浅析电气自动化控制系统及设计

摘要：随着我国社会经济的飞速发展以及科技水平的不断提升，电气工程自动化技术在我国的应用越来越广泛，其相应的控制系统的设计也就变得越来越重要。

关键词：自动化控制系统；稳定性；可靠性；设计？

引言：

电气自动化控制系统设计的可靠性程度直接会影响到其生产工作效率的情况。简单来说，电气自动化企业只有确保了其控制系统设计的可靠性，才能保障其生产工作效率的提高以及经济效益的提升。因此，深刻了解电气自动化控制系统设计的综合功能和主要原则，并采取有效促使加强其控制系统的设计，已成为广大电气自动化企业面临的重要课题之一。

1电气自动化的设计

1.1电气自动化的设计原则

电气自动化应该满足生产设备和生产工艺对电气控制的要求；在满足控制要求的基础上，电气自动化的设计方案应该简单、经济、安全、可靠；对于生产机械与电气自动化的关系，应该从制造成本、工艺要求、结构复杂性、管理维护等方面进行妥善处理，很多生产机械都是通过机电结合控制方式实现控制要求；科学合理地选用生产中所需要的电器元件。

1.2电气自动化的设计理念

1.2.1现场总线监控。现场总线、以太网等计算机网络技术已经在变电站综合自动化系统中得到了广泛的应用，而且运行经验非常丰富，智能化电气设备的发展也十分迅速。另外，自动化设备的功能是独立的，组态相当灵活，不会导致系统的瘫痪，使整个系统具有可靠性。

1.2.2集中监控。集中监控有利于系统管理和维护，而且系统设计简单，控制站的防护要求不高。但是集中控制将整个系统的功能全部集中到一个处理器进行处理，因此处理器的任务非常繁重，会影响到处理器的处理速度。

1.2.3远程监控。远程监控能够节约大量电缆、节约安装费用、节约安装材料，而且远程监控的可靠性非常高、组态非常灵活。但是电气部分通讯量很大，而远程监控现场总线的通讯速度比较低，因此远程监控适合于小系统监控，不适合电气自动化系统。

1.2.4 系统的数据采集。电气自动化系统在运行的过程中，必须要做到各个运行数据的随时搜集，并及时存入相应的数据库中。这些数据包括设备运行过程中的摆度、振动幅度、相关压力值、运行温度以及超声波等参数。通过对这些数据的搜集和存库，可以做到实时的系统监控，并且可以检测电气系统的运行水平。做好系统运行的数据采集是非常重要的，管理人员要在采集数据后针对不同类别的数据进行分类整理，做好资料的管理工作，以便随时提取。

2电气自动化控制系统的设计

2.1集中监控方式

集中监控方式的优点在于其运行与维护都比较方便，对于控制站的防护没有过高要求，而且系统设计相对容易。然而，集中监控方式的主要特点为把系统各个功能都集中于一个处理器实施处理，這样一来，处理器的任务十分繁重，难免会影响到处理速度，隔离刀闸的操作闭锁以及断路器的联锁均采取硬接线，然而，隔离刀闸的助接点往往是不到位的，使得设备不能正常操作。

2.2远程监控方式

远程监控方式的优点表现如下：节省安装费用与材料、节约大量电缆、具有较高的可靠性、组态比较灵活等。由于CAN总线等、Lonworks总线等各种现场总线并不具有较高的通讯速度，同时，电气部分的通讯量很大，由此可见，远程监控方式对于小系统监控比较适用，而对于全厂电气自动化控制系统的构建却是不适应的。

2.3现场总线监控方式

当前，各种计算机网络技术在变电站的综合自动化系统中得到了广泛应用，如以太网（Ethernet）和现场总线等，电气自动化控制系统也已经积累了丰富的关于计算机网络技术应用的运行经验，随着智能化电气设备的快速发展，促进了网络控制系统在电气系统中的应用。智能设备是就地安装的，通过通信线与监控系统连接在一起，从而大大减少了控制电缆，也节约了大量的投资以及安装维护的工作量，最终降低了成本。此外，各个装置的功能是相对独立的，通过网络将这些装置连接起来，这种网络组态具有较强的灵活性，大大提高了整个系统运行的可靠性，其中，任何一个装置出现故障，只会影响到相应的元件，也不会使整个系统造成瘫痪。

3提高控制设备可靠性的方法

3.1保护电子设备的环境

潮湿、霉菌、灰尘、气压、盐雾和污染气体等恶劣环境都对正在使用的电子设备有很大的影响，较轻的表现为电子设备的灵敏度降低，严重的会使电子设备报废。在这些因素中，潮湿的影响最严重，特别是在湿度高、温度低的情况下，达到湿度饱和的情况下导致设备内部的元器件和印制电路板上出现凝露和产色现象，降低设备性能，致使设备不能使用；除此之外，当店子设备遭到潮湿空气后，材料会有一层水膜凝聚在表面，并且渐渐渗透到材料的内部，增加了绝缘材料的导电能力，降低体积电阻率，增加介质消耗导致电气漏电、短路甚至击穿，引发设备故障。

3.2切合实际开发控制

设备控制设备设计的开发阶段的关键是设备的可靠性，在设计的科学和切合实际才能产出实用的产品。所以在这个阶段，要认真研究设备、零部件、元器件的技术环境、技术条件，在这个基础上分析出设备的设计参数，从而制定使用的设计方案；然后在掌握了所有的基数和要求后，进行设想，设计出产品的结构，制作出具有实用且性价比搞的产品，方便使用且易于维修，降低设备的各种费用。

3.3控制设备的散熱防护控制

设备的稳定性和运行速度的重要因素之一就是散热防护，温度严重影响设备的可靠性，主要原理是设备在运行时会产生热量，尤其是功率比较大的元器件在使用时产生的热更是不能忽略的，如果不能够即使把这些热量派出去就足以使设备损坏。而且，这些热量不能处理出去的话，也会升高设备本身的温度。所以，在实用时，这些热量是不能不散发出去的。对于功率小于100W的就不用考虑了；功率较大的半导体分离器是应该加上散热器；在消耗较大功率的元器件周围尽量不要安装热敏感的半导体分离器，消除这些隐患。

4结束语

随着电气化控制系统的不断应用，电气自动化也已经成为自动化领域的一门分支，在工业的需求下，电气自动化逐渐的自我完善和不断的更新。

参考文献：

[1]曹殿春，厚金库.我国工业电气自动化的发展现状与趋势[J].中国新技术新产品，2015（02）.

[2]刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向[J].黑龙江科技信息，2014（06）.

作者简介：

赵海龙，男，身份证号：211321197802105374，辽宁人，本科，研究方向：电气自动化