电气自动化控制系统设计研究

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电气自动化控制系统设计研究:对电气自动化控制系统设计的探讨

摘 要：随着社会生产规模的扩大、成产水平的提高而前进的。电气控制技术的进步反过来又促进了社会生产力的进一步提高，计算机技术在各个领域得到了广泛的应用，本文通过介绍电气综合自动化系统的功能，讨论了目前电气自动化控制系统的设计思想，展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。设各智能化水平的提高使得对现场设备状况的精确掌握成为可能，通讯技术的发展则为大容量的数据传输提供了平台。

关键词：电气自动化；控制系统；设计思想；发展趋势

0 前言

随着网络技术、移动通信技术的发展。以及自适应控制技术在电气控制系统的推广应用。电气控制系统的网络化趋势越来越明显，加上电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟，特别是近年来，科学技术不断进步，计算机技术在各个领域得到了广泛的应用，而电气自动化控制系统的计也离不开计算机，网络技术的合理运用，自动化控制系统得到了人们的普遍关注，自动化控制系统不仅能够提高工作效率，较少工作错误，也能够节约人力成本，因此，电气自动化控制系统的设计对于变电站的发展有着重要的意义。

1 电气综合自动化系统的功能

根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为：发变组出口220kV/500kV断路器 隔离开关的控制及操作；发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制；发电机励磁系统；包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS(电力系统稳定器)的投退；220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网；6kV高压厂用电源监视操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等；380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制；高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)；柴油发电机组和保安电源控制和操作；直流系统和LPS系统的监视。

对于发变组保护等主保护和安全自动装置，因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度，可能增加相当大的费用，故可以保留。但是它们与DCS间要口求接，控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装置信息，并可以通过DCS进行事故追忆。

2 电气自动化控制系统的设计思想

2.1 集中监控方式

这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2.2 远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线，CAN总线等)的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

2.3 现场总线监控方式

目前，对于以太网(Ethernet) 现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件 模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

3 探讨电气自动化控制系统的发展趋势

OPC(OIJEforProcess 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。

4 结束语

综上所述，随着科学技术的发展；电气工程及其自动化的触角伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究，都有它的身影。，电气自动化控制系统的设计已经和计算机网络技术紧密地结合在一起，各种监控方式都离不开计算机技术的应用。因此，各企业在电气自动化控制系统的设计过程中，应该充分重视计算机技术，促进自动化控制系统功能的不断提高。

电气自动化控制系统设计研究:电气自动化控制系统设计的相关探讨

摘 要：伴随着我国社会主义市场经济的快速发展，电气自动化技术得到了很大程度的发展，特别是科学技术水平的进步更使电气自动化控制技术的发展变得突飞猛进，对我国当前的电气技术发展提供有力支撑。随着经济全球化的快速发展，国际间的交流日益频繁，国际上领先的电气技术逐渐进入我国市场，这给我国电气行业带来机遇的同时也带来了挑战，我国必须重视对我国电气自动化空寂系统的设计，这样才能够促进我国电气事业的发展。文章就对此内容进行了相关阐述，供大家参考。

关键词：电气自动化控制系统；电气技术；系统设计；设计思路

随着国际市场的不断扩大，我国的电气市场发展空间也在不断增大。伴随着经济的发展，电气自动化技术在我国各行业中的作用越来越突出。要想保证电气自动化技术的快速发展并被广泛应用，我们必须对电气技术的功能和组成有深入的了解，并能够掌握电气自动化控制系统的设计，这样才能够保证电气技术满足当前生产的需要，使自身功能得到很好的应用，进而促进我国各行业的发展。

