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電氣自動化控制系統及設計:電氣自動化控制系統及設計研究

電氣自動化控制系統能夠有效提高行業領域整體的自動化水平，特別是行業的運行管理水平。并且電氣自動化控制系統可以大大節省企業的成本，提高設備、生產線等的可靠性。當前的電氣化自動化控制系統已經在眾多領域嶄露頭角并發揮重要作用.

一、電氣自動化的現狀

首先，電氣自動化系統信息化。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務數據處理進行滲透，利用信息技術可以有效存取財務等管理數據，對生產過程動態監控，實時掌握生產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、系統等進行滲透，微電子等技術的應用使控制系統、PLC等設備界線從定義明確逐漸變得模糊，而軟件結構、組態環境、通訊能力等的作用日益凸顯，網絡、多媒體等技術得到了廣泛應用。

其次，電氣自動化系統使用、維護與檢修簡易化。WindowsNT等已經成為實施電氣自動化控制平臺、規范以及語言的標準，基于Windows的人機界面成為了電氣自動化的主流， 并且基于Windows的控制系統有著靈活、易于集成等優勢，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的使用、維護和檢修更加簡單、方便。

最后，實現分布式控制應用。電氣自動化系統通過串行電纜連接中央控制室、PLC、現場，將工業計算機、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，將現場設備的信息收集到中央控制器。分布式控制應用通過數字式分支結構的串行連接自動化系統與相關智能設備的雙向傳輸通訊總線，將PLC、現場設備與相應的I/O設備連接起來，使輸入輸出模塊發揮現場檢查和執行的作用。

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為：

電氣控制系統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(ECS)主要以數據采集系統和順序控制為主，聯鎖保護較多。因此，機組的電氣系統納入DCS控制，要求控制系統具有很高的可靠性。除了能實現正常起停和運行操作外，尤其要求能夠實現實時顯示異常運行和事故狀態下的各種數據和狀態，并提供相應的操作指導和應急處理措施，保證電氣系統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的設計

1.集中監控方式

這種監控方式優點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統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控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位，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.遠程監控方式

遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用，節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。由于各種現場總線(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監控，而不適應于大型電氣自動化系統的構建。

3.現場總線監控方式

目前，現場總線、以太網等技術的普遍應用和相應運行經驗的積累，智能化電氣設備得到了較快的發展，網絡控制系統逐漸應用到電氣系統中,現場總線監控方式使系統設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，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，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節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，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。

綜上所述，隨著智能化、信息化技術的快速發展，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展并不斷完善。

電氣自動化控制系統及設計:有關電氣自動化控制系統設計理念及發展的思考

摘要：本文通過介紹電氣自動化系統的功能，探討了目前發電廠電氣自動化控制系統的設計理念，展望了未來發電廠電氣自動化控制系統的發展趨勢。隨著設備智能化水平的不斷提高，使得對現場設備狀況的精確掌握成為可行，加上通訊技術的高速發展，而為大容量的數據傳輸提供了保證。在現代工業自動化領域里，Pc控制系統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；數據傳輸；控制系

一、電氣自動化控制系統的功能

單元機組的運行和電氣控制的特點，應將發電機一變壓器組和廠內用電源等電氣系統的控制全都納入到ECS監控中來。其基本功能為：

①發變組出口斷路器、隔離開關的控制及操作；

②發變組保護、廠內高變保護、勵磁變壓器保護控制；

③發電機勵磁系統，包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS(電力系統穩定器)的投退；

④開關自動同期并網及手動同期并網；

⑤高壓廠內用電源監視、操作、廠內用電快速切換裝置的狀態監視、投退、手動啟動等；

⑥380V低壓廠內用電電源監視、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柴油發電機組和保護電源控制與操作；

⑨直流系統和LPS系統的監視。

二、電氣自動化控制系統的設計理念

1. 集中監控方式的優缺點

集中監控方式是利用一套控制設備（例如計算機）監控整個電廠（或變電站）設備。集中監控方式適用于控制對象比較少，控制區域分布不廣的系統。這種監控方式優點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統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控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降，電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位，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. 遠程監控方式的優缺點

