电气控制系统自动化设计分析

电气控制系统自动化设计分析

电气控制系统的自动化设计，是在系统中引入计算机与网络技术，并遵循相应的原则，实现系统的高效运行，以减少成本的使用，为日后系统的维护提供便利，而系统设计提出的要求是，系统有良好的兼容性，便于操作。本篇文章从三方面展开论述，一是电气控制系统的基本概况，二是自动化设计思路，三是设计的注意事项。

标签：电气控制系统；集中控制；远程控制；现场总线监控

引言：信息技术的发展，为电气智能化的运用提供了便利，需在原有控制方式的基础上进一步优化，引入先进的技术，按照专业的要求完成自动化控制。即其会在系统中运用控制技术、数字技术、通信技术、显示技术等，使电气技术有跨越式的发展。

1.电气控制系统的基本情况

1.1设计思想

一个完整的电气控制系统，需综合分析整个系统的功能，保护系统内多个控制单元，并建立一个手动操作系统，以完成电气系统的实时监控，而其需要以计算机为载体，完成全部操作。

自动化控制是在无人的情况下，系统自主完成遥测、遥信等工作，所以，其可以采用分布式与集中式的设计方式，增加系统的可靠性，并让其具有兼容的特点。分布式的设计方式是：把整个系统分成不同的模块，按照分布式的结构排列，每个控制模块都在恰当的位置，控制开关，保护单元，而过程中，需要把全部的信号集中在模块中，用光纤控制模块，帮助系统实现自动化控制。集中式的设计是：在系统内建立集中立柜结构，每个模块都在立柜中，用集中保护的方式保护，最后完成保护、数据测量、控制等操作，确保所有数据都在柜内处理[1]。

用这两种方式操作，可简化复杂的操作，用多功能继电器代替原有的继电器，减少二次接线的次数，并给系统留下了拓展的空间。而兼容性是系统设计需要考虑的重点问题，用分布式和集中式设计后，能在现有用户规模的基础上进一步扩大，增加功能，同时，串行通信接口合理的设计，可设计出I/O接口，用户可以根据自己的需求，合理配置，使软件顺利运行。

1.2规范化设计

设计中，其可以使用现在较为流行的工业标准软件，并对这些软件完成规范化设计，以此为控制系统的自动化操作提供帮助，满足开发性系统建设的要求。开放性系统是对可接入系统的软件进行分析，为其提供符合硬件、软件操作的条件。

1.3功能设计

电气系统的自动化设计，需充分分析电气控制的特点，以及单个机组的操作模式，以实现发动机和变压器机组的合理控制，确定监测范围。

2.电气控制系统自动化设计的总思路

2.1集中监控方式

电气控制系统必须突出监控功能，以便于系统运行的维护，而目前控制站的防护要求较低，所以整体系统的设计较为容易。

集中式监控是把系统内的各个功能整合到一个处理器内，这虽然会增加处理器的负担，降低了系统各部分的处理速度，但却可以保护系统功能。而电气设备的监控必须保证全面性，以更好的监控对象，而随着对象的增加，系统主机内的冗余不断下降，由此带来的影响是，电气设备使用的电缆数变多，增加了项目投资的成本，且如果有距离较长的电缆，可能出现信号干扰，降低了系统的可靠性。同时，如果要进行断路器的操作，必须先连接硬接线，随后，联锁与隔离刀闸才可以操作，但其可能出现的结果是，辅助接点的位置不准确，设备只有一部分可以操作，此時，如果技术人员进行二次接线，会让整个系统变得复杂，增加了查线的难度，同时也增加了维护系统的工作量，影响自动化控制的实现。所以，对于集中控制的方式，应尽量避免线路过于复杂，出现错误操作，即其必须考虑不同方面额影响因素，优化自动化操作[2]。