1 电气自动化控制系统的功能与组成

1.1 电气自动化控制系统的功能

结合现在电气自动化控制系统与现在常用的单元机组运行模式的控制特点，可将电机上的电源及其中某变压器等控制全都归入ESC控制模式下。它的功能是：形成发变组断路器220kv/500kv出口，阻断开关的操作和控制；控制厂髙变、励磁变压器和发电组的保护程序，形成发电机的重要励磁系统，此系统主要由灭磁和启励操作及切换减磁控制方式的操作组成；这时变组断路器的出口将会自主形成自动化开关并却允许手动操作的同时并；高压6千伏厂用电源的操作及监视、厂用电压快速却换装置的操作、低压自动控制及监视装置；低压380伏厂用电源的系列装置控制；两台机可以共同使用的变压器操作控制程序；柴油机组合保安电源的操作控制程序；监视LPS系统和直流系统。同时，电力自动控制系统在发变组的安全自动装置部分及主保护要求必须全部实现在DCS中，到目前还没有得到发展，不过值得肯定的是，已与DCS要扣实现了连接，可以通过这一系统进行追忆事故的实现，这也属于通讯信息自动化装置。主要功能如下：

第一，自动控制功能。在电气自动化控制系统运行过程中，如果某个设备出现了问题，那么自动控制功能就会自动切断电路，进而保证整个控制系统电路的安全，所以这也是该控制系统最为基础的功能。

第二，保护功能。在电气设备的运行过程中会出现各种不可预知的事故或者故障，这是电压或者电流就回瞬间加大超过设备允许的范围，这就需要设备具有对故障信号的检测和对线路自动处理的功能。

第三，监视功能。自动化控制系统中的变量电是无法用肉眼来衡量的，所以需要借助传感器的监视功能，通过对视听信号的检测实现对整个系统变化情况的实时监控。

第四，测量功能。通过对视听信号的监测能够判断系统的工作状态，同时也需要专业的设备对各种信号和参数进行必要的测量，才能做出科学的调整决策。

1.2 电气自动化控制系统的组成

电气自动化控制系统主要由以下几个部分组成：第一，电源供电回路，为控制系统的运行提供电源。第二，保护回路，一般由熔断器、稳压组件、继电器等组件组成，对电气设备和线路的运行实现保护作用。第三，信号回路，通过一定的转换规则，将电信号转换为直观的形式，以此来快速的判断设备和线路的运行是否处于正常工作状态。第四，自动与手动回路。在自动化控制系统中仍然需要手动环节的控制作用，通过转换开关的作用快速实现自动与手动的切换，能够促进控制功能的有效发挥。第五，控制停车回路。在自动化控制系统中，包括启动设备和制动设备，才能实现能耗制动、倒拉翻转制动等，根据不同的设备制动需求选择不同的制动设备。第六，自锁及闭锁回路。自锁是在控制系统启动以后，电气设备维持正常工作环境的状态，而闭锁则是用来保证电气设备和线路正常运行的稳定性和安全性。一般在控制系统中，如果包括两台或者两台以上的设备，只能实现对一台设备的自锁功能。

2 电气自动化控制系统的设计思路

2.1 集中监控方式

这种控制方式最大的有点就是操作起来简便，而且进行防护设计方面也相对比较简单。不过这种控制方法必须把所有设备的所有功能都集中到一个处理器中，这就容易造成处理器任务过重，而且一旦处理器发生故障，那么将会直接影响整个控制系统的正常运行，进而影响生产效率。而且设备中隔离道闸的操作特别容易受到辅助接点的影响，导致无法正常操作，这样就会增加维修费用，给企业带来更多的生产成本。所以我们应该加强对这种控制技术的了解，在使用的时候也需要进行科学衡量才能够保证生产顺利。

2.2 远程监控方式

这种控制技术具有很多优点，例如，节约生产成本、可靠性能高、操作比较灵活等等，所以在系统控制方面能够被广泛使用。但是这种技术受到通讯速度的影响，所以在使用这种技术时，应该确定操作设备能否满足该技术通讯速度的要求，而且这种监控方式只适合在小型设备中使用，不能够用在大型电气设备中，这也是我们应该注意的问题。

