浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势

乔宏伟

【摘要】随着我国经济的快速发展，电子自动化工程也进入了蓬勃发展时期，并在社会各领域得到了较广泛的应用。电气自动化工程控制系统包括保护系统、制动系统、供电系统等多个部分，各个系统相互联系、相互协调。通过应用电气自动化控制系统，不但能够起到节流作用，还有利于降低不安全事故的发生率，进一步保障了人们的生命财产安全。鉴于此，本文主要从电气自动化工程的组成、功能、特点及应用现状等方面进行了分析，并探讨了其今后的发展趋势。

【关键词】电气自动化控制系统;应用;现状;趋势

引言

电气自动化控制系统是科技进步的产物，对社会及企业发展具有重要作用。电气自动化控制系统的应用，一方面能够大大减少劳动强度及劳动力成本，提高检测精准度，保证企业活动的正常进行;另一个方面则有利于减少或预防事故发生，确保了生产设备的安全运行[1]。近年来，电气自动化控制系统在我国各行业中中的应用也日益广泛，有效推动了我国工业往信息化与智能化方向发展。为此，以下主要对电气自动化控制系统的应用、发展趋势等相关问题进行了探讨，旨在不断提升我国电气自动化工程的水平。

一、电气自动化控制系统的组成与功能分析

1.组成

电气自动化控制系统的组成部分主要有保护系统、供电系统、制动系统、自动与手动寻路系统等[2]。供电系统作为动力源，是各个机械部件的能量来源;保护系统主要包括稳压器、熔断器等，对设备及其路线可起到保护作用，有效避免了断路、过载等对设备与人身产生伤害;手动自动寻路系统主要是利用组合开关的方式来完成手动与自动的切换;制动系统则在操作失误或遇到故障系统故障时完成制动[3]。

2.功能

电气自动化控制系统能够在各行业得到广泛应用，与其自身具有的功能密切相关，自动控制、保护、测量及监视是该项技术的最主要功能。在监控与记录的前提下，实现设备每个部件或者是功能单位的开关、禁止、保持及组合等功能，则为自动控制[4]。比如，在特定环境下，能够实现自动开启及关闭。电气设备通过将各种信号、磁力及电流进行关联，然后在物理或化学属性达到一定值后，引发动力系统完成的机械动作，则为电气设备功能。装置在运行中出现故障或运行异常等问题，能够自动检测故障的位置，并发出危险信号，然后完成对线路或者部件的切换、隔离等动作，则为保护。监视是实现自动化的重要条件。声光电等只具有显示装置工作状态的功能，且需对装置进行测量、记录及计算后才可实现，进而实现控制指标的量化。通过上述功能，自动化控制系统能够借助动力系统控制机械设备，在和通信网络连接后，该系统则会和整个社会生产生活相连接，形成各式各样的控制网络。

二、电气自动化控制系统的发展现状概述

在经济发展的推动作用下，我国自动化技术取得一定程度的成绩，但与发达国家相比，仍存在很大差距。随着市场经济体制的不断完善，电气自动化技术的发展也日臻完善，但竞争也不断加大。据了解，DCS对电气自动化控制系统的发展具有重要意义，而对电气自动化控制系统的研究也要更加深入。因此，对电气自动化控制技术的研究及完善必须和实际相联系，使其能够充分发挥自身作用，在发展中赢得更多机会。

1.电气自动化控制系统方面

DCS属于一种分布式掌握自动化系统，由计算机对其进行控制。和一般的集中式控制系统比较，该系统具有良好的实时性及可靠性，且应用范围更广。然而，随着该系统的应用范围不断扩大，其自身的缺陷也日益呈现出来。比如，如果过分降低系统可靠性，则会增加系统的维修难度，且大多数生产厂家未能严格根据标准进行生产[5]。

2.集中监控方式方面

与其它自动控制系统比较，集中控制下的自动控制系统解决问题的速度比较慢，这是其一个不足之处。导致该问题的原因主要是控制方式方面的问题，这个缺陷也会影响整个自动控制系统的运行速度。同时，系统所需的设备也会被归入监控中，这不但增加了监控的数量，还会导致主体空间的快速减少，这需要增加大量的电缆，才能对数量过大导致的堵塞起到舒缓作用。最终的结果是，费用大幅度增加，收益则大幅减少。

