發(fā)布時間：2022-07-20 03:13:59
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計研究，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘 要：隨著社會生產(chǎn)規(guī)模的擴大、成產(chǎn)水平的提高而前進的。電氣控制技術(shù)的進步反過來又促進了社會生產(chǎn)力的進一步提高，計算機技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，本文通過介紹電氣綜合自動化系統(tǒng)的功能，討論了目前電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思想，展望了將來電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。設(shè)各智能化水平的提高使得對現(xiàn)場設(shè)備狀況的精確掌握成為可能，通訊技術(shù)的發(fā)展則為大容量的數(shù)據(jù)傳輸提供了平臺。
關(guān)鍵詞：電氣自動化；控制系統(tǒng)；設(shè)計思想；發(fā)展趨勢
0 前言
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動通信技術(shù)的發(fā)展。以及自適應(yīng)控制技術(shù)在電氣控制系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。電氣控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢越來越明顯，加上電氣工程及其自動化專業(yè)是電氣信息領(lǐng)域的一門新興學科，但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在也相對比較成熟，特別是近年來，科學技術(shù)不斷進步，計算機技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而電氣自動化控制系統(tǒng)的計也離不開計算機，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理運用，自動化控制系統(tǒng)得到了人們的普遍關(guān)注，自動化控制系統(tǒng)不僅能夠提高工作效率，較少工作錯誤，也能夠節(jié)約人力成本，因此，電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計對于變電站的發(fā)展有著重要的意義。
1 電氣綜合自動化系統(tǒng)的功能
根據(jù)單元機組的運行和電氣控制的特點，應(yīng)將發(fā)電機一變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入ECS監(jiān)控。其基本功能為：發(fā)變組出口220kV/500kV斷路器 隔離開關(guān)的控制及操作；發(fā)變組保護、廠高變保護、勵磁變壓器保護控制；發(fā)電機勵磁系統(tǒng)；包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)的投退；220kV/500kV開關(guān)自動同期并網(wǎng)及手動同期并網(wǎng)；6kV高壓廠用電源監(jiān)視操作、廠用電壓快切裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動啟動等；380V低壓廠用電源監(jiān)視、操作、低壓備自投裝置控制；高壓啟/備變壓器控制和操作(2臺機共用)；柴油發(fā)電機組和保安電源控制和操作；直流系統(tǒng)和LPS系統(tǒng)的監(jiān)視。
對于發(fā)變組保護等主保護和安全自動裝置，因其設(shè)備已經(jīng)很成熟而且要求全部在DCS中實現(xiàn)其功能尚有一定難度，可能增加相當大的費用，故可以保留。但是它們與DCS間要口求接，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動裝置信息，并可以通過DCS進行事故追憶。
2 電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思想
2.1 集中監(jiān)控方式
這種監(jiān)控方式優(yōu)點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統(tǒng)設(shè)計容易。但由于集中式的主要特點是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務(wù)相當繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無法操作。這種接線的二次接線復(fù)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(fù)雜而造成誤操作的可能性。
2.2 遠程監(jiān)控方式
遠程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費用，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點。由于各種現(xiàn)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(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動化系統(tǒng)的構(gòu)建。
2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控方式
目前，對于以太網(wǎng)(Ethernet) 現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運行經(jīng)驗，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)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(jù)間隔的情況進行設(shè)計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件 模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)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(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
