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[摘 要]近几十年来，OPC技术的出现以及Windows、Microsoft平台的使用使得在电气自动化控制系统在计算机发展中的地位越来越显赫。电气系统自动化的市场需求推动了电气自动化和IT平台的不断融合，电子商务的迅速发展同时也加速了这一进程。创新力量不仅使生产成本降低，同时也使生产效率大幅度提高；减少了消耗同时又提高质量。电气自动化控制系统的发展正朝着分散、开放、信息化方向发展。本文简单介绍电气自动化控制系统功能及设计要点，阐述电气自动化控制系统的应用，并且分析其未来的发展趋势。
[关键词]电气自动化；控制系统；设计特点
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0130-01
隨着电器自动化控制技术的持续发展，电器设备及系统的控制逐步开始由专业化的控制系统进行控制。在科技发展、社会进步的形势下，电器自动化控制系统在生活中的应用更加广泛。充分了解系统功能，探讨当前的系统应用需求，分析电气自动化系统未来的发展趋势，对促进电气自动化控制系统应用的持续深入对提高社会发展、人民生活水平的提高都有重要意义。基于此，对电气自动化控制系统的功能、设计思路进行科学分析，同时根据控制对象的具体需要，通过改进和创新的方式提高电气自动控制系统的应用范围，对实现自动化控制系统功能的最大化，增加行业生产效率及利益等具有重要作用。
1、电气自动化控制系统的定义、特点、功能和设计思路
1.1 电气自动化控制技术的定义
目前电气自动化技术得到不断的提升，其以电动机为传输的主要动力，利用动力传动装置来实现运输的传输，而在其技术应用中，电气控制系统是其主要部分，不仅可以有效的实现组织生产，提升效益和效率的作用，而且是工业实现现代化的重要保障。该技术在建筑行业中的广泛的应用，是建筑实现智能化的有效技术保障，对推动建筑行业向现代化方向发展提供了坚实的动力支撑。
1.2 特点
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。
1.3 电气综合自动化系统的功能
根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为：发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作；发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制；发电机励磁系统；包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS（电力系统稳定器l的投退；220kV/500kV开关自动同期并网及手动启动；6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等；380V低压厂用电源监视、操作、低压备A投装置控制；高压肩/备变压器控制和操作（2台机共用）；柴油发电机组和保安电源控制和操作；直流系统和LPS系统的监视。对于发变组保护等主保护和安全自动装置，因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度，可能增加相当大的费用，故可以保留。控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装置信息，并可以通过DCS进行事故追究。
1.4 设计思路
电气自动化的控制系统有远程监控、现场总线的监控以及集中监控三大类设计方法。远程监控方式的主要特点就是可以大量节约电缆、节约材料、可靠性高、节省安装费用、组态灵活等。由于Lonworks总线，CAN总线等各种现场总线的通讯速度并不是很高，而有的情况下要求的电气部分通讯量又相对比较大，例如电厂。这个限制就使这种远程监控方式只能适合于小系统监控的场合，而对于全厂的电气自动化系统的构建是不适应的。而现场总线监控方式不仅具备远程监控方式的所有优点，还减少了大量的隔离设备、I/O卡件、端子柜、模拟量变送器等辅助设备和器件，并且这种智能设备大多都就地安装，并通过通信线与监控系统连接，大量节省了控制电缆，减少了投资和安装维护工作量，使成本大幅度的降低。此外，各装置的设置和功能都相对独立，在各个装置之间只通过网络连接，这样就使系统的可靠性提高，系统中任一装置的故障只会影响到相应的元件，并不会导致整个系统的瘫痪。所以，现场总线监控方式在未来各个电气自动化控制领域有较大的发展空间，也是发电厂计算机监控系统的发展方向。集中监控方式的主要优点就是运行维护比较方便，由于控制站的防护要求并不高，系统设计相对容易。但集中监控的一个就需要达到集中的要求，这就要求将系统的各大功能集中到同一个处理器处理，这样就会造成处理器的任务繁重，相应的处理速度就会受到影响。
