电气自动化控制系统及设计

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电气自动化控制系统及设计:电气自动化控制系统及设计研究

电气自动化控制系统能够有效提高行业领域整体的自动化水平，特别是行业的运行管理水平。并且电气自动化控制系统可以大大节省企业的成本，提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动化控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用.

一、电气自动化的现状

首先，电气自动化系统信息化。信息技术在纵向和横向上向电气自动化进行渗透，纵向上，信息技术从管理层面对业务数据处理进行渗透，利用信息技术可以有效存取财务等管理数据，对生产过程动态监控，实时掌握生产信息并确保信息的全面、完整和准确；横向上，信息技术对设备、系统等进行渗透，微电子等技术的应用使控制系统、PLC等设备界线从定义明确逐渐变得模糊，而软件结构、组态环境、通讯能力等的作用日益凸显，网络、多媒体等技术得到了广泛应用。

其次，电气自动化系统使用、维护与检修简易化。WindowsNT等已经成为实施电气自动化控制平台、规范以及语言的标准，基于Windows的人机界面成为了电气自动化的主流， 并且基于Windows的控制系统有着灵活、易于集成等优势，也得到了广泛的应用。采用Windows操作平台使得电气自动化系统的使用、维护和检修更加简单、方便。

最后，实现分布式控制应用。电气自动化系统通过串行电缆连接中央控制室、PLC、现场，将工业计算机、PLC的CPU、远程I/O站、智能仪表、低压断路器、变频器、马达启动器等连接，将现场设备的信息收集到中央控制器。分布式控制应用通过数字式分支结构的串行连接自动化系统与相关智能设备的双向传输通讯总线，将PLC、现场设备与相应的I/O设备连接起来，使输入输出模块发挥现场检查和执行的作用。

二、电气控制对象的特点和要求

电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点，电气的主要特点表现为：

电气控制系统相对热机设备而言控制信息采集量小、对象少，操作频率低，但强调快速性、准确性；电气设备保护自动装置要求可靠性高，动作速度快；同时对抗干扰要求较高；电气控制系统(ECS)主要以数据采集系统和顺序控制为主，联锁保护较多。因此，机组的电气系统纳入DCS控制，要求控制系统具有很高的可靠性。除了能实现正常起停和运行操作外，尤其要求能够实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态，并提供相应的操作指导和应急处理措施，保证电气系统自动控制在最安全合理的工况下工作。

三、电气自动化控制系统的设计

1.集中监控方式

这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2.远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线，CAN总线等)的通讯速度不是很高，所以这种方式适合于小系统监控，而不适应于大型电气自动化系统的构建。

3.现场总线监控方式

目前，现场总线、以太网等技术的普遍应用和相应运行经验的积累，智能化电气设备得到了较快的发展，网络控制系统逐渐应用到电气系统中,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，任一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。

综上所述，随着智能化、信息化技术的快速发展，电气自动化技术将不断向科技化、信息化、开放化的趋势发展，电气自动化涉及的领域将不断增多，技术更新将不断加快，电气自动化控制技术也将得到快速发展并不断完善。

电气自动化控制系统及设计:有关电气自动化控制系统设计理念及发展的思考

摘要：本文通过介绍电气自动化系统的功能，探讨了目前发电厂电气自动化控制系统的设计理念，展望了未来发电厂电气自动化控制系统的发展趋势。随着设备智能化水平的不断提高，使得对现场设备状况的精确掌握成为可行，加上通讯技术的高速发展，而为大容量的数据传输提供了保证。在现代工业自动化领域里，Pc控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更广泛的采用。

关键词：电气自动化；数据传输；控制系

一、电气自动化控制系统的功能

单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂内用电源等电气系统的控制全都纳入到ECS监控中来。其基本功能为：

