电气自动化控制系统的设计要点分析

电气自动化控制系统的设计要点分析

依代吐力 ·艾尼

新疆圣雄能源股份有限公司

摘要：随着社会的快速发展，在电气自动化的完善和创新上也有体现，电气自动化的发展使工作量减少，还可以提高工作的质量，节省成本，电气自动化的控制系统对变电站有着重要的作用，电气自动化的发展可以带动电气产业的发展，关系到每个人的生活。因此，本文主要介绍电气自动化实施的一些关键技术点。

关键词：电气；自动化；控制系统；设计要点

　　对于电气自动化技术来说，其行业的最终要求是设计的控制系统对于控制体来说是最优的控制方式，能够实现系统的自我调控，这对电气自动化系统设计时提出了一些关键的要求，例如一些关键参数的选择、控制单元的设置等这些关键环节。

　　1电气自动化技术的应用

　　电气自动化技术的发展史可以说是电力事业得发展史，并随着电力行业的发展而不断的完善，并且推广到其它技术领域中。例如在交通运输领域、机械制造行业等电气自动化技术都有着优异的表现。如今，随着电子产业的不断突破，以它为支撑的电气自动化技术也越来越精确和智能化。电气自动化已经可以将各个领域知识很好的融合，对于我国经济的发展起到了极大的推进作用。特别是对于我国飞速发展的电力行业来说，电气自动化技术对于线路运行的平稳和高效提供了可靠的技术基础。自动化技术运行的模式是根据具系统内部不同部分的不同状态来对控制系统的一些关键参数进行实时调控，来确保系统中各个部件都处于系统的最佳运行状态，保证系统的高效运行。由此可见，电气自动化技术推动了电力行业智能化的进程，也推动了我国工业化水平的进程。

　　2电气自动化系统的设计理念

　　一套电气自动化系统包涵了许多的设计单元和需要考虑的设计参数，不仅仅要做到对各个模块的实时保护调节也要确保在一些紧急情况下可以转换为人工操作，这就是所谓的跳闸和合闸技术，对于控制系统要对每一个环节都能具备监视、调控、报警、处理测量等一系列操作，而这些过程的实现就要求利用先进的计算机技术进行模拟运算和实时调控。

　　2.1集中监控

　　由于一套控制系统中需要控制的对象一般数量较多而且分布不均，这就要求控制系统的设计能够将各个单元的功能集中在一个控制处理器上，来确保对于各个单元实施实时监控，这种设计理念可以避免模块在分块控制显示处理时繁杂的程序设计，简化设计，便于维护，操作简洁。但是这种设计理念存在弊端，比如：若控制的对象功能较多就会超过处理器的处理性能，导致处理器的效率减低；然后这种设计的前提是电力公司对于控制电缆的巨大投入，增加生产成本；最后一点，长距离的电缆会带来一系列的风险，让控制系统的可靠性降低，影响控制系统的控制准确程度。

　　2.2远程监控

　　随着电子信息技术的飞速发展，远程控制技术也在各个行业中崭露头角，因此，在电力控制采用远程监控可以节约线路铺设线路的费用还能降低远距离控制信号传输时的损失风险，这种监控方式的优点在于灵活而且建设简单。但是这种控制方式并不能在电气控制中全部采用，主要原因是现场总线的信号传输效率相比于其他方式低，并且电厂中实时信息量巨大，远程监控无法满足这种需求。因此，远程监控技术适合于小型的监控领域，对于大型的控制系统要慎重采用。

　　2.3现场总线监控

　　日前，以计算机技术为基础的以太网技术在现场总线的控制技术已经日趋成熟，这对电气控制的自动化智能化的实现积累了丰富的经验，给网络技术全面应用于电气行业打下了良好的基础。网络技术为基础的现场总线的控制模式让控制系统的调控更具有针对性，可以在不同的时间段实施不同的控制功能，这中设计可以让控制系统设计变量变为时间间隔，减低设计难度。除此之外，这种控制模式让各个模块相互独立，各个控制单元间通过网络来进行数据传输，是的模块组合样式多变，这就为在某个控制单元出现问题时有其它的控制线路来进行替代，提高控制系统的可靠性。由此可以发现，现场总线技术是未来电力行业的一个重要发展方向。

