浅析电气自动化控制系统

[摘 要]在对电气自动化系统的重要性进行论述的基础上，详细探讨了其在工业行业中的具体应用。同时，探讨了几种典型的电气自动化控制系统，对其适应范围以及使用优缺点进行了分析，为提高电气自动化控制系统的使用性能提供参考。

[关键词]电气自动化；控制系统；网络控制

中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0443-02

0、引言

伴随着计算机技术的快速发展，基于计算机操作平台的电气自动化控制系统得到了迅速发展，其在提高设备运行效率、保证设备使用效果以及实现设备的远程控制等方面发挥着重要作用。因此，探讨电气自动化控制系统的应用领域以及控制系统设计方法、发展趋势等，对于拓宽电气自动化控制系统的应用范围，提高设备的运行效率具有重要作用。

1、电气自动化控制系统的具体应用

当前，电气自动化系统已经应用到各行各业中，其对于保证电气设备的正常使用，提高设备的使用效率有积极意义。下面将以发电厂电力系统为例，探讨电气自动化控制系统的具体应用。

1.1 数据采集与数据处理功能

计算机数据采集与处理，就是将计算机作为基本处理系统，通过其输入、输出与处理三个系统，实现搜集电厂各个生产设备的相关参数、分析各个运行参数、确认参数设备的运行状态功能。在此基础上，通过电气动作、异常报警、报表打印以及事故记录等方式输出处理结果，最终达到对电厂电气部分进行控制的目的。

1.2 生产设备的运行控制功能

在现代机械设备的控制工作中，大部分的生产设备都已经基本实现独立的电气控制。以电厂的汽轮机为例，传统的汽轮机采用液压回路控制系统进行控制。随着现代液压控制技术的提高以及电液控制技术的发展，对汽轮机设备、电气元件以及电液转换设备的持续更新，尤其是高压抗燃油伺服机构的使用，使得电液比例控制能够很好的与汽轮机的机械性能匹配起来，达到对设备转速、功率、级后压力进行控制的目的。

还是以汽轮机的控制为例，从盘机开始，通过冲转、暖机、升速、切换、并网、符合加载等一系列措施，直到能够正常发电为止。汽轮机的电液控制系统参与到电网的一次调频当中，根据电网的负荷需求对其发电功率进行动态改变。不但确保了机组的正常运行，而且有效的延长了汽轮机组的使用寿命，在保证汽轮机组正常发电的同时，提高了机组运行的经济效益。

1.3 设备运行状况监控功能

随着现代大型机电设备在生产领域中的广泛应用，其逐步向高速、大功率、高精度的方向发展，这也给其控制系统带来了新的挑战。在实现对设备的控制之前，其首先需要了解设备的实时运行状况，这就需要控制系统具有实时监控能力。

依然以电厂汽轮机为例，随着汽轮机机组功率的增加，控制系统需要控制的仪表数目也在不断增加，控制系统在控制过程中需要对这些仪表进行监控，以获得机械设备的运行数据，得到其运行状况。当前，主要的监控数据包括设备的转速、位移、偏心度、膨胀量以及振动等，然后通过连锁控制的方式对设备进行保护和监视，确保了整套系统的安全性。

1.4 其他应用功能

除了上述的相关应用之外，电气自动化控制系统还涉及到主设备的旁路系统控制、主机械设备的协调等功能。其主要功能在于确保输入与输出系统之间的平衡，使得电气控制系统得以控制各种驱动类型的机械设备。

2、几种典型的电气自动化控制系统

面对各种不同形态的被控制设备，电气控制系统在控制过程中需要采取针对性的控制措施才能够对机械系统进行控制。因此，在电气控制系统的实际使用过程中需要采取对应的方式对控制系统进行设计，以提高控制系统的适应性。

2.1 集中监控式控制系统

该种监控方式的优点在于其运行与维护过程相对简便，而且对控制中心的防护性要求不高，可以通过较为简单的方式就能够完成系统设计。但是，因为采用集中式控制系统时，其将整个系统的各个功能集中到了一个处理器中进行处理，使得控制中心的处理器变得十分繁重，直接影响到了系统的处理速度，从而导致系统的响应速度下井，影响控制系统的控制性能。因为系统的所有电器设备都进入到了监控范围当中，但是随着监控设备的升级改造，其需要控制的对象不断增加，这导致主机设备的冗余下降、控制线缆增加、控制系统的投资不断加大，从而影响到控制系统的可靠性。因此，该种方式的控制系统主要用于结构相对简单、控制对象比较单一的系统中。

2.2 远程监控方式控制系统

该种控制系统具有节约控制线缆、节省安装费用、节约系统用材、可靠性高以及组态灵活等特点。由于该系统中大量使用了多种现场总线，例如CAN总线、LONWORKS总线等，其使得系统的通信速度不断提高，系统的响应速度也得以加快。加之电气部分的通讯信息量较大，因此该系统主要用于小型系统或者子系统的控制中，不适宜对整个大型设备，例如电厂的所有电气自动化系统进行控制系统的构建。

2.3 现场总线监控方式控制系统

当前，基于以太网、现场总线技术的计算机网络技术已经光复应用到各种变电设备的综合自动化控制系统当中，而且已经积累下了丰富的运行数据和运行经验，促进了设备电气自动化的迅速发展，这些都给电气自动化控制技术的应用奠定了基础。

现场总线控制方式使得控制系统 的设计更加具有针对性，其对不同子系统具有对应的控制功能，这样可以提高各个子系统控制的针对性。采用该种控制系统不但能够实现远程架空，同时还可以减少控制系统中各种隔离设备、端子控制箱、模拟量变送器等的使用，而且在使用过程中可以实现智能设备的就地安装，通过将之与监控系统的通信连接，减少了控制线缆的使用，在提高设备运行速度的同时，节省了安装与维护费用，提高了系统使用的经济效益。另外，控制系统中各个装置的功能是相对独立的，而且各个装置之间只通过网络进行连接，各个网络间灵活的组态使得系统的运行可靠性得到迅速提高。基于以上理由，其正逐步成为现代电器控制系统的发展方向。

参考文献

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