及硬件所构成，在配备方面也具备了就地I/O接口与穿行通讯接口，来全面的实现电力用户可以根据自身的实际要求来进行不同情况的配置和设置，达到符合自身需求的效果。

2电气自动化控制系统设计的流程

在现代化的电气自动化控制系统的设计当中，在设计当中需要按照一般的设计流程进行做出全方位的设计，电气自动化控制系统对于整体的机电一体化产品的设计运行当中是具有相当重要的租用的。在此种情况下，就需要在设计的过程当中，根据其客户的实际需求来对系统进行设计方案的对比和分析，并且将最后的控制要求方案以及方法进行确定，在科学合理有效的计算机帮助之下，对电气自动化控制系统当中的设计内容进行不断的改善，最终进行确定出最后的方案方案。

3电气自动化控制系统的重要设计思想

在电气自动化控制系统的设计当中，需要掌握一定的科学思想，从而实现对电气自动化控制系统的全方位设计。因此，在对设计思想的分析当中，在本文当中分为以下几个方面进行了分析。

首先，在集中监控方式方面，此种方式在运行的过程当中可以实现对运行维护的简单方便操作化，因此在对控制站的建设方面的要求是相对不高的，因此在设计当中是相对容易的。在这里值得注意的是，在利用此种方式进行设计的过程当中，集中式自身的特点可以对系统当中的每个功能都进行集中的处理和完善，并且在电气设备的监控过程当中，监控对象会逐渐的进行增加，从而对计算机当中出现冗余现象也会在主机当中进行呈现出来，造成了电缆数量的增加。因此会在投资的成本方面形成相对较大的资源投资，比如在长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。并且在实际的运行当中，其中的隔离刀闸的操作也可经常会出现辅助接点不到位的现象，因此影响了电气设备正常的运行过程。另外，在对设备当中的接线进行检查的时候，也在维护方面造成了相当大的制约条件，在维护量方面得到了增加的同时，也增加了其失误的操作现象。

其次，在远程监控方式的设计方面，在远程方式的应用方式，一般情况下都是为了做到电缆资源的节约、安装费用的节约、材料等方面的有效节约，并且利用此种方式当中的可靠性是相当高的。在电气自动化控制系统的设计当中，由于其实际情况的不同，会造成通讯总线以及现场当中各部分材料的应用情况也会造成不一样的效果，因此如果电厂的电气部分当中的通讯量相对较大的话，可以利用此种方式来进行在小型系统监控的方式进行运行，最终实现经济效益和社会效益的全方位提升。

另外，在对总线的控制方式方面，需要根据现场的实际情况来做出设计，他一般情况下，在智能变电站的应用当中，对现场的总线控制有了一定的经验积累，可以利用间隔情况的不同来实现不同的功能设计，最终对整体的系统设计提供一个相当良好的平台。在对此种方式应用的过程当中，可以利用监控的方式进行设计，实现对远程监控优点的同时，也可以保证资源的有效利用。除此之外，还可以对其中应用到的隔离设备、端子柜、I/O卡件以及模拟量的变送器进行最大限度的减少，减少了设备资源的成本，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以起到节省大量控制电缆的作用，投资和安装维护工作量方面起到了相当重要的作用。在对每一个功能的安置方面，在具备每一个功能的装置之间可以利用网络连接的方式进行实现，保证网络当中的组态灵活的方式，最终对整个系统的可靠性可以有一个提升的作用。

最后还需要对电气自动化控制系统自身的发展趋势进行全方位的改善，在今后的发展过程当中，随着很多新兴技术的不断出现和发展，在平台的应用方面可以说为电气自动化技术的提升提供了一个良好的发展平台。在这个过程当中，现代化的计算机技术发挥出了巨大的作用，逐渐成为了国家化的标准现象，从而实现对各大控制系统的全方位的管理。比如在Pc 客户机/服务器体系结构、以太网和 In-ternet 技术的发展当中就会不断的引发电气自动化技术的不断发展。因此在之后发展当中，需要结合现代化的实际情况来作为现代化发展的指导方针，不断的对市场的需求进行了解，最终达到电气自动化计算机平台以及计算机技术的全面提升。在对电力企业的管理当中，还需要在标准国家化的浏览器技术当中对企业内部的部门以及相关行业做出全方面的管理，比如企业的财务以及人事管理等方面，并且也需要对当前的生产过程当中的动态画面做出全面的监督，实现在第一时间之内可以对准确的信息进行做出全面的信息生产过程和管理过程。与此同时，在对自动化产品的生产过程当中，需要在软件结构以及硬件方面达到相关的严格标准，比如人机界面和设备维护系统的设计等方面，从而实现在软件结构以及通讯能力当中的全面发展，保证了系统自身的安全稳定性能的提升。

4结语

综上所述，在现代化社会的发展过程当中，电气自动化的控制系统属于一个相当重要的部分，在设计思想方面具有全面性的特点，因此在设计当中需要充分的将每个环节的优势进行相当良好的把握，从而实现其特点的全面发挥。在这个过程当中，还需要在对电气自动化的控制兄进行设计过程和实际生产的要求的相吻合状态，最终确保电气自动化的行业可以得到健康稳定的良好发展，在各方面的实际配合当中，对各方面的工作人员在工作当中存在的不足现象进行全方位的了解和掌握，从而实现我国电气自动化控制系统的良好科学稳定的发展。

参考文献：

[1]李修伟，陈广文.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].民营科技，2011，（1）：20.

[2]王术贺，李广东.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2011，（20）：60.

[3]周艳惠.电气自动化控制系统的设计[J].中国新技术新产品，2010，（2）：8.

[4]金明，王海红，薄明明等.浅析电气自动化控制系统的设计思想[J].中国高新技术企业（中旬刊），2016，（1）：139-140..

[5]贺苗描，胡明爽.论电气自动化控制系统的设计思想[J].建筑工程技术与设计，2016，（24）：1595.

[6]张红军，薛海斌，冯京晓等.电气自动化在电力控制系统中的应用分析[J].大科技，2016，（19）：237-238.

作者简介：

何 伟（1982.7—），男，汉，重庆，重庆大学电气工程与自动化工程硕士，讲师，研究方向：电工电子技术，电气自动化技术。