3 探討電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
OPC(OIJEforProcess Control)技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131的頒布，以及 Microsoft 的 Windows平臺的廣泛應(yīng)用，使得未來的電氣技術(shù)的結(jié)合，計算機日益發(fā)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(tǒng)廠商廣泛采納。
Pc客戶機服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet技術(shù)引發(fā)了電氣自動化的一次又一次革命。正是市場的需求驅(qū)動著自動化和IT平臺的融和，電子商務(wù)的普及將加速著這一過程。Internet/Intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業(yè)的財務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對當前生產(chǎn)過程的動態(tài)畫面進行監(jiān)控，在第一時間了解最全面和準確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對未來的自動化產(chǎn)品，如人機界面和設(shè)備維護系統(tǒng)的設(shè)計產(chǎn)生直接的影響。相對應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)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(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。
4 結(jié)束語
綜上所述，隨著科學技術(shù)的發(fā)展；電氣工程及其自動化的觸角伸向各行各業(yè)，小到一個開關(guān)的設(shè)計，大到宇航飛機的研究，都有它的身影。，電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密地結(jié)合在一起，各種監(jiān)控方式都離不開計算機技術(shù)的應(yīng)用。因此，各企業(yè)在電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)該充分重視計算機技術(shù)，促進自動化控制系統(tǒng)功能的不斷提高。
摘 要：伴隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，電氣自動化技術(shù)得到了很大程度的發(fā)展，特別是科學技術(shù)水平的進步更使電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展變得突飛猛進，對我國當前的電氣技術(shù)發(fā)展提供有力支撐。隨著經(jīng)濟全球化的快速發(fā)展，國際間的交流日益頻繁，國際上領(lǐng)先的電氣技術(shù)逐漸進入我國市場，這給我國電氣行業(yè)帶來機遇的同時也帶來了挑戰(zhàn)，我國必須重視對我國電氣自動化空寂系統(tǒng)的設(shè)計，這樣才能夠促進我國電氣事業(yè)的發(fā)展。文章就對此內(nèi)容進行了相關(guān)闡述，供大家參考。
關(guān)鍵詞：電氣自動化控制系統(tǒng)；電氣技術(shù)；系統(tǒng)設(shè)計；設(shè)計思路
隨著國際市場的不斷擴大，我國的電氣市場發(fā)展空間也在不斷增大。伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)在我國各行業(yè)中的作用越來越突出。要想保證電氣自動化技術(shù)的快速發(fā)展并被廣泛應(yīng)用，我們必須對電氣技術(shù)的功能和組成有深入的了解，并能夠掌握電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計，這樣才能夠保證電氣技術(shù)滿足當前生產(chǎn)的需要，使自身功能得到很好的應(yīng)用，進而促進我國各行業(yè)的發(fā)展。
1 電氣自動化控制系統(tǒng)的功能與組成
1.1 電氣自動化控制系統(tǒng)的功能
結(jié)合現(xiàn)在電氣自動化控制系統(tǒng)與現(xiàn)在常用的單元機組運行模式的控制特點，可將電機上的電源及其中某變壓器等控制全都歸入ESC控制模式下。它的功能是：形成發(fā)變組斷路器220kv/500kv出口，阻斷開關(guān)的操作和控制；控制廠髙變、勵磁變壓器和發(fā)電組的保護程序，形成發(fā)電機的重要勵磁系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要由滅磁和啟勵操作及切換減磁控制方式的操作組成；這時變組斷路器的出口將會自主形成自動化開關(guān)并卻允許手動操作的同時并；高壓6千伏廠用電源的操作及監(jiān)視、廠用電壓快速卻換裝置的操作、低壓自動控制及監(jiān)視裝置；低壓380伏廠用電源的系列裝置控制；兩臺機可以共同使用的變壓器操作控制程序；柴油機組合保安電源的操作控制程序；監(jiān)視LPS系統(tǒng)和直流系統(tǒng)。同時，電力自動控制系統(tǒng)在發(fā)變組的安全自動裝置部分及主保護要求必須全部實現(xiàn)在DCS中，到目前還沒有得到發(fā)展，不過值得肯定的是，已與DCS要扣實現(xiàn)了連接，可以通過這一系統(tǒng)進行追憶事故的實現(xiàn)，這也屬于通訊信息自動化裝置。主要功能如下：
第一，自動控制功能。在電氣自動化控制系統(tǒng)運行過程中，如果某個設(shè)備出現(xiàn)了問題，那么自動控制功能就會自動切斷電路，進而保證整個控制系統(tǒng)電路的安全，所以這也是該控制系統(tǒng)最為基礎(chǔ)的功能。
