电气自动化控制系统的应用及发展趋势分析

时间：2024-05-20

杨永照

江门市新会成人中等专业学校，广东江门 529000

0 引言

随着电器自动化控制技术的持续发展，电器设备及系统的控制逐步开始由专业化的控制系统进行控制。在科技发展、社会进步的形势下，电器自动化控制系统在生活中的应用更加广泛。充分了解系统功能，探讨当前的系统应用需求，分析电气自动化系统未来的发展趋势，对促进电气自动化控制系统应用的持续深入对提高社会发展、人民生活水平的提高都有重要意义。基于此，对电气自动化控制系统的功能、设计思路进行科学分析，同时根据控制对象的具体需要，通过改进和创新的方式提高电气自动控制系统的应用范围，对实现自动化控制系统功能的最大化，增加行业生产效率及利益等具有重要作用。

1 电气自动化控制对象特点及其功能需求

1）对于热力设备而言，电气自动化控制系统在信息采集时具有对象少、信息量少、操作频率较低的特点，但是要求信息采集与传递准确、快速；

2）电气设备的自动保护装置需要确保自动装置的高可靠性，且要求动作迅速，同时要具有较强的抗干扰能力；

3）电气自动化控制系统以数据采集系统以及顺序控制为主，联锁保护相对较多。对整个控制系统的可靠性要求较高，不但要实现正常的启停与运行操作，还需要能够实现运行状态以及检测等的实时显示，并将故障数据与状态上传至相关平台，能够为故障问题提供应急管理措施和方法，确保电气自动化系统处于稳定的运行状态。

2 电气自动化控制系统的应用

2.1 计算机处理系统及数据采集

通过计算机系统实现数据采集，控制系统主要实现的功能包括参数的输入、显示、计算、异常告警、事故序列记录以及历史数据的存储等。

2.2 机电液系统控制

由于机电液系统自身具有对应的控制机构，例如液压控制系统的伺服机构、机械系统中的机械传动机构等。电气控制系统的应用主要是提高控制设备、控制元件以及对应转换设备的可靠度，确保整个系统实现转速、功率、压力等回路的控制。以汽轮发电机扣工资系统为例，控制系统从汽轮发电机组的盘车开始进行控整体正常运行。控制系统通过对电网进行一次调频，接受电网调度来改变汽轮机组的负荷状态。不但使得机组安全运行，同时还拨正了机组运行负荷作用下延长机组寿命的目的，使得整个机组的运行处于最佳的经济状态。

2.3 设备旁路系统的控制

电气控制对象设备的旁路系统主要包括高、低压旁路压力/温度调节设备、液压油路阀门设备以及机械系统中的动作机构等。通过控制系统的相关应用技术，对执行机构运作过程中职的转矩、速度以及压力等需求，对系统的相关参数进行控制，保证各类系统的正常运行。

2.4 系统监视设备控制的应用

采用电气控制系统的设备通常是大型设备，其启动和停机过程都需要在对应的仪表对其机械工作状况进行监视，避免运转过程中出现事故。同样以汽轮机机组电气控制系统为例，必须针对汽轮机的机械运转参数开发对应的监视保护仪表。例如，对汽轮机的转速、轴向位移、轴振动、轴承盖振动、气缸的热膨胀等相关参数进行监视。同时建立起对应的联锁保护机构，确保设备处于最佳运行状态。

2.5 设备协调控制系统

系统设备的协调控制系统对于保证系统运行的平衡性与稳定性具有重要意义。其主要任务在于控制整个被控对象机组的输入、输出之间保持能量、质量等控制参数的平衡。消除机组运行过程中的干扰因素，满足设备运行的功能需求。

3 电气自动化系统发展趋势问题

近几年以来，随着我国电气自动化控制系统的长足发展，尤其是自动控制、专用集成电路等方面的显著发展，使得国内很多大型设备都采用了电气自动化控制系统进行控制。作为一种重要的控制方式，电气自动化系统在大型设备的运行过程中承担着设备运转过程中的参数监控、控制调节、系统告警以及其他运算功能。电气控制系统从最初的辅助系统操作逐步发展到了独立的设备控制，实现了对各种类型设备的启停、过程控制，成为了大型设备必不可少的一项控制技术。

电气控制系统的协调控制系统主要任务是对设备的各项参数的运行状态进行监控，消除设备运行过程中存在的各种干扰因素，保证系统稳定、持续运行。随着电气控制系统集成化程度的不断提高，通过系统的检测参数完成对整个设备的调节控制，并结合子系统进行实际的多项控制协调成为了电气控制系统的一个发展分支。另外，在控制系统的配置过程中，采用双机冗余配置的方式能够对设备的正常运行形成可靠保证。

虽然当前电气自动化控制技术在我国的国民生产过程中得到了广泛的应用，其基本能够满足设备的应用功能需求。但是，在控制技术的应用及发展过程中依然需要对设备进行改革和创新，促进设备的整体发展。近些年来，随着信息、数字技术，IEC61131 技术、OPC 技术以及Windows 平台的日趋成熟，基于这些技术的电气自动化控制系统的改革和创新为控制设备的功能需求奠定了很好的技术基础。从这个角度来看，将来电气自动化控制系统的发展将以计算机信息技术为核心进行。；另外，IEC6113l 已成发展成为了一个国际化的标准体系，正在被各地的控制系统场所接受；Internet、以太网、PC 客户机/服务器体系结构已经引发了电气自动化控制技术的变革，促进了自动化、IT 平台的不断融合。