①发变组出口断路器、隔离开关的控制及操作；

②发变组保护、厂内高变保护、励磁变压器保护控制；

③发电机励磁系统，包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS(电力系统稳定器)的投退；

④开关自动同期并网及手动同期并网；

⑤高压厂内用电源监视、操作、厂内用电快速切换装置的状态监视、投退、手动启动等；

⑥380V低压厂内用电电源监视、操作、低压设备自投装置控制；

⑦高压启/备变压器控制和操作；

⑧柴油发电机组和保护电源控制与操作；

⑨直流系统和LPS系统的监视。

二、电气自动化控制系统的设计理念

1. 集中监控方式的优缺点

集中监控方式是利用一套控制设备（例如计算机）监控整个电厂（或变电站）设备。集中监控方式适用于控制对象比较少，控制区域分布不广的系统。这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器中进行处理，处理器的任务相当繁重，处理的速度将受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降，电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线方式下的二次接线复杂，查线也不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2. 远程监控方式的优缺点

远程监控方式，又称四遥（遥信、遥测、遥控、遥调）监控方式，是国内早期一种监控方式，适用于远程监控偏僻地区的控制对象。四遥控制方式，不会像集中监控方式那样，某一设备出故障影响整个系统。由于采用四种不同的装置组成远程监控系统，结构复杂，体积庞大，不易扩展。

3. 分布式监控方式

分布式监控方式采取多套控制设备（计算机）按功能或按地理位置监控电厂（变电站）的不同设备，这些控制设备通过网络或总线进行通信。目前，已普遍应用于变电站、发电站等自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验。近些年，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为分布式监控系统应用于发电站电气系统奠定了良好的基础。分布式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/0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/总线连接，网络组合灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的部件，不会导致系统瘫痪。因此，分布式监控方式是今后发电站计算机监控系统的发展方向。

三、电气自动化控制系统的发展趋势

现代电气自动化控制系统普遍采用分层分布式计算机监控系统。从管理上分为上下两层（甚至多层），上位机为管理协调层，负责越限报警（显示器显示报警、手机短信报警）、调度优化计算、命令下达、远程通信等高级应用软件；下位机为执行层，负责采集数据、执行上位机下达的命令。对多层结构系统，更上层是国家调度中心，通过远程网查看电站数据，下达宏观调度计划。为了提高监控设备的可靠性，往往上位机采取双计算机，甚至多台计算机，平时每台计算机承担各自特定的任务，当某台计算机故障后，其它计算机承担其任务。这些上位机通过局域网进行通信，下位机层通过总线进行通信，国调层通过远程网进行通信。

我们可以利用电气自动化来改变现代工业的发展，节约有效的资源，降低成本费用，以此来获得更好的社会、经济效益。大力发展电气传动自动化技术，可以将我国的电气化使用提高到一定的水平，缩短与世界大国的发展距离，实现自主研发，对国民经济的发展起着十分重要的作用。规范我国电气传动自动化技术方面的标准，实现规模化、规范化生产。

工业电气自动化的发展趋势就是现代分布式、开放式的信息化。分布式的结构可以保证网络中建立起独立的网络，以实现危险分散，促进系统的正常运行；开放化就是要将系统与外界联系，实现各方的网络连接，提高信息的处理能力；而信息化就是实现设备与网络技术结合，实现网络自动化和管控一体化。如今，我们已经到了开创电气自动化的新时代了，实现自主研发，是我们对未来发展的展望。同时，将科学发展观作为前进的基础和指导思想，根据每个地区的部门的实际情况，实现以人为本的发展要求，及时发现问题，总结先进的经验，改变传统的发展观念，寻找一条合适的发展道路。时刻落实科学发展观的理念，把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“电气自动化”进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。

电气自动化控制系统及设计:浅谈电气自动化控制系统设计及应用

摘 要：电气自动化技术的应用为各领域的发展提供了技术支持，激活了其前进动力。鉴于电气自动化技术在现代化建设中的重要作用，本文就围绕电气自动化控制系统展开探讨，分别论述了远程监控、集中监控、现场总线监控的设计思路，并以电厂发电应用为例，来就电气自动化控制系统的实际应用作出说明。意在为电气自动化控制系统设计及应用的现实开展提供借鉴与支持。

关键词：电气自动化控制系统；设计；应用；分析

随着社会经济的迅速发展和科学技术的不断提升，电气自动化技术表现出强劲的发展势头，在国防、交通、能源、化工、机床、港口、冶金等各个领域得到了广泛的应用。电气自动化控制系统作为电气自动化技术运用的集中体现，在提高系统运行稳定性、生产效率、经济效益方面性能突出，且正在朝着信息化、开放、分散的方向发展。因此，就电气自动化控制系统的设计及应用进行探讨就显得十分必要，对于电气自动化控制系统的应用优化与进一步发展具有积极的现实意义。