第二，保護功能。在電氣設(shè)備的運行過程中會出現(xiàn)各種不可預(yù)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(shè)備允許的范圍，這就需要設(shè)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(jiān)視功能。自動化控制系統(tǒng)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(jiān)視功能，通過對視聽信號的檢測實現(xiàn)對整個系統(tǒng)變化情況的實時監(jiān)控。
第四，測量功能。通過對視聽信號的監(jiān)測能夠判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時也需要專業(yè)的設(shè)備對各種信號和參數(shù)進行必要的測量，才能做出科學的調(diào)整決策。
1.2 電氣自動化控制系統(tǒng)的組成
電氣自動化控制系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：第一，電源供電回路，為控制系統(tǒng)的運行提供電源。第二，保護回路，一般由熔斷器、穩(wěn)壓組件、繼電器等組件組成，對電氣設(shè)備和線路的運行實現(xiàn)保護作用。第三，信號回路，通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將電信號轉(zhuǎn)換為直觀的形式，以此來快速的判斷設(shè)備和線路的運行是否處于正常工作狀態(tài)。第四，自動與手動回路。在自動化控制系統(tǒng)中仍然需要手動環(huán)節(jié)的控制作用，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用快速實現(xiàn)自動與手動的切換，能夠促進控制功能的有效發(fā)揮。第五，控制停車回路。在自動化控制系統(tǒng)中，包括啟動設(shè)備和制動設(shè)備，才能實現(xiàn)能耗制動、倒拉翻轉(zhuǎn)制動等，根據(jù)不同的設(shè)備制動需求選擇不同的制動設(shè)備。第六，自鎖及閉鎖回路。自鎖是在控制系統(tǒng)啟動以后，電氣設(shè)備維持正常工作環(huán)境的狀態(tài)，而閉鎖則是用來保證電氣設(shè)備和線路正常運行的穩(wěn)定性和安全性。一般在控制系統(tǒng)中，如果包括兩臺或者兩臺以上的設(shè)備，只能實現(xiàn)對一臺設(shè)備的自鎖功能。
2 電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路
2.1 集中監(jiān)控方式
這種控制方式最大的有點就是操作起來簡便，而且進行防護設(shè)計方面也相對比較簡單。不過這種控制方法必須把所有設(shè)備的所有功能都集中到一個處理器中，這就容易造成處理器任務(wù)過重，而且一旦處理器發(fā)生故障，那么將會直接影響整個控制系統(tǒng)的正常運行，進而影響生產(chǎn)效率。而且設(shè)備中隔離道閘的操作特別容易受到輔助接點的影響，導(dǎo)致無法正常操作，這樣就會增加維修費用，給企業(yè)帶來更多的生產(chǎn)成本。所以我們應(yīng)該加強對這種控制技術(shù)的了解，在使用的時候也需要進行科學衡量才能夠保證生產(chǎn)順利。
2.2 遠程監(jiān)控方式
這種控制技術(shù)具有很多優(yōu)點，例如，節(jié)約生產(chǎn)成本、可靠性能高、操作比較靈活等等，所以在系統(tǒng)控制方面能夠被廣泛使用。但是這種技術(shù)受到通訊速度的影響，所以在使用這種技術(shù)時，應(yīng)該確定操作設(shè)備能否滿足該技術(shù)通訊速度的要求，而且這種監(jiān)控方式只適合在小型設(shè)備中使用，不能夠用在大型電氣設(shè)備中，這也是我們應(yīng)該注意的問題。
2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控方式
這種方式是當前電氣自動化控制系統(tǒng)中最為常用的控制技術(shù)，在實踐中的應(yīng)用效果十分好，取得了很多成功的經(jīng)驗，為智能電氣設(shè)備的發(fā)展提供了重要借鑒。相比其他控制技術(shù)來說，這種方式的適用性更強，能夠根據(jù)不同的需要選擇最合適的控制系統(tǒng)設(shè)計，給生產(chǎn)帶來更多的便利。由于這種技術(shù)本身就存在監(jiān)控功能，所以不需要很多的使用設(shè)備，只要根據(jù)需要直接安裝相關(guān)的智能設(shè)備，實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)的連接，就能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控，極大地減少電纜的使用數(shù)量，提高了生產(chǎn)效率。此外，這種控制方法中的設(shè)備都是獨立才做的，通過計算機把各個設(shè)備之間相互諒解，不僅能夠很靈活的進行組合，還能夠提高系統(tǒng)運行的可靠性，而且其中任何一個設(shè)備發(fā)生故障都不會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響，保證生產(chǎn)的正常運行。這種技術(shù)也是未來電氣技術(shù)發(fā)展的主要方向，我們應(yīng)該對此深入研究。
3 電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，計算機應(yīng)用技術(shù)的普及，電氣自動化控制技術(shù)在各行各業(yè)中被廣泛應(yīng)用，特別是隨著OPC技術(shù)的誕生，進一步促進了電氣自動化控制技術(shù)和計算機的結(jié)合。未來電氣技術(shù)和計算機技術(shù)的融合將更加緊密，這也是當前以及未來電子商務(wù)的目標。不論從電氣技術(shù)發(fā)展角度來說，還是從計算機技術(shù)發(fā)展角度來看，電氣自動化控制系統(tǒng)必然會隨著時代的進步而進步，同時能夠在不同領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用，使生產(chǎn)率得到很大提升，進一步促進我國經(jīng)濟的發(fā)展，提高我國電氣技術(shù)在國際上的地位。
4 結(jié)束語
