摘要：随着当前对电力资源的需求量逐渐增加，对电气控制系统进行自动化改进有利于提高电力企业的生产效率，并且能够将电力生产成本控制在合理范围内，提高电力系统运行的安全性与稳定性。本文分析研究了电气自动化控制系统及其的设计。
关键词：电气自动化控制系统；系统设计；功能分析
引言
近年来，电气自动化控制系统在生活中应用越加广泛，方便生活的同时也使得智能化水平不断提高，能够更加精准的控制仪器设备，并且大容量信息数据传输的实现，也可以依托在不断发展的通讯技术上。可见，电气自动化控制系统在生活中的巨大作用。在现代制造、航天飞行、医学研究以及交通等领域电气自动化控制系统都得到广泛应用，而随着新领域的开发，电气自动化不断地融合进新的因素，诸如智能化系统和大容量的信息输送系统。进一步提高我国在电气自动化领域的科技水平，影响巨大。
一、电气自动化控制系统的基本概述
1.1 电气自动化控制系统的基本结构
（1）通讯层。通讯层是保证电气自动化控制系统能够正常传输数据信息的关键部分，是整个电气自动化控制系统的中间结构层。在电气自动化控制系统的通讯层设计中需要根据电气自动化控制系统的规模进行合理配置。同时要采用统一的网络协议确保信息传输的稳定性与安全性；（2）监控层。监控层是电气自动化控制系统的重要工作结构，是自动化控制系统发挥功能的核心部分。一般来说，电气自动化控制系统的监控层主要有通讯站、网络设备以及操作员站等。（3）间隔层。电气自动化控制系统的底层就是间隔层，主要功能是对电气自动化控制系统进行保护，并且在操作过程中可以有针对的进行控制操作，主要装置有电动机保护测控装置、发变组的保护装置、低压电源备自投装置以及变压器保护装置等[1]。
1.2 电气自动化控制系统的功能概述
电气自动化控制系统的主要功能：
（1）自动控制功能。高压和大电流开关设备的体积是很大的，一般都采用操作系统来控制分、合闸，特别是当设备出了故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动控制的电气操作设备，对供电设备进行自动控制。
（2）保护功能。电气设备与线路在运行过程中会发生故障，电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备。
（3）监视功能。电是眼睛看不见的，一台设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需要设置各种视听信号，如灯光和音响等，对一次设备进行电气监视。
（4）测量功能。灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电)，如果想定量地知道电气设备的工作情况，还需要有各种仪表测量设备，测量线路的各种参数，如电压、电流、频率和功率的大小等。
在设备操作与监视当中，传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代，但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这也都是电路实现微机自动化控制的基础。
二、电气自动化控制系统的设计
2.1 电气自动化控制系统的设计原则
（1）对自动化控制系统的设计方案进行有序规划，确保能够将自动化控制系统的远程监控方式、现场监控方式自己集中监控方式进行有效统一，提高自动化控制系统的监控水平；
（2）在对电气自动化控制系统进行设计时，要尽可能在保证自动化控制系统的稳定性与可靠性的基础上，选择安装成本较低、组装方式较灵活的设计方案；
（3）在对计算机网络技术进行应用时，一定要根据实际需求设计相关的软件应用基础，确保电气自动化控制系统采集与传输的监控信息数据的的准确性与及时性。
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2.2 电气自动化控制系统的数据采集设计
（1）对模拟量数据的采集设计。这一设计内容主要涉及到电厂的电气自动化控制系统的正常运行过程中的一些母线电压、电流频率以及有功功率的参数信息，另外，电厂的线路电压与电流、无功功率以及变压器的电流参数也是模拟量数据采集的重要信息。在模拟量数据进行采集时，主要是依靠交流电路中的某个周期内的多个交流电压与电流的信号瞬时值来完成采集工作的，采集后的信息可以借助A/D转换与计算对模拟量数据进行处理，最终获得有效的测量参数。