　　2.4同步断开

　　同步断开技术即为系统在特定的参数值（电力系统中可以是电流或电压）时来确保线路的通断。因此，同步通断技术在电力行业的应用可以有效避免过载对线路造成的损失。目前，电力行业的自动通断开关基本为高压开关，且为机械式开关，开关响应时间长，且较为分散，不能够实现实时响应。

　　3电气自动化技术的设计要点

　　3.1自能化设计

　　电气系统控制的智能化实现是建立在对于电厂数据的实时采集和一些多线编程并行数据参数设计的基础，需要借助一些特定的模块，例如PLC为控制基础的控制系统或者是集中式分散式控制模式等。对于不同的PLC控制模式，都是根据实际的需求来调整，这些调整往往是对于控制参数的改变，智能化控制及时对这些参数改变要能够通过软件来进行实时调整，由此可见智能化实施的关键部分就是能够对控制系统参数实时更改的软件设计。

　　3.2标准化和安全性数

　　电气自动化技术的发展引进了国外的先进技术，同时也就引进了国外的控制标准，因此，这就要求控制系统的对接口要标准化，来确保数据能够实时交流传输。例如对于采用了微软的电力操作系统，就要求是选用IP系统来进行控制。对于企业与企业间的数据交流可以在管理系统和自动控制系统层面上的操作模式选用，来匹配出标准的对接模式。与此同时，对于控制系统的安全性也是关键问题，确保控制系统的安全性也是控制系统发展的一个重要发展方向。

　　3.3规范化统一设计

电气控制系统的规范化设计有利于技术人员对自动化产品进行安装调试运行和后期的维护提供一个良好的模板，这样就为各个控制功能的升级创新提供了一定的技术前提，也能减少产品投入使用的调试周期，减低生产成本。实现控制系统规范化统一设计可以将控制系统和操作系统二者独立，便于客户使用。特别是，设计人员还要提高电气自动化系统的通用性，减少因为环境改变而重新设计控制系统的尴尬处境，通用性规范化设计可以建立完善合理的控制体制，推动电气自动化系统的不断革新。

3.4数据采集模块的设计

　　（1）模拟量数据采集：将采集到的某一周期内的交流电压信号、电流信号通过A/D进行转换，通过运算获取被测电压的有效参数。（2）数字量数据采集：采集断路器运行情况、隔离开关情况、继电器保护信号等。（3）电能量数据采集：采集有功电能、无功电能数据。采集好这三部分数据后，经数据传输块处理后传送至采集系统，实时记录相关数据，并进行上层系统传输，进而进行命令控制，实现模块间互相通讯。

　　3.5数据传输模块的设计

　　以多通道数据传输通道模式为设计基础，负责处理类型、性质、传输目的等参数，并分析处理完成接受的数据，之后将数据传送至相应的平台。设计时还应保证数据质量、传输速度，并使系统能够将数据分类打包，按照要求通过相应通道传送至相应位置。

　　3.6监控系统的设计

　　设计方式主要有集中监控、远程监控和现场总线监控三种。其中，集中监控是把所有功能集中于处理器上。这种方式的缺点是处理器承载大，运行速度会下降，进而造成主机冗余降低、电缆数量增多、可靠性下降、成本增加等问题出现。远程监控与集中监控相比，可靠性、灵活性具有提升，且节省了电缆费用、安装费用，其缺点是通讯量低，不利于大型系统监控，仅适用于小型系统监控。现场总线监控充分利用了以太网、现场总线，针对性强，可依据不同功能进行间隔，结合了远程监控的所有优势，并进一步节省了成本。

　　4结束语

　　如今，我国电气自动控制系统存在着各种问题，我们要对这些问题进行分析探讨，借助外国先进技术，来健全我国的控制系统设计控制模式。遵循着设计的基本原则，不断的推陈出新，提高我国电气自动化技术的水平，通过通用性结构设计来加强和国外先进技术的交流合作，推动我国电气自动化技术的快速发展。

参考文献：

　　[1]电气自动化及其控制系统的发展分析[J]. 赵建宁. 中国战略新兴产业. 2018（40）

　　[2]电气自动化控制系统的应用与分析[J]. 郑佃全. 时代农机. 2018（05）

　　[3]电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J]. 刘仕鹏，孙瑞娟. 现代国企研究. 2017（22）