綜上所述，文章對當前如何做好電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計工作，旨在能夠促進我國電氣技術(shù)的快速發(fā)展。在進行設(shè)計的過程中，應(yīng)該對設(shè)計中的要點進行全面掌握，根據(jù)不同用途不同需要選擇合適的設(shè)計方案，保證整個電氣自動控制系統(tǒng)額穩(wěn)定運行，這對于我國經(jīng)濟的發(fā)展有重要的促進作用。
摘 要：電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用為各領(lǐng)域的發(fā)展提供了技術(shù)支持，激活了其前進動力。鑒于電氣自動化技術(shù)在現(xiàn)代化建設(shè)中的重要作用，本文就圍繞電氣自動化控制系統(tǒng)展開探討，分別論述了遠程監(jiān)控、集中監(jiān)控、現(xiàn)場總線監(jiān)控的設(shè)計思路，并以電廠發(fā)電應(yīng)用為例，來就電氣自動化控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用作出說明。意在為電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用的現(xiàn)實開展提供借鑒與支持。
關(guān)鍵詞：電氣自動化控制系統(tǒng)；設(shè)計；應(yīng)用；分析
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和科學技術(shù)的不斷提升，電氣自動化技術(shù)表現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭，在國防、交通、能源、化工、機床、港口、冶金等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。電氣自動化控制系統(tǒng)作為電氣自動化技術(shù)運用的集中體現(xiàn)，在提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益方面性能突出，且正在朝著信息化、開放、分散的方向發(fā)展。因此，就電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用進行探討就顯得十分必要，對于電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)化與進一步發(fā)展具有積極的現(xiàn)實意義。
一、電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計
一般情況下，將電氣自動化控制系統(tǒng)分為以下三種設(shè)計形式：遠程監(jiān)控、集中監(jiān)控及現(xiàn)場總線監(jiān)控。其在具體設(shè)計中，根據(jù)特性，設(shè)計的思路也存在區(qū)別。
首先，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思路。在使用方面，遠程監(jiān)控系統(tǒng)表現(xiàn)出一定局限性，主要表現(xiàn)在以下方面：通常只對小型電氣系統(tǒng)適用，于全場電氣自動化系統(tǒng)中并不適宜。究其原因，是因為電氣部分存在相對較大的通訊量，而通常現(xiàn)場總線通訊量則偏低，這就使得遠程監(jiān)控難以滿足相關(guān)要求。此外，遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有可靠性高、靈活性強、節(jié)約電纜、節(jié)省安裝費等特性，在實際設(shè)計中，在考慮其適用條件的同時，也應(yīng)將其優(yōu)勢統(tǒng)籌其中，從而達到設(shè)計優(yōu)化的目的。
其次，集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思路。集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的最主要特點是在一個處理機中集中了系統(tǒng)各個功能，雖然實現(xiàn)了操作、處理、顯示的集中進行，但卻使處理器背負繁重任務(wù)，大大影響其自身運行速度。保證運行可靠性是集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，但在日趨復(fù)雜、龐大的自動化系統(tǒng)現(xiàn)實下，單純依靠元器件的無限制提高，來提升系統(tǒng)可靠性，滿足新的需求幾乎是難以實現(xiàn)的。這就要求我們在完成元器件可靠性合理提升的同時，還應(yīng)把握系統(tǒng)設(shè)計，來從根本上保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。此外，在集中監(jiān)控系統(tǒng)的實際設(shè)計中，也應(yīng)綜合考慮其優(yōu)點，即運維便利，對控制站防護的壓球不高，系統(tǒng)設(shè)計較易實現(xiàn)。
最后，現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思路。現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計具有針對性，間隔不同其所發(fā)揮的功能亦存在差異，即要求依據(jù)實際的運行情況和間隔具體功功能來設(shè)計現(xiàn)場。相比于遠程監(jiān)控，現(xiàn)場總線監(jiān)控在具備其優(yōu)點的基礎(chǔ)上，還大大減少了對端子柜、模擬量變送器及隔離設(shè)備的使用，且智能設(shè)備的安裝可就地進行，減少了電纜使用數(shù)量，實現(xiàn)了成本的節(jié)約。同時，對于現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)保持其各裝置功能的獨立性，依靠網(wǎng)絡(luò)來進行裝置間的靈活連接，從而促進該監(jiān)控系統(tǒng)可靠性和工作效率的大幅度提升?？梢哉f，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)依靠合理的設(shè)計表現(xiàn)出諸多特性，是電氣自動化控制系統(tǒng)今后發(fā)展的大方向。
二、電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用