遠程監控方式，又稱四遙（遙信、遙測、遙控、遙調）監控方式，是國內早期一種監控方式，適用于遠程監控偏僻地區的控制對象。四遙控制方式，不會像集中監控方式那樣，某一設備出故障影響整個系統。由于采用四種不同的裝置組成遠程監控系統，結構復雜，體積龐大，不易擴展。

3. 分布式監控方式

分布式監控方式采取多套控制設備（計算機）按功能或按地理位置監控電廠（變電站）的不同設備，這些控制設備通過網絡或總線進行通信。目前，已普遍應用于變電站、發電站等自動化系統中，且已經積累了豐富的運行經驗。近些年，智能化電氣設備也有了較快的發展，這些都為分布式監控系統應用于發電站電氣系統奠定了良好的基礎。分布式監控方式使系統設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，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，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節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，裝置之間僅通過網絡/總線連接，網絡組合靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的部件，不會導致系統癱瘓。因此，分布式監控方式是今后發電站計算機監控系統的發展方向。

三、電氣自動化控制系統的發展趨勢

現代電氣自動化控制系統普遍采用分層分布式計算機監控系統。從管理上分為上下兩層（甚至多層），上位機為管理協調層，負責越限報警（顯示器顯示報警、手機短信報警）、調度優化計算、命令下達、遠程通信等高級應用軟件；下位機為執行層，負責采集數據、執行上位機下達的命令。對多層結構系統，更上層是國家調度中心，通過遠程網查看電站數據，下達宏觀調度計劃。為了提高監控設備的可靠性，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進行通信，下位機層通過總線進行通信，國調層通過遠程網進行通信。

我們可以利用電氣自動化來改變現代工業的發展，節約有效的資源，降低成本費用，以此來獲得更好的社會、經濟效益。大力發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展距離，實現自主研發，對國民經濟的發展起著十分重要的作用。規范我國電氣傳動自動化技術方面的標準，實現規模化、規范化生產。

工業電氣自動化的發展趨勢就是現代分布式、開放式的信息化。分布式的結構可以保證網絡中建立起獨立的網絡，以實現危險分散，促進系統的正常運行；開放化就是要將系統與外界聯系，實現各方的網絡連接，提高信息的處理能力；而信息化就是實現設備與網絡技術結合，實現網絡自動化和管控一體化。如今，我們已經到了開創電氣自動化的新時代了，實現自主研發，是我們對未來發展的展望。同時，將科學發展觀作為前進的基礎和指導思想，根據每個地區的部門的實際情況，實現以人為本的發展要求，及時發現問題，總結先進的經驗，改變傳統的發展觀念，尋找一條合適的發展道路。時刻落實科學發展觀的理念，把“科學發展觀”貫徹到改革開放和我國“電氣自動化”進一步實現現代化、國際化和全球化的過程上來。

電氣自動化控制系統及設計:淺談電氣自動化控制系統設計及應用

摘 要：電氣自動化技術的應用為各領域的發展提供了技術支持，激活了其前進動力。鑒于電氣自動化技術在現代化建設中的重要作用，本文就圍繞電氣自動化控制系統展開探討，分別論述了遠程監控、集中監控、現場總線監控的設計思路，并以電廠發電應用為例，來就電氣自動化控制系統的實際應用作出說明。意在為電氣自動化控制系統設計及應用的現實開展提供借鑒與支持。

關鍵詞：電氣自動化控制系統；設計；應用；分析

隨著社會經濟的迅速發展和科學技術的不斷提升，電氣自動化技術表現出強勁的發展勢頭，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作為電氣自動化技術運用的集中體現，在提高系統運行穩定性、生產效率、經濟效益方面性能突出，且正在朝著信息化、開放、分散的方向發展。因此，就電氣自動化控制系統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的應用優化與進一步發展具有積極的現實意義。

