發(fā)布時間：2022-07-20 11:25:14
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的電氣自動化控制系統(tǒng)及設計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
電氣自動化控制系統(tǒng)能夠有效提高行業(yè)領域整體的自動化水平，特別是行業(yè)的運行管理水平。并且電氣自動化控制系統(tǒng)可以大大節(jié)省企業(yè)的成本，提高設備、生產(chǎn)線等的可靠性。當前的電氣化自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)在眾多領域嶄露頭角并發(fā)揮重要作用.
一、電氣自動化的現(xiàn)狀
首先，電氣自動化系統(tǒng)信息化。信息技術在縱向和橫向上向電氣自動化進行滲透，縱向上，信息技術從管理層面對業(yè)務數(shù)據(jù)處理進行滲透，利用信息技術可以有效存取財務等管理數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)過程動態(tài)監(jiān)控，實時掌握生產(chǎn)信息并確保信息的全面、完整和準確；橫向上，信息技術對設備、系統(tǒng)等進行滲透，微電子等技術的應用使控制系統(tǒng)、PLC等設備界線從定義明確逐漸變得模糊，而軟件結構、組態(tài)環(huán)境、通訊能力等的作用日益凸顯，網(wǎng)絡、多媒體等技術得到了廣泛應用。
其次，電氣自動化系統(tǒng)使用、維護與檢修簡易化。WindowsNT等已經(jīng)成為實施電氣自動化控制平臺、規(guī)范以及語言的標準，基于Windows的人機界面成為了電氣自動化的主流， 并且基于Windows的控制系統(tǒng)有著靈活、易于集成等優(yōu)勢，也得到了廣泛的應用。采用Windows操作平臺使得電氣自動化系統(tǒng)的使用、維護和檢修更加簡單、方便。
最后，實現(xiàn)分布式控制應用。電氣自動化系統(tǒng)通過串行電纜連接中央控制室、PLC、現(xiàn)場，將工業(yè)計算機、PLC的CPU、遠程I/O站、智能儀表、低壓斷路器、變頻器、馬達啟動器等連接，將現(xiàn)場設備的信息收集到中央控制器。分布式控制應用通過數(shù)字式分支結構的串行連接自動化系統(tǒng)與相關智能設備的雙向傳輸通訊總線，將PLC、現(xiàn)場設備與相應的I/O設備連接起來，使輸入輸出模塊發(fā)揮現(xiàn)場檢查和執(zhí)行的作用。
二、電氣控制對象的特點和要求
電氣控制量與熱工控制量相比在控制要求及運行過程中有著很多不同點，電氣的主要特點表現(xiàn)為：
電氣控制系統(tǒng)相對熱機設備而言控制信息采集量小、對象少，操作頻率低，但強調(diào)快速性、準確性；電氣設備保護自動裝置要求可靠性高，動作速度快；同時對抗干擾要求較高；電氣控制系統(tǒng)(ECS)主要以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和順序控制為主，聯(lián)鎖保護較多。因此，機組的電氣系統(tǒng)納入DCS控制，要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性。除了能實現(xiàn)正常起停和運行操作外，尤其要求能夠實現(xiàn)實時顯示異常運行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并提供相應的操作指導和應急處理措施，保證電氣系統(tǒng)自動控制在最安全合理的工況下工作。
三、電氣自動化控制系統(tǒng)的設計
1.集中監(jiān)控方式
這種監(jiān)控方式優(yōu)點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統(tǒng)設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理速度受到影響。由于電氣設備全部進入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經(jīng)常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。
2.遠程監(jiān)控方式
遠程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費用，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點。由于各種現(xiàn)場總線(如Lonworks總線，CAN總線等)的通訊速度不是很高，所以這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應于大型電氣自動化系統(tǒng)的構建。
3.現(xiàn)場總線監(jiān)控方式
目前，現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等技術的普遍應用和相應運行經(jīng)驗的積累，智能化電氣設備得到了較快的發(fā)展，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)逐漸應用到電氣系統(tǒng)中,現(xiàn)場總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進行設計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/O卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡連接，網(wǎng)絡組態(tài)靈活，使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
