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【摘要】随着我国自动化水平的提高，自动化在电气系统控制中的作用也越来越重要。本文首先探讨了电气控制对象的特点和要求，进而研究了电气自动化控制系统的功能，最后结合控制系统的设计思想，分析了电气自动化控制系统的发展趋势。
【关键词】电气自动化；控制系统；设计思想
中图分类号：F407文献标识码： A
一、前言
在对电气自动化控制系统的设计思想进行探讨之前，有必要首先了解电气控制对象的特点和要求，以使研究工作更加具有针对性。在对电气自动化控制的设计思想的探究基础上，可以分析得出下一步的发展趋势。
二、电气控制对象的特点和要求
1.电气自动化控制的特点
（一）电气控制系统相对热机设备而言控制信息采集量小、对象少,操作频率低,但强调快速性、准确性。
(二)电气设备保护自动装置要求可靠性高,动作速度快;同时对抗干扰要求较高。
(三)热力系统控制处理信息量大,系统复杂,以过程控制为主电气控制系统主要以数据采集系统和顺序控制为主,连锁保护较多。
2.电气设备总体配置设计要求
各类电动机及电器元件要照其作用，都有相应装配位置，在完整的电气控制系统，要划分组件，解决组件之间及电气箱与被控制装置之间的接线问题。一般分成以下组件：
（一）设备电器组件。拖动电动机与电磁阀、电磁铁和电磁离合器等各种执行元件，及各种检测元件，如行程开关及压力、速度和温度继电器等，要安装于生产设备的设计部位，构成设备电器组件。
（二）电器板和电源板组件。接触器、中间继电器和时间继电器等各控制电器，及熔断器、热继电器和过电流继电器等保护电器，安装在电气箱内，构成一块或多块电器板（主板），控制变压器及整流、滤波元件也安装在电气箱，构成电源板组件。
（三）控制面板组件。各控制开关、按钮、指示灯、指示仪表和经常调节的电位器等，要安装在控制台面板上，构成控制面板组件。各组件板和设备电器相互的接线通常采用接线端子板，便于接拆。总体配置设计是以电气系统的总装配图与总接线图形式表达的，图中要用示意形式反映电气箱、电动机组、设备电器等各电气部件的位置与接线关系，及走线方式、使用管线要求等。
三、电气自动化控制系统的功能
我们应对电气自动化系统的功能和组成应进一步深入认识和了解，使其满足现实生活和生产需要。电气自动化控制系统中控制回路的目的主要是确保主回路线路在运行过程中处于稳定和安全的状态，这种方式是通过某个具有控制功能的若干数量的电子组件进行组装的电气设备来完成。此种电气设备主要具备以下几种功能：
1.电气自动化控制系统具有自动控制功能。在发生设备故障的情况时系统中的开关应能自动切断电源以保证设备的安全，此控制功能是通过具有自动控制功能的电气操作设备来完成的。
2.电气自动化控制系统具有保护功能。这种保护功能指的是当电气设备在操作运行过程中不可避免的会发生一些不可预知的设备故障，致使电压、电流或者功率已经超出电气设备和线路允许工作范围，此时电气设备必须具有检测和发现故障信号的能力，同时应对相应的故障设备和线路进行自动保护处理。
3.电气自动化控制系统具有监视功能。电气自动化控制系统中自变量电往往是无法用肉眼所见的，某台设备是带点还是断电，单纯的从设备表面和外观是无法辨别出的，这些情况必须依靠传感器设置出不同的视听信号，从而起到实时的系统监控的功能。第四，电气自动化控制系统具有测量功能。具有检测功能的视听信号只能对各个设备状态进行定性分析，而无法对具体参数进行定量分析，此时就需要用专业的测量设备对电气设备的工作状态参数进行测量，参数包括电压、电流或功率等数值。
四、电气自动化控制系统的设计思想
与传统的热机机械设备相比照，电气自动化系统无疑信息量小、操作的频率较低、所控对象较少，同时还具有工作效率高、精确化运行的优势。正因为电气设备需要自动装置的牢靠特性、高抗干扰和反应敏锐的能力，电气自动化的控制系统具备批量连锁防护的功能特点，可满足有效管理的需求。
1.集中监控方式。这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时， 隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。
2.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监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。