一、電氣自動化控制系統的設計

一般情況下，將電氣自動化控制系統分為以下三種設計形式：遠程監控、集中監控及現場總線監控。其在具體設計中，根據特性，設計的思路也存在區別。

首先，遠程監控系統的設計思路。在使用方面，遠程監控系統表現出一定局限性，主要表現在以下方面：通常只對小型電氣系統適用，于全場電氣自動化系統中并不適宜。究其原因，是因為電氣部分存在相對較大的通訊量，而通常現場總線通訊量則偏低，這就使得遠程監控難以滿足相關要求。此外，遠程監控系統具有可靠性高、靈活性強、節約電纜、節省安裝費等特性，在實際設計中，在考慮其適用條件的同時，也應將其優勢統籌其中，從而達到設計優化的目的。

其次，集中監控系統的設計思路。集中監控系統設計的最主要特點是在一個處理機中集中了系統各個功能，雖然實現了操作、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控系統設計的關鍵，但在日趨復雜、龐大的自動化系統現實下，單純依靠元器件的無限制提高，來提升系統可靠性，滿足新的需求幾乎是難以實現的。這就要求我們在完成元器件可靠性合理提升的同時，還應把握系統設計，來從根本上保障系統的穩定運行。此外，在集中監控系統的實際設計中，也應綜合考慮其優點，即運維便利，對控制站防護的壓球不高，系統設計較易實現。

最后，現場總線監控系統的設計思路。現場總線監控系統的設計具有針對性，間隔不同其所發揮的功能亦存在差異，即要求依據實際的運行情況和間隔具體功功能來設計現場。相比于遠程監控，現場總線監控在具備其優點的基礎上，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，減少了電纜使用數量，實現了成本的節約。同時，對于現場總線監控系統的設計，應保持其各裝置功能的獨立性，依靠網絡來進行裝置間的靈活連接，從而促進該監控系統可靠性和工作效率的大幅度提升。可以說，現場總線控制系統依靠合理的設計表現出諸多特性，是電氣自動化控制系統今后發展的大方向。

二、電氣自動化控制系統的應用

電氣自動化控制系統的應用十分廣泛，涉及各個領域，本文以電廠發電應用為例，來對電氣自動化控制系統的實際應用進行說明。

（一）數據操作系統應用

計算機處理系統的基礎為計算機，其組成通常包括輸入、輸出及處理三個部分。該系統在電廠中的應用主要涵蓋了參數的輸入與顯示、報表打印、性能計算、計錄事故序列、異常報警等，即通過系統的數據操作來實現對電廠電氣部分的有效控制。由于變壓器內部組成成分不同，所以各個地方遇到故障時所產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，我們可以對反應產生的氣體進行分析，根據氣體的含量，從而推斷出故障的發生位置。比如，在變壓器內部，有的材料在反應之后產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，這時會發現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部所存在的故障。但是，在某些情況下，例如變壓器內部遇到局部放電，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，在這些數據的基礎上，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）汽機旁路系統應用

汽機旁路系統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。該系統由高（低）壓旁路壓力調節系統與高（低）壓旁路溫度調節系統共同組成，并安裝截止閥于各個旁路，電氣自動控制系統的作用就體現在對這些旁路閥門執行器的控制上，依據系統的速度大小和運行力矩來對閥門開度進行確定，進而在電液執行器與電動執行器的選擇上作出衡量。

（三）電液調節系統應用

液壓控制系統是電液調節系統的前身，隨著科學技術的不斷發展，電液轉換器、電氣元件及設備的可靠性穩步增強，汽機配套設備同電調系統間實現較好協調，進而發展成為電液調節系統，能夠對調節級后壓力、電功率、轉速等進行控制。該系統的應用以盤車為開端，來控制汽輪發電機組，先后經沖轉、升速、并網、加符合等，直至完成正常的發電。電液調節系統主要作用于電網系統一次跳頻，通過調度電網來對負荷進行改變。這樣的電氣自動化控制系統應用，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、經濟性運行。