綜上所述，隨著智能化、信息化技術的快速發(fā)展，電氣自動化技術將不斷向科技化、信息化、開放化的趨勢發(fā)展，電氣自動化涉及的領域將不斷增多，技術更新將不斷加快，電氣自動化控制技術也將得到快速發(fā)展并不斷完善。
摘要：本文通過介紹電氣自動化系統(tǒng)的功能，探討了目前發(fā)電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的設計理念，展望了未來發(fā)電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。隨著設備智能化水平的不斷提高，使得對現(xiàn)場設備狀況的精確掌握成為可行，加上通訊技術的高速發(fā)展，而為大容量的數(shù)據(jù)傳輸提供了保證。在現(xiàn)代工業(yè)自動化領域里，Pc控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點正在被更廣泛的采用。
關鍵詞：電氣自動化；數(shù)據(jù)傳輸；控制系
一、電氣自動化控制系統(tǒng)的功能
單元機組的運行和電氣控制的特點，應將發(fā)電機一變壓器組和廠內(nèi)用電源等電氣系統(tǒng)的控制全都納入到ECS監(jiān)控中來。其基本功能為：
①發(fā)變組出口斷路器、隔離開關的控制及操作；
②發(fā)變組保護、廠內(nèi)高變保護、勵磁變壓器保護控制；
③發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)的投退；
④開關自動同期并網(wǎng)及手動同期并網(wǎng)；
⑤高壓廠內(nèi)用電源監(jiān)視、操作、廠內(nèi)用電快速切換裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動啟動等；
⑥380V低壓廠內(nèi)用電電源監(jiān)視、操作、低壓設備自投裝置控制；
⑦高壓啟/備變壓器控制和操作；
⑧柴油發(fā)電機組和保護電源控制與操作；
⑨直流系統(tǒng)和LPS系統(tǒng)的監(jiān)視。
二、電氣自動化控制系統(tǒng)的設計理念
1. 集中監(jiān)控方式的優(yōu)缺點
集中監(jiān)控方式是利用一套控制設備（例如計算機）監(jiān)控整個電廠（或變電站）設備。集中監(jiān)控方式適用于控制對象比較少，控制區(qū)域分布不廣的系統(tǒng)。這種監(jiān)控方式優(yōu)點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統(tǒng)設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器中進行處理，處理器的任務相當繁重，處理的速度將受到影響。由于電氣設備全部進入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降，電纜數(shù)量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經(jīng)常不到位，造成設備無法操作。這種接線方式下的二次接線復雜，查線也不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。
2. 遠程監(jiān)控方式的優(yōu)缺點
遠程監(jiān)控方式，又稱四遙（遙信、遙測、遙控、遙調(diào)）監(jiān)控方式，是國內(nèi)早期一種監(jiān)控方式，適用于遠程監(jiān)控偏僻地區(qū)的控制對象。四遙控制方式，不會像集中監(jiān)控方式那樣，某一設備出故障影響整個系統(tǒng)。由于采用四種不同的裝置組成遠程監(jiān)控系統(tǒng)，結構復雜，體積龐大，不易擴展。
3. 分布式監(jiān)控方式
分布式監(jiān)控方式采取多套控制設備（計算機）按功能或按地理位置監(jiān)控電廠（變電站）的不同設備，這些控制設備通過網(wǎng)絡或總線進行通信。目前，已普遍應用于變電站、發(fā)電站等自動化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運行經(jīng)驗。近些年，智能化電氣設備也有了較快的發(fā)展，這些都為分布式監(jiān)控系統(tǒng)應用于發(fā)電站電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎。分布式監(jiān)控方式使系統(tǒng)設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進行設計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡/總線連接，網(wǎng)絡組合靈活，使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的部件，不會導致系統(tǒng)癱瘓。因此，分布式監(jiān)控方式是今后發(fā)電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