2.3 现场总线监控方式

这种方式是当前电气自动化控制系统中最为常用的控制技术，在实践中的应用效果十分好，取得了很多成功的经验，为智能电气设备的发展提供了重要借鉴。相比其他控制技术来说，这种方式的适用性更强，能够根据不同的需要选择最合适的控制系统设计，给生产带来更多的便利。由于这种技术本身就存在监控功能，所以不需要很多的使用设备，只要根据需要直接安装相关的智能设备，实现与监控系统的连接，就能够实现远程监控，极大地减少电缆的使用数量，提高了生产效率。此外，这种控制方法中的设备都是独立才做的，通过计算机把各个设备之间相互谅解，不仅能够很灵活的进行组合，还能够提高系统运行的可靠性，而且其中任何一个设备发生故障都不会对整个系统产生影响，保证生产的正常运行。这种技术也是未来电气技术发展的主要方向，我们应该对此深入研究。

3 电气自动化控制系统的发展趋势

随着科学技术的快速发展，计算机应用技术的普及，电气自动化控制技术在各行各业中被广泛应用，特别是随着OPC技术的诞生，进一步促进了电气自动化控制技术和计算机的结合。未来电气技术和计算机技术的融合将更加紧密，这也是当前以及未来电子商务的目标。不论从电气技术发展角度来说，还是从计算机技术发展角度来看，电气自动化控制系统必然会随着时代的进步而进步，同时能够在不同领域发挥重要的作用，使生产率得到很大提升，进一步促进我国经济的发展，提高我国电气技术在国际上的地位。

4 结束语

综上所述，文章对当前如何做好电气自动化控制系统设计工作，旨在能够促进我国电气技术的快速发展。在进行设计的过程中，应该对设计中的要点进行全面掌握，根据不同用途不同需要选择合适的设计方案，保证整个电气自动控制系统额稳定运行，这对于我国经济的发展有重要的促进作用。

电气自动化控制系统设计研究:浅谈电气自动化控制系统设计及应用

摘 要：电气自动化技术的应用为各领域的发展提供了技术支持，激活了其前进动力。鉴于电气自动化技术在现代化建设中的重要作用，本文就围绕电气自动化控制系统展开探讨，分别论述了远程监控、集中监控、现场总线监控的设计思路，并以电厂发电应用为例，来就电气自动化控制系统的实际应用作出说明。意在为电气自动化控制系统设计及应用的现实开展提供借鉴与支持。

关键词：电气自动化控制系统；设计；应用；分析

随着社会经济的迅速发展和科学技术的不断提升，电气自动化技术表现出强劲的发展势头，在国防、交通、能源、化工、机床、港口、冶金等各个领域得到了广泛的应用。电气自动化控制系统作为电气自动化技术运用的集中体现，在提高系统运行稳定性、生产效率、经济效益方面性能突出，且正在朝着信息化、开放、分散的方向发展。因此，就电气自动化控制系统的设计及应用进行探讨就显得十分必要，对于电气自动化控制系统的应用优化与进一步发展具有积极的现实意义。

一、电气自动化控制系统的设计

一般情况下，将电气自动化控制系统分为以下三种设计形式：远程监控、集中监控及现场总线监控。其在具体设计中，根据特性，设计的思路也存在区别。

首先，远程监控系统的设计思路。在使用方面，远程监控系统表现出一定局限性，主要表现在以下方面：通常只对小型电气系统适用，于全场电气自动化系统中并不适宜。究其原因，是因为电气部分存在相对较大的通讯量，而通常现场总线通讯量则偏低，这就使得远程监控难以满足相关要求。此外，远程监控系统具有可靠性高、灵活性强、节约电缆、节省安装费等特性，在实际设计中，在考虑其适用条件的同时，也应将其优势统筹其中，从而达到设计优化的目的。

其次，集中监控系统的设计思路。集中监控系统设计的最主要特点是在一个处理机中集中了系统各个功能，虽然实现了操作、处理、显示的集中进行，但却使处理器背负繁重任务，大大影响其自身运行速度。保证运行可靠性是集中监控系统设计的关键，但在日趋复杂、庞大的自动化系统现实下，单纯依靠元器件的无限制提高，来提升系统可靠性，满足新的需求几乎是难以实现的。这就要求我们在完成元器件可靠性合理提升的同时，还应把握系统设计，来从根本上保障系统的稳定运行。此外，在集中监控系统的实际设计中，也应综合考虑其优点，即运维便利，对控制站防护的压球不高，系统设计较易实现。

