電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思想

林森

摘 要：近年來，科學技術(shù)不斷進步，計算機技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應用，而電氣自動化控制系統(tǒng)的設計也離不開計算機網(wǎng)絡技術(shù)的合理運用。隨著社會的發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)得到了人們的普遍關(guān)注，自動化控制系統(tǒng)不僅能夠提高工作效率，較少工作錯誤，也能夠節(jié)約人力成本，因此，電氣自動化控制系統(tǒng)的設計對于變電站的發(fā)展有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；控制系統(tǒng)；設計思想；系統(tǒng)功能

一、電氣自動化控制系統(tǒng)的功能與組成

（一）電氣自動化控制系統(tǒng)的功能

電氣自動化控制系統(tǒng)的主要功能是通過對回路線路運行的穩(wěn)定性與安全性進行控制，從而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)若干電子組件的運行進行全面控制，保證設備的穩(wěn)定運行。電氣自動化控制系統(tǒng)的功能主要有：第一，自動控制功能。當電氣自動化控制系統(tǒng)中的某個設備出現(xiàn)故障，則能夠通過自動開關(guān)的作用切斷線路，以此保證線路的安全，因此自動控制功能也成為了電氣自動化控制系統(tǒng)的基本功能。第二，保護功能。在電氣設備的運行過程中會出現(xiàn)各種不可預知的事故或者故障，這是電壓或者電流就回瞬間加大超過設備允許的范圍，這就需要設備具有對故障信號的檢測和對線路自動處理的功能。第三，監(jiān)視功能。自動化控制系統(tǒng)中的變量電是無法用肉眼來衡量的，所以需要借助傳感器的監(jiān)視功能，通過對視聽信號的檢測實現(xiàn)對整個系統(tǒng)變化情況的實時監(jiān)控。第四，測量功能。通過對視聽信號的監(jiān)測能夠判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時也需要專業(yè)的設備對各種信號和參數(shù)進行必要的測量，才能做出科學的調(diào)整決策。

（二）電氣自動化控制系統(tǒng)的組成

電氣自動化控制系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：第一，電源供電回路，為控制系統(tǒng)的運行提供電源。第二，保護回路，一般由熔斷器、穩(wěn)壓組件、繼電器等組件組成，對電氣設備和線路的運行實現(xiàn)保護作用。第三，信號回路，通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將電信號轉(zhuǎn)換為直觀的形式，以此來快速的判斷設備和線路的運行是否處于正常工作狀態(tài)。第四，自動與手動回路。在自動化控制系統(tǒng)中仍然需要手動環(huán)節(jié)的控制作用，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用快速實現(xiàn)自動與手動的切換，能夠促進控制功能的有效發(fā)揮。第五，控制停車回路。在自動化控制系統(tǒng)中，包括啟動設備和制動設備，才能實現(xiàn)能耗制動、倒拉翻轉(zhuǎn)制動等，根據(jù)不同的設備制動需求選擇不同的制動設備。第六，自鎖及閉鎖回路。自鎖是在控制系統(tǒng)啟動以后，電氣設備維持正常工作環(huán)境的狀態(tài)，而閉鎖則是用來保證電氣設備和線路正常運行的穩(wěn)定性和安全性。一般在控制系統(tǒng)中，如果包括兩臺或者兩臺以上的設備，只能實現(xiàn)對一臺設備的自鎖功能。

二、電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思想

（一）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。

（二）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，而電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應于全廠的電氣自動化系統(tǒng)的構(gòu)建。

（三）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(shù)已經(jīng)普遍應用于變電站綜合自動化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運行經(jīng)驗，智能化電氣設備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡控制系統(tǒng)應用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(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/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。

三、探討電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

OPC（OIJEforProcess Control）技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131的頒布，以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應用，使得未來的電氣技術(shù)的結(jié)合，計算機日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個國際化的標準，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。

Pc客戶機/服務器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet技術(shù)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(qū)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(shù)和多媒體技術(shù)在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。企業(yè)的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業(yè)的財務、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對當前生產(chǎn)過程的動態(tài)畫面進行監(jiān)控，在第一時間了解最全面和準確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應用，將對未來的自動化產(chǎn)品，如人機界面和設備維護系統(tǒng)的設計產(chǎn)生直接的影響。相對應的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢正從單一的設備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。

參考文獻

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（作者身份證號碼：211381198905062419）