三、電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代電氣自動化控制系統(tǒng)普遍采用分層分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)。從管理上分為上下兩層（甚至多層），上位機為管理協(xié)調(diào)層，負責越限報警（顯示器顯示報警、手機短信報警）、調(diào)度優(yōu)化計算、命令下達、遠程通信等高級應用軟件；下位機為執(zhí)行層，負責采集數(shù)據(jù)、執(zhí)行上位機下達的命令。對多層結構系統(tǒng)，更上層是國家調(diào)度中心，通過遠程網(wǎng)查看電站數(shù)據(jù)，下達宏觀調(diào)度計劃。為了提高監(jiān)控設備的可靠性，往往上位機采取雙計算機，甚至多臺計算機，平時每臺計算機承擔各自特定的任務，當某臺計算機故障后，其它計算機承擔其任務。這些上位機通過局域網(wǎng)進行通信，下位機層通過總線進行通信，國調(diào)層通過遠程網(wǎng)進行通信。
我們可以利用電氣自動化來改變現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，節(jié)約有效的資源，降低成本費用，以此來獲得更好的社會、經(jīng)濟效益。大力發(fā)展電氣傳動自動化技術，可以將我國的電氣化使用提高到一定的水平，縮短與世界大國的發(fā)展距離，實現(xiàn)自主研發(fā)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。規(guī)范我國電氣傳動自動化技術方面的標準，實現(xiàn)規(guī)?；?、規(guī)范化生產(chǎn)。
工業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢就是現(xiàn)代分布式、開放式的信息化。分布式的結構可以保證網(wǎng)絡中建立起獨立的網(wǎng)絡，以實現(xiàn)危險分散，促進系統(tǒng)的正常運行；開放化就是要將系統(tǒng)與外界聯(lián)系，實現(xiàn)各方的網(wǎng)絡連接，提高信息的處理能力；而信息化就是實現(xiàn)設備與網(wǎng)絡技術結合，實現(xiàn)網(wǎng)絡自動化和管控一體化。如今，我們已經(jīng)到了開創(chuàng)電氣自動化的新時代了，實現(xiàn)自主研發(fā)，是我們對未來發(fā)展的展望。同時，將科學發(fā)展觀作為前進的基礎和指導思想，根據(jù)每個地區(qū)的部門的實際情況，實現(xiàn)以人為本的發(fā)展要求，及時發(fā)現(xiàn)問題，總結先進的經(jīng)驗，改變傳統(tǒng)的發(fā)展觀念，尋找一條合適的發(fā)展道路。時刻落實科學發(fā)展觀的理念，把“科學發(fā)展觀”貫徹到改革開放和我國“電氣自動化”進一步實現(xiàn)現(xiàn)代化、國際化和全球化的過程上來。
摘 要：電氣自動化技術的應用為各領域的發(fā)展提供了技術支持，激活了其前進動力。鑒于電氣自動化技術在現(xiàn)代化建設中的重要作用，本文就圍繞電氣自動化控制系統(tǒng)展開探討，分別論述了遠程監(jiān)控、集中監(jiān)控、現(xiàn)場總線監(jiān)控的設計思路，并以電廠發(fā)電應用為例，來就電氣自動化控制系統(tǒng)的實際應用作出說明。意在為電氣自動化控制系統(tǒng)設計及應用的現(xiàn)實開展提供借鑒與支持。
關鍵詞：電氣自動化控制系統(tǒng)；設計；應用；分析
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和科學技術的不斷提升，電氣自動化技術表現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭，在國防、交通、能源、化工、機床、港口、冶金等各個領域得到了廣泛的應用。電氣自動化控制系統(tǒng)作為電氣自動化技術運用的集中體現(xiàn)，在提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益方面性能突出，且正在朝著信息化、開放、分散的方向發(fā)展。因此，就電氣自動化控制系統(tǒng)的設計及應用進行探討就顯得十分必要，對于電氣自動化控制系統(tǒng)的應用優(yōu)化與進一步發(fā)展具有積極的現(xiàn)實意義。
一、電氣自動化控制系統(tǒng)的設計
一般情況下，將電氣自動化控制系統(tǒng)分為以下三種設計形式：遠程監(jiān)控、集中監(jiān)控及現(xiàn)場總線監(jiān)控。其在具體設計中，根據(jù)特性，設計的思路也存在區(qū)別。
首先，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計思路。在使用方面，遠程監(jiān)控系統(tǒng)表現(xiàn)出一定局限性，主要表現(xiàn)在以下方面：通常只對小型電氣系統(tǒng)適用，于全場電氣自動化系統(tǒng)中并不適宜。究其原因，是因為電氣部分存在相對較大的通訊量，而通?，F(xiàn)場總線通訊量則偏低，這就使得遠程監(jiān)控難以滿足相關要求。此外，遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有可靠性高、靈活性強、節(jié)約電纜、節(jié)省安裝費等特性，在實際設計中，在考慮其適用條件的同時，也應將其優(yōu)勢統(tǒng)籌其中，從而達到設計優(yōu)化的目的。