一、电气自动化控制系统的设计

一般情况下，将电气自动化控制系统分为以下三种设计形式：远程监控、集中监控及现场总线监控。其在具体设计中，根据特性，设计的思路也存在区别。

首先，远程监控系统的设计思路。在使用方面，远程监控系统表现出一定局限性，主要表现在以下方面：通常只对小型电气系统适用，于全场电气自动化系统中并不适宜。究其原因，是因为电气部分存在相对较大的通讯量，而通常现场总线通讯量则偏低，这就使得远程监控难以满足相关要求。此外，远程监控系统具有可靠性高、灵活性强、节约电缆、节省安装费等特性，在实际设计中，在考虑其适用条件的同时，也应将其优势统筹其中，从而达到设计优化的目的。

其次，集中监控系统的设计思路。集中监控系统设计的最主要特点是在一个处理机中集中了系统各个功能，虽然实现了操作、处理、显示的集中进行，但却使处理器背负繁重任务，大大影响其自身运行速度。保证运行可靠性是集中监控系统设计的关键，但在日趋复杂、庞大的自动化系统现实下，单纯依靠元器件的无限制提高，来提升系统可靠性，满足新的需求几乎是难以实现的。这就要求我们在完成元器件可靠性合理提升的同时，还应把握系统设计，来从根本上保障系统的稳定运行。此外，在集中监控系统的实际设计中，也应综合考虑其优点，即运维便利，对控制站防护的压球不高，系统设计较易实现。

最后，现场总线监控系统的设计思路。现场总线监控系统的设计具有针对性，间隔不同其所发挥的功能亦存在差异，即要求依据实际的运行情况和间隔具体功功能来设计现场。相比于远程监控，现场总线监控在具备其优点的基础上，还大大减少了对端子柜、模拟量变送器及隔离设备的使用，且智能设备的安装可就地进行，减少了电缆使用数量，实现了成本的节约。同时，对于现场总线监控系统的设计，应保持其各装置功能的独立性，依靠网络来进行装置间的灵活连接，从而促进该监控系统可靠性和工作效率的大幅度提升。可以说，现场总线控制系统依靠合理的设计表现出诸多特性，是电气自动化控制系统今后发展的大方向。

二、电气自动化控制系统的应用

电气自动化控制系统的应用十分广泛，涉及各个领域，本文以电厂发电应用为例，来对电气自动化控制系统的实际应用进行说明。

（一）数据操作系统应用

计算机处理系统的基础为计算机，其组成通常包括输入、输出及处理三个部分。该系统在电厂中的应用主要涵盖了参数的输入与显示、报表打印、性能计算、计录事故序列、异常报警等，即通过系统的数据操作来实现对电厂电气部分的有效控制。由于变压器内部组成成分不同，所以各个地方遇到故障时所产生的气体含量的百分比也是不尽相同的，所以，在运用色谱分析的方法时，我们可以对反应产生的气体进行分析，根据气体的含量，从而推断出故障的发生位置。比如，在变压器内部，有的材料在反应之后产生的一氧化碳这种气体较多，假设这种地方遇到了故障，我们就可以采用色谱分析法，这时会发现所检验的气体中一氧化碳的含量明显增加，这时候，我们就可以推断出是这个地方发生了故障。这种检测方法跟以往相比，在效率上有着明显的提高，因此，被越来越广泛的应用。在常规情况下，运用电气试验的方法可以相当准确的判断出变压器内部所存在的故障。但是，在某些情况下，例如变压器内部遇到局部放电，短路等故障时，运用电气试验法来检测故障就显得比较困难，这时，我们需要将电气试验法和色谱分析法结合起来，以到达更加便捷的目的。例如，在变压器遇到了局部放电的状况，这时候，我们可以先用色谱分析法进行气体检测，从而大致推断出故障的位置以及故障的类型，然后，在这些数据的基础上，我们可以有目的性的设计电气试验的方案，然后就可以迅速的找到故障的类型。将这两种方法相结合，跟以往的试验方法相比，显得非常便捷，这种方法减少了相当多的电气试验，极大地提高了检测变压器故障的效率。