（四）協調控制系統應用

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，電廠內會應用協調控制系統，來作為機、爐的主控制系統，通過該系統的應用，來平衡輸入和輸出間的質量與能量。

（五）機械參數監控系統應用

隨著汽輪發電機組容量與相應儀表數量的日益增長，為避免事故的發生，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進行有效監控。而同時，此類參數也在持續的增多，膨脹量、振動、轉速、偏心度、位移需屬于監測量的范疇。而將電氣自動化控制系統應用于汽輪發電機組當中，便可實現對這些參數的準確、及時記錄，同時對于機組連鎖保護系統亦能夠起到監視保護作用，促進了系統整體安全性的提升。

結語

電氣自動化控制系統對于各領域自動化水平的整體提升發揮著十分重要的作用，參考上述內容，結合實際應用環境，來實現科學、合理的電氣自動化控制系統設計與應用，從而使其發揮應有的管理效用。隨著科學技術的不斷發展和實踐經驗的沉淀積累，我們有理由相信，電氣自動化控制系統的前景十分廣闊。

電氣自動化控制系統及設計:電氣自動化控制系統設計及應用

摘要：隨著國家的發展以及社會的進步，電氣自動化控制系統在各行各業的生產活動中發揮著愈加重要的作用。本文闡述了電氣自動化控制系統的設計，并結合當前電氣自動化系統的發展現狀分析了電氣自動化系統在各領域中的應用。

關鍵詞： 電氣自動化控制系統設計及應用

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在人們日常生活中不段的被廣泛使用，電氣自動化系統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，還可以實現大容量信息數據的快捷、準確傳輸。顯而易見，電氣自動化控制系統在我們生活中所發揮的作用非常巨大，并且日益加大。

1、電氣自動化控制系統的設計

電氣自動化控制系統的設計是多種多樣的，且每一種方法都有各自的優勢，目前，電氣自動化控制系統的設計主要一下三種：遠程監控、集中監控、現場總線監控。

1.1 遠程監控

這種監控方式能夠節約電線、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的監控，并且不適合構建全場電氣自動化系統，由于現場總線的通訊速度不高，而電氣自動化控制系統的電氣部分通訊量不較大，使得遠程監控達不到這種要求。

1.2 集中監控

這種監控方式的運行和維護和其他監控方式相比都比較簡單，且這種監控方式對控制站系統設計要求較低，而且不需要專門的防護要求。但是，這種監控方式也有一定的缺點。由于這種監控方式是將系統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，這種監控方式要對所有的電氣設備進行監控，會導致主機存儲空間不足、電纜數目會隨之增加，這些都無形中增加了投資的成本，干擾并影響整個系統的可靠性。而且，在這種控制系統中，系統短路的聯鎖喝隔離刀閘的鎖閉都是使用硬接線方式。因此，在系統需要進行鎖閉或聯鎖的時候，輔助接點會出現閉合不到位的現象，這就會造成一些設備無法繼續正常運作，干擾并影響整個系統的穩定性。

1.3 現場總線監控

在電氣自動化控制系統中以太網和現場總線等計算機網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展，這些技術都促進了網絡控制系統在電氣控制系統中的應用。現場總線控制方式也有自己獨特的優勢，它不但能夠對電氣控制系統進行針對性的設計，還能夠在不同的時間間隔內發揮不同的功能。此外，這種監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癱瘓。

2、電氣自動化控制系統的應用

電氣自動化控制系統能夠有效提高行業領域整體的自動化水平，特別是行業的運行管理水平。并且電氣自動化控制系統可以大大節省企業的成本，提高設備、生產線等的可靠性。當前的電氣自動化控制系統已經在眾多領域嶄露頭角并發揮重要作用，未來，電氣自動化控制系統也必將有長足的進步和發展，為企業創造更多的經濟、社會效益。