其次，集中監(jiān)控系統(tǒng)的設計思路。集中監(jiān)控系統(tǒng)設計的最主要特點是在一個處理機中集中了系統(tǒng)各個功能，雖然實現(xiàn)了操作、處理、顯示的集中進行，但卻使處理器背負繁重任務，大大影響其自身運行速度。保證運行可靠性是集中監(jiān)控系統(tǒng)設計的關鍵，但在日趨復雜、龐大的自動化系統(tǒng)現(xiàn)實下，單純依靠元器件的無限制提高，來提升系統(tǒng)可靠性，滿足新的需求幾乎是難以實現(xiàn)的。這就要求我們在完成元器件可靠性合理提升的同時，還應把握系統(tǒng)設計，來從根本上保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。此外，在集中監(jiān)控系統(tǒng)的實際設計中，也應綜合考慮其優(yōu)點，即運維便利，對控制站防護的壓球不高，系統(tǒng)設計較易實現(xiàn)。
最后，現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)的設計思路。現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)的設計具有針對性，間隔不同其所發(fā)揮的功能亦存在差異，即要求依據(jù)實際的運行情況和間隔具體功功能來設計現(xiàn)場。相比于遠程監(jiān)控，現(xiàn)場總線監(jiān)控在具備其優(yōu)點的基礎上，還大大減少了對端子柜、模擬量變送器及隔離設備的使用，且智能設備的安裝可就地進行，減少了電纜使用數(shù)量，實現(xiàn)了成本的節(jié)約。同時，對于現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)的設計，應保持其各裝置功能的獨立性，依靠網(wǎng)絡來進行裝置間的靈活連接，從而促進該監(jiān)控系統(tǒng)可靠性和工作效率的大幅度提升。可以說，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)依靠合理的設計表現(xiàn)出諸多特性，是電氣自動化控制系統(tǒng)今后發(fā)展的大方向。
二、電氣自動化控制系統(tǒng)的應用
電氣自動化控制系統(tǒng)的應用十分廣泛，涉及各個領域，本文以電廠發(fā)電應用為例，來對電氣自動化控制系統(tǒng)的實際應用進行說明。
（一）數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)應用
計算機處理系統(tǒng)的基礎為計算機，其組成通常包括輸入、輸出及處理三個部分。該系統(tǒng)在電廠中的應用主要涵蓋了參數(shù)的輸入與顯示、報表打印、性能計算、計錄事故序列、異常報警等，即通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作來實現(xiàn)對電廠電氣部分的有效控制。由于變壓器內(nèi)部組成成分不同，所以各個地方遇到故障時所產(chǎn)生的氣體含量的百分比也是不盡相同的，所以，在運用色譜分析的方法時，我們可以對反應產(chǎn)生的氣體進行分析，根據(jù)氣體的含量，從而推斷出故障的發(fā)生位置。比如，在變壓器內(nèi)部，有的材料在反應之后產(chǎn)生的一氧化碳這種氣體較多，假設這種地方遇到了故障，我們就可以采用色譜分析法，這時會發(fā)現(xiàn)所檢驗的氣體中一氧化碳的含量明顯增加，這時候，我們就可以推斷出是這個地方發(fā)生了故障。這種檢測方法跟以往相比，在效率上有著明顯的提高，因此，被越來越廣泛的應用。在常規(guī)情況下，運用電氣試驗的方法可以相當準確的判斷出變壓器內(nèi)部所存在的故障。但是，在某些情況下，例如變壓器內(nèi)部遇到局部放電，短路等故障時，運用電氣試驗法來檢測故障就顯得比較困難，這時，我們需要將電氣試驗法和色譜分析法結合起來，以到達更加便捷的目的。例如，在變壓器遇到了局部放電的狀況，這時候，我們可以先用色譜分析法進行氣體檢測，從而大致推斷出故障的位置以及故障的類型，然后，在這些數(shù)據(jù)的基礎上，我們可以有目的性的設計電氣試驗的方案，然后就可以迅速的找到故障的類型。將這兩種方法相結合，跟以往的試驗方法相比，顯得非常便捷，這種方法減少了相當多的電氣試驗，極大地提高了檢測變壓器故障的效率。
（二）汽機旁路系統(tǒng)應用
汽機旁路系統(tǒng)的應用是為回收工質，保護再熱器，解決鍋爐最低負荷與汽輪機空載流量不一致情況為初衷的。該系統(tǒng)由高（低）壓旁路壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)與高（低）壓旁路溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)共同組成，并安裝截止閥于各個旁路，電氣自動控制系統(tǒng)的作用就體現(xiàn)在對這些旁路閥門執(zhí)行器的控制上，依據(jù)系統(tǒng)的速度大小和運行力矩來對閥門開度進行確定，進而在電液執(zhí)行器與電動執(zhí)行器的選擇上作出衡量。
（三）電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)應用
液壓控制系統(tǒng)是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的前身，隨著科學技術的不斷發(fā)展，電液轉換器、電氣元件及設備的可靠性穩(wěn)步增強，汽機配套設備同電調(diào)系統(tǒng)間實現(xiàn)較好協(xié)調(diào)，進而發(fā)展成為電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠對調(diào)節(jié)級后壓力、電功率、轉速等進行控制。該系統(tǒng)的應用以盤車為開端，來控制汽輪發(fā)電機組，先后經(jīng)沖轉、升速、并網(wǎng)、加符合等，直至完成正常的發(fā)電。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要作用于電網(wǎng)系統(tǒng)一次跳頻，通過調(diào)度電網(wǎng)來對負荷進行改變。這樣的電氣自動化控制系統(tǒng)應用，不但為機組運行的安全性提供了保障，還確保了機組的長壽命、經(jīng)濟性運行。