電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛，涉及各個領(lǐng)域，本文以電廠發(fā)電應(yīng)用為例，來對電氣自動化控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用進行說明。
（一）數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)應(yīng)用
計算機處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)為計算機，其組成通常包括輸入、輸出及處理三個部分。該系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用主要涵蓋了參數(shù)的輸入與顯示、報表打印、性能計算、計錄事故序列、異常報警等，即通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作來實現(xiàn)對電廠電氣部分的有效控制。由于變壓器內(nèi)部組成成分不同，所以各個地方遇到故障時所產(chǎn)生的氣體含量的百分比也是不盡相同的，所以，在運用色譜分析的方法時，我們可以對反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進行分析，根據(jù)氣體的含量，從而推斷出故障的發(fā)生位置。比如，在變壓器內(nèi)部，有的材料在反應(yīng)之后產(chǎn)生的一氧化碳這種氣體較多，假設(shè)這種地方遇到了故障，我們就可以采用色譜分析法，這時會發(fā)現(xiàn)所檢驗的氣體中一氧化碳的含量明顯增加，這時候，我們就可以推斷出是這個地方發(fā)生了故障。這種檢測方法跟以往相比，在效率上有著明顯的提高，因此，被越來越廣泛的應(yīng)用。在常規(guī)情況下，運用電氣試驗的方法可以相當準確的判斷出變壓器內(nèi)部所存在的故障。但是，在某些情況下，例如變壓器內(nèi)部遇到局部放電，短路等故障時，運用電氣試驗法來檢測故障就顯得比較困難，這時，我們需要將電氣試驗法和色譜分析法結(jié)合起來，以到達更加便捷的目的。例如，在變壓器遇到了局部放電的狀況，這時候，我們可以先用色譜分析法進行氣體檢測，從而大致推斷出故障的位置以及故障的類型，然后，在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，我們可以有目的性的設(shè)計電氣試驗的方案，然后就可以迅速的找到故障的類型。將這兩種方法相結(jié)合，跟以往的試驗方法相比，顯得非常便捷，這種方法減少了相當多的電氣試驗，極大地提高了檢測變壓器故障的效率。
（二）汽機旁路系統(tǒng)應(yīng)用
汽機旁路系統(tǒng)的應(yīng)用是為回收工質(zhì)，保護再熱器，解決鍋爐最低負荷與汽輪機空載流量不一致情況為初衷的。該系統(tǒng)由高（低）壓旁路壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)與高（低）壓旁路溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)共同組成，并安裝截止閥于各個旁路，電氣自動控制系統(tǒng)的作用就體現(xiàn)在對這些旁路閥門執(zhí)行器的控制上，依據(jù)系統(tǒng)的速度大小和運行力矩來對閥門開度進行確定，進而在電液執(zhí)行器與電動執(zhí)行器的選擇上作出衡量。
（三）電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用
液壓控制系統(tǒng)是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的前身，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，電液轉(zhuǎn)換器、電氣元件及設(shè)備的可靠性穩(wěn)步增強，汽機配套設(shè)備同電調(diào)系統(tǒng)間實現(xiàn)較好協(xié)調(diào)，進而發(fā)展成為電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)φ{(diào)節(jié)級后壓力、電功率、轉(zhuǎn)速等進行控制。該系統(tǒng)的應(yīng)用以盤車為開端，來控制汽輪發(fā)電機組，先后經(jīng)沖轉(zhuǎn)、升速、并網(wǎng)、加符合等，直至完成正常的發(fā)電。電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要作用于電網(wǎng)系統(tǒng)一次跳頻，通過調(diào)度電網(wǎng)來對負荷進行改變。這樣的電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用，不但為機組運行的安全性提供了保障，還確保了機組的長壽命、經(jīng)濟性運行。
（四）協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)用
鍋爐、汽輪機為電廠中兩大關(guān)鍵設(shè)備，對這兩項設(shè)備的控制方式同鍋爐蓄存能力的有效利用密切相關(guān)。通通常情況下，電廠內(nèi)會應(yīng)用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，來作為機、爐的主控制系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，來平衡輸入和輸出間的質(zhì)量與能量。
（五）機械參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用
隨著汽輪發(fā)電機組容量與相應(yīng)儀表數(shù)量的日益增長，為避免事故的發(fā)生，需要在的汽機運行與啟停中運用大量儀器儀表來對各項機械參數(shù)進行有效監(jiān)控。而同時，此類參數(shù)也在持續(xù)的增多，膨脹量、振動、轉(zhuǎn)速、偏心度、位移需屬于監(jiān)測量的范疇。而將電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于汽輪發(fā)電機組當中，便可實現(xiàn)對這些參數(shù)的準確、及時記錄，同時對于機組連鎖保護系統(tǒng)亦能夠起到監(jiān)視保護作用，促進了系統(tǒng)整體安全性的提升。
結(jié)語