（二）汽机旁路系统应用

汽机旁路系统的应用是为回收工质，保护再热器，解决锅炉最低负荷与汽轮机空载流量不一致情况为初衷的。该系统由高（低）压旁路压力调节系统与高（低）压旁路温度调节系统共同组成，并安装截止阀于各个旁路，电气自动控制系统的作用就体现在对这些旁路阀门执行器的控制上，依据系统的速度大小和运行力矩来对阀门开度进行确定，进而在电液执行器与电动执行器的选择上作出衡量。

（三）电液调节系统应用

液压控制系统是电液调节系统的前身，随着科学技术的不断发展，电液转换器、电气元件及设备的可靠性稳步增强，汽机配套设备同电调系统间实现较好协调，进而发展成为电液调节系统，能够对调节级后压力、电功率、转速等进行控制。该系统的应用以盘车为开端，来控制汽轮发电机组，先后经冲转、升速、并网、加符合等，直至完成正常的发电。电液调节系统主要作用于电网系统一次跳频，通过调度电网来对负荷进行改变。这样的电气自动化控制系统应用，不但为机组运行的安全性提供了保障，还确保了机组的长寿命、经济性运行。

（四）协调控制系统应用

锅炉、汽轮机为电厂中两大关键设备，对这两项设备的控制方式同锅炉蓄存能力的有效利用密切相关。通通常情况下，电厂内会应用协调控制系统，来作为机、炉的主控制系统，通过该系统的应用，来平衡输入和输出间的质量与能量。

（五）机械参数监控系统应用

随着汽轮发电机组容量与相应仪表数量的日益增长，为避免事故的发生，需要在的汽机运行与启停中运用大量仪器仪表来对各项机械参数进行有效监控。而同时，此类参数也在持续的增多，膨胀量、振动、转速、偏心度、位移需属于监测量的范畴。而将电气自动化控制系统应用于汽轮发电机组当中，便可实现对这些参数的准确、及时记录，同时对于机组连锁保护系统亦能够起到监视保护作用，促进了系统整体安全性的提升。

结语

电气自动化控制系统对于各领域自动化水平的整体提升发挥着十分重要的作用，参考上述内容，结合实际应用环境，来实现科学、合理的电气自动化控制系统设计与应用，从而使其发挥应有的管理效用。随着科学技术的不断发展和实践经验的沉淀积累，我们有理由相信，电气自动化控制系统的前景十分广阔。

电气自动化控制系统及设计:电气自动化控制系统设计及应用

摘要：随着国家的发展以及社会的进步，电气自动化控制系统在各行各业的生产活动中发挥着愈加重要的作用。本文阐述了电气自动化控制系统的设计，并结合当前电气自动化系统的发展现状分析了电气自动化系统在各领域中的应用。

关键词： 电气自动化控制系统设计及应用

前沿

由于社会的不段进步，人们生活质量的不段提高，也使得电气自动化控制系统在人们日常生活中不段的被广泛使用，电气自动化系统不仅给人们带来了方便，并且也使人们的生活质量有了明显的提高，通过这个系统我们可以更加准确、有效、科学的对仪器设备进行合理控制，另外，还可以实现大容量信息数据的快捷、准确传输。显而易见，电气自动化控制系统在我们生活中所发挥的作用非常巨大，并且日益加大。

1、电气自动化控制系统的设计

电气自动化控制系统的设计是多种多样的，且每一种方法都有各自的优势，目前，电气自动化控制系统的设计主要一下三种：远程监控、集中监控、现场总线监控。

1.1 远程监控

这种监控方式能够节约电线、光缆中电量使用、减少了安装费用，且这种设计方式能够增加系统的灵活性和可靠性。但是，这种方式也存在一定的缺点，在选择使用时，它只适合于小的电气自动化控制系统的监控，并且不适合构建全场电气自动化系统，由于现场总线的通讯速度不高，而电气自动化控制系统的电气部分通讯量不较大，使得远程监控达不到这种要求。