2.2远程监控模式

远程监控模式是电气控制系统自动化操作的模式之一，可以对远距离外的电力设备进行监测，且减少了电缆的使用，安装费用明显减少，而它对系统的积极影响是提升了系统的可靠性，重复使用材料，同时也增加了系统的灵活性。电气系统的自动化控制除远程监控模式外，也会使用现场总线通讯技术，但因為该技术访问系统的速度较慢，所以很少使用，故需要提高其访问的速度，而电厂电气的通讯也较为频繁，通讯量较大，因此这种方式多用于中小系统的监控，实现系统自动化控制。

2.3现场总线监控的设计

当下，电气控制系统中已经使用了多项技术，包括现场总线、以太网等，这些技术的应用，可以为电气系统自动化控制水平的提升提供技术支持，同时，从现有的情况分析，电气系统已经可以安全运行，有丰富的操作经验，而智能化设备的加入，也进一步提高了系统运行的安全性。而系统所有的自动化控制中，电气总线的控制需明确其针对性，实时监控现场总线的设计，所以其使用的设计方式是把时间作为间隔，完成综合设计。这种设计方式的优势是，可以实现远程监控，把系统内的设备隔离，提高自动化的操作水平，而它在设计过程中，也需要

分析电气设备，给出设计方案。即根据电气设备的特点选择设计方案时，必须对系统包含的设备做详细分析，包括端子柜、隔离设备等，并遵循就地安装的原则，在控制系统内完成综合通信的连接，进而减少控制花费的时间，减少投资，降低系统的维护量，最终降低系统总成本[3]。

此外，整个设计的过程中，必须保证任意一个监控设备都是的，并用网络连接多个设备，构成不同的组态，但这些组态是不固定的，可以根据需要进行调整，使系统更加可靠。如果系统的某个装置出现运行故障，将直接影响元件，但不会影响系统，系统其他部分还可以继续操作，所以，现场总线的监控方式是电气控制系统未来的目标。它把不同装置用网络连接后，可以灵活地组成不同的结构，而它也可以用集成的方式，在不同类型的平台上完成集成操作。

随着各项技术的发展，电气控制系统也可以利用技术不断优化，达到最终目标。系统内各原件也可以实现信息共享，提高整个系统的管理效率，而一旦遇到突发情况，系统也可以及时应对，节省了人力的投入。另设计过程中对功能的完善，可优化系统的各方面操作，实现综合性集成。

3.电气控制系统自动化设计的注意事项

3.1合理选择电气元件

完成自动化控制设计前，需根据设计的情况及系统要求，选择适合的电气元件，并科学配型。系统的自动化装置包括多个部分，其中电气元件是必需的一部分，元件性能的好坏直接决定自动化系统的操作效果与使用时间，所以，只有选择合适的元件，才可以保证自动化设计长期使用。

3.2控制外部环境对设计的不利因素

自动化设计的途中，需要了解外部环境可能影响设计的因素，避免因为外部环境的变化，给设计带来不利影响，抑制电厂效益的增加，增加生产成本。

3.3自动化设计与现场情况相符

电气自动化控制系统的设计，是为了满足电力企业、电厂发展提出的要求，所以，在设计阶段，首先要分析方案的适用性，根据电力企业、电厂的要求，对系统内零件与软件进行检测。

结语：文章共分三部分，一是电气控制系统的基本情况，阐述了基本的设计思想，以及规范化设计与功能设计，二是电气控制系统自动化设计的总思路，包括集中监控方式、远程监控模式以及现场总线监控的设计，三是设计需要注意的内容，通过对三点的分析可以得出，自动化控制的实现，增加了系统操作的安全性与稳定性，能够满足人们对电力的需求。

参考文献：

[1]张欣. 电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势分析[J]. 黑龙江科技信息，2015，（34）：25.

[2]万兴，陈婷婷，袁森. 金矿开采中电气自动化控制系统的优化设计[J]. 世界有色金属，2016，（17）：75-76.

[3]南木. 电气自动化控制系统的设计方式与实现研究[J]. 信息与电脑（理论版），2016，（20）：78-79.