電氣自動化控制系統(tǒng)對于各領(lǐng)域自動化水平的整體提升發(fā)揮著十分重要的作用，參考上述內(nèi)容，結(jié)合實際應(yīng)用環(huán)境，來實現(xiàn)科學、合理的電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用，從而使其發(fā)揮應(yīng)有的管理效用。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和實踐經(jīng)驗的沉淀積累，我們有理由相信，電氣自動化控制系統(tǒng)的前景十分廣闊。
摘要：本文分析了電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計，同事介紹了提高控制設(shè)備可靠性的方法，供大家參考。
關(guān)鍵詞：自動化控制系統(tǒng)；設(shè)計
提高電氣自動化控制設(shè)備的設(shè)計能力以設(shè)計出高可靠性的設(shè)備是我們未來不斷研究和探索的方向，只有在設(shè)計環(huán)節(jié)中提高重視，通過采用各種技術(shù)處理措施，在使用過程中做到按照流程操作、及時維護與保養(yǎng)，才能保證設(shè)備的可靠性，也才會有滿意的成果。
1 電氣控制對象的特點和要求
1.1 電氣控制系統(tǒng)相對熱機設(shè)備而言控制信息采集量小、對象少，操作頻率低，但強調(diào)快速性、準確性。
1.2 電氣設(shè)備保護自動裝置要求可靠性高，動作速度快；同時對抗干擾要求較高。
1.3 熱力系統(tǒng)控制處理信息量大，系統(tǒng)復(fù)雜，以過程控制為主；電氣控制系統(tǒng)（ECS）主要以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和順序控制為主，聯(lián)鎖保護較多。
1.4 自動化的發(fā)展趨勢應(yīng)該是分布式、開放化和信息化。分布式的結(jié)構(gòu)是一種能確保網(wǎng)絡(luò)中每個智能的模塊能夠獨立的工作的網(wǎng)絡(luò)，達到系統(tǒng)危險分散的概念；開放化則是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有與外界的借口，實現(xiàn)系統(tǒng)與外界網(wǎng)絡(luò)的連接；信息化則是使系統(tǒng)信息能夠進行綜合處理能力，與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化和管控一體化。
2 電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思想
2.1 集中監(jiān)控
控制站的防護要求低、運行維護方便以及系統(tǒng)設(shè)計較為容易是集中監(jiān)控方式最大的優(yōu)點，但這也給其帶來了弊端，那就是將控制系統(tǒng)中的各個主要功能都集中到一個處理器中進行運轉(zhuǎn)，使處理器的工作任務(wù)量增加，阻礙了其運行速度，影響工作的效率。當電氣控制設(shè)備全部進入到監(jiān)控狀態(tài)時，隨著被監(jiān)控對象數(shù)量的不斷增加導(dǎo)致的結(jié)果是主機冗余下降、企業(yè)投資增加、電纜數(shù)量增加且長距離的電纜運輸也將在一定程度上影響著控制系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性。因為長距離的電纜查線不方便，也增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性，因此在采用集中監(jiān)控方式時要對上述問題進行很好的處理。
2.2 遠程監(jiān)控
隨著科技的發(fā)展，遠程會議、遠程視頻、遠程監(jiān)控等技術(shù)逐漸成熟，而遠程監(jiān)控方式的運用具有節(jié)約電纜、減少安裝費用的支出、節(jié)約材料、提高了可靠性、組態(tài)較為靈活等優(yōu)勢，但是這種方式并不適合全廠的電氣自動化系統(tǒng)的構(gòu)建，因為其現(xiàn)場總線的通訊速度相對低于其他方式，而且電廠的電器通訊量巨大，因此遠程監(jiān)控方式通常情況下適用于小型的系統(tǒng)監(jiān)控，這是我們在設(shè)計電子自動化控制系統(tǒng)時需要著重注意的地方。
2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控
當前在變電站綜合自動化控制系統(tǒng)中已經(jīng)普遍采用了以太網(wǎng)（Ethernet）、現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而且在多年的實踐摸索中也已經(jīng)積攢了豐富的經(jīng)驗，加上當今智能化研究的進步以及智能化設(shè)備的迅速發(fā)展，都極大的推動了電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展。尤其是現(xiàn)場總線監(jiān)控方式不但可以針對不同的間隔設(shè)定不同的功能，也可以根據(jù)具體的間隔情況進行合理設(shè)計，其還具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)勢，可以大量的減少隔離設(shè)備、模擬量變送器等使用，并且針對于智能化設(shè)備可就地安裝，進而節(jié)省了大量的材料費以及安裝維護工作量，減少了企業(yè)的資本投入，也降低了企業(yè)成本，這是我們在設(shè)計充分加以使用和發(fā)揮其作用的方式。
3 提高控制設(shè)備可靠性的措施
任何電氣控制設(shè)備設(shè)計的再精良也需要穩(wěn)定的可靠性作為支撐，因此要提高控制設(shè)備的可靠性，就需要從實際出發(fā)，對控制設(shè)備的特點，元器件的正確選擇與使用、散熱防護、氣候防護等方面進行詳細的研究，進而采用相應(yīng)的可提高其可靠性的設(shè)計方法，以設(shè)計出合格的產(chǎn)品，具體要求如下：
3.1 電子元器件的選用
元器件是設(shè)備的組成部分，其性能的穩(wěn)定性決定了設(shè)備整體的可靠性，因此在元器件的選擇上要根據(jù)電路性能的要求和工作環(huán)境的條件來選用合適的元器件。選擇時要對關(guān)鍵性的元器件進行質(zhì)量的認定與檢測；嚴格比對同類元器件的型號、規(guī)格、品種以及生產(chǎn)廠商等之間的優(yōu)缺點，以選擇在技術(shù)條件、技術(shù)性能、質(zhì)量等級等均應(yīng)滿足設(shè)備工作和環(huán)境的要求，并留有足夠的余量的元器件。另外，在使用過程中要對元器件表現(xiàn)出來的相關(guān)性能與數(shù)據(jù)進行及時的統(tǒng)計與分析以作為今后選用的依據(jù)。
