淺析電氣自動化控制系統(tǒng)的設計與應用

許家晨

（齊魯理工學院）

淺析電氣自動化控制系統(tǒng)的設計與應用

許家晨

（齊魯理工學院）

隨著全球經(jīng)濟的一體化進程的不斷加快，世界經(jīng)濟步入了新知識經(jīng)濟時代，越來越多的高新科學技術(shù)應用于社會各個領(lǐng)域，而電氣自動化控制系統(tǒng)，作為當今時代應用最廣泛的技術(shù)已逐漸被世人所關(guān)注。本文從多個方面對電氣自動控制系統(tǒng)進行分析。

電氣自動化；控制系統(tǒng)；設計思想

在對電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思想進行探討之前，有必要首先了解電氣控制對象的特點和要求，以使研究工作更加具有針對性。在對電氣自動化控制的設計思想的探究基礎(chǔ)上，可以分析得出下一步的發(fā)展趨勢。

1 電氣控制對象的特點和要求

1.1 電氣自動化控制的特點

（1）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。

（2）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。

（3）熱力系統(tǒng)控制處理信息量大，系統(tǒng)復雜，以過程控制為主電氣控制系統(tǒng)主要以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和順序控制為主，連鎖保護較多。

1.2 電氣設備總體配置設計要求

各類電動機及電器元件要照其作用，都有相應裝配位置，在完整的電氣控制系統(tǒng)，要劃分組件，解決組件之間及電氣箱與被控制裝置之間的接線問題。一般分成以下組件：

（1）設備電器組件。拖動電動機與電磁閥、電磁鐵和電磁離合器等各種執(zhí)行元件，及各種檢測元件，如行程開關(guān)及壓力、速度和溫度繼電器等，要安裝于生產(chǎn)設備的設計部位，構(gòu)成設備電器組件。

（2）電器板和電源板組件。接觸器、中間繼電器和時間繼電器等各控制電器，及熔斷器、熱繼電器和過電流繼電器等保護電器，安裝在電氣箱內(nèi)，構(gòu)成一塊或多塊電器板（主板），控制變壓器及整流、濾波元件也安裝在電氣箱，構(gòu)成電源板組件。

（3）控制面板組件。各控制開關(guān)、按鈕、指示燈、指示儀表和經(jīng)常調(diào)節(jié)的電位器等，要安裝在控制臺面板上，構(gòu)成控制面板組件。各組件板和設備電器相互的接線通常采用接線端子板，便于接拆。總體配置設計是以電氣系統(tǒng)的總裝配圖與總接線圖形式表達的，圖中要用示意形式反映電氣箱、電動機組、設備電器等各電氣部件的位置與接線關(guān)系，及走線方式、使用管線要求等。

2 電氣自動化控制體統(tǒng)的功能

控制回路是為了保證主回路線路運行的穩(wěn)定與安全，能夠?qū)崿F(xiàn)某項控制功能的若干個電子組件的組合的電氣設備之一。這種設備要有以下功能：

（1）自動控制功能。對于電氣自動化控制系統(tǒng)，當設備出了故障時，需要開關(guān)自動切斷電路以保障安全，使得具有自動控制功能的電氣操作設備成為必要設備。

（2）保護功能。電氣設備在運行過程中會時常發(fā)生不可預知的故障，電壓或電流以及功率等會超過設備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套能夠檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動處理的保護設備。

（3）監(jiān)視功能。對于控制系統(tǒng)中最重要的自變量電是肉眼看不見的，一臺機器設備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要借助傳感器的各項功能，設置各種視聽信號，對整個系統(tǒng)的實時變化做出監(jiān)控。

（4）測量功能。視聽信號只能定性地表明各設備的工作狀態(tài)，具體的電氣設備的工作情況還需專業(yè)設備測量出線路的各種參數(shù)（如電壓、電流、功率和頻率的大小等）。

3 電氣自動化控制應用

電氣自動化控制的應用涉及到各行各業(yè)，以電廠發(fā)電系統(tǒng)為例，對電氣自動化控制系統(tǒng)應用加以闡明。

3.1 數(shù)據(jù)采集和計算機處理系統(tǒng)

計算機處理系統(tǒng)主要是指以計算機為基礎(chǔ)的處理系統(tǒng)，通常由輸入、輸出、處理三部分組成。在電廠系統(tǒng)中的應用主要包括參數(shù)輸入、參數(shù)顯示、性能計算、報表打印、異常報警、事故序列記錄等，通過對數(shù)據(jù)的一系統(tǒng)操作可以達到對電廠電氣部分的控制。

3.2 汽機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在沒有出現(xiàn)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)之前，我國的汽機控制大多都采用液壓控制系統(tǒng)，隨著技術(shù)的不斷進步，對設備、電氣元件以及電液轉(zhuǎn)換器可靠性也不斷加強。并且，高壓抗燃油伺服機構(gòu)的使用，使得電調(diào)系統(tǒng)能夠和汽機配套設備較好的協(xié)調(diào)，這就達到了對轉(zhuǎn)速、電功率、調(diào)節(jié)級后壓力等的控制。由盤車開始對汽輪發(fā)電機組進行控制，依次經(jīng)過沖轉(zhuǎn)，暖機，升速，閥切換，并網(wǎng)，帶初負荷，加負荷，直到正常發(fā)電。汽機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要參與電網(wǎng)的一次調(diào)頻，并且可以通過電網(wǎng)的調(diào)度去改變負荷。這樣不僅保證了機組的運行安全，而且延長了機組的壽命，此外，還在機組穩(wěn)態(tài)運行的前提下，提高了機組的經(jīng)濟性。

3.3 汽機旁路系統(tǒng)

為了解決汽輪機空載流量與鍋爐最低負荷不一致的矛盾，同時為了保護再熱器回收工質(zhì)，中間再熱式機組應設置旁路系統(tǒng)。其中，旁路控制系統(tǒng)由高/低壓旁路溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和高/低壓旁路壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，各個旁路上都有截止閥，這些個旁路閥門執(zhí)行器就是由電氣自動化控制系統(tǒng)控制，閥門的開度就是根據(jù)系統(tǒng)運行中的力矩及速度大小來確定，并以此來選擇電動還是電液執(zhí)行器。

4 探討電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

OPC（OIJE for Process 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)。

5 結(jié)束語

通過以上的分析，我們可以看出，電氣自動化系統(tǒng)給我們的生活和企業(yè)的生產(chǎn)帶來的影響，在經(jīng)濟全球化的今天，我們更要大力發(fā)展這種高新技術(shù)，才能夠占領(lǐng)更多市場份額。

[1]王紅英.電氣自動化控制系統(tǒng)的可靠性探討[J].科技視界，2014（4）.

[2]許文彬.論電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思想[J].中小企業(yè)管理與科技，2012（9）.

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1004-7344（2016）23-0285-01

2016-7-21