（四）協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應用
鍋爐、汽輪機為電廠中兩大關鍵設備，對這兩項設備的控制方式同鍋爐蓄存能力的有效利用密切相關。通通常情況下，電廠內(nèi)會應用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，來作為機、爐的主控制系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的應用，來平衡輸入和輸出間的質量與能量。
（五）機械參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)應用
隨著汽輪發(fā)電機組容量與相應儀表數(shù)量的日益增長，為避免事故的發(fā)生，需要在的汽機運行與啟停中運用大量儀器儀表來對各項機械參數(shù)進行有效監(jiān)控。而同時，此類參數(shù)也在持續(xù)的增多，膨脹量、振動、轉速、偏心度、位移需屬于監(jiān)測量的范疇。而將電氣自動化控制系統(tǒng)應用于汽輪發(fā)電機組當中，便可實現(xiàn)對這些參數(shù)的準確、及時記錄，同時對于機組連鎖保護系統(tǒng)亦能夠起到監(jiān)視保護作用，促進了系統(tǒng)整體安全性的提升。
結語
電氣自動化控制系統(tǒng)對于各領域自動化水平的整體提升發(fā)揮著十分重要的作用，參考上述內(nèi)容，結合實際應用環(huán)境，來實現(xiàn)科學、合理的電氣自動化控制系統(tǒng)設計與應用，從而使其發(fā)揮應有的管理效用。隨著科學技術的不斷發(fā)展和實踐經(jīng)驗的沉淀積累，我們有理由相信，電氣自動化控制系統(tǒng)的前景十分廣闊。
摘要：隨著國家的發(fā)展以及社會的進步，電氣自動化控制系統(tǒng)在各行各業(yè)的生產(chǎn)活動中發(fā)揮著愈加重要的作用。本文闡述了電氣自動化控制系統(tǒng)的設計，并結合當前電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析了電氣自動化系統(tǒng)在各領域中的應用。
關鍵詞： 電氣自動化控制系統(tǒng)設計及應用
前沿
由于社會的不段進步，人們生活質量的不段提高，也使得電氣自動化控制系統(tǒng)在人們?nèi)粘Ｉ钪胁欢蔚谋粡V泛使用，電氣自動化系統(tǒng)不僅給人們帶來了方便，并且也使人們的生活質量有了明顯的提高，通過這個系統(tǒng)我們可以更加準確、有效、科學的對儀器設備進行合理控制，另外，還可以實現(xiàn)大容量信息數(shù)據(jù)的快捷、準確傳輸。顯而易見，電氣自動化控制系統(tǒng)在我們生活中所發(fā)揮的作用非常巨大，并且日益加大。
1、電氣自動化控制系統(tǒng)的設計
電氣自動化控制系統(tǒng)的設計是多種多樣的，且每一種方法都有各自的優(yōu)勢，目前，電氣自動化控制系統(tǒng)的設計主要一下三種：遠程監(jiān)控、集中監(jiān)控、現(xiàn)場總線監(jiān)控。
1.1 遠程監(jiān)控
這種監(jiān)控方式能夠節(jié)約電線、光纜中電量使用、減少了安裝費用，且這種設計方式能夠增加系統(tǒng)的靈活性和可靠性。但是，這種方式也存在一定的缺點，在選擇使用時，它只適合于小的電氣自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)控，并且不適合構建全場電氣自動化系統(tǒng)，由于現(xiàn)場總線的通訊速度不高，而電氣自動化控制系統(tǒng)的電氣部分通訊量不較大，使得遠程監(jiān)控達不到這種要求。
1.2 集中監(jiān)控
這種監(jiān)控方式的運行和維護和其他監(jiān)控方式相比都比較簡單，且這種監(jiān)控方式對控制站系統(tǒng)設計要求較低，而且不需要專門的防護要求。但是，這種監(jiān)控方式也有一定的缺點。由于這種監(jiān)控方式是將系統(tǒng)的所有功能都集中到一個處理器上，那么勢必導致處理器承擔真繁重的任務，使得處理器處理速度下降，而影響機器的整體運行速度。此外，這種監(jiān)控方式要對所有的電氣設備進行監(jiān)控，會導致主機存儲空間不足、電纜數(shù)目會隨之增加，這些都無形中增加了投資的成本，干擾并影響整個系統(tǒng)的可靠性。而且，在這種控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)短路的聯(lián)鎖喝隔離刀閘的鎖閉都是使用硬接線方式。因此，在系統(tǒng)需要進行鎖閉或聯(lián)鎖的時候，輔助接點會出現(xiàn)閉合不到位的現(xiàn)象，這就會造成一些設備無法繼續(xù)正常運作，干擾并影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
1.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控