（2）对电能量的采集设计。电气自动化控制系统的中的电能量主要有有功电能量与无功电能量两种。其中有功电能量需要采集的数据信息主要有：模拟量、数字量数据等；而无功电能量需要采集的数据信息则以数据传输后的采集为主。对于电气自动化控制系统而言，其中所步及到的电能量数据包括有功电能以及无功电能两个部分。在对电能量的采集工作进行设计时要特别注意的是对有功电能量与无功电能量的的模拟量数据、数字量数据以及经过数据传输处理后的数据信息进行技术准确的记录，确保采集到的数据信息能够安全传送到上层的信息应用系统中，这样才能保证上层应用系统根据采集到的数据信息能够发出正确的控制指令，完成数据采集末端与工作末端的相互通信工作。
（3）对数字量信息的采集设计。在电气自动化控制系统中的数字量数据主要包括：继电器的保护动作信号信息、隔离开关状态信息、断路器对应的运行状态信息以及故障报警信号信息等。其中对断路器的运行状态信息进行采集时主要依靠各个触点位置的数据信息进行采集，在进行数据采集设计时，要在电线回路中市价高水平的电压参数，同时要对RC滤波电路进行合理配置，并且要采取一定的隔离措施才能降低触点接触不良对数据产生的不利影响，确保采集到的数字量数据的准确性与有效性。另外，对隔离开关状态信息进行采集时也要依靠这种方法达到采集目的。还需要注意的是断路器的常闭触点在断路器的通路与断路状态下的电压信号信息并不相同，要根据实际的断路器状态确定采集到的信息数据的准确性与可靠性。
2.3 电气自动化控制系统的数据传输设计
数据传输是保证电气自动化控制系统能够正确处理采集的数据信息的关键功能，同时也是电气自动化控制系统能够下达正确控制指令的重要途径，因此，要对电厂电气自动化控制系统的数据传输模块进行必要的优化设计。一般来说，电气自动化控制系统中的数据传输主要依靠得失多通道数据传输实现的。在数据传输过程中要根据不同的电气设备的类型、性质以及传输目的进行必要的数据信息处理，然后将经过分析处理的信息数据再通过数据传输通道传送至各个控制系统平台上，这些应用平台根据接收到的信息数据对电厂的不同设备进行自动化控制。因此，在对数据传输模块进行设计时，必须遵守的一个原则就是保证数据传输的稳定性与可靠性，这就需要设计人员根据当前的技术发展与应用现状对数据传输网络环境进行必要改进，降低数据传输对网络的需求，提高数据传输效率与可靠性。
三、电气自动化控制系统的发展前景
电气自动化控制系统的发展趋势应该是分散、开放并具备信息化特征的。分散的结果能保证网络中每一个模块职能的独立从而分散系统危险实现系统运行的安全可靠；开放性的系统结构则是通过外部接口实现内外部系统的网络连接；信息化则使所有的信息得到综合分析处理，实现网络科技与管理的结合、一体化，真正做到电气自动化控制系统的不断提升。未来的发展趋势中，我国企业还需保证稳定的健康发展，认识不足并不断的通过高新科技的学习巩固基础能力，发挥创新精神，才能开创出和谐的发展局面，为工业自动化的实现做贡献。
结束语
综上所述，在对电气自动化控制系统进行设计时，要对电气自动化控制系统的功能结构、设计原则以及相关的设计思路有充分了解与掌握。同时要对数据采集与传输模块的设计予以重视，尽可能地提高电气企业电气自动化控制系统的稳定性与整体性。这样才能充分发挥电气自动化控制系统对电力企业的积极作用，同时计在很大程度上可以提高电力企业的自动化生产效率，实现电力企业的自动化生目标，并且对整个电力行业有巨大的推动作用。
参考文献
[1]王春波.浅析电气自动化控制系统及其设计[J].消费电子，2012.
[2]李修伟，陈广文.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].民营科技，2011.
[3]吴绵能，夏煜.浅析电气自动化控制系统及其设计[J].通讯世界，2015.
[4]周艳惠.电气自动化控制系统的设计[R].中国新技术新产品.2012.
论文作者:韩雷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签：控制系统论文; 电气自动化论文; 信息论文; 数据论文; 数据传输论文; 电能论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第3期论文;