1.2 集中监控

这种监控方式的运行和维护和其他监控方式相比都比较简单，且这种监控方式对控制站系统设计要求较低，而且不需要专门的防护要求。但是，这种监控方式也有一定的缺点。由于这种监控方式是将系统的所有功能都集中到一个处理器上，那么势必导致处理器承担真繁重的任务，使得处理器处理速度下降，而影响机器的整体运行速度。此外，这种监控方式要对所有的电气设备进行监控，会导致主机存储空间不足、电缆数目会随之增加，这些都无形中增加了投资的成本，干扰并影响整个系统的可靠性。而且，在这种控制系统中，系统短路的联锁喝隔离刀闸的锁闭都是使用硬接线方式。因此，在系统需要进行锁闭或联锁的时候，辅助接点会出现闭合不到位的现象，这就会造成一些设备无法继续正常运作，干扰并影响整个系统的稳定性。

1.3 现场总线监控

在电气自动化控制系统中以太网和现场总线等计算机网络系技术被广泛使用，使得智能化、自动化设备也得到了很大的发展，这些技术都促进了网络控制系统在电气控制系统中的应用。现场总线控制方式也有自己独特的优势，它不但能够对电气控制系统进行针对性的设计，还能够在不同的时间间隔内发挥不同的功能。此外，这种监控方式还可以减少众多隔离设备和模拟量变送器等，且这种监控方式中，每一部分装置的功能都是相互独立的，有效的避免了由于一个装置故障而导致整个系统瘫痪。

2、电气自动化控制系统的应用

电气自动化控制系统能够有效提高行业领域整体的自动化水平，特别是行业的运行管理水平。并且电气自动化控制系统可以大大节省企业的成本，提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气自动化控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用，未来，电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展，为企业创造更多的经济、社会效益。

2.1 监控方式集中化

综合电气自动控制系统的设计，实现集中监控室较简单的设计方法，对控制站防护的要求一般不高却可以实现极方便的维护。其特点是把全部的系统功能集中在单一处理器上再进行综合处理。自然，其缺点十分明显，全部的设备投入监控操作，必然出现因目标对象的增加而增加主机压力，使电缆投资大幅度增加，而超出最佳距离的电缆也会在一定程度上干扰系统可靠性。并且，通过刀闸隔离实现闭锁和断路器联锁而采用的硬接线时常因节点连接不到位尤其是辅助接点部分，从而使结果并不理想甚至设备无法正常操作。要达到效果理想的目的必须通过二次接线实现，而查线复杂、维护较大，也可能带来一些不必要的错误操作，这样的方法实际上并不是理想的。

2.2远程及现场监控的同时实现

远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高，但这样的方式对电缆和安装费用的消耗很少，且可靠性、灵活性并存的特殊性，只使用在较小的部分。而与之相反的全场电气自动化控制系统的构造，则使用现场总线的监控方式，电气自动化控制系统的只能化也有了一定的基础并逐渐实现和发展。现场监控的通讯总线是由串行连接的智能设备及自动化系统实现数据的双向传输，这根串行电缆可以有效的链接起中央控制室的PC、监控软件、PLC以及CPU，并且，连接远程的变频器、仪表及马达启动器和低压断路器等设备。如此，大量的信息被中央控制器采集上来，达到良好的效果。这相对于远程监控，现场总线的形式更有针对性目标。不同区域具备不同功能，并且具备远程监控的全部优点还补充了那部分不足。不仅降低耗费还使各功能装置相对独立、实现网络连接和其灵活性组态，并同时提高了系统的可靠性使系统不会因单一装置出现故障或连接问题而影响整体系统的运作甚至瘫痪。

3、电气自动化控制系统已逐步渗入到各行各业中，具体应用主要有以下几个方面：

3.1 交通领域的应用。

随着国家的进步以及社会的发展，交通运输已成为一项必不可少的元素，交通行业的飞速发展离不开电气自动化控制系统的支持。例如，对地铁而言，从其内部构成的大、小元器件到自动化控制开关，每一处都体现着自动化控制系统的应用。

3.2 工业生产领域的应用。

随着我国政治、经济、社会的不断发展，各行各业呈现出了空前的高涨，得到了一定的发展，工业是其中发展较为迅速、成果较为丰富的行业质疑。如今，随着生产技术的不断革新以及生产周期短、生产效率高的要求不断提成，工业领域已逐步实现自动化。工业领域的自动化使得以较少的人力在较短的时间内同时完成多重任务变得可能，而且，由于自动化控制系统的应用，减少了工人在操作过程中的危险系数，并且在数量控制方面也更为精准。