3.2 電子設(shè)備的環(huán)境保護
電子設(shè)備在使用過程中潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對電子設(shè)備影響很大，輕者降低設(shè)備的靈敏度，重者直接或間接的損壞電子設(shè)備。其中以潮濕因素的影響最大，尤其是在溫度低、濕度大的環(huán)境下，當濕度達到飽和狀態(tài)時就會造成設(shè)備內(nèi)的元器件以及印制電路板上產(chǎn)色和凝露現(xiàn)象，使其性能降低，導(dǎo)致故障的發(fā)生；另外當潮濕空氣侵襲電子設(shè)備時，元器件或材料表面會凝聚一層水膜，并由此滲透到內(nèi)部，進而增加了絕緣材料的導(dǎo)電率，體積電阻率降低，介質(zhì)損耗增加引發(fā)電氣短路、漏電、擊穿等問題，從而造成設(shè)備運行故障。
3.3 嚴格把控設(shè)備的設(shè)計開發(fā)
控制設(shè)備設(shè)計開發(fā)階段是設(shè)備可靠性的關(guān)鍵階段，只有設(shè)計的合理與科學才有可能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，因此此階段，需要仔細研究設(shè)備、元器件、零部件的技術(shù)條件、技術(shù)環(huán)境，以分析出產(chǎn)品的設(shè)計參數(shù)，進而制定出合理的設(shè)計方案；其二，在全面掌握產(chǎn)量設(shè)定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式和產(chǎn)品類型的基礎(chǔ)上，進行綜合、全面的構(gòu)思，設(shè)定出產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。使產(chǎn)品具有良好的操作維修性能和使用性能，以降低設(shè)備的維修費用和使用費用。
3.4 控制設(shè)備的散熱防護
控制設(shè)備的散熱防護是影響設(shè)備運行速度以及穩(wěn)定性的重要因素，溫度對設(shè)備可靠性的影響是不容小覷的，因為電子設(shè)備在運行時會損耗一定功率，是以熱能的形式表現(xiàn)出來的，特點是一些功率較大的元器件在運行中產(chǎn)生的熱能更是相當驚人，此時如果不進行有效的降溫就有可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞。另外當外界環(huán)境溫度較高時，設(shè)備工作時產(chǎn)生的熱能難以散發(fā)出去，也將使設(shè)備溫度升高。在實際工作中對于半導(dǎo)體分立器件要進行一定的散熱處理，而功率低于 100 W 的一般不需要進行散熱；對于功率較大的半導(dǎo)體分立器件應(yīng)加裝散熱器；對熱較為敏感的半導(dǎo)體分立器件在安裝時應(yīng)盡量遠離耗散功率大的元器件，以免造成不必要的影響。
4 結(jié)束語
綜上所述，隨著時代的不斷發(fā)展，電氣自動化已成為一門自動化領(lǐng)域內(nèi)的分支技術(shù)，其內(nèi)容正在不斷成熟和完善。電氣自動化是我國電氣調(diào)度自動化發(fā)展的必然趨勢，文章對電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計以及如何提高控制設(shè)備可靠性進行了分析。
摘要：本文通過介紹電氣自動化系統(tǒng)的功能，探討了目前發(fā)電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計理念，展望了未來發(fā)電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。隨著設(shè)備智能化水平的不斷提高，使得對現(xiàn)場設(shè)備狀況的精確掌握成為可行，加上通訊技術(shù)的高速發(fā)展，而為大容量的數(shù)據(jù)傳輸提供了保證。在現(xiàn)代工業(yè)自動化領(lǐng)域里，Pc控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點正在被更廣泛的采用。
關(guān)鍵詞：電氣自動化；數(shù)據(jù)傳輸；控制系
一、電氣自動化控制系統(tǒng)的功能
單元機組的運行和電氣控制的特點，應(yīng)將發(fā)電機一變壓器組和廠內(nèi)用電源等電氣系統(tǒng)的控制全都納入到ECS監(jiān)控中來。其基本功能為：
①發(fā)變組出口斷路器、隔離開關(guān)的控制及操作；
②發(fā)變組保護、廠內(nèi)高變保護、勵磁變壓器保護控制；
③發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)的投退；
④開關(guān)自動同期并網(wǎng)及手動同期并網(wǎng)；
⑤高壓廠內(nèi)用電源監(jiān)視、操作、廠內(nèi)用電快速切換裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動啟動等；
⑥380V低壓廠內(nèi)用電電源監(jiān)視、操作、低壓設(shè)備自投裝置控制；
⑦高壓啟/備變壓器控制和操作；
⑧柴油發(fā)電機組和保護電源控制與操作；
⑨直流系統(tǒng)和LPS系統(tǒng)的監(jiān)視。
二、電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計理念
1. 集中監(jiān)控方式的優(yōu)缺點
集中監(jiān)控方式是利用一套控制設(shè)備（例如計算機）監(jiān)控整個電廠（或變電站）設(shè)備。集中監(jiān)控方式適用于控制對象比較少，控制區(qū)域分布不廣的系統(tǒng)。這種監(jiān)控方式優(yōu)點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統(tǒng)設(shè)計容易。但由于集中式的主要特點是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器中進行處理，處理器的任務(wù)相當繁重，處理的速度將受到影響。由于電氣設(shè)備全部進入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降，電纜數(shù)量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無法操作。這種接線方式下的二次接線復(fù)雜，查線也不方便，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(fù)雜而造成誤操作的可能性。