3.标准语言规范方面

无论在任一领域，都会有本行业的规范，而行业中的从业人员必须严格遵守。在科技发展的背景下，在电气自动化领域中，人机界面共同操作则成为今后的发展方向，因为其微机系统控制具有较高的灵活性，且使用方便。同时，该系统具有的专用系统语言，将更有利于工作人员完成对机器或系统的维护，使维修工作变得更快捷、高效。

三、电气自动化控制系统的特点分析

在电气自动化控制系统中，和热工控制量不同，其控制量在运行及控制中的要求也有很大不同。电气自动化控制系统虽然采集对象少、操作频率不高、数量少，但在数据检测的速度方面则具有较明显的优势。它能够快速且准确地实时检测及显示运行状态异常和事故状态情况下的各项数据，并提供相应的操作指导与应急处理对策，从而能够确保自动化控制系统始终处于安全状态下开展工作[6]。

1.电气自动化控制系统应用范围广泛

电气自动化控制系统在一个产品上充分结合了电子技术、网络技术及计算机技术，使产品功能实现了自动化，给人们生活带来很大的方便，故其产品能够在社会各领域广泛应用。比如，在人们的生活中最为常见的产品则是公交车车门、电梯等，都是自动化产品，具有较大的便利性，故能够占据着很大的消费市场，这也在一定程度上推动了经济的发展。

2.应用效率高

除了在日常生活中应用广泛外，电气自动控制系统在工业领域中的应用更加广泛，对工业发展与进步起着推动作用。在社会迅速发展及人们生活节奏不断加快的时代下，工业化生产也将面临前所未有的压力。电气自动化控制系统的应用，则在很大程度上缓解了这一压力，有效保障了工业生产的顺利进行，且生产效率较之前明显加快。除此之外，对于工业发展中出现的故障或异常情况，电气自动化控制系统能够迅速作出反应及处理，使得在故障中查找问题及修复而花去的时间及精力大大减少，既提高了生产效率，又提升了安全性能，具有较高的应用价值。

3.发展异常迅速

自第三次科技革命后，计算机技术发展迅速。随着计算机技术的发展与进步，电气自动化控制系统也进入了新的发展时期。究其原因，主要是电气自动化控制系统的运行离不开计算机的操作。因此，在计算机高速发展的时代中，电气自动化控制系统产品将对被控量进行更全面、细致的控制及监管，反应速度也会更快捷，使整个系统的可靠性及实用性大大提升，给人们生活带来很多方便，应用也将更加广泛。

四、电气自动化控制系统的设计思想

1.远程监控方式

这种监控方式的优点是节约大量电缆、节约材料、节省安装费用、组态灵活、可能性高等[7]。但由于现场总线如CAN总线或Lonworks总线通讯速度较低，而电厂电气部分的通讯量却相对较大，因而这种监控方式只适合小系统监控，不适合构建全厂的电气自动化控制系统。

2.集中监控方式

这种监控方式具有明显的优点如方便运行维护，控制站防护要求不高，系统设计容易[8]。但由于是将系统的所有功能集中到一个处理器进行处理，增加处理器任务，影响处理速度。当电气设备全部进入监控，监控对象大量增加导致电缆数量增加、主机冗余下降，投资加大，且长距离电缆引入致使系统可靠性收受到威胁。另外，采用硬接线联锁隔离刀闸的操作闭锁和断路器，由于隔离刀闸的辅助接点常出现不到位情况，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，且不便于查线，增加了维护量，甚至由于接线复杂出现误操作情况。

3.现场总线监控方式

目前，在变电站综合自动化系统中已普遍应用现场总线、以太网等计算机网络技术，且已积累了丰富的经验，加上智能化电气设备也快速发展，为在发电场电气系统中应用网络监控系统奠定了基础。现场总线监控方式使电气自动化控制系统设计更有针对性，不同的间隔有不同的功能，因此可以根据实际间隔情况进行设计。这种监控方式具备远程监控方式的全部优点，还可以减少大量隔离设备、I/O卡件、端子柜、控制电缆等，节约投资，减少安装维护量，能有效降低成本[9]。此外，各装置功能独立，仅通过网络连接装置，网络组态灵活，大大提高整个系统的可能性，某一装置故障只影响相应原件，不会影响整个系统。现场总线监控方式是至今电气自动化控制系统设计最好的监控方式，代表着今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

五、电气自动化控制系统在日常生活中的应用

1.在交通方面的应用

交通行业促进现代社会高速发展，而交通行业的发展离不开电气自动化产品。电气化自动产品在交通行业应用十分广泛，像汽车的大部分元器件、公路上的电子警察、甚至一辆车的自动化控制开关、安全气囊等都是电气化自动产品在交通方面的应用。当然，电气化自动产品的应用不仅限于车辆方向，测速器、红路灯系统、路边的显示屏都包含其中。

