电气自动化控制系统概述及设计

电气自动化控制系统概述及设计

摘要：国民经济的飞速发展是以计算器网络为媒介，以电气自动化远程现场控

制系统为基础的。因此电气自动化控制系统在我国经济发展中有着举足轻重的作用。这几年，我国电气自动化智能发展的势头不可小觑，所以，为了提高电气自

动化系统和设备的控制要求，我们必须做好电气自动化控制的设计，确保其可靠、简单，可操作性强。本文对电气自动化控制系统的简单概述，并从四个方面简单

分析电气自动化控制系统的设计要点。

关键词：电气自动化；控制系统；设计

引言：电气自动化控制系统可以监管电气设备的正常运行，在电气工业发展

中的影响力非常巨大。由于国际电气自动化技术的交流和进一步加深，使得我国

国内大量引进国外先进电气自动化设备，促使我国电气工业技术进入新的征程。

全球电气智能化系统示范工程的形成，大大提高了我国电器工业的影响力。

一、电气自动化控制系统的概述

电气自动化工程是电气信息领域的一门新型学科。它涉及的面非常广泛，小

到电子元器件、开关，大到宇航飞机的研究，都有它的影子。它与人们的生活、

工作以及工业生产密切相关，已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用

于农业、工业、国防等领域，在国民经济中发挥着巨大的作用。现如今信息技术

无论从哪个行业和角度都是向电气自动化控制系统靠拢的，电气自动化控制系统

是通过计算机信息技术来自动控制和监管的系统。它主要是通过串行电缆将工业

计算机、PLC的CPU、远程I/O站、智能仪表、低压断路器、变频器、马达启动

器等连接。将现场计算机设备的信息收集到中央控制器，进行监控，防止监控电

气设备故障或发生危险时及时启动控制装置，阻止设备故障造成更大危害[1]。

二、电气自动化控制系统的设计要点

第一，电气自动化控制系统的设计理念

电气自动化控制系统的主要目的在于监控和掌握整个信息化网络的安全运行

状况，提前预防因为设备故障造成的巨大损失。因此，在电气自动化控制系统的

设计中，首先要考虑的是监控系统的方式。监控系统的设计方式主要分为三种：

集中监控、远程监控和现场总线监控。集中监控主要是将现场所有的电力设备全

部统一由一个系统控制监管，这从成本上大大降低了电力设备的资金投入。对电

气设备的保养和维护更为方便，系统设计简单，控制站的防护要求也就相对较低。但是随着电气控制设备对象的逐渐增多，整个系统的控制集中在中央处理器上，

这对系统处理器来说任务加重，势必会影响整个集中处理器的运行速度，造成主

机系统冗余下降，处理器的可靠性也随之降低等一列的问题。一旦系统主机出现

问题，将引起整个设备系统处于瘫痪状态。远程监控相对于集成监控来说，不但

可以缓解这种系统瘫痪状态的出现，而且还可以节省大量电气设备安装时线缆的

费用，节约了安装成本，同时能够保证数据信息快速、安全的传输[2]。但远程监

控只适用于小系统的场合监管，如果在大型电气自动化控制系统中，远程监控就

不能满足它的监管范围了。现场总线监控设计具有很强的系统针对性，对不同设

备进行监管，它不但具有远程监控系统的所有优点，还有降低整体系统设备安装

过程中成本的优点。整个系统设备装置之间紧紧用网络连接，具有很强的灵活性，相对与其他装置，它的功能都具有相对的独立性和完整性。如果哪个装置出现故障，也不影响系统中其他设备的运行，大大提高了整个系统的可靠性。因此该设

计理念被广泛应用于现代电气自动化工业控制领域。

第二，电气自动化控制系统的组成

电气自动控制系统主要由以下几点组成：电源供电回路、保护回路、信号回路、自动与手动问路、制动停车回路、自锁及封闭同路。为了清楚理解控制系统

的组成，以电源供电回路、制动停车回路和保护回路为例，很多电气设备的供电

以380V交流电和220V交流电作为设备的正常工作电源。驱动工作电源之后，设

备控制系统接收到电源启动信号得以顺利运行，制动停车回路指示制动环节操作，让因为异常故障运行的设备停止运转，保护回路收到保护信号，启动继电器信号

传送，让故障电路段信号终止，正确信号从无故障设备正常传送，整个过程不会

因为故障设备而导致系统运行瘫痪。电气自动化控制系统组成的意义虽然不同，

但其制动系统的目的都是为监管整个系统的正常运行做服务的[3]。科技的快速发

展将推进电气自动化控制系统技术的更新与升级。

第三，电气自动化控制系统的功能

为保证一次设备的可靠与安全，在电气自动化控制系统中需要有许多辅助电

气设备为它服务，能够实现某项控制功能的若干电器组件的组合，称之为控制回路。这些设备需要有以下功能。

（1）自动控制功能。高压和大电流开关设备的体积是很大的，通常采用操作系统来控制分、合闸，若设备出故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动

控制的电气操作设备，对供电设备进行自动控制。

（2）保护功能。电气设备与线路在运行过程中发生故障时，需要一套设备自动检测故障信号并自动调整（切断或者切换等）保护设备。

（3）监视功能。电是无法看见的，一台设备是否带电无法从表面分辨，这就需要设置各种视听信号，如音响和灯光等信号，对一次设备进行电气监视。

（4）测量功能。音响和灯光信号只能定性的表明设备的工作状态（通电或断电），想要更清楚的知道电气设备的工作状态，还需要各种仪表测量设备，测量

线缆的各种参数，如电流、电压、频率和功率的大小等。在设备的操作与监视当中，传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统和电

子组件所取代，但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这

是电路实现微机自动化控制的基础[4]。

第四，电气自动化控制系统的发展前景

目前控制系统一般由电源供电回路等组成，主要使用380V和220V电压进行

系统工作，但是随着计算机OPC技术的更新，它的出现为基于Windows的应用

程序和现场过程控制应用建立了桥梁，推进着电气自动化行业的一次次革命。它

利用电气设备控制系统通过计算网络与其他子网络系统连接，由此产生以电气设

备自动化控制系统为主的系统集成方式。它利用开放协议已达到各相关子系统之

间的联动控制和信息共享，提高处理突发故障的能力，达到节省人力和提高管理

效率的目的。更好地为相关管理机制带来便利，让他们更好的监管新型设备[5]。

这种控制系统模式的出现，将使未来的控制系统不仅局限于监管电气设备，还要

扩展到对未来企业制造过程、人力资源管理范畴，大大促进其工作的顺利进行。

三、结束语

由于计算机信息化的出现，计算机在未来电气自动化技术结合方面发挥着越

来越至关重要的作用。电气自动化控制系统依靠计算机信息网络来监管整个电气

设备的运行状况，让企业领导层通过相关监控视频进行了解和及时掌控生产状况，从而迅速了解和精确掌握生产信息，做好宏观调整和把控。经济与科技的快速发

展带动着电气自动化控制系统踏进新的领域。我们必须要努力预防整个电气自动