3.3 服务领域的应用。

服务行业虽不直接参与生产活动，但是由于人们对物质生活水平的要求不断提升，自动化控制系统的应用也逐步广泛并且在应用要求方面也越发严格。其中，以电子产品为例，现代社会中，人们越来越习惯于非现金结账，在POS机的应用中就体现着自动化控制系统的应用，此外，电梯、电玩机、自动麻将机等也都是自动化控制系统在服务领域中的应用成果。

4、电气自动化控制系统的发展趋势

实际上，电气自动化控制系统的发展趋势应该是分散、开放并具备信息化特征的。分散的结果能保证网络中每一个模块只能的独立从而分散系统危害实现系统运行的安全可靠；开放性的系统结果则是通过外部接口实现内外部系统的网络连接；信息化则使所有的信息得到综合分析处理，实现网络科技与管理的结合、一体化，真正做到电气自动化控制系统的不断提升。未来发展趋势中，我国企业还需保证稳定的健康发展，认识不足并不断的通过高新科技的学习巩固基础能力，发挥创新精神，才能开创出和谐的发展局面，为工业自动化的实现做贡献。

5、结束语

社会的不段进步，人们的生活质量不断提高，使得电气自动化控制系统在人们日常生活中广泛使用，电气自动化控制系统不仅给人们带来了方便，并且也是人们的生活质量有了明显的提高，通过这个系统我们可以更加准确、有效、科学的对仪器设备进行合理的控制，另外，还可以实现大容量信息数据的快捷、准确传输。显而易见，电气自动化控制系统在我们生活中所发挥的作用非常巨大，并且日益增加。

电气自动化控制系统及设计:浅谈电气自动化控制系统及设计

摘 要：随着技术水平的不断提高，当下电气自动化装置的构思，使得未来这种系统的优势逐步增大。智能化的应用，说明了这种控制系统未来的发展方向。智能化的提升，使设备的稳定性能够得到控制，并提高准确度，通讯技术也给大面积的数据控制提供了平台，在工业自动化领域，基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。

关键词：电气自动化；控制系统；设计

进入21世纪以来，PLC处于自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。

1.电气控制对象的特点和要求

电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点，电气的主要特点表现为：

（1）电气控制系统相对热机设备而言对信息的掌握不大，目标少，操控次数少，不过，速度更快，准确度也更高。

（2）电气设备保护自动装置对稳定性要求更高，更快速，并且，有一定抗干扰的能力。

（3）热力系统需要大容量来满足处理信息的需要，并且内部情况复杂，过程掌握十分严格，对于电控系统（ECS），强调数据提取和顺序的掌握作为主要方面，有助于实现连锁保护。

因此，机组的电气系统纳入DCS控制，要求控制系统具有很高的可靠性。除了能够进行一般的启动和停止，对于异常问题的显现和控制的数据也要精确显示。并给出可行的操作意见，以及意外控制办法，使电气系统控制处于科学、有效、合理的情况之中。

2.常规ECS系统功能有待提高

目前，大多数电厂和DCS厂家所实现的ECS控制功能主要局限在以下几个方面：

（1）监视部分

发电机――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，220V直流系统和UPS电源系统，电气公用系统，所控电气设备开关、闸刀的状态监视；中央信号及事故报警，事故记录及追忆功能。

（2）控制部分

发电机――变压器组单元电气一次设备的控制、联锁，发电机程序起停，ASS的投切；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；电气接地系统管理；220kV断路器、隔离开关的控制。

应该说在传统的DCS系统中对电气量的监视、控制非常有限，特别对于电气专门的智能装置来说，信息的提取量就更加少，使得设备之间配合不好，对于运行工作人员，很难在监视器上得到这样的信息。某些时候，只有采用充足的电流和电压，将其变速，将部分模拟量采集进DCS系统；或者采用硬接线的方式接入DCS系统，使系统复杂、投资增加和资源浪费。