2、电气自动化控制系统设计的现实状况
2.1 电气自动化控制系统的标准语言规范是WindowsNT和IE
在电气自动化的发展领域，人机界面操作已经成为了一种主流的发展方向，它具有微机系统控制的灵活性以及容易集成化等优点。另一方面，电气自动化工程控制系统所使用的标准语言使其维护更加的容易。
2.2 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。
2.3 集中监控方式下的自动控制系统
集中控制下的自动控制系统有一个缺点，就是处理速度非常的缓慢，因为其控制方式是要把所有的功能都集中在一个处理器中，这也导致了整机运行速度的缓慢。另一个方面，把系统的所有设备都放入监控之中，就会导致监控数量过于庞大，主机空间的不断下降，从而大大的增加了电缆的数量，造成了费用的增加，同样因为过长的传输距离降低了控制系统的可靠性能。因为集中进行监控的联锁与隔离器件中的闭锁使用的都是硬接线，因此导致设备很难进行功能扩容操作。另外，因为系统接线的反复，增加了故障查找工作的困难度，也会增加由此而产生的错误指令，使得整个电气自动化工程控制系统可靠性降低。 2.4 信息集成化的电气自动化控制系统
毋庸置疑，随着第三次科技革命的大力推进，信息技术和跨越式发展，促使IT逐步渗透于电气自动化中，对电气自动化的影响是至关重要的。信息技术会在电气自动化设施、系统和机器中进行横向的扩展比较。而且随着微电子技术的不断投入应用，对于原来明确规定的设备也慢慢的变得模糊了，而结构软件、通讯的能力和统一，运用在组态环境之下逐渐的显得越来越重要。
3 电气自动化控制系统的应用
3.1 计算机处理系统及数据采集
通過计算机系统实现数据采集，控制系统主要实现的功能包括参数的输入、显示、计算、异常告警、事故序列记录以及历史数据的存储等。
3.2 机电液系统控制
由于机电液系统自身具有对应的控制机构，例如液压控制系统的伺服机构、机械系统中的机械传动机构等。电气控制系统的应用主要是提高控制设备、控制元件以及对应转换设备的可靠度，确保整个系统实现转速、功率、压力等回路的控制。以汽轮发电机扣工资系统为例，控制系统从汽轮发电机组的盘车开始进行控整体正常运行。控制系统通过对电网进行一次调频，接受电网调度来改变汽轮机组的负荷状态。不但使得机组安全运行，同时还拨正了机组运行负荷作用下延长机组寿命的目的，使得整个机组的运行处于最佳的经济状态。
3.3 设备旁路系统的控制
电气控制对象设备的旁路系统主要包括高、低压旁路压力/温度调节设备、液压油路阀门设备以及机械系统中的动作机构等。通过控制系统的相关应用技术，对执行机构运作过程中职的转矩、速度以及压力等需求，对系统的相关参数进行控制，保证各类系统的正常运行。
3.4 系统监视设备控制的应用
采用电气控制系统的设备通常是大型设备，其启动和停机过程都需要在对应的仪表对其机械工作状况进行监视，避免运转过程中出现事故。同样以汽轮机机组电气控制系统为例，必须针对汽轮机的机械运转参数开发对应的监视保护仪表。例如，对汽轮机的转速、轴向位移、轴振动、轴承盖振动、气缸的热膨胀等相关参数进行监视。同时建立起对应的联锁保护机构，确保设备处于最佳运行状态。
4、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、再创造。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（BMS）。系统集成不是目的，而是提升电气使用功能和提高管理效率的技术手段，集成的内容不是多多益善，而应根据使用和管理的需要，在技术成熟、系统可靠、投资合理、管理高效等前提下，按需集成。
5、结语
近几年电气专用设备朝智能化、小型化、多功能、信息量大的方向发展。电气专用设备制造厂家，如国电南瑞、北京四方、许继电气等厂家，纷纷推出了双CPU、智能型、带现场总线接口的高可靠性能的产品。加之这些厂家也推出了自主知识产权的电气综合自动化系统，使ECS功能扩展，实现电气综合自动化，同时保证电气系统的相对独立性的条件已经成熟。
参考文献
[1] 李慧等.对电气自动化控制系统的设计要点分析[J].河南科技，2013年.