最后，现场总线监控系统的设计思路。现场总线监控系统的设计具有针对性，间隔不同其所发挥的功能亦存在差异，即要求依据实际的运行情况和间隔具体功功能来设计现场。相比于远程监控，现场总线监控在具备其优点的基础上，还大大减少了对端子柜、模拟量变送器及隔离设备的使用，且智能设备的安装可就地进行，减少了电缆使用数量，实现了成本的节约。同时，对于现场总线监控系统的设计，应保持其各装置功能的独立性，依靠网络来进行装置间的灵活连接，从而促进该监控系统可靠性和工作效率的大幅度提升。可以说，现场总线控制系统依靠合理的设计表现出诸多特性，是电气自动化控制系统今后发展的大方向。

二、电气自动化控制系统的应用

电气自动化控制系统的应用十分广泛，涉及各个领域，本文以电厂发电应用为例，来对电气自动化控制系统的实际应用进行说明。

（一）数据操作系统应用

计算机处理系统的基础为计算机，其组成通常包括输入、输出及处理三个部分。该系统在电厂中的应用主要涵盖了参数的输入与显示、报表打印、性能计算、计录事故序列、异常报警等，即通过系统的数据操作来实现对电厂电气部分的有效控制。由于变压器内部组成成分不同，所以各个地方遇到故障时所产生的气体含量的百分比也是不尽相同的，所以，在运用色谱分析的方法时，我们可以对反应产生的气体进行分析，根据气体的含量，从而推断出故障的发生位置。比如，在变压器内部，有的材料在反应之后产生的一氧化碳这种气体较多，假设这种地方遇到了故障，我们就可以采用色谱分析法，这时会发现所检验的气体中一氧化碳的含量明显增加，这时候，我们就可以推断出是这个地方发生了故障。这种检测方法跟以往相比，在效率上有着明显的提高，因此，被越来越广泛的应用。在常规情况下，运用电气试验的方法可以相当准确的判断出变压器内部所存在的故障。但是，在某些情况下，例如变压器内部遇到局部放电，短路等故障时，运用电气试验法来检测故障就显得比较困难，这时，我们需要将电气试验法和色谱分析法结合起来，以到达更加便捷的目的。例如，在变压器遇到了局部放电的状况，这时候，我们可以先用色谱分析法进行气体检测，从而大致推断出故障的位置以及故障的类型，然后，在这些数据的基础上，我们可以有目的性的设计电气试验的方案，然后就可以迅速的找到故障的类型。将这两种方法相结合，跟以往的试验方法相比，显得非常便捷，这种方法减少了相当多的电气试验，极大地提高了检测变压器故障的效率。

（二）汽机旁路系统应用

汽机旁路系统的应用是为回收工质，保护再热器，解决锅炉最低负荷与汽轮机空载流量不一致情况为初衷的。该系统由高（低）压旁路压力调节系统与高（低）压旁路温度调节系统共同组成，并安装截止阀于各个旁路，电气自动控制系统的作用就体现在对这些旁路阀门执行器的控制上，依据系统的速度大小和运行力矩来对阀门开度进行确定，进而在电液执行器与电动执行器的选择上作出衡量。

（三）电液调节系统应用

液压控制系统是电液调节系统的前身，随着科学技术的不断发展，电液转换器、电气元件及设备的可靠性稳步增强，汽机配套设备同电调系统间实现较好协调，进而发展成为电液调节系统，能够对调节级后压力、电功率、转速等进行控制。该系统的应用以盘车为开端，来控制汽轮发电机组，先后经冲转、升速、并网、加符合等，直至完成正常的发电。电液调节系统主要作用于电网系统一次跳频，通过调度电网来对负荷进行改变。这样的电气自动化控制系统应用，不但为机组运行的安全性提供了保障，还确保了机组的长寿命、经济性运行。