3.现场总线监控方式。目前，对于以太网、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展， 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。
五、电气自动化控制系统的发展趋势
在我国电气自动化发展战略的指导之下，伴随着市场化的环境，使电气自动化工程控制系统的创新能力得到不断的提升，并且对引入的创新技术进行及时的消化、吸收、再創造。电气自动化工业企业应该不断的提升自身的技术创新能力，对于具有自主知识产权的电气自动化工程控制系统加大科研的投入，为电气自动化的研究提供更加广阔的空间。而政府同样应该意识到电气自动化工程控制系统在经济发展当中的主导力量，加强政策上的扶持，建立和完善机制体系。
当前，经建设部科技发展促进中心评估，通过了一批在工程中已实际采用、具有国内领先水平的电气智能化技术的科技成果，他们主要采用了电气系统集成技术。在智能电气系统内的每个子系统，一般来说均由各自的网络连接起来，在各自的操作站下完成预期的工作，但尚未达到信息资源共享。
为了达到管理的方便快捷，各子系统之间的信息资源共享，应进行系统集成。在系统集成过程中，集成所选择的系统平台不同，网络结构不同，所集成的子系统范围不同，有不同的集成模式。随着计算机技术、网络技术、控制技术、显示技术的发展，使电气设备控制系统通过计算机网络与其它子系统相连，由此产生以电气设备控制系统为主的系统集成方式。它们利用开放的协议以达到各相关子系统之间的联动控制和信息共享，提高了管理效率，也提高了处理突发事件的能力，并达到了节能和节省人力的目的，这就是电气设备管理系统。
六、结束语
通过对比研究，我们得出电气自动化控制系统的设计思想主要有三中，即集中监控方式、远程监控方式、现场总线监控方式。这三种不同的方式有不同的特点及技术要求，设计人员要从实际出发，有针对性地进行对这三种方式进行选择。
参考文献：
[1]贺家李、沈从炬，电力系统继电保护原理，北京：中国电力出版社，2012年.
[2]范辉、陆学谦，电气监控系统纳入DCS的几点体会，电力自动化设备，2011年，第21期：52-54.
[3]薛葵，发电厂电气监控系统，电力系统装备，2012年，第1期：72-73.
[4]蒙宁海，火电厂厂用电系统监控方案的探讨，广西电力，2013年，第26期： 44-47.
[5]林跃、秦岭，纳雍发电总厂ECS方案解决方法的探讨，贵州电力技术，2013年，第7期：3-5.
【关键词】电气自动化；控制系统；设计思想
中图分类号：F407文献标识码： A
一、前言
在对电气自动化控制系统的设计思想进行探讨之前，有必要首先了解电气控制对象的特点和要求，以使研究工作更加具有针对性。在对电气自动化控制的设计思想的探究基础上，可以分析得出下一步的发展趋势。
二、电气控制对象的特点和要求
1.电气自动化控制的特点
（一）电气控制系统相对热机设备而言控制信息采集量小、对象少,操作频率低,但强调快速性、准确性。
(二)电气设备保护自动装置要求可靠性高,动作速度快;同时对抗干扰要求较高。
(三)热力系统控制处理信息量大,系统复杂,以过程控制为主电气控制系统主要以数据采集系统和顺序控制为主,连锁保护较多。
2.电气设备总体配置设计要求
各类电动机及电器元件要照其作用，都有相应装配位置，在完整的电气控制系统，要划分组件，解决组件之间及电气箱与被控制装置之间的接线问题。一般分成以下组件：
（一）设备电器组件。拖动电动机与电磁阀、电磁铁和电磁离合器等各种执行元件，及各种检测元件，如行程开关及压力、速度和温度继电器等，要安装于生产设备的设计部位，构成设备电器组件。
（二）电器板和电源板组件。接触器、中间继电器和时间继电器等各控制电器，及熔断器、热继电器和过电流继电器等保护电器，安装在电气箱内，构成一块或多块电器板（主板），控制变压器及整流、滤波元件也安装在电气箱，构成电源板组件。
（三）控制面板组件。各控制开关、按钮、指示灯、指示仪表和经常调节的电位器等，要安装在控制台面板上，构成控制面板组件。各组件板和设备电器相互的接线通常采用接线端子板，便于接拆。总体配置设计是以电气系统的总装配图与总接线图形式表达的，图中要用示意形式反映电气箱、电动机组、设备电器等各电气部件的位置与接线关系，及走线方式、使用管线要求等。
三、电气自动化控制系统的功能
我们应对电气自动化系统的功能和组成应进一步深入认识和了解，使其满足现实生活和生产需要。电气自动化控制系统中控制回路的目的主要是确保主回路线路在运行过程中处于稳定和安全的状态，这种方式是通过某个具有控制功能的若干数量的电子组件进行组装的电气设备来完成。此种电气设备主要具备以下几种功能：