[2] 孟宪全等.浅析电气自动化控制系统的设计思想[J].中国科技博览，2011年.
[3] 张俊等.电力系统中电气自动化技术的探索[J].中国新技术新产品，2011年.
[4] 白长文等.电气自动化设计技术分析[J].中国科技博览，2011年.
[关键词]电气自动化；控制系统；设计特点
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0130-01
隨着电器自动化控制技术的持续发展，电器设备及系统的控制逐步开始由专业化的控制系统进行控制。在科技发展、社会进步的形势下，电器自动化控制系统在生活中的应用更加广泛。充分了解系统功能，探讨当前的系统应用需求，分析电气自动化系统未来的发展趋势，对促进电气自动化控制系统应用的持续深入对提高社会发展、人民生活水平的提高都有重要意义。基于此，对电气自动化控制系统的功能、设计思路进行科学分析，同时根据控制对象的具体需要，通过改进和创新的方式提高电气自动控制系统的应用范围，对实现自动化控制系统功能的最大化，增加行业生产效率及利益等具有重要作用。
1、电气自动化控制系统的定义、特点、功能和设计思路
1.1 电气自动化控制技术的定义
目前电气自动化技术得到不断的提升，其以电动机为传输的主要动力，利用动力传动装置来实现运输的传输，而在其技术应用中，电气控制系统是其主要部分，不仅可以有效的实现组织生产，提升效益和效率的作用，而且是工业实现现代化的重要保障。该技术在建筑行业中的广泛的应用，是建筑实现智能化的有效技术保障，对推动建筑行业向现代化方向发展提供了坚实的动力支撑。
1.2 特点
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。
1.3 电气综合自动化系统的功能
根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为：发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作；发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制；发电机励磁系统；包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS（电力系统稳定器l的投退；220kV/500kV开关自动同期并网及手动启动；6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等；380V低压厂用电源监视、操作、低压备A投装置控制；高压肩/备变压器控制和操作（2台机共用）；柴油发电机组和保安电源控制和操作；直流系统和LPS系统的监视。对于发变组保护等主保护和安全自动装置，因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度，可能增加相当大的费用，故可以保留。控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装置信息，并可以通过DCS进行事故追究。
1.4 设计思路
电气自动化的控制系统有远程监控、现场总线的监控以及集中监控三大类设计方法。远程监控方式的主要特点就是可以大量节约电缆、节约材料、可靠性高、节省安装费用、组态灵活等。由于Lonworks总线，CAN总线等各种现场总线的通讯速度并不是很高，而有的情况下要求的电气部分通讯量又相对比较大，例如电厂。这个限制就使这种远程监控方式只能适合于小系统监控的场合，而对于全厂的电气自动化系统的构建是不适应的。而现场总线监控方式不仅具备远程监控方式的所有优点，还减少了大量的隔离设备、I/O卡件、端子柜、模拟量变送器等辅助设备和器件，并且这种智能设备大多都就地安装，并通过通信线与监控系统连接，大量节省了控制电缆，减少了投资和安装维护工作量，使成本大幅度的降低。此外，各装置的设置和功能都相对独立，在各个装置之间只通过网络连接，这样就使系统的可靠性提高，系统中任一装置的故障只会影响到相应的元件，并不会导致整个系统的瘫痪。所以，现场总线监控方式在未来各个电气自动化控制领域有较大的发展空间，也是发电厂计算机监控系统的发展方向。集中监控方式的主要优点就是运行维护比较方便，由于控制站的防护要求并不高，系统设计相对容易。但集中监控的一个就需要达到集中的要求，这就要求将系统的各大功能集中到同一个处理器处理，这样就会造成处理器的任务繁重，相应的处理速度就会受到影响。
