电气自动化控制系统设计构想

焦平

摘 要：本文就电气自动化控制系统及设计构想，指出了电气自动化工程控制系统的现状；阐明了电气自动化工程控制系统的发展趋势；论述了电气自动化控制系统的设计理念。

关键词：电气自动化；控制系统；设计

电气自动化控制系统引领着现代化工业的前进方向，建立在先进科学技术上的电气自动化工程对于社会的全面发展都起到了不可估量的作用。电气自动化控制系统能够帮助各领域最大程度地减少劳动力成本和强度，提高检测的精确度，增强传输信息的有效性和实时性，确保了各项工作及活动的顺利展开。另一方面，电气自动化控制系统大大地减少了安全事故的发生。保障生产设备的安全运行。

1 电气自动化工程控制系统的现状

不少行业实行的自动化技术都离不开电气化自动化的配套。在经历几十年的发展过程，我国的电气自动化技术已经取得了很大的成就。但同国际水平相比我国的电气自动化技术仍然存在着一定距离。随着市场经济的进一步发展，电气自动化市场中存在竞争对手。这不仅是一种挑战，也是一个机遇。

1、Windows 正成为事实上的工控标准平台。微软的技术如Windows NT、Windows CE和Internet Explore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在电气自动化领域，基于PC的人机界面已经成为主流，基于PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用 Windows 作为操作系统平台的好处就是其易于使用和维护以及与办公平台简单的集成。

2.电气自动化工程分布式控制系统。DCS 是在集中式控制系统的基础上变化而来的。基于对此系统的应用，其缺点也慢慢表现出来。由于它属于模拟数字的混合体系，它采用的是模拟的传统型仪表，可靠性很低，维修也很困难，价格也昂贵。所以，有必要革新电气自动化工程系统技术。

3、集中监控的方式进行的控制系统。集中控制方式的系统是把所有功能归入一个处理器中，因此其处理速度不快，要想把所有设备掌握在监控的范围中，监控对象的数量就太多，占用主机空间很大，同时要求电缆数量也增大，这就增大了投资费用。又集中监控的隔离刀闸中的闭锁与联锁使用的都是硬接线，反复接线很麻烦，这样就给维护工作带来了困难。使整个系统运行不顺畅。

4、IT技术与电气工业自动化。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 平台的融合，电子商务的普及将加速着这一过程。信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向：一是从管理层纵向的渗透。企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实时的存取；另一方面，信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统中信息技术已渗透到产品所有的层面，不仅包括传感器和执行器，而且包括控制器和仪表。

2 电气自动化工程控制系统的发展趋势

1、 电气自动化控制系统的统一化 。电气自动化控制系统的统一化对于自动化产品的周期性设计、安装与调试、维护与运行等功能的实现有无比重要的作用，减小了从没计到投入运用之间的时间和成本。实行电气自动化控制系统统一化的主要目标就是为了把开发系统从运行系统当中分离出来。同时也为了能够方便达到客户的要求。电气自动化控制系统的主要发展趋势就足能够把电气自动化系统通用化，电气自动化网络结构应该保障现场的设施、计算机的监管体系、企业工程的管理体系之间数据交流的畅通。需要考虑的是，实行网络计划，全部需要保证控制元件到办公室环境之间的自动化的整体通讯。

2、电气自动化工程的生产将更加的安全。安全防范技术的集成化是电气自动化工程控制系统的一个发展方向，重点就是保证系统的安全。在非安全状态下，用户要如何选择才能实现安全。在分析我国市场的发展特性后，我们应该从最高安全级别开始，逐渐延伸到安全级别低的领域，硬件设备与软件设备，公共设施层与网络层，实现对此系统的安全设计的全面研究。

3、电气自动化工程控制系统的市场化 。作为一种工业产品，要实现长久的发展，必须深化制造部门内部的体制改革，运用现代科学技术保障发展的成果。而且还需要密切的关注产业市场化所带来的后果，保证产品适应市场发展的需要。另一方面，制造企业不仅需要对开发技术和集成系统进行研发投入，同时还需要运用分工外包和社会化之间的合作，使零部件的配套生产逐渐的市场生产化、专业化，从而能够保证对高端装备技术开发研究资源综合利用，提升自主装备制造的比例.产业市场化是产业发展的必然趋势，对于资源配置工作效率的提升有着显著的促进作用。

4、创新电气自动化工程控制系统技术。在我国电气自动化发展形势下，随着市场化的条件越来越成熟，创新能力在电气自动化工程控制系统中得到增强。并且企业不断吸收创新技术来提升自身的创新能力，再加上科研的投入，为创新电气自动化提供了更加远大的前景，加强政策上的宽松，健全、完善机制非常有利创新。近阶段我国企业主要生产一些中低档次的产品，产品主要服务于中小型的项目，企业应该打开自主创新的新局面，转换经济增长模式，逐渐提升创新能力。

3 电气自动化控制系统的设计理念

1、集中监控方式 。这种监控方式优点是运行维护便捷，控制站的防护标准不高，容易进行系统设计。可是因为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，处理器的程序相当复杂，处理速度相应受到严重影响。由于所有电气设备进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机的下降、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规律性。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按规律运行，造成无法操作设备的不良局面。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，维护工作大大增加了，还存在因查线或传动过程中由于接线复杂而造成错误操作。

2、远程监控方式 。远程监控方式具有节省大量电缆、节省安装费用，节约材料、可靠性很高、组态灵活等优点。由于各种现场总线（如Lonworks总线，CAN总线等）的通讯速度较缓慢，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建设。

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，且运行的丰富经验已经积累了不少，智能化电气设备也得到了快速的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统创造了有利条件。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔它就有不同的功能，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，再者智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，节省了很多控制电缆，节约很多投资，大大减少了安装维护工作量，成本也得到了降低。由于各装置的功能是处于相对独立的状态，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，增加整个系统的可靠性。因此现场总线监控方式是未来发电厂计算机监控系统的发展趋势。