浅谈电气自动化系统的设计

关鑫宇

摘 要：电气系统的发展是科技社会进步的标识，而随着社会的进步，信息技术的发展，工业领域开始逐步地引进电气自动化系统，随着工业技术以及电气自动化技术的发展，各领域中都开始广泛使用电气自动化。电气自动化系统的发展也成为了经济快速进步的基础动力，成为了工业自动化的重要保障。文章主要针对当前电气自动化设计的发展进行了分析，并针对系统设计中所涉及的原则等内容展开了讨论。

关键词：电气自动化；发展；设计

在工程建设中，灵魂工作便是工程设计，设计工作是整个工程的主导，对整个工程的发展进行指导。在整个工程建设的施工中，对工期、质量以及施工安全、运行等内容进行决定。随着电气自动化技术的发展，现场总线技术以及嵌入式控制系统也得到了扩展应用，因而电气自动化工作岗位的要求也越来越高。从事电气自动化工作的人员不但要熟练操作电气自动化系统，同时还要掌握自动化网络技术，娴熟应用计算机软件。现代社会是互联网社会，随着信息时代的发展，通过互联网供应商、设计人员以及企业电气设备终端都可以相互联接，即远程调试以及技术支持。

1 思想基础分析

分立式机械部件是现代电气设备的主要设计组成，通过物理方式将控制、计量以及运行等环节联系起来，完成复杂的运行动作，以满足用户配电设置需求。通过计算机，电气自动化系统完成对系统中软硬件的管控。不同的供应商提供不同的设备，不同的電气自动化设备的界限也相对明显。而设计人员针对不同的设备要依照统一管控要求结合现场需要进行协调、划分。电气自动化系统中，配电系统变电需要依照高中低变电的实际标准以及电气设备分布、用电负荷等状况进行针对性的设计。并对电气自动化系统依照电气设备的设计特性以及需要结合供电条件等进行控制、设计。另外对就地控制设计需要以电气自动化控制需求为标准，完成控制设备的设计。

2 发展趋势

现代工业电气自动化系统中，通讯系统的发展以嵌入式控制装置应用为基础，由于该控制装置的全面推广，施工通讯协议也向着统一化方向发展，其通讯协议完全符合现场总线通讯协议的标准要求，具备了网络通讯的能力。分布式数据库属于全节点数据库。生产管理系统中，智能化设备控制系统、分布式设备控制系统以及扁平化系统均为重要组成，其中扁平化的管理系统在数据共享上功能性较强，且信息的传递高效、快速，具有较高的可靠性，且运行成本相对较低。而随着信息化技术的发展，未来的电气自动化系统要求设计人员必须在编程嵌入式控制装置的同时，构架现场总线通讯协议。通过这种方式才能够在项目设计时快速调配人员配置，高效、扁平化地完成工作流程的制定。通过现场总线通讯以及嵌入式控制技术，在互联网上，企业、供应商、电气自动化设计人员能够更便捷地进行技术交流以及技术调整。

3 设计要点

3.1 可靠性设计

电气自动化控制技术无论是PLC控制技术、现场总线技术，还是变频技术以及DCS技术、微电子技术，在控制系统设计上都要考虑可靠性。尽管这些新的电气自动化控制技术具有较高的可靠性和安全性，但一旦出现问题，往往会给用户带来极大的损失。因此，在设计上要加强可靠性措施，提高控制系统的可靠性。以PLC控制技术为例，设计时，PLC输入端最有效的保护方法是外加一级光电耦合器，一旦有高电压等侵入回路时，使其击穿保护级光耦，然后像更换熔断器一样方便地更换损坏的光耦，及时排除故障。增加的保护级光耦可选用4N25型，对于开关频率高的场合，可选用4N25型的导通延迟时间为2.8μs，关断延迟时间为4.5μs，而PLC输入电路的一次电路与二次电路用光耦隔离时，内部约有10ms的响应滞后，这对于PLC反应速度的影响完全可能忽略不计。

3.2 节能化设计

节能是电气自动化控制系统的设计要求，环境保护已经逐步成为我国政策活动最为关注的内容。由于我国政策对低碳节能生产提出了具体要求，所以在设计中要将节能、环保等思想融入到设计中。随着能源紧问题的出现，人们也逐步地意识到环境保护工作对于人类社会发展的影响，如何才能保证电气自动化系统在运行中减小浪费，更加节能环保成为了当前电气自动化设计的重点内容。当节能成为所有行为的发生基础时，我们就不得不在能源使用上另辟蹊径。节能技术显然成为了经济发展与环境保护之间的协调者。设计PLC控制系统，这个系统分为手动和自动，分别由控制器完成。在自动控制中，将不同变压器设置在不同的控制档，采用多个接点连接到PLC外接继电器上。当自动选择时，这些变压器就会在PLC程序控制下，自动完成单台供电或多台供电的按时段切换控制，实现节能设计。

3.3 智能化设计

以软件模块为基础，设计人员能够实现电气自动化系统的智能控制。例如电厂自动化控制系统的运行中，通过多线程在线编辑技术可以对并行数据以及相关参数进行设计，以此完成数据的采集工作。另外通过PLC控制系统可以实现电气自动化系统中的控制系统进行单机、集中以及分布式控制。但是PLC控制系统的实现必须以实际需求为基础，并在编辑器中对参数进行设置。而PLC模块的激活则需要使用应用软件以及操作系统完成。所以自动化控制系统设计中，软件设计是重点内容。例如PLC控制类型的选择可以通过软件完成，如此便可以灵活配合市场需求，若生产中工作量较小，则直接切换到单机控制中，而工作量大则反之，将控制系统切换至分布控制系统或集中控制系统。

4 工电气自动化的技术融合

电气系统的自动化发展是在不断的工作实践中不断发展，是电气技术同自动化技术相互融合的表现。在设计中依照工艺控制标准以及实际的设备要求，需要对电气进行第一次设置，即针对用电设备标准配以及变配电系统的设计。另外还需要对计量、控制以及保护系统进行框架设计，针对工程电气设备要求以及实际供电需要、条件等进行专门设计。同时在设计中还要注意自动控制要求以及工艺要求是对配电就地控制装置进行设计的基础要求。通过组态软件管理控制平台，针对电气自动化系统控制框架图实现对电气自动化系统控制功能。统一软件标准协议，实现在线、离线或远程组态编程。进行网络系统、电气设备、电缆敷设的设计安装，以及电气设备、网络系统、系统软件的安装调试。实现二者相互融汇贯通，充分体现电气的自动化、智能化和网络的开放化。

5 结束语

科技社会是新时代人类社会的发展标识，其中电力技术的发展使得电气自动化技术推广不断深入，为了保证控制模块能够在各行业中发挥应有的作用，设计必须在实践中不断总结经验，规范设计思路以及规范标准，以此推进电气自动化设计工作的发展。

参考文献

[1]钟浩铭.浅谈电气自动化控制系统的设计[J]科技创新与应用，2013，20.

[2]刘久平.如何创新电气自动化控制系统[J].硅谷，2012，3.