1.电气自动化控制系统具有自动控制功能。在发生设备故障的情况时系统中的开关应能自动切断电源以保证设备的安全，此控制功能是通过具有自动控制功能的电气操作设备来完成的。
2.电气自动化控制系统具有保护功能。这种保护功能指的是当电气设备在操作运行过程中不可避免的会发生一些不可预知的设备故障，致使电压、电流或者功率已经超出电气设备和线路允许工作范围，此时电气设备必须具有检测和发现故障信号的能力，同时应对相应的故障设备和线路进行自动保护处理。
3.电气自动化控制系统具有监视功能。电气自动化控制系统中自变量电往往是无法用肉眼所见的，某台设备是带点还是断电，单纯的从设备表面和外观是无法辨别出的，这些情况必须依靠传感器设置出不同的视听信号，从而起到实时的系统监控的功能。第四，电气自动化控制系统具有测量功能。具有检测功能的视听信号只能对各个设备状态进行定性分析，而无法对具体参数进行定量分析，此时就需要用专业的测量设备对电气设备的工作状态参数进行测量，参数包括电压、电流或功率等数值。
四、电气自动化控制系统的设计思想
与传统的热机机械设备相比照，电气自动化系统无疑信息量小、操作的频率较低、所控对象较少，同时还具有工作效率高、精确化运行的优势。正因为电气设备需要自动装置的牢靠特性、高抗干扰和反应敏锐的能力，电气自动化的控制系统具备批量连锁防护的功能特点，可满足有效管理的需求。
1.集中监控方式。这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时， 隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。
2.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监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。
3.现场总线监控方式。目前，对于以太网、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展， 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。
五、电气自动化控制系统的发展趋势
在我国电气自动化发展战略的指导之下，伴随着市场化的环境，使电气自动化工程控制系统的创新能力得到不断的提升，并且对引入的创新技术进行及时的消化、吸收、再創造。电气自动化工业企业应该不断的提升自身的技术创新能力，对于具有自主知识产权的电气自动化工程控制系统加大科研的投入，为电气自动化的研究提供更加广阔的空间。而政府同样应该意识到电气自动化工程控制系统在经济发展当中的主导力量，加强政策上的扶持，建立和完善机制体系。
当前，经建设部科技发展促进中心评估，通过了一批在工程中已实际采用、具有国内领先水平的电气智能化技术的科技成果，他们主要采用了电气系统集成技术。在智能电气系统内的每个子系统，一般来说均由各自的网络连接起来，在各自的操作站下完成预期的工作，但尚未达到信息资源共享。
为了达到管理的方便快捷，各子系统之间的信息资源共享，应进行系统集成。在系统集成过程中，集成所选择的系统平台不同，网络结构不同，所集成的子系统范围不同，有不同的集成模式。随着计算机技术、网络技术、控制技术、显示技术的发展，使电气设备控制系统通过计算机网络与其它子系统相连，由此产生以电气设备控制系统为主的系统集成方式。它们利用开放的协议以达到各相关子系统之间的联动控制和信息共享，提高了管理效率，也提高了处理突发事件的能力，并达到了节能和节省人力的目的，这就是电气设备管理系统。
六、结束语
通过对比研究，我们得出电气自动化控制系统的设计思想主要有三中，即集中监控方式、远程监控方式、现场总线监控方式。这三种不同的方式有不同的特点及技术要求，设计人员要从实际出发，有针对性地进行对这三种方式进行选择。
参考文献：
[1]贺家李、沈从炬，电力系统继电保护原理，北京：中国电力出版社，2012年.
[2]范辉、陆学谦，电气监控系统纳入DCS的几点体会，电力自动化设备，2011年，第21期：52-54.
[3]薛葵，发电厂电气监控系统，电力系统装备，2012年，第1期：72-73.
[4]蒙宁海，火电厂厂用电系统监控方案的探讨，广西电力，2013年，第26期： 44-47.
[5]林跃、秦岭，纳雍发电总厂ECS方案解决方法的探讨，贵州电力技术，2013年，第7期：3-5.