在電氣自動化控制系統(tǒng)中以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡系技術被廣泛使用，使得智能化、自動化設備也得到了很大的發(fā)展，這些技術都促進了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)在電氣控制系統(tǒng)中的應用。現(xiàn)場總線控制方式也有自己獨特的優(yōu)勢，它不但能夠對電氣控制系統(tǒng)進行針對性的設計，還能夠在不同的時間間隔內(nèi)發(fā)揮不同的功能。此外，這種監(jiān)控方式還可以減少眾多隔離設備和模擬量變送器等，且這種監(jiān)控方式中，每一部分裝置的功能都是相互獨立的，有效的避免了由于一個裝置故障而導致整個系統(tǒng)癱瘓。
2、電氣自動化控制系統(tǒng)的應用
電氣自動化控制系統(tǒng)能夠有效提高行業(yè)領域整體的自動化水平，特別是行業(yè)的運行管理水平。并且電氣自動化控制系統(tǒng)可以大大節(jié)省企業(yè)的成本，提高設備、生產(chǎn)線等的可靠性。當前的電氣自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)在眾多領域嶄露頭角并發(fā)揮重要作用，未來，電氣自動化控制系統(tǒng)也必將有長足的進步和發(fā)展，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟、社會效益。
2.1 監(jiān)控方式集中化
綜合電氣自動控制系統(tǒng)的設計，實現(xiàn)集中監(jiān)控室較簡單的設計方法，對控制站防護的要求一般不高卻可以實現(xiàn)極方便的維護。其特點是把全部的系統(tǒng)功能集中在單一處理器上再進行綜合處理。自然，其缺點十分明顯，全部的設備投入監(jiān)控操作，必然出現(xiàn)因目標對象的增加而增加主機壓力，使電纜投資大幅度增加，而超出最佳距離的電纜也會在一定程度上干擾系統(tǒng)可靠性。并且，通過刀閘隔離實現(xiàn)閉鎖和斷路器聯(lián)鎖而采用的硬接線時常因節(jié)點連接不到位尤其是輔助接點部分，從而使結果并不理想甚至設備無法正常操作。要達到效果理想的目的必須通過二次接線實現(xiàn)，而查線復雜、維護較大，也可能帶來一些不必要的錯誤操作，這樣的方法實際上并不是理想的。
2.2遠程及現(xiàn)場監(jiān)控的同時實現(xiàn)
遠程監(jiān)控系統(tǒng)要求現(xiàn)場總線的通訊速度不能太高，但這樣的方式對電纜和安裝費用的消耗很少，且可靠性、靈活性并存的特殊性，只使用在較小的部分。而與之相反的全場電氣自動化控制系統(tǒng)的構造，則使用現(xiàn)場總線的監(jiān)控方式，電氣自動化控制系統(tǒng)的只能化也有了一定的基礎并逐漸實現(xiàn)和發(fā)展?，F(xiàn)場監(jiān)控的通訊總線是由串行連接的智能設備及自動化系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，這根串行電纜可以有效的鏈接起中央控制室的PC、監(jiān)控軟件、PLC以及CPU，并且，連接遠程的變頻器、儀表及馬達啟動器和低壓斷路器等設備。如此，大量的信息被中央控制器采集上來，達到良好的效果。這相對于遠程監(jiān)控，現(xiàn)場總線的形式更有針對性目標。不同區(qū)域具備不同功能，并且具備遠程監(jiān)控的全部優(yōu)點還補充了那部分不足。不僅降低耗費還使各功能裝置相對獨立、實現(xiàn)網(wǎng)絡連接和其靈活性組態(tài)，并同時提高了系統(tǒng)的可靠性使系統(tǒng)不會因單一裝置出現(xiàn)故障或連接問題而影響整體系統(tǒng)的運作甚至癱瘓。
3、電氣自動化控制系統(tǒng)已逐步滲入到各行各業(yè)中，具體應用主要有以下幾個方面：
3.1 交通領域的應用。
隨著國家的進步以及社會的發(fā)展，交通運輸已成為一項必不可少的元素，交通行業(yè)的飛速發(fā)展離不開電氣自動化控制系統(tǒng)的支持。例如，對地鐵而言，從其內(nèi)部構成的大、小元器件到自動化控制開關，每一處都體現(xiàn)著自動化控制系統(tǒng)的應用。
3.2 工業(yè)生產(chǎn)領域的應用。
隨著我國政治、經(jīng)濟、社會的不斷發(fā)展，各行各業(yè)呈現(xiàn)出了空前的高漲，得到了一定的發(fā)展，工業(yè)是其中發(fā)展較為迅速、成果較為豐富的行業(yè)質疑。如今，隨著生產(chǎn)技術的不斷革新以及生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高的要求不斷提成，工業(yè)領域已逐步實現(xiàn)自動化。工業(yè)領域的自動化使得以較少的人力在較短的時間內(nèi)同時完成多重任務變得可能，而且，由于自動化控制系統(tǒng)的應用，減少了工人在操作過程中的危險系數(shù)，并且在數(shù)量控制方面也更為精準。
3.3 服務領域的應用。
服務行業(yè)雖不直接參與生產(chǎn)活動，但是由于人們對物質生活水平的要求不斷提升，自動化控制系統(tǒng)的應用也逐步廣泛并且在應用要求方面也越發(fā)嚴格。其中，以電子產(chǎn)品為例，現(xiàn)代社會中，人們越來越習慣于非現(xiàn)金結賬，在POS機的應用中就體現(xiàn)著自動化控制系統(tǒng)的應用，此外，電梯、電玩機、自動麻將機等也都是自動化控制系統(tǒng)在服務領域中的應用成果。
4、電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