2.在服务业方面的应用

服务产业属于第三产业，虽然不涉及直接生产，但对电气化自动产品的需求较大，且要求也较高。随着社会的不断发展，解决温饱的人们消费观念也随之改变，人们积极消费促进了电子产品的更新。电气自动化产品在服务业方面的应用在日常生活中集合随处可见，如一个POS机给许多人带来了便利，另外日常生活中常见的电气自动化产品还有按摩器、电梯、跑步（下转第6页）（上接第4页）机、自动麻将机、游乐园里的游乐设施等。

3.在工业生产方面的应用

随着科学技术的进步，工业也快速发展，如今，许多电气自动化产品应用于工业中，工业逐渐实现自动化。在工业生产工程中应用电气自动化产品已屡见不鲜，这种自动化控制设备能够在少人或者无人情况下按照既定的程序完成规定的操作，使整个生产实现自动化。一些危险的操作采用机器人代劳，保障了工作人员的安全，工作也能顺利完成。在工业生产中一些定量分配的工作如食品的配料等，相对于人的手工作业，自动化设备操作更精准。电气化产品在工业生产方面应用广泛，对工业生产具有重要意义。

六、电气自动化控制系统在未来的发展趋势

1.电气自动化控制系统统一化

统一电气自动化工程系统能进一步促进电气自动化产品的设计、开机、测试、维护[10]。电气自动化控制系统采用微软公司的标准化接口技术统一化后，能成功实现数据资源共享，大幅度降低工程成本，对电气自动化工程控制系统发展具有重要意义。统一程序标准化接口，保证了厂家之间的数据交换，同时使通讯难题也得到有效解决。

2.电气自动化工程控制系统创新化

经过多年的发展，我国电气自动化技术至今已取得了不错的成绩，但与国际水平相比依旧存在很大差距，而最明显的差距就在创新设计方面。我国目前企业主要生产一些中低档次产品，这些产品主要服务中小型项目。因此我国电气自动化工程控制系统急需创新技术来改善这一现状，现今政府也在这方面给予扶持，逐步建立健全、完善的机制给予保障。同时，在产业市场化的环境下，企业在技术开发上也要加大投入，不断吸收新技术、借鉴新经验提升自身创新能力。

3.电气自动化控制系统智能化

智能化就是电气自动化产品自动性更好、能快速对外界的指令作出判断与回应，满足消费者各种需求，给消费者提供各种便利[11]。在未来市场上，电气自动化控制系统产品越来越智能化，最大限度满足消费者需求，使消费者省心省力，给消费者提供最大的便利。另外，随着电子信息技术和计算机技术的飞速发展，这些技术为电气自动化新产品的研发提供了保障，必然促使电气自动化控制系统走向智能化。

七、结语

总之，在当今计算机和网络技术飞速发展的的环境下，企业要想开创工业自动化的新格局，一定要抓住机遇，结合企业本身的科学知识和实践能力，了解电气化技术的最新动态，及时抓住工业自动化商机，促进企业发展。当然，企业要善于从内因入手，积极创新，实现从“中国制造”向“中国创造”的道路转变，保证产品价格和质量优势，利用高科技，结合自身实际情况，找到突破进口，为企业创造一条合理、可持续发展的道路。

参考文献

[1]沈朝权.电气自动化控制系统的应用及发展趋势分析[J].科技创新与应用，2012（21）：117.

[2]唐静.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展[J].电子世界，2014（03）：87-88.

[3]王术贺，李广东.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2011（20）：60.

[4]魏艳波.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].科技视界，2014（10）：106.

[5]罗武.浅谈电气自动化控制系统前应用及发展趋势[J].门窗，2013（07）：332，，334.

[6]陈成.电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].科技传播，2014（06）：32-33.

[7]辛欣，周瑞霜.电气自动化控制系统的应用及发展方向[J].黑龙江科学，2014，5（04）：81.

[8]陈国宏.电气自动化控制系统的应用及发展趋势研究[J].科技致富向导，2014（14）：276.

[9]李向东.电气自动化控制系统的应用及发展前景展望[J].产业与科技论坛，2011，10（02）：44-45.

[10]杨永照.电气自动化控制系统的应用及发展趋势分析[J].科技传播，2013（05）：161，157.

[11]刘昕.电气自动化工程控制系统的现状及发展趋势[J].科技与企业，2014（13）：130.