这几年，电气设备向着小型，功能增多，内容数据不断增大的情况发展。电气专用设备制造厂家，如国电南瑞、国电南自、北京四方、许继电气、东大金智等厂家，纷纷推出了双CPU（或三CPU）、智能型、带现场总线接口的高可靠性能的产品。加之这些厂家也推出了自主知识产权的电气综合自动化系统，使ECS功能扩展，让电气进行综合，并且，要确保电气系统，其运行不相互干扰，在硬接线的数量降到最低，未来的发展趋势是全都利用通讯手段作为连接办法。

3.电气综合自动化系统的功能

根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为：

（1）发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。

（2）发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。

（3）发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS（电力系统稳定器）的投退。

（4）220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网。

（5）6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。

（6）380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。

（7）高压启/备变压器控制和操作（2台机共用）。

（8）柴油发电机组和保安电源控制和操作。

（9）直流系统和LPS系统的监视

因为，设备可以看做较为完善，并且，如果都要在DCS里完成工作还不大可能，并且花费较大，所以能够保留，不过，它们和DCS连接，使用硬接线作为控制装置，使用通讯装置来传导自动装置，并能够利用DCS实现事故重现。

4.电气自动化控制系统的设计

（1）集中监控方式

这一监控办法的特征是容易维护，对于控制站，防护等级需求的不高，系统更容易实现设计。但是因为集中式，它的运行办法是把所有的功能综合到一个处理器，完成处理工作，因此，对于处理器来说承受了巨大的工作压力，因为电气设备都是在监控内进行的，如果监控目标不断出现，就会导致主机冗余降低，而电缆随之变多，需要的花费增大，距离较长的电缆，如果产生了干扰情况也会导致系统不稳定。并且，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，因为用于分隔刀闸的在接点位置上暴露出缺陷。使得设备运作异常困难，这样的接线很难完成二次接线，线和线的连接比较复杂，而设备的操作难以实现，使维护工作雪上加霜，并且，存在因为查线以及运动时，因为线的多而复杂产生错误动作的可能。

（2）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，并且，有了丰富的动作指令，对于有智能性质的电气设备，其发展也是十分明显的，这些因素使网络的监控和发电厂之间的关系作出了铺垫。总线监控让设计的目标更明确，针对间隔的差异，在功能上也有不一样的显现，因此，可以作为间隔的状况开展设计。使用这样的监控办法，包含了所有远程监控办法的优势，并且能够降低隔离设备的总数，也包括隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，对于智能设备，应当立马进行装配，如果使用通信线和监控系统之间连接起来，就能省掉许多的控制电缆，使投资节省。

此外，装置与装置间的功能互不干扰，装置和装置的关联是由网络产生的，网络组织比较轻松，使得系统更可靠，更稳定，每一个装置如果发生错误也仅牵连到元件，而不会整体停滞，所以，现场总线监控能够作为以后发电厂网络监控的最好方法。

5.探讨电气自动化控制系统的发展趋势

OPC（OIJEforProcess Control）技术的出现，IEC61131的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，这给计算机带来新的应用目标，电气技术融合性更好，发挥巨大的潜力。这已经进入到一个国际化的时代，并且，在各种控制系统中，使用变得更加广泛，被更多的商家所看重和应用。Pc客户机/服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。

Internet/Intranet技术和多媒体技术在自动化方面，前景非常广阔，企业的管理者使用一般的浏览器，就能完成储存以及提取企业在人员，财务方面的资料。也能够将目前的生产流程作为监控目标，几乎能够马上明确最准确而全面的信息。 虚拟技术以及视频技术作为先进的手段，会给以后的自动化商品，例如人机界面以及维修系统带来最明显的影响。使用对应性较强的软件，对通讯效果以及组合环境的需求更加明显，软件的功能不断加大，并且从某一单纯的设备转移，向集成方向转化。

总的来说，这种控制系统给大家带来新的前景，也使得其出现了新的发展需要，为了实现越来越复杂的需要，就必须考虑电气自动化的发展特征，为此行业挑选适当的人才来促进发展，相关行业因此有了更广阔的就业前景。但是，应当注意，其科技性要求较高，因此专业性也有所提升，在装置的配合内容里，要把自动化和智能化作为工作的前提。推动设备与国际水平相媲美。并创造属于本行业的行业先锋。