電氣自動化控制系統的設計思想

林森

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

關鍵詞：電氣自動化；控制系統；設計思想；系統功能

一、電氣自動化控制系統的功能與組成

（一）電氣自動化控制系統的功能

電氣自動化控制系統的主要功能是通過對回路線路運行的穩定性與安全性進行控制，從而實現對整個系統若干電子組件的運行進行全面控制，保證設備的穩定運行。電氣自動化控制系統的功能主要有：第一，自動控制功能。當電氣自動化控制系統中的某個設備出現故障，則能夠通過自動開關的作用切斷線路，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，監視功能。自動化控制系統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視功能，通過對視聽信號的檢測實現對整個系統變化情況的實時監控。第四，測量功能。通過對視聽信號的監測能夠判斷系統的工作狀態，同時也需要專業的設備對各種信號和參數進行必要的測量，才能做出科學的調整決策。

（二）電氣自動化控制系統的組成

電氣自動化控制系統主要由以下幾個部分組成：第一，電源供電回路，為控制系統的運行提供電源。第二，保護回路，一般由熔斷器、穩壓組件、繼電器等組件組成，對電氣設備和線路的運行實現保護作用。第三，信號回路，通過一定的轉換規則，將電信號轉換為直觀的形式，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。第四，自動與手動回路。在自動化控制系統中仍然需要手動環節的控制作用，通過轉換開關的作用快速實現自動與手動的切換，能夠促進控制功能的有效發揮。第五，控制停車回路。在自動化控制系統中，包括啟動設備和制動設備，才能實現能耗制動、倒拉翻轉制動等，根據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。自鎖是在控制系統啟動以后，電氣設備維持正常工作環境的狀態，而閉鎖則是用來保證電氣設備和線路正常運行的穩定性和安全性。一般在控制系統中，如果包括兩臺或者兩臺以上的設備，只能實現對一臺設備的自鎖功能。

二、電氣自動化控制系統的設計思想

（一）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。

（二）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，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監控，而不適應于全廠的電氣自動化系統的構建。

（三）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，且已經積累了豐富的運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發展，這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了良好的基礎。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/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。

三、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，使得未來的電氣技術的結合，計算機日益發揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個國際化的標準，正被各大控制系統廠商廣泛采納。

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領域有著廣泛的應用前景。企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務、人事等管理數據，也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控，在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用，將對未來的自動化產品，如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響。相對應的軟件結構、通訊能力及易于使用和統一的組態環境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢正從單一的設備轉向集成的系統。

參考文獻

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[3] 薛葵，發電廠電氣監控系統，電力系統裝備，2002（1）：72-73.

（作者身份證號碼：211381198905062419）