2. 遠程監(jiān)控方式的優(yōu)缺點
遠程監(jiān)控方式，又稱四遙（遙信、遙測、遙控、遙調(diào)）監(jiān)控方式，是國內(nèi)早期一種監(jiān)控方式，適用于遠程監(jiān)控偏僻地區(qū)的控制對象。四遙控制方式，不會像集中監(jiān)控方式那樣，某一設(shè)備出故障影響整個系統(tǒng)。由于采用四種不同的裝置組成遠程監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，不易擴展。
3. 分布式監(jiān)控方式
分布式監(jiān)控方式采取多套控制設(shè)備（計算機）按功能或按地理位置監(jiān)控電廠（變電站）的不同設(shè)備，這些控制設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)或總線進行通信。目前，已普遍應(yīng)用于變電站、發(fā)電站等自動化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運行經(jīng)驗。近些年，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為分布式監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電站電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。分布式監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)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(jù)間隔的情況進行設(shè)計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)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(wǎng)絡(luò)/總線連接，網(wǎng)絡(luò)組合靈活，使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的部件，不會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此，分布式監(jiān)控方式是今后發(fā)電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
三、電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代電氣自動化控制系統(tǒng)普遍采用分層分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)。從管理上分為上下兩層（甚至多層），上位機為管理協(xié)調(diào)層，負責越限報警（顯示器顯示報警、手機短信報警）、調(diào)度優(yōu)化計算、命令下達、遠程通信等高級應(yīng)用軟件；下位機為執(zhí)行層，負責采集數(shù)據(jù)、執(zhí)行上位機下達的命令。對多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，更上層是國家調(diào)度中心，通過遠程網(wǎng)查看電站數(shù)據(jù)，下達宏觀調(diào)度計劃。為了提高監(jiān)控設(shè)備的可靠性，往往上位機采取雙計算機，甚至多臺計算機，平時每臺計算機承擔各自特定的任務(wù)，當某臺計算機故障后，其它計算機承擔其任務(wù)。這些上位機通過局域網(wǎng)進行通信，下位機層通過總線進行通信，國調(diào)層通過遠程網(wǎng)進行通信。
我們可以利用電氣自動化來改變現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，節(jié)約有效的資源，降低成本費用，以此來獲得更好的社會、經(jīng)濟效益。大力發(fā)展電氣傳動自動化技術(shù)，可以將我國的電氣化使用提高到一定的水平，縮短與世界大國的發(fā)展距離，實現(xiàn)自主研發(fā)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。規(guī)范我國電氣傳動自動化技術(shù)方面的標準，實現(xiàn)規(guī)?；?、規(guī)范化生產(chǎn)。
工業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢就是現(xiàn)代分布式、開放式的信息化。分布式的結(jié)構(gòu)可以保證網(wǎng)絡(luò)中建立起獨立的網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)危險分散，促進系統(tǒng)的正常運行；開放化就是要將系統(tǒng)與外界聯(lián)系，實現(xiàn)各方的網(wǎng)絡(luò)連接，提高信息的處理能力；而信息化就是實現(xiàn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化和管控一體化。如今，我們已經(jīng)到了開創(chuàng)電氣自動化的新時代了，實現(xiàn)自主研發(fā)，是我們對未來發(fā)展的展望。同時，將科學發(fā)展觀作為前進的基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想，根據(jù)每個地區(qū)的部門的實際情況，實現(xiàn)以人為本的發(fā)展要求，及時發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)先進的經(jīng)驗，改變傳統(tǒng)的發(fā)展觀念，尋找一條合適的發(fā)展道路。時刻落實科學發(fā)展觀的理念，把“科學發(fā)展觀”貫徹到改革開放和我國“電氣自動化”進一步實現(xiàn)現(xiàn)代化、國際化和全球化的過程上來。
