浅析电气自动化控制系统及其的设计

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摘要：近年来，电气自动化控制系统在生活中应用越加广泛，方便生活的同时也使得智能化水平不断提高，能够更加精准的控制仪器设备，并且大容量信息数据传输的实现，也可以依托在不断发展的通讯技术上。可见，电气自动化控制系统在生活中的巨大作用。在现代制造、航天飞行、医学研究以及交通等领域电气自动化控制系统都得到广泛应用，而随着新领域的开发，电气自动化不断地融合进新的因素，诸如智能化系统和大容量的信息输送系统。进一步提高我国在电气自动化领域的科技水平，影响巨大。

关键字：建筑钢结构；设计；工程造价；控制

Abstract: electrical automation and control systems have been widely used in the field of modern manufacturing, space flight, medical research and transportation, with the development of new areas, electrical automation continuous integration into the new factors, such as intelligent systems and large-capacity information delivery systems. Further enhance China's technological level in the field of electrical automation, it has a tremendous impact.Key words: steel construction; design; project cost; control

中图分类号：S24文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）02-

近年来，电气自动化控制系统在生活中应用越加广泛，方便生活的同时也使得智能化水平不断提高，能够更加精准的控制仪器设备，并且大容量信息数据传输的实现，也可以依托在不断发展的通讯技术上。可见，电气自动化控制系统在生活中的巨大作用。在现代制造、航天飞行、医学研究以及交通等领域电气自动化控制系统都得到广泛应用，而随着新领域的开发，电气自动化不断地融合进新的因素，诸如智能化系统和大容量的信息输送系统。进一步提高我国在电气自动化领域的科技水平，影响巨大。

一、电气自动化控制系统的综合功能简述

结合目前常用单元机组的运作模式和电气自动化的控制特点，可以将发电机上某一变压器组同电源等电气控制全部纳入ESC监控模式下。它的综合功效是：形成发变组断路器220kV/500kV的出口，从而隔断开关控制和操作；控制发电组、厂高变以及励磁变压器的保护程序；形成包括启励和灭磁操作以及切换增减磁控制方式的操作组成的发电机的重要励磁系统；同时变组断路器出口将自动形成开关自动化并允许手动操作的同期并网；高压6kV厂用电源的监视及操作、厂用电压快切装置状态的操作、监视及低压自投控制装置；380V的低压厂用电源的系列自投装置控制；允许两台机共用的变压器操作控制程序；保安电源及柴油机组的操作控制程序；监视直流系统及LPS系统。同时，因为电力自动控制系统在发变组的主保护及安全自动装置部分要求必须全部实现在DCS中，目前尚未得到发展，不过值得肯定到是，已经与DCS要扣实现连接，可以通过这一系统进行追忆事故的实现，这也属于通讯信息自动化装置。

二、主要功能

1、自动控制功能。高压和大电流开关设备的体积是很大的，一般都采用操作系统来控制分、合闸，特别是当设备出了故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动控制的电气操作设备，对供电设备进行自动控制。

2、保护功能。电气设备与线路在运行过程中会发生故障，电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备。

3、监视功能。电是眼睛看不见的，一台设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需要设置各种视听信号，如灯光和音响等，对一次设备进行电气监视。

4、测量功能。灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电)，如果想定量地知道电气设备的工作情况，还需要有各种仪表测量设备，测量线路的各种参数，如电压、电流、频率和功率的大小等。

在设备操作与监视当中，传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代，但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这也都是电路实现微机自动化控制的基础。

三、电气自动化控制系统组成

1、电源供电回路。供电回路的供电电源有AC380V和220V等多种。

2、保护回路。保护(辅助)回路的工作电源有单相220、36V或直流220、24V等多种，对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护，由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。

3、信号回路。能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路，如不同颜色的信号灯，不同声响的音响设备等。

4、自动与手动问路。电气设备为了提高工作效率，一般都设有自动环节，但在安装、调试及紧急事故的处理中，控制线路中还需要设置手动环节，通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换。

5、制动停车回路。切断电路的供电电源，并采取某些制动措施，使电动机迅速停车的控制环节，如能耗制动、电源反接制动，倒拉反接制动和再生发电制动等。

6、自锁及闭锁同路。启动按钮松开后，线路保持通电，电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节，如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件，为了保证设备运行的安全与可靠，只能一台通电启动，另一台不能通电启动的保护环节，叫闭锁环节。如两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。

四、电气自动化控制系统的设计思想

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，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

3．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，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展， 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。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/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。

五、探讨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职能的独立从而分散系统危险实现系统运行的安全可靠；开放性的系统结构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。未来的发展趋势中，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。

参考文献：

[1]周艳惠.电气自动化控制系统的设计[R].中国新技术新产品.2010年2期.

[2]游池清.浅谈电气自动化控制系统[R].现代经济信息.2009年23期.

[3]徐鹏.电气自动化控制方式的研究[R].科技广场.2009年7期.