杜兵 邯鄲市天海人力資源有限公司(中國船舶重工集團公司第七一八研究所)

在我國社會經(jīng)濟、現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的背景下，電氣控制系統(tǒng)逐步覆蓋工業(yè)生產(chǎn)、交通管理、航空航天等多個領域，并發(fā)揮了重要的作用。在技術持續(xù)更新、新技術不斷出現(xiàn)的情況下，電氣控制系統(tǒng)也逐步向自動化、智能化方向發(fā)展。在這個過程中，針對電氣控制系統(tǒng)的自動化設計尤為重要?；诳茖W、嚴謹、完善的自動化設計，對提升電氣控制系統(tǒng)整體運行效率、穩(wěn)定性和功能實用性，都有重要的作用。

一、電氣控制系統(tǒng)自動化設計的基本原則和思路

在現(xiàn)代電氣自動化控制領域中，關于系統(tǒng)的功能設計，需要充分考慮多方面因素。首先，需要考慮好系統(tǒng)中各個控制單元的運行環(huán)境，評估各類風險，在緊急情況下可以轉為手動控制。所以，系統(tǒng)應當具有跳閘、合閘的基本功能，并且可以實現(xiàn)對系統(tǒng)各個部位運行狀況及數(shù)據(jù)的監(jiān)測、控制，在出現(xiàn)異常情況時還能發(fā)出預警或自動處理?？傮w來講，針對電氣控制系統(tǒng)自動化設計需要按照以下思路進行。

（一）分布式設計。如今相關生產(chǎn)及技術應用活動對電氣控制系統(tǒng)的功能性要求較高，涉及到的系統(tǒng)結構也比較復雜。因此，需要遵循模塊化設計的思路，采用分布式開放結構的設計策略，確保系統(tǒng)中各個保護功能的分布相對獨立，可以對相應的單元進行有效控制。具體來講，在電氣控制系統(tǒng)自動化設計中，要讓每個單元模塊上都均勻分布測量、控制、報警、保護等信號，進而支持該單元按照既定方式和操控指令發(fā)揮作用[1]。

（二）集中式設計。集中立柜結構是現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)中占據(jù)重要地位的部分，其中包含了各個控制模塊，有助于實現(xiàn)對系統(tǒng)的集中控制及保護，并且可以集中收集和處理各類數(shù)據(jù)，進行綜合分析。在基于電氣控制系統(tǒng)的自動化設計環(huán)節(jié)，要使用主控總線對系統(tǒng)進行監(jiān)控，收集相應信號，由監(jiān)控計算機對傳輸信號進行集中控制。

（三）可擴展及兼容性設計。如今社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，人們對各類電氣控制系統(tǒng)的功能性要求在不斷變化。因此，針對電氣控制系統(tǒng)進行自動化設計時，首先要考慮可擴展性的基本需求。也就是說，在系統(tǒng)基本架構、各類模塊的設計中，要充分考慮系統(tǒng)未來應用的容量及功能需求，預留足夠大的可擴展空間。同時，還需要考慮不同系統(tǒng)、卷煎乃至信號格式的兼容性問題。充分分析兼容性，有助于實現(xiàn)用戶功能及系統(tǒng)規(guī)模的擴展優(yōu)化，通過規(guī)范的I/0接口，可以實現(xiàn)用戶對系統(tǒng)模塊的靈活應用。這一切，都將進一步提升電氣控制系統(tǒng)系統(tǒng)的實用性、穩(wěn)定性和應用價值[2]。

二、基于電氣控制系統(tǒng)的自動化設計策略

（一）遠程監(jiān)控模式設計。在電氣控制系統(tǒng)的自動化設計中，為了充分滿足自動化穩(wěn)定運行的基本要求，需要針對性設計遠程控制功能。這不僅有助于節(jié)省大量的電纜、設施安裝成本，還能實現(xiàn)對各個系統(tǒng)的集中控制。目前，電氣控制系統(tǒng)用到的各種現(xiàn)場總線通訊速度普遍較低，可以通過里程監(jiān)控模式，來提升系統(tǒng)訪問速度。但是，電廠電氣部分的通信量較大，所以這種設計模式比較適合中小型系統(tǒng)的監(jiān)控，便于實現(xiàn)對系統(tǒng)的穩(wěn)定自動化監(jiān)控。

（二）集中監(jiān)控模式設計。針對電氣控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能設計，需要充分保證系統(tǒng)運行維護功能的實現(xiàn)。當前，控制站對系統(tǒng)設計的防護要求較低，所以設計環(huán)節(jié)比較簡單。在集中式的監(jiān)控系統(tǒng)結構之中，可以將電氣控制系統(tǒng)所涉及到的模塊通過處理器進行集中控制，對處理器系統(tǒng)性能要求較高。在電氣控制系統(tǒng)自動化設計中，需要對所有涉及到的電氣設備進行全面監(jiān)控，確保各個模塊、系統(tǒng)、元件都受到合理化控制。在如今電氣控制系統(tǒng)規(guī)模越來越大、功能越來越復雜的情況下，投資成本也會提升[3]。但是，如果電纜設計距離過大，會導致信號抗干擾能力被削弱，不利于保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。因此，在系統(tǒng)設計時，需要結合系統(tǒng)的結構特點、功能性需求，進行集中化的設計，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（三）現(xiàn)場總線監(jiān)控設計。在現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)自動化設計中，可以充分結合以太網(wǎng)及現(xiàn)場總線，實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)自動化水平的提升。目前，我國各領域智能化電氣設備的大量出現(xiàn)，加上相關技術的研究取得的成果，給系統(tǒng)自動化設計提供了重要的條件。在實際設計中，可以要求總線監(jiān)控系統(tǒng)具有足夠的針對性，便于在各個間隔時間中實現(xiàn)相應的功能[4]。這種設計方式，可以滿足遠程監(jiān)控的需求，同時可以實現(xiàn)各個系統(tǒng)設備的獨立配置，讓系統(tǒng)形成配置合理、運行穩(wěn)定的自動化功能體系。在智能設備的設計中，要遵循就地安裝的原則，利用監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)綜合通信連接，不僅能縮短控制時間，還能節(jié)省系統(tǒng)成本，降低后期運維難度。系統(tǒng)的監(jiān)控架構中，各個監(jiān)控設備的設計配置應當保持獨立性，設備及系統(tǒng)間通過網(wǎng)絡進行連接?，F(xiàn)場總線設計模式下，系統(tǒng)中一個設備或元件發(fā)生故障，不會對其他設備或整個系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響，可大幅度提升電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

結束語：綜上所述，在當代工業(yè)生產(chǎn)等領域?qū)﹄姎饪刂葡到y(tǒng)自動化水平要求越來越高的情況下，關于電氣控制系統(tǒng)的自動化設計十分重要。相關設計人員需要充分考慮用戶對電氣控制系統(tǒng)的基本要求，在自動化設計中科學應用集中式及分布設計策略，并采用發(fā)展的眼光，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、兼容性和可擴展性。最后，再基于科學的現(xiàn)場總線監(jiān)控設計機制，進一步實現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)的自動化應用，為社會的發(fā)展做出關鍵貢獻。