2、电气自动化控制系统设计的现实状况
2.1 电气自动化控制系统的标准语言规范是WindowsNT和IE
在电气自动化的发展领域，人机界面操作已经成为了一种主流的发展方向，它具有微机系统控制的灵活性以及容易集成化等优点。另一方面，电气自动化工程控制系统所使用的标准语言使其维护更加的容易。
2.2 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。
2.3 集中监控方式下的自动控制系统
集中控制下的自动控制系统有一个缺点，就是处理速度非常的缓慢，因为其控制方式是要把所有的功能都集中在一个处理器中，这也导致了整机运行速度的缓慢。另一个方面，把系统的所有设备都放入监控之中，就会导致监控数量过于庞大，主机空间的不断下降，从而大大的增加了电缆的数量，造成了费用的增加，同样因为过长的传输距离降低了控制系统的可靠性能。因为集中进行监控的联锁与隔离器件中的闭锁使用的都是硬接线，因此导致设备很难进行功能扩容操作。另外，因为系统接线的反复，增加了故障查找工作的困难度，也会增加由此而产生的错误指令，使得整个电气自动化工程控制系统可靠性降低。 2.4 信息集成化的电气自动化控制系统
毋庸置疑，随着第三次科技革命的大力推进，信息技术和跨越式发展，促使IT逐步渗透于电气自动化中，对电气自动化的影响是至关重要的。信息技术会在电气自动化设施、系统和机器中进行横向的扩展比较。而且随着微电子技术的不断投入应用，对于原来明确规定的设备也慢慢的变得模糊了，而结构软件、通讯的能力和统一，运用在组态环境之下逐渐的显得越来越重要。
3 电气自动化控制系统的应用
3.1 计算机处理系统及数据采集
通過计算机系统实现数据采集，控制系统主要实现的功能包括参数的输入、显示、计算、异常告警、事故序列记录以及历史数据的存储等。
3.2 机电液系统控制
由于机电液系统自身具有对应的控制机构，例如液压控制系统的伺服机构、机械系统中的机械传动机构等。电气控制系统的应用主要是提高控制设备、控制元件以及对应转换设备的可靠度，确保整个系统实现转速、功率、压力等回路的控制。以汽轮发电机扣工资系统为例，控制系统从汽轮发电机组的盘车开始进行控整体正常运行。控制系统通过对电网进行一次调频，接受电网调度来改变汽轮机组的负荷状态。不但使得机组安全运行，同时还拨正了机组运行负荷作用下延长机组寿命的目的，使得整个机组的运行处于最佳的经济状态。
3.3 设备旁路系统的控制
电气控制对象设备的旁路系统主要包括高、低压旁路压力/温度调节设备、液压油路阀门设备以及机械系统中的动作机构等。通过控制系统的相关应用技术，对执行机构运作过程中职的转矩、速度以及压力等需求，对系统的相关参数进行控制，保证各类系统的正常运行。
3.4 系统监视设备控制的应用
采用电气控制系统的设备通常是大型设备，其启动和停机过程都需要在对应的仪表对其机械工作状况进行监视，避免运转过程中出现事故。同样以汽轮机机组电气控制系统为例，必须针对汽轮机的机械运转参数开发对应的监视保护仪表。例如，对汽轮机的转速、轴向位移、轴振动、轴承盖振动、气缸的热膨胀等相关参数进行监视。同时建立起对应的联锁保护机构，确保设备处于最佳运行状态。
4、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、再创造。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（BMS）。系统集成不是目的，而是提升电气使用功能和提高管理效率的技术手段，集成的内容不是多多益善，而应根据使用和管理的需要，在技术成熟、系统可靠、投资合理、管理高效等前提下，按需集成。
5、结语
近几年电气专用设备朝智能化、小型化、多功能、信息量大的方向发展。电气专用设备制造厂家，如国电南瑞、北京四方、许继电气等厂家，纷纷推出了双CPU、智能型、带现场总线接口的高可靠性能的产品。加之这些厂家也推出了自主知识产权的电气综合自动化系统，使ECS功能扩展，实现电气综合自动化，同时保证电气系统的相对独立性的条件已经成熟。
参考文献
[1] 李慧等.对电气自动化控制系统的设计要点分析[J].河南科技，2013年.
[2] 孟宪全等.浅析电气自动化控制系统的设计思想[J].中国科技博览，2011年.
[3] 张俊等.电力系统中电气自动化技术的探索[J].中国新技术新产品，2011年.
[4] 白长文等.电气自动化设计技术分析[J].中国科技博览，2011年.