2.1 監控方式集中化

綜合電氣自動控制系統的設計，實現集中監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極方便的維護。其特點是把全部的系統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，全部的設備投入監控操作，必然出現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可靠性。并且，通過刀閘隔離實現閉鎖和斷路器聯鎖而采用的硬接線時常因節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，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遠程及現場監控的同時實現

遠程監控系統要求現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的構造，則使用現場總線的監控方式，電氣自動化控制系統的只能化也有了一定的基礎并逐漸實現和發展。現場監控的通訊總線是由串行連接的智能設備及自動化系統實現數據的雙向傳輸，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。這相對于遠程監控，現場總線的形式更有針對性目標。不同區域具備不同功能，并且具備遠程監控的全部優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、實現網絡連接和其靈活性組態，并同時提高了系統的可靠性使系統不會因單一裝置出現故障或連接問題而影響整體系統的運作甚至癱瘓。

3、電氣自動化控制系統已逐步滲入到各行各業中，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展，交通運輸已成為一項必不可少的元素，交通行業的飛速發展離不開電氣自動化控制系統的支持。例如，對地鐵而言，從其內部構成的大、小元器件到自動化控制開關，每一處都體現著自動化控制系統的應用。

3.2 工業生產領域的應用。

隨著我國政治、經濟、社會的不斷發展，各行各業呈現出了空前的高漲，得到了一定的發展，工業是其中發展較為迅速、成果較為豐富的行業質疑。如今，隨著生產技術的不斷革新以及生產周期短、生產效率高的要求不斷提成，工業領域已逐步實現自動化。工業領域的自動化使得以較少的人力在較短的時間內同時完成多重任務變得可能，而且，由于自動化控制系統的應用，減少了工人在操作過程中的危險系數，并且在數量控制方面也更為精準。

3.3 服務領域的應用。

服務行業雖不直接參與生產活動，但是由于人們對物質生活水平的要求不斷提升，自動化控制系統的應用也逐步廣泛并且在應用要求方面也越發嚴格。其中，以電子產品為例，現代社會中，人們越來越習慣于非現金結賬，在POS機的應用中就體現著自動化控制系統的應用，此外，電梯、電玩機、自動麻將機等也都是自動化控制系統在服務領域中的應用成果。

4、電氣自動化控制系統的發展趨勢

實際上，電氣自動化控制系統的發展趨勢應該是分散、開放并具備信息化特征的。分散的結果能保證網絡中每一個模塊只能的獨立從而分散系統危害實現系統運行的安全可靠；開放性的系統結果則是通過外部接口實現內外部系統的網絡連接；信息化則使所有的信息得到綜合分析處理，實現網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的不斷提升。未來發展趨勢中，我國企業還需保證穩定的健康發展，認識不足并不斷的通過高新科技的學習鞏固基礎能力，發揮創新精神，才能開創出和諧的發展局面，為工業自動化的實現做貢獻。

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在人們日常生活中廣泛使用，電氣自動化控制系統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，還可以實現大容量信息數據的快捷、準確傳輸。顯而易見，電氣自動化控制系統在我們生活中所發揮的作用非常巨大，并且日益增加。

電氣自動化控制系統及設計:淺談電氣自動化控制系統及設計

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，使得未來這種系統的優勢逐步增大。智能化的應用，說明了這種控制系統未來的發展方向。智能化的提升，使設備的穩定性能夠得到控制，并提高準確度，通訊技術也給大面積的數據控制提供了平臺，在工業自動化領域，基于Pc的控制系統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；設計

進入21世紀以來，PLC處于自動化控制領域的主戰場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非常可靠的控制應用。其主要原因，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，適合于當前工業企業對自動化的需要。

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為：

（1）電氣控制系統相對熱機設備而言對信息的掌握不大，目標少，操控次數少，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）熱力系統需要大容量來滿足處理信息的需要，并且內部情況復雜，過程掌握十分嚴格，對于電控系統（ECS），強調數據提取和順序的掌握作為主要方面，有助于實現連鎖保護。

