1、電氣自動化控制系統的簡述

1.1概述電氣自動化控制系統

為更好地研究電氣自動化控制系統及其設計，相關人員首先需要深入了解電氣自動化控制系統，電氣自動化控制系統是一種基于計算機網絡技術的監管電力設備的系統。電氣自動化控制系統是通過檢測管道電流、電壓、溫度等數據實現對電力設備的監控，一旦發現相關的電力設備發生異常，電氣自動化控制系統就會即刻啟動相應的控制裝置，從而最大程度地降低電力設備受到危害的幾率。

1.2電氣自動化控制系統的相關功能

電氣自動化控制系統的首要功能就是自動控制功能，這項功能最大的應用就是當設備出現故障時，能夠及時用開關切斷電源，防止安全事故的發生。其次就是電氣自動化控制系統的保護功能，因為在運行電氣設備的過程中，難以避免出現故障，所以電氣自動化控制系統必須具備能夠及時檢測到故障信號，并對其加以保護。最后就是電氣自動化控制系統的監控功能，在系統運行過程中，有些自變量可能無法用肉眼識別，此時就需要通過傳感器對各類視聽信號進行監視，從而達到實時監控系統運行情況的目的。

2、電氣自動化控制系統的設計方案

2.1遠程控制系統的層次架構設計

遠程控制系統可以分為遠程信息管理層、網絡層和設備層。遠程信息管理層主要應用在數據集成方面，是支持電氣設備管控一體化的基礎，能夠實現電氣設備的生產與管理自動化的有機集合。采用管控一體化系統能夠實現對電氣設備的調度，同時，發出相關的安全生產的操作指令，有效地應對設備故障相關的突發事件。網絡層中采用的是光纖工業以太網的結構，這種結構能夠實現同時接入不同協議數據，也就是各個子系統的數據。數據的傳輸平臺使用的是以太網與現場總線傳輸的鏈路，從而保證了數據的網絡化傳輸。與設備層相連接的是被控電氣設備，其功能主要是保證對本地單元設備運行的控制，實現對電氣設備的基本保護，實時檢測控制狀態。除此之外，通過遠程信息管理層的中央調度室和局域網來實現數據的雙向傳輸，從而實現遠程集控與本地控制的有機結合。

2.2嵌入式控制集控系統的概要設計

在設計軟件平臺時，使用嵌入式的實時操作系統μClinux能夠實現有序調度、科學管理系統中的多個任務。多任務操作系統的主要目的是通過任務調度的函數來合理地對每項任務進行排序，并且對其進行及時地處理。多任務的操作系統需要本機數據采集程序和網絡服務程序兩大程序來支撐。本地數據采集程序是用來采集系統的外部信號，同時將所獲得的數據傳輸到數據處理的模塊，再通過數據處理模塊實現數字濾波，接著通過數據處理模塊將存在公共緩沖區中的數據保存到flash內。而網絡服務程序主要分為嵌入式網絡服務程序和CGI程序。其中，嵌人式網絡服務程序是嵌入式控制集控系統后臺的守護進程，主要用于監聽網絡客戶的請求。只要用戶通過瀏覽器請求本地系統，CGI程序就會跟著啟動，同時轉化該請求，使服務器能夠及時地對請求進行識別和處理。請求處理完后，CGI程序就會將轉化其結果，使網頁瀏覽器能夠識別，并將相應的數據傳輸至客戶端，從而實現交互操作。

3、電氣自動化控制系統的設計

3.1集中監控方式

這種監控方式優點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理速度受到影響。由于電氣設備全部進入監控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。

3.2遠程監控方式

遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用，節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。由于各種現場總線(如Lonworks總線，CAN總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所有這種方式適合于小系統監控，而不適應于全廠的電氣自動化系統的構建。

3.3現場總線監控方式

目前，對于以太網(Ethernet)、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中，且已經積累了豐富的運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發展，這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了良好的基礎。現場總線監控方式使系統設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/O卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。

另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向.

4、電氣控制系統設計與研發的相關事項

電氣控制系統設計與研發時，需要注意科學設計與遴選相關元件，對影響設備運行的工作環境加以詳盡的考慮。系統研發必須同企業的實際生產訴求相吻合，與此同時要科學處理系統散熱問題。

4.1科學設計與遴選相關元件

為確保系統在正確安裝后能夠實現穩定的功率輸出，在系統的研發設計階段，系統研發人員應當遵循對系統工作功率以及工作原理的把握。在此基礎之上科學地設計與遴選用于系統安裝與架構的相關元件，實現對系統運行性能的保障。

4.2對于影響設備運行的工作環境加以考慮

工作環境將對設備的實際運行產生一定的影響，而惡劣的環境會導致設備受到很大的破壞。在對其進行設計的過程中，要格外的注重外部環境的影響與損害，如此便將導致電力企業運營成本增加。

4.3科學處理系統散熱問題

系統研發人員應當在系統設計過程中，給予系統散熱問題以充分的考慮。從而使這種電力自動化控制系統能夠保證電力企業的利益，節約生產成本，提高企業的利潤。

結語

電氣自動化控制系統的設計過程是一個比較復雜的過程，需要權衡該系統的靈活性、成本、可用工具等多方面的因素，從而保證電氣自動化控制系統的實際運行效果。本文對以工業以太網為基礎的電氣控制自動化系統設計的例子進行了分析，該系統的運行具有較高的可靠性，同時，實時性比較強，并且實現了本地操作與遠程監控的有效結合。因此，電氣自動化控制系統在工業控制領域具有十分廣闊的發展前景。

(郝寶印 身份證號碼:220882198403100512  黑龍江建龍鋼鐵有限公司  黑龍江  155100) 

參考文獻：

[1]石菇，李國棟.電氣自動化控制系統及設計[J].科技論壇，2011(20):61

[2]沈興來，屈衛鋒.電氣自動化控制系統及設計[J].電子技術與軟件工程,2016(19):169

[3]周超，電氣自動化控制系統設計[J].化工設計通訊,2016(1):70+77

[4]林皓.略論電氣自動化控制設備的可靠性測試[J].化學工程與裝備,2011(12):116-117

[5]林鶴，朱俊龍.淺析我國電氣自動化技術發展現狀及趨勢[J].黑龍江科技信息.2016(33)