實際上，電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢應該是分散、開放并具備信息化特征的。分散的結果能保證網(wǎng)絡中每一個模塊只能的獨立從而分散系統(tǒng)危害實現(xiàn)系統(tǒng)運行的安全可靠；開放性的系統(tǒng)結果則是通過外部接口實現(xiàn)內(nèi)外部系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接；信息化則使所有的信息得到綜合分析處理，實現(xiàn)網(wǎng)絡科技與管理的結合、一體化，真正做到電氣自動化控制系統(tǒng)的不斷提升。未來發(fā)展趨勢中，我國企業(yè)還需保證穩(wěn)定的健康發(fā)展，認識不足并不斷的通過高新科技的學習鞏固基礎能力，發(fā)揮創(chuàng)新精神，才能開創(chuàng)出和諧的發(fā)展局面，為工業(yè)自動化的實現(xiàn)做貢獻。
5、結束語
社會的不段進步，人們的生活質量不斷提高，使得電氣自動化控制系統(tǒng)在人們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛使用，電氣自動化控制系統(tǒng)不僅給人們帶來了方便，并且也是人們的生活質量有了明顯的提高，通過這個系統(tǒng)我們可以更加準確、有效、科學的對儀器設備進行合理的控制，另外，還可以實現(xiàn)大容量信息數(shù)據(jù)的快捷、準確傳輸。顯而易見，電氣自動化控制系統(tǒng)在我們生活中所發(fā)揮的作用非常巨大，并且日益增加。
摘 要：隨著技術水平的不斷提高，當下電氣自動化裝置的構思，使得未來這種系統(tǒng)的優(yōu)勢逐步增大。智能化的應用，說明了這種控制系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。智能化的提升，使設備的穩(wěn)定性能夠得到控制，并提高準確度，通訊技術也給大面積的數(shù)據(jù)控制提供了平臺，在工業(yè)自動化領域，基于Pc的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點正在被更多的采納。
關鍵詞：電氣自動化；控制系統(tǒng)；設計
進入21世紀以來，PLC處于自動化控制領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非?？煽康目刂茟谩Ｆ渲饕?，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。
1.電氣控制對象的特點和要求
電氣控制量與熱工控制量相比在控制要求及運行過程中有著很多不同點，電氣的主要特點表現(xiàn)為：
（1）電氣控制系統(tǒng)相對熱機設備而言對信息的掌握不大，目標少，操控次數(shù)少，不過，速度更快，準確度也更高。
（2）電氣設備保護自動裝置對穩(wěn)定性要求更高，更快速，并且，有一定抗干擾的能力。
（3）熱力系統(tǒng)需要大容量來滿足處理信息的需要，并且內(nèi)部情況復雜，過程掌握十分嚴格，對于電控系統(tǒng)（ECS），強調(diào)數(shù)據(jù)提取和順序的掌握作為主要方面，有助于實現(xiàn)連鎖保護。
因此，機組的電氣系統(tǒng)納入DCS控制，要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性。除了能夠進行一般的啟動和停止，對于異常問題的顯現(xiàn)和控制的數(shù)據(jù)也要精確顯示。并給出可行的操作意見，以及意外控制辦法，使電氣系統(tǒng)控制處于科學、有效、合理的情況之中。
2.常規(guī)ECS系統(tǒng)功能有待提高
目前，大多數(shù)電廠和DCS廠家所實現(xiàn)的ECS控制功能主要局限在以下幾個方面：
（1）監(jiān)視部分
發(fā)電機――變壓器組系統(tǒng)，勵磁系統(tǒng)，高、低壓廠用電系統(tǒng)及備用電源系統(tǒng)，220V直流系統(tǒng)和UPS電源系統(tǒng)，電氣公用系統(tǒng)，所控電氣設備開關、閘刀的狀態(tài)監(jiān)視；中央信號及事故報警，事故記錄及追憶功能。
（2）控制部分
發(fā)電機――變壓器組單元電氣一次設備的控制、聯(lián)鎖，發(fā)電機程序起停，ASS的投切；廠用工作電源，高、低壓廠變與高、低壓備變之間的正常切換操作；電氣接地系統(tǒng)管理；220kV斷路器、隔離開關的控制。
應該說在傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)中對電氣量的監(jiān)視、控制非常有限，特別對于電氣專門的智能裝置來說，信息的提取量就更加少，使得設備之間配合不好，對于運行工作人員，很難在監(jiān)視器上得到這樣的信息。某些時候，只有采用充足的電流和電壓，將其變速，將部分模擬量采集進DCS系統(tǒng)；或者采用硬接線的方式接入DCS系統(tǒng)，使系統(tǒng)復雜、投資增加和資源浪費。
這幾年，電氣設備向著小型，功能增多，內(nèi)容數(shù)據(jù)不斷增大的情況發(fā)展。電氣專用設備制造廠家，如國電南瑞、國電南自、北京四方、許繼電氣、東大金智等廠家，紛紛推出了雙CPU（或三CPU）、智能型、帶現(xiàn)場總線接口的高可靠性能的產(chǎn)品。加之這些廠家也推出了自主知識產(chǎn)權的電氣綜合自動化系統(tǒng)，使ECS功能擴展，讓電氣進行綜合，并且，要確保電氣系統(tǒng)，其運行不相互干擾，在硬接線的數(shù)量降到最低，未來的發(fā)展趨勢是全都利用通訊手段作為連接辦法。
3.電氣綜合自動化系統(tǒng)的功能
根據(jù)單元機組的運行和電氣控制的特點，應將發(fā)電機一變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入ECS監(jiān)控。其基本功能為：
（1）發(fā)變組出口220kV/500kV斷路器、隔離開關的控制及操作。