（四）协调控制系统应用

锅炉、汽轮机为电厂中两大关键设备，对这两项设备的控制方式同锅炉蓄存能力的有效利用密切相关。通通常情况下，电厂内会应用协调控制系统，来作为机、炉的主控制系统，通过该系统的应用，来平衡输入和输出间的质量与能量。

（五）机械参数监控系统应用

随着汽轮发电机组容量与相应仪表数量的日益增长，为避免事故的发生，需要在的汽机运行与启停中运用大量仪器仪表来对各项机械参数进行有效监控。而同时，此类参数也在持续的增多，膨胀量、振动、转速、偏心度、位移需属于监测量的范畴。而将电气自动化控制系统应用于汽轮发电机组当中，便可实现对这些参数的准确、及时记录，同时对于机组连锁保护系统亦能够起到监视保护作用，促进了系统整体安全性的提升。

结语

电气自动化控制系统对于各领域自动化水平的整体提升发挥着十分重要的作用，参考上述内容，结合实际应用环境，来实现科学、合理的电气自动化控制系统设计与应用，从而使其发挥应有的管理效用。随着科学技术的不断发展和实践经验的沉淀积累，我们有理由相信，电气自动化控制系统的前景十分广阔。

电气自动化控制系统设计研究:关于电气自动化控制系统设计的分析

摘要：本文分析了电气自动化控制系统的设计，同事介绍了提高控制设备可靠性的方法，供大家参考。

关键词：自动化控制系统；设计

提高电气自动化控制设备的设计能力以设计出高可靠性的设备是我们未来不断研究和探索的方向，只有在设计环节中提高重视，通过采用各种技术处理措施，在使用过程中做到按照流程操作、及时维护与保养，才能保证设备的可靠性，也才会有满意的成果。

1 电气控制对象的特点和要求

1.1 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。

1.2 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。

1.3 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（ECS）主要以数据采集系统和顺序控制为主，联锁保护较多。

1.4 自动化的发展趋势应该是分布式、开放化和信息化。分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络，达到系统危险分散的概念；开放化则是系统结构具有与外界的借口，实现系统与外界网络的连接；信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力，与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。

2 电气自动化控制系统的设计思想

2.1 集中监控

控制站的防护要求低、运行维护方便以及系统设计较为容易是集中监控方式最大的优点，但这也给其带来了弊端，那就是将控制系统中的各个主要功能都集中到一个处理器中进行运转，使处理器的工作任务量增加，阻碍了其运行速度，影响工作的效率。当电气控制设备全部进入到监控状态时，随着被监控对象数量的不断增加导致的结果是主机冗余下降、企业投资增加、电缆数量增加且长距离的电缆运输也将在一定程度上影响着控制系统的可靠性以及稳定性。因为长距离的电缆查线不方便，也增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性，因此在采用集中监控方式时要对上述问题进行很好的处理。

2.2 远程监控

随着科技的发展，远程会议、远程视频、远程监控等技术逐渐成熟，而远程监控方式的运用具有节约电缆、减少安装费用的支出、节约材料、提高了可靠性、组态较为灵活等优势，但是这种方式并不适合全厂的电气自动化系统的构建，因为其现场总线的通讯速度相对低于其他方式，而且电厂的电器通讯量巨大，因此远程监控方式通常情况下适用于小型的系统监控，这是我们在设计电子自动化控制系统时需要着重注意的地方。

2.3 现场总线监控

当前在变电站综合自动化控制系统中已经普遍采用了以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术，而且在多年的实践摸索中也已经积攒了丰富的经验，加上当今智能化研究的进步以及智能化设备的迅速发展，都极大的推动了电气自动化控制系统的发展。尤其是现场总线监控方式不但可以针对不同的间隔设定不同的功能，也可以根据具体的间隔情况进行合理设计，其还具有远程监控方式的全部优势，可以大量的减少隔离设备、模拟量变送器等使用，并且针对于智能化设备可就地安装，进而节省了大量的材料费以及安装维护工作量，减少了企业的资本投入，也降低了企业成本，这是我们在设计充分加以使用和发挥其作用的方式。

