电气自动化系统的设计理念及发展趋势分析

田坤 戚峰

摘 要：随着我国经济的发展以及社会的进步，人们对电气系统也提出了更高的要求，因此，如何更好地保证电气系统的安全以及稳定成为了很急迫的事情，本文主要阐述了电气自动化技术，以及电气自动化的发展现状，从而探讨了电气自动化控制系统的功能和设计理念，最后提出了电气自动化系统的发展趋势。

关键词：电气自动化;功能;设计理念

前言

科学技术的发展带来了电气系统的进步，电气自动化技术在电气工程中也得到了更为广泛的应用。将电气自动化技术应用到电气工程中，可以更好地实现自动化的监督与控制，从而实现电气系统的快速发展，保证电气工程的顺利实现。

1.电气自动化技术概述

随着科学技术的发展与不断的进步，电网技术也有了很大的发展，配电网技术的网络化程度也在不断地提高，因此，电气自动化技术也得到了迅速的发展。

电气自动化技术是将现代的电子技术、信息的处理技术以及网络通信技术融为一体的基础上，发展起来的综合技术，是在电气工程的电气系统中实现远程监控以及监视管理的有效地途径。电气自动化技术，为电气系统的平稳运行提供了良好的条件，并且随着发展，电气系统也得到了更为优质的服务

电气系统自动化技术的要求主要有：1）保证电气系统各部分的技术要求，以实现设备的安全以及经济，并以设备的实际运行为主要的依据，保证操作人员实际的控制和协调;2）尽量的利用电气自动化技术进行安全性能的改善，从而可以减少事故，并能够节省人力，避免紧急事故的发生和发展;3）还要对电气系统的整体数据以及参数进行检验 收集并对之进行处理，保证各系统的正常运行;4）保证电气系统各部分的安全以及经济。

2.电气自动化的发展现状

首先，电气自动化系统信息化。信息技术在纵向和横向上向电气自动化进行渗透，纵向上，信息技术从管理层面对业务数据处理进行渗透，利用信息技术可以有效存取财务等管理数据，对生产过程动态监控，实时掌握生产信息并确保信息的全面、完整和准确;横向上，信息技术对设备、系统等进行渗透，微电子等技术的应用使控制系统、PLC 等设备界线从定义明确逐渐变得模糊，而软件结构、组态环境、通讯能力等的作用日益凸显，网络、多媒体等技术得到了广泛应用。

其次，电气自动化系统使用、维护与检修简易化。WindowsNT等已经成为实施电气自动化控制平台、规范以及语言的标准，基于Windows的人机界面成为了电气自动化的主流，并且基于Windows的控制系统有着灵活、易于集成等优势，也得到了广泛的应用。采用Windows操作平台使得电气自动化系统的使用、维护和检修更加简单、方便。

最后，实现分布式控制应用。电气自动化系统通过串行电缆连接中央控制室、PLC、现场，将工业计算机PLC的CPU、远程I/O站、智能仪表、低压断路器、变频器、马达启动器等连接，将现场设备的信息收集到中央控制器。分布式控制应用通过数字式分支结构的串行连接自动化系统与相关智能设备的双向传输通讯总线，将PLC、现场设备与相应的I/O设备连接起来，使输入输出模块发挥现场检查和执行的作用。

3.电气自动化系统的特点及功能

3.1特点

与热机设备相比，电气控制系统的控制对象少、信息量小、操作频率低，但具有快速、准确的优势。由于电气设备要求较高的保护自动装置可靠性和快速反应能力以及较高的抗干扰能力，电气控制系统具有较多连锁保护，能够满足有效控制的要求。

3.2功能

基于电气控制的特点，电气自动化控制系统要实现对发电机―变压器组等电气系统的有效控制，必须具备以下的基本功能：1）发电机―变压器组出口隔离开关及断路器的有效控制和操作;2）发电机―变压器组、励磁变压器、高变保护控制;3）发电机励磁系统起励操作、灭磁操作、增减磁操作、稳定器投退、控制方式切换;4）开关自动、手动同期并网;5）高压电源监视和操作及切换装置的监视、启动、投退等;6）低压电源监视和操作及自投装置控制;7）高压变压器控制及操作;8）发电机组控制及操作;9）LPS、直流系统监视等等。

4.电气自动化系统的设计理念

电气自动化控制系统主要有集中监控、远程监控、现场总线监控3种设计方式。集中监控方式的特点是由一个处理器集中系统功能进行处理，优势是设计简单、防护要求较低、运行维护方便。由于处理器工作量过于繁重，导致处理速度较低，对全部电气设备进行监控将导致主机冗余降低、电缆数量增多，导致投资加大，而且长距离电缆干扰也会影响系统，隔离刀闸、断路器采用硬连接也容易产生辅助接点不到位、查线不方便等问题，增大了误操作的几率。远程监控方式有着组态灵活和节省电缆、安装费用、材料以及可靠性高的优点，由于电气设备通讯量比较大，而 Lonworks、CAN等各种现场总线通讯速度不高，该方式仅仅适用于小型系统的监控，无法满足大型电气自动化系统的要求。由于现场总线、以太网等技术的普遍应用和相应运行经验的积累，智能化电气设备得到了较快的发展，网络控制系统逐渐应用到电气系统中，现场总线监控方式能够针对电气系统具体情况进行设计，不僅具备远程监控方式的所有优点，而且还节省模拟量变送器、隔离设备 I/O卡件等。另外，智能设备安装简便，可以节省控制电缆和相应的投资及安装工作量和维护工作量，成本更低。由于通过网络相连的各装置功能独立，网络组态灵活，提高了系统可靠性，装置故障不会影响其他装置，更不会使系统瘫痪，是电气自动化控制系统未来主要的发展方向。

5.电气自动化系统的发展趋势

随着OPC技术的出现和IEC61131的颁布以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，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 已成为电气自动化控制技术一个国际化的标准，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，市场的需求驱动着自动化和IT 平台的融和，而电子商务的普及将加速这一过程。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等各方面的管理数据，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。

6.结束语

总之，电气自动化技术在电气工程中发挥着越来越重要的作用。电气自动化技术集计算机技术、通信技术等的现代技术于一体，在电气建设以及电网配备等的电气工程中发挥着很重要的作用，是电气系统稳定运行的重要保证。我们在电气技术方面起步较晚，这就需要我们不断地进行探索，积极地采用新技术，从而为电气工程做出更多的贡献，实现电气系统的快速发展。

参考文献：

[1]石磊，李国栋.电气自动化控制系统及设计[J].黑龙江科技信息，2011（20）

[2]刘永强.浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J].黑龙江科技信息，2011（2）