（2）發(fā)變組保護、廠高變保護、勵磁變壓器保護控制。
（3）發(fā)電機勵磁系統(tǒng)。包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）的投退。
（4）220kV/500kV開關自動同期并網(wǎng)及手動同期并網(wǎng)。
（5）6kV高壓廠用電源監(jiān)視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動啟動等。
（6）380V低壓廠用電源監(jiān)視、操作、低壓備自投裝置控制。
（7）高壓啟/備變壓器控制和操作（2臺機共用）。
（8）柴油發(fā)電機組和保安電源控制和操作。
（9）直流系統(tǒng)和LPS系統(tǒng)的監(jiān)視
因為，設備可以看做較為完善，并且，如果都要在DCS里完成工作還不大可能，并且花費較大，所以能夠保留，不過，它們和DCS連接，使用硬接線作為控制裝置，使用通訊裝置來傳導自動裝置，并能夠利用DCS實現(xiàn)事故重現(xiàn)。
4.電氣自動化控制系統(tǒng)的設計
（1）集中監(jiān)控方式
這一監(jiān)控辦法的特征是容易維護，對于控制站，防護等級需求的不高，系統(tǒng)更容易實現(xiàn)設計。但是因為集中式，它的運行辦法是把所有的功能綜合到一個處理器，完成處理工作，因此，對于處理器來說承受了巨大的工作壓力，因為電氣設備都是在監(jiān)控內(nèi)進行的，如果監(jiān)控目標不斷出現(xiàn)，就會導致主機冗余降低，而電纜隨之變多，需要的花費增大，距離較長的電纜，如果產(chǎn)生了干擾情況也會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。并且，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，因為用于分隔刀閘的在接點位置上暴露出缺陷。使得設備運作異常困難，這樣的接線很難完成二次接線，線和線的連接比較復雜，而設備的操作難以實現(xiàn)，使維護工作雪上加霜，并且，存在因為查線以及運動時，因為線的多而復雜產(chǎn)生錯誤動作的可能。
（2）現(xiàn)場總線監(jiān)控方式
目前，對于以太網(wǎng)（Ethernet）、現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡技術已經(jīng)普遍應用于變電站綜合自動化系統(tǒng)中，并且，有了豐富的動作指令，對于有智能性質的電氣設備，其發(fā)展也是十分明顯的，這些因素使網(wǎng)絡的監(jiān)控和發(fā)電廠之間的關系作出了鋪墊?？偩€監(jiān)控讓設計的目標更明確，針對間隔的差異，在功能上也有不一樣的顯現(xiàn)，因此，可以作為間隔的狀況開展設計。使用這樣的監(jiān)控辦法，包含了所有遠程監(jiān)控辦法的優(yōu)勢，并且能夠降低隔離設備的總數(shù)，也包括隔離設備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，對于智能設備，應當立馬進行裝配，如果使用通信線和監(jiān)控系統(tǒng)之間連接起來，就能省掉許多的控制電纜，使投資節(jié)省。
此外，裝置與裝置間的功能互不干擾，裝置和裝置的關聯(lián)是由網(wǎng)絡產(chǎn)生的，網(wǎng)絡組織比較輕松，使得系統(tǒng)更可靠，更穩(wěn)定，每一個裝置如果發(fā)生錯誤也僅牽連到元件，而不會整體停滯，所以，現(xiàn)場總線監(jiān)控能夠作為以后發(fā)電廠網(wǎng)絡監(jiān)控的最好方法。
5.探討電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
OPC（OIJEforProcess Control）技術的出現(xiàn)，IEC61131的頒布，以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應用，這給計算機帶來新的應用目標，電氣技術融合性更好，發(fā)揮巨大的潛力。這已經(jīng)進入到一個國際化的時代，并且，在各種控制系統(tǒng)中，使用變得更加廣泛，被更多的商家所看重和應用。Pc客戶機/服務器體系結構、以太網(wǎng)和Internet技術引發(fā)了電氣自動化的一次又一次革命。正是市場的需求驅動著自動化和IT平臺的融和，電子商務的普及將加速著這一過程。
Internet/Intranet技術和多媒體技術在自動化方面，前景非常廣闊，企業(yè)的管理者使用一般的瀏覽器，就能完成儲存以及提取企業(yè)在人員，財務方面的資料。也能夠將目前的生產(chǎn)流程作為監(jiān)控目標，幾乎能夠馬上明確最準確而全面的信息。 虛擬技術以及視頻技術作為先進的手段，會給以后的自動化商品，例如人機界面以及維修系統(tǒng)帶來最明顯的影響。使用對應性較強的軟件，對通訊效果以及組合環(huán)境的需求更加明顯，軟件的功能不斷加大，并且從某一單純的設備轉移，向集成方向轉化。
總的來說，這種控制系統(tǒng)給大家?guī)硇碌那熬?，也使得其出現(xiàn)了新的發(fā)展需要，為了實現(xiàn)越來越復雜的需要，就必須考慮電氣自動化的發(fā)展特征，為此行業(yè)挑選適當?shù)娜瞬艁泶龠M發(fā)展，相關行業(yè)因此有了更廣闊的就業(yè)前景。但是，應當注意，其科技性要求較高，因此專業(yè)性也有所提升，在裝置的配合內(nèi)容里，要把自動化和智能化作為工作的前提。推動設備與國際水平相媲美。并創(chuàng)造屬于本行業(yè)的行業(yè)先鋒。