3 提高控制设备可靠性的措施

任何电气控制设备设计的再精良也需要稳定的可靠性作为支撑，因此要提高控制设备的可靠性，就需要从实际出发，对控制设备的特点，元器件的正确选择与使用、散热防护、气候防护等方面进行详细的研究，进而采用相应的可提高其可靠性的设计方法，以设计出合格的产品，具体要求如下：

3.1 电子元器件的选用

元器件是设备的组成部分，其性能的稳定性决定了设备整体的可靠性，因此在元器件的选择上要根据电路性能的要求和工作环境的条件来选用合适的元器件。选择时要对关键性的元器件进行质量的认定与检测；严格比对同类元器件的型号、规格、品种以及生产厂商等之间的优缺点，以选择在技术条件、技术性能、质量等级等均应满足设备工作和环境的要求，并留有足够的余量的元器件。另外，在使用过程中要对元器件表现出来的相关性能与数据进行及时的统计与分析以作为今后选用的依据。

3.2 电子设备的环境保护

电子设备在使用过程中潮湿、盐雾、霉菌以及气压、污染气体对电子设备影响很大，轻者降低设备的灵敏度，重者直接或间接的损坏电子设备。其中以潮湿因素的影响最大，尤其是在温度低、湿度大的环境下，当湿度达到饱和状态时就会造成设备内的元器件以及印制电路板上产色和凝露现象，使其性能降低，导致故障的发生；另外当潮湿空气侵袭电子设备时，元器件或材料表面会凝聚一层水膜，并由此渗透到内部，进而增加了绝缘材料的导电率，体积电阻率降低，介质损耗增加引发电气短路、漏电、击穿等问题，从而造成设备运行故障。

3.3 严格把控设备的设计开发

控制设备设计开发阶段是设备可靠性的关键阶段，只有设计的合理与科学才有可能生产出合格的产品，因此此阶段，需要仔细研究设备、元器件、零部件的技术条件、技术环境，以分析出产品的设计参数，进而制定出合理的设计方案；其二，在全面掌握产量设定产品结构形式和产品类型的基础上，进行综合、全面的构思，设定出产品的结构。使产品具有良好的操作维修性能和使用性能，以降低设备的维修费用和使用费用。

3.4 控制设备的散热防护

控制设备的散热防护是影响设备运行速度以及稳定性的重要因素，温度对设备可靠性的影响是不容小觑的，因为电子设备在运行时会损耗一定功率，是以热能的形式表现出来的，特点是一些功率较大的元器件在运行中产生的热能更是相当惊人，此时如果不进行有效的降温就有可能导致设备的损坏。另外当外界环境温度较高时，设备工作时产生的热能难以散发出去，也将使设备温度升高。在实际工作中对于半导体分立器件要进行一定的散热处理，而功率低于 100 W 的一般不需要进行散热；对于功率较大的半导体分立器件应加装散热器；对热较为敏感的半导体分立器件在安装时应尽量远离耗散功率大的元器件，以免造成不必要的影响。

4 结束语

综上所述，随着时代的不断发展，电气自动化已成为一门自动化领域内的分支技术，其内容正在不断成熟和完善。电气自动化是我国电气调度自动化发展的必然趋势，文章对电气自动化控制系统的设计以及如何提高控制设备可靠性进行了分析。

电气自动化控制系统设计研究:有关电气自动化控制系统设计理念及发展的思考

摘要：本文通过介绍电气自动化系统的功能，探讨了目前发电厂电气自动化控制系统的设计理念，展望了未来发电厂电气自动化控制系统的发展趋势。随着设备智能化水平的不断提高，使得对现场设备状况的精确掌握成为可行，加上通讯技术的高速发展，而为大容量的数据传输提供了保证。在现代工业自动化领域里，Pc控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更广泛的采用。

