基于計算機技術應用下的電氣自動化控制系統設計

曹梅 柴春蕾 王孝立

西安航天自動化股份有限公司 陜西西安 710065

科技的發展使得機械生產成為生產制造行業的主流方式，而電氣自動化設備在其中的應用，也進一步提高了機械生產效率，統一了產品質量，單位生產效率大大提高，企業生產水平迅速提高。對于電氣自動化控制系統而言，計算機技術的應用使得系統運行更加穩定，能夠全方位監控電氣設備，及時有效處理設備故障，是工業生產的重要發展趨勢。

1 電氣自動化控制系統設計概述

1.1 特點

例如精度高、頻率低等，其能夠使電氣自動化設備更加安全可靠，也能夠影響社會管理和系統防護工作。相對于傳統機械設備系統而言，該系統在設計時設計者需要以設計特點為中心進行設計，設計原則包括可靠，靈活和適應，遵循設計原則，確保設計系統能夠滿足使用需求，并與不斷發展的計算機技術相符合，使系統應用范圍得以拓展，將系統應用價值充分發揮出來[1]。

1.2 方式

電氣自動化控制系統設計方式相對完善，主要包括以下三種。

（1）集中監控。開放式一般應用在生產系統自我檢修過程中，其實幾種系統功能在同一個中央處理器中。可以提高信息處理速度，但是系統的監控對象比較少。

（2）遠程監控。該方式屬于現代電器自動化生產要求之一，其連接了監控雙方計算器，監控方能夠對被監控方計算機隨時控制，實現遠程操作，靈活高效。

（3）總線監控。該方式是基于現場總線發展起來的，在變電站中廣泛應用，其具有遠程監控作用和針對性，能夠使電氣自動化控制系統更加完善性。

2 計算機技術基礎上電氣自動化控制系統設計

2.1 控制系統

（1）FCS控制。FCS控制是采用雙向傳輸信息方式，以一對多的方式提高了數據精確度，能夠準確檢測電氣設備運行情況。但是設計時，需要注意FCS系統缺陷，例如傳輸速度慢、無法與多個設備連接、缺乏統一協議等問題，同時，該系統與智能儀表無法直接連接，需要其他輔助系統結合保證系統功能穩定。

（2）電器負荷自動化控制。該控制系統屬于電網構架常用控制體系，通過監控管理電氣符合可以確保電網運行正常。隨著居民用電與工業用電需求量逐漸增加，傳統線電方式無法滿足當前的電力需求，對于這一現象，電力部門開始應用電氣復合自動化控制系統，使電力負荷實現自動化控制，進而實現一體化電力負荷管理和配電管理[2]。

（3）分布式控制。電氣自動化控制系統中，中央處理器是核心裝置，其相對于變頻器，智能儀器等裝置能夠為系統提供高質量的信息，并利用中央處理器統一處理，進而獲取有效信息。系統分布式控制是利用中央處理器來收集數據，進而構成分支框架，利用信息分類，使中央處理器連接不同智能化設備，這樣可以提高智能管控效率。

2.2 通訊系統

電氣自動化控制系統中的通訊系統也是重要組成部分，特別是信息數據資源傳輸時十分迅速準確，占據較大優勢。而在發展過程中，其具有大量終端節點，使得設計難度增大，方式展現也比較復雜。當前，電力部門主要應用的通訊方式包括有線和無線兩種。

（1）有線通訊。該通訊是利用電話線和專線實現的，成本低，但是無法保證整體通信安全可靠。因此選擇有線通訊方式其所配置的配電終端實時性要求較低。專線通訊方式具有較強的可靠性，安全性，且在配電終端上的實時性要求較高，整體費用高。

（2）無線通訊。無線通訊將普通電臺通訊和高速智能傳電結合起來，其中，普通電臺通訊可以在電機負荷管理和控制中應用，成本低，但是不具有可靠性，對于具有較高可靠性要求的配電終端無法應用。而高速智能傳電通訊方式的信息傳輸速度較高，工作效率也比較高，準確性強，能夠自由選擇路由功能，也能夠自動上報電網運行情況，提高整體安全性，在配電終端中的應用費用較高[3]。

2.3 監控系統

（1）集中監控。集中監控是將電氣自動化控制系統信息數據集中在同一處理器內，統一管理應用信息數據，但是隨著應用需求的變化系統收集處理信息也會隨之擴大，使得系統運行速度下降。在系統監測控制分析過程中，操作過程復雜繁瑣，難度高，電纜數量不斷增加，在主機中占據了更大空間，導致信號傳輸距離產生變動，嚴重影響了整體傳輸率[4]。因此，在設計電氣自動化機動控制系統時，需要全面分析，并對集中監控系統，采取針對性的分析，使整體效率質量提高。

（2）遠程監控。電氣自動化控制系統在電網中的應用對于電網現代化發展具有積極的推動作用，不僅節省了人力成本，也使得電網管控效率和水平提高。也提高了電網服務水平，遠程控制系統設計能夠減少電纜安裝維修費用使電纜運行更加安全可靠，這是電氣自動化控制系統的核心技術[5]。隨著電力工程的逐漸擴大，設備的增加，現有通訊速度與電網實時管控要求已經不相符，需要進一步完善設計，保障信息獲取實時有效，進而促使電網安全運行。

（3）現場總線監控。隨著互聯網和計算機等技術的發展，計算機互聯網技術也處于持續更新和廣泛應用過程中，變電站綜合自動化系統有了較大提升。對于現場總線監控而言，該監控方式不僅具有遠程監控特征，還具有針對性強、輔助設備少等特征。由于不同裝置的設置方式和使用方法不同，因此需要利用互聯網將其連接起來使用，而由于裝置彼此獨立，任何裝置出現問題不會影響其他裝置，可以大大提高系統穩定性和可靠性。總之，現場總線監控在電氣自動化區域發揮著積極的作用，相關研究也十分重要。

綜上所述，將機械技術和計算機技術相結合，能夠實現電氣自動化控制，大多數生產過程都可以利用機械完成。而電氣自動化控制系統的設計應用，則能夠實時動態管控電氣化生產，確保系統設計科學合理能夠為機械自動化生產奠定堅實的基礎。就電力企業而言，其實要牢牢把握科技發展優勢，創新電力生產模式，加大力度改革，實現自動化生產。