电气自动化控制系统研究与设计

电气自动化控制系统研究与设计

发表时间：2018-08-17T10:09:27.560Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：王斐

[导读] 摘要：近年来，在我国社会经济不断发展的背景下，电气行业的应用技术得到不断的更新换代。

（中国石油庆阳石化公司甘肃庆阳 745000）

摘要：近年来，在我国社会经济不断发展的背景下，电气行业的应用技术得到不断的更新换代。电气属于人们生产生活中的重要部分，随着时代的进步，社会对电气行业的要求逐渐增加，这要求其应积极与新型信息技术相融合，建立并完善电气控制系统，加强系统的自动化设计。同时，应采取正确有效的措施，使系统管理方面的水平和效率得到显著的提高，从而使我国的电气控制系统的自动化程度不断提升，电气行业走上规范化、科学化发展的道路。

关键词：电气控制系统；自动化；系统设计

1电气自动化控制系统的基本概述

1.1 电气自动化控制系统的基本结构

（1）通讯层。通讯层是保证电气自动化控制系统能够正常传输数据信息的关键部分，是整个电气自动化控制系统的中间结构层。在电气自动化控制系统的通讯层设计中需要根据电气自动化控制系统的规模进行合理配置。同时要采用统一的网络协议确保信息传输的稳定性与安全性；（2）监控层。监控层是电气自动化控制系统的重要工作结构，是自动化控制系统发挥功能的核心部分。一般来说，电气自动化控制系统的监控层主要有通讯站、网络设备以及操作员站等。（3）间隔层。电气自动化控制系统的底层就是间隔层，主要功能是对电气自动化控制系统进行保护，并且在操作过程中可以有针对的进行控制操作，主要装置有电动机保护测控装置、发变组的保护装置、低压电源备自投装置以及变压器保护装置等。

1.2 电气自动化控制系统的功能概述

电气自动化控制系统的主要功能：（1）对电厂的变压器组断路器以及保护开关进行控制与操作，及时发现并处理变压器组可能会出现的问题，确保变压器安全。（2）在电力设备出现故障时，电气自动化控制系统会进行警报并自动切断电路，对电力系统进行应急控制。（3）对电厂的高压电源进行实时监控，并对辅助电压的快速切割设备工作进行监控与操作。（4）电气自动化控制系统的其他功能可以提高电力系统运行的稳定性，例如，自动化控制系统的测量功能可以对低电压器件、信号指示设备的工作状态以及其他运行参数进行测量；另外，可以对直流系统的工作进行有效控制等。

2电气自动化控制系统的设计思路分析

2.1 集中监控方式

采用集中监控方式设计电气自动化控制系统，这种方式把系统的各个功能集中在一个处理器上进行处理，方便员工对其运行和维护，降低了对控制站的防护要求，在用这种方式进行设计时，操作较为简单。但是采用集中式设计电气自动化系统也有诸多弊端：首先系统各功能集中在同一处理器，使处理器负担过重，降低了处理速度；其次，这种方式需要电力企业加大投入，增加电缆，从而确保系统对全部设备的监控，使电力生产成本大为增加；最后，远距离的电缆往往带来不利的影响因素，使系统可靠性大为降低，甚至使隔离刀偏离，影响设备的正常运转。

2.2 现场总线监控方式

现场总线控制方式具有适用性强的特点，能够针对不同的间隔实现不同的控制系统的设计和功能的特点。现场总线控制方式具有远程监控的优点的同时，也可以减少设备的使用数量，根据需要可以就地安装智能设备，并且实现与监控系统的直接连接，能够极大的减少电缆的使用数量。另外，总线控制方式下的各个设备是相互独立的，通过网络将各个装置进行连接，具有灵活的组态，这种连接方式有利于维护系统的可靠性，其中任何一个装置发生故障都不会对整个系统的运行产生重大影响，仍然能够保证系统的正常运转。现场总线控制方式也可以说是未来电气自动化控制系统的主要发展方向。

2.3 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临控，而不适应平均于全厂的电气自动化系统的构建。

3电气自动化控制系统的设计关键点

3.1 规范化统一设计

由于电气化控制系统应用于各行各业，它的规范化，标准化是促进设计科学合理的有效手段，为了更好地将控制模块应用于各行各业，在自动化模块设计上要充分实现规范化设计。总结典型的设计思路，从而使典型设计起到部分标准和规范性的作用。PLC 控制系统应用在企业自动化控制中时，同一企业或系统应尽量使用同一机型或同一生产厂家的 PLC，因为这样的 PLC 的接口，标准以及对软件的兼容性要强于不同厂家的 PLC 备件，同时 PLC 外部设备和工具软件还可以共享，降低成本。

3.2 智能化设计

电气自动化控制系统的智能化设计是借助软件模块的设计来实现的。如发电厂电气自动化控制系统的数据采集系统是由多线程在线可编程并行数据参数设计实现，以及 PLC 控制器作为控制系统的单机控制系统，集中控制系统和分布式控制系统等。无论是哪一种的PLC 控制系统，都要根据实际需要，在编辑器内进行自动化参数设置，然后通过操作系统和应用软件对智能化的 PLC 模块进行激活，因此在电气自动化控制系统的设计上，较为重要的一点是软件的设计。

3.3 分布式控制应用目标的实现

电气自动化经由串行的电缆把工业计算机、CPU、智能化仪表、变频器、低压断路器和远程 I/O 等诸多关键设备相连接，并利用中央控制器把设备信息加以收集。分布式控制经串行数字式分支框架，实现智能机械设备的通讯总线和自动化系统的连接，当然也把对应的I/O 设备和现场设备相互连接，力促发挥输入 -输出模块的现场审验和执行的效能。

3.4 加强设备散热防护工作

设备的散热防护做得不好将会影响其可靠性，甚至会造成设备的损坏，导致控制系统的瘫痪。因此，在设备防护中，要注重设备的散热防护，使设备在使用过程中所产生的热量及时排解出去，特别是对于功率较大的设备应在设备上加上散热器，同时在功率大的设备周围