关键词：电气自动化；数据传输；控制系

一、电气自动化控制系统的功能

单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂内用电源等电气系统的控制全都纳入到ECS监控中来。其基本功能为：

①发变组出口断路器、隔离开关的控制及操作；

②发变组保护、厂内高变保护、励磁变压器保护控制；

③发电机励磁系统，包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS(电力系统稳定器)的投退；

④开关自动同期并网及手动同期并网；

⑤高压厂内用电源监视、操作、厂内用电快速切换装置的状态监视、投退、手动启动等；

⑥380V低压厂内用电电源监视、操作、低压设备自投装置控制；

⑦高压启/备变压器控制和操作；

⑧柴油发电机组和保护电源控制与操作；

⑨直流系统和LPS系统的监视。

二、电气自动化控制系统的设计理念

1. 集中监控方式的优缺点

集中监控方式是利用一套控制设备（例如计算机）监控整个电厂（或变电站）设备。集中监控方式适用于控制对象比较少，控制区域分布不广的系统。这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器中进行处理，处理器的任务相当繁重，处理的速度将受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降，电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线方式下的二次接线复杂，查线也不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2. 远程监控方式的优缺点

远程监控方式，又称四遥（遥信、遥测、遥控、遥调）监控方式，是国内早期一种监控方式，适用于远程监控偏僻地区的控制对象。四遥控制方式，不会像集中监控方式那样，某一设备出故障影响整个系统。由于采用四种不同的装置组成远程监控系统，结构复杂，体积庞大，不易扩展。

3. 分布式监控方式

分布式监控方式采取多套控制设备（计算机）按功能或按地理位置监控电厂（变电站）的不同设备，这些控制设备通过网络或总线进行通信。目前，已普遍应用于变电站、发电站等自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验。近些年，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为分布式监控系统应用于发电站电气系统奠定了良好的基础。分布式监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络/总线连接，网络组合灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的部件，不会导致系统瘫痪。因此，分布式监控方式是今后发电站计算机监控系统的发展方向。

三、电气自动化控制系统的发展趋势

现代电气自动化控制系统普遍采用分层分布式计算机监控系统。从管理上分为上下两层（甚至多层），上位机为管理协调层，负责越限报警（显示器显示报警、手机短信报警）、调度优化计算、命令下达、远程通信等高级应用软件；下位机为执行层，负责采集数据、执行上位机下达的命令。对多层结构系统，更上层是国家调度中心，通过远程网查看电站数据，下达宏观调度计划。为了提高监控设备的可靠性，往往上位机采取双计算机，甚至多台计算机，平时每台计算机承担各自特定的任务，当某台计算机故障后，其它计算机承担其任务。这些上位机通过局域网进行通信，下位机层通过总线进行通信，国调层通过远程网进行通信。

我们可以利用电气自动化来改变现代工业的发展，节约有效的资源，降低成本费用，以此来获得更好的社会、经济效益。大力发展电气传动自动化技术，可以将我国的电气化使用提高到一定的水平，缩短与世界大国的发展距离，实现自主研发，对国民经济的发展起着十分重要的作用。规范我国电气传动自动化技术方面的标准，实现规模化、规范化生产。

工业电气自动化的发展趋势就是现代分布式、开放式的信息化。分布式的结构可以保证网络中建立起独立的网络，以实现危险分散，促进系统的正常运行；开放化就是要将系统与外界联系，实现各方的网络连接，提高信息的处理能力；而信息化就是实现设备与网络技术结合，实现网络自动化和管控一体化。如今，我们已经到了开创电气自动化的新时代了，实现自主研发，是我们对未来发展的展望。同时，将科学发展观作为前进的基础和指导思想，根据每个地区的部门的实际情况，实现以人为本的发展要求，及时发现问题，总结先进的经验，改变传统的发展观念，寻找一条合适的发展道路。时刻落实科学发展观的理念，把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“电气自动化”进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。