因此，機組的電氣系統納入DCS控制，要求控制系統具有很高的可靠性。除了能夠進行一般的啟動和停止，對于異常問題的顯現和控制的數據也要精確顯示。并給出可行的操作意見，以及意外控制辦法，使電氣系統控制處于科學、有效、合理的情況之中。

2.常規ECS系統功能有待提高

目前，大多數電廠和DCS廠家所實現的ECS控制功能主要局限在以下幾個方面：

（1）監視部分

發電機――變壓器組系統，勵磁系統，高、低壓廠用電系統及備用電源系統，220V直流系統和UPS電源系統，電氣公用系統，所控電氣設備開關、閘刀的狀態監視；中央信號及事故報警，事故記錄及追憶功能。

（2）控制部分

發電機――變壓器組單元電氣一次設備的控制、聯鎖，發電機程序起停，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；電氣接地系統管理；220kV斷路器、隔離開關的控制。

應該說在傳統的DCS系統中對電氣量的監視、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；或者采用硬接線的方式接入DCS系統，使系統復雜、投資增加和資源浪費。

這幾年，電氣設備向著小型，功能增多，內容數據不斷增大的情況發展。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、帶現場總線接口的高可靠性能的產品。加之這些廠家也推出了自主知識產權的電氣綜合自動化系統，使ECS功能擴展，讓電氣進行綜合，并且，要確保電氣系統，其運行不相互干擾，在硬接線的數量降到最低，未來的發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的功能

根據單元機組的運行和電氣控制的特點，應將發電機一變壓器組和廠用電源等電氣系統的控制都納入ECS監控。其基本功能為：

（1）發變組出口220kV/500kV斷路器、隔離開關的控制及操作。

（2）發變組保護、廠高變保護、勵磁變壓器保護控制。

（3）發電機勵磁系統。包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS（電力系統穩定器）的投退。

（4）220kV/500kV開關自動同期并網及手動同期并網。

（5）6kV高壓廠用電源監視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態監視、投退、手動啟動等。

（6）380V低壓廠用電源監視、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）柴油發電機組和保安電源控制和操作。

（9）直流系統和LPS系統的監視

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實現事故重現。

4.電氣自動化控制系統的設計

（1）集中監控方式

這一監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，系統更容易實現設計。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控內進行的，如果監控目標不斷出現，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，如果產生了干擾情況也會導致系統不穩定。并且，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線，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，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生錯誤動作的可能。

（2）現場總線監控方式

目前，對于以太網（Ethernet）、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中，并且，有了豐富的動作指令，對于有智能性質的電氣設備，其發展也是十分明顯的，這些因素使網絡的監控和發電廠之間的關系作出了鋪墊。總線監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，因此，可以作為間隔的狀況開展設計。使用這樣的監控辦法，包含了所有遠程監控辦法的優勢，并且能夠降低隔離設備的總數，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控系統之間連接起來，就能省掉許多的控制電纜，使投資節省。

此外，裝置與裝置間的功能互不干擾，裝置和裝置的關聯是由網絡產生的，網絡組織比較輕松，使得系統更可靠，更穩定，每一個裝置如果發生錯誤也僅牽連到元件，而不會整體停滯，所以，現場總線監控能夠作為以后發電廠網絡監控的最好方法。

5.探討電氣自動化控制系統的發展趨勢

OPC（OIJEforProcess Control）技術的出現，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，發揮巨大的潛力。這已經進入到一個國際化的時代，并且，在各種控制系統中，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、以太網和Internet技術引發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，企業的管理者使用一般的瀏覽器，就能完成儲存以及提取企業在人員，財務方面的資料。也能夠將目前的生產流程作為監控目標，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，這種控制系統給大家帶來新的前景，也使得其出現了新的發展需要，為了實現越來越復雜的需要，就必須考慮電氣自動化的發展特征，為此行業挑選適當的人才來促進發展，相關行業因此有了更廣闊的就業前景。但是，應當注意，其科技性要求較高，因此專業性也有所提升，在裝置的配合內容里，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。并創造屬于本行業的行業先鋒。