浅析电气自动化控制系统的设计与应用

许家晨

（齐鲁理工学院）

浅析电气自动化控制系统的设计与应用

许家晨

（齐鲁理工学院）

随着全球经济的一体化进程的不断加快，世界经济步入了新知识经济时代，越来越多的高新科学技术应用于社会各个领域，而电气自动化控制系统，作为当今时代应用最广泛的技术已逐渐被世人所关注。本文从多个方面对电气自动控制系统进行分析。

电气自动化；控制系统；设计思想

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。

1 电气控制对象的特点和要求

1.1 电气自动化控制的特点

（1）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。

（2）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。

（3）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。

1.2 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：

（1）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。

（2）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。

（3）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。

2 电气自动化控制体统的功能

控制回路是为了保证主回路线路运行的稳定与安全，能够实现某项控制功能的若干个电子组件的组合的电气设备之一。这种设备要有以下功能：

（1）自动控制功能。对于电气自动化控制系统，当设备出了故障时，需要开关自动切断电路以保障安全，使得具有自动控制功能的电气操作设备成为必要设备。

（2）保护功能。电气设备在运行过程中会时常发生不可预知的故障，电压或电流以及功率等会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套能够检测这些故障信号并对设备和线路进行自动处理的保护设备。

（3）监视功能。对于控制系统中最重要的自变量电是肉眼看不见的，一台机器设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需要借助传感器的各项功能，设置各种视听信号，对整个系统的实时变化做出监控。

（4）测量功能。视听信号只能定性地表明各设备的工作状态，具体的电气设备的工作情况还需专业设备测量出线路的各种参数（如电压、电流、功率和频率的大小等）。

3 电气自动化控制应用

电气自动化控制的应用涉及到各行各业，以电厂发电系统为例，对电气自动化控制系统应用加以阐明。

3.1 数据采集和计算机处理系统

计算机处理系统主要是指以计算机为基础的处理系统，通常由输入、输出、处理三部分组成。在电厂系统中的应用主要包括参数输入、参数显示、性能计算、报表打印、异常报警、事故序列记录等，通过对数据的一系统操作可以达到对电厂电气部分的控制。

3.2 汽机电液调节系统

在没有出现电液调节系统之前，我国的汽机控制大多都采用液压控制系统，随着技术的不断进步，对设备、电气元件以及电液转换器可靠性也不断加强。并且，高压抗燃油伺服机构的使用，使得电调系统能够和汽机配套设备较好的协调，这就达到了对转速、电功率、调节级后压力等的控制。由盘车开始对汽轮发电机组进行控制，依次经过冲转，暖机，升速，阀切换，并网，带初负荷，加负荷，直到正常发电。汽机电液调节系统主要参与电网的一次调频，并且可以通过电网的调度去改变负荷。这样不仅保证了机组的运行安全，而且延长了机组的寿命，此外，还在机组稳态运行的前提下，提高了机组的经济性。

3.3 汽机旁路系统

为了解决汽轮机空载流量与锅炉最低负荷不一致的矛盾，同时为了保护再热器回收工质，中间再热式机组应设置旁路系统。其中，旁路控制系统由高/低压旁路温度调节系统和高/低压旁路压力调节系统组成，各个旁路上都有截止阀，这些个旁路阀门执行器就是由电气自动化控制系统控制，阀门的开度就是根据系统运行中的力矩及速度大小来确定，并以此来选择电动还是电液执行器。

4 探讨电气自动化控制系统的发展趋势

OPC（OIJE for Process Control）技术的出现，IEC61131 的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。

Pc客户机/服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。Internet/Intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。

5 结束语

通过以上的分析，我们可以看出，电气自动化系统给我们的生活和企业的生产带来的影响，在经济全球化的今天，我们更要大力发展这种高新技术，才能够占领更多市场份额。

[1]王红英.电气自动化控制系统的可靠性探讨[J].科技视界，2014（4）.

[2]许文彬.论电气自动化控制系统的设计思想[J].中小企业管理与科技，2012（9）.

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2016-7-21