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摘要：电气自动化控制系统控制较为准确，整体控制速度较快，控制效果较好,已经广泛应用于各个领域。其设计工作的好坏直接影响其功能的发挥，因此必须重视电气自动化控制系统的设计。本文介绍了电气自动化控制系统的设计原则与设计思路，并探讨了电气自动化控制系统的设计要点。
关键词：电气自动化控制系统；PLC；元件
一、电气自动化控制系统的设计原则与设计思路
电气自动化控制系统是机电一体化产品最重要的组成部分，相当于人的“大脑”，用以实现控制及信息处理功能。作为现代先进科学技术方面的核心领域，依靠最先进的科学建立起来的电气自动化工程控制系统在社会经济的快速发展中起着不可替代的作用，它引领着现代化工业的前进方向，在工业生产中，电气自动化控制系统能够在减少劳动力成本和强度上起到很好的效果，并且能够增强传输信息的有效性和实时性、提高检测精确度，同时，电气自动化控制系统能够降低安全事故发生的概率，保证生产的安全。
电气自动化控制系统设计的一般原则：首先，设计上要遵循运用自动化控制系统的最终目的。在控制设备的工序(启动，转向、制动、照明、保护等)上要尽可能贴近实际生产需要，其他表现形式的操作(工作流程图、执行原件动作节拍表、检测元件状态表等)也要对实际情况进行充分的考量综合。其次，满足了生产的需求，也要充分考虑方案的经济性和简便性。再次，机械设备和电气系统之间的关系处理，要遵循工艺需要，使设计力求做到成本、结构、使用和维护的多方平衡。最后，满足各各设备对原件的质量和安全保障基础上再实现美感的体现。
在电气气自动化控制系统的设计上要遵循以下思路：根据控制要求确定控制系统的设计方案――确定控制算法――选择微型计算机――控制系统总体设计――硬件――软件设计。
二、电气自动化控制系统的设计要点
（一）电气自动化控制系统控制方式的选择
电气自动化控制系统总体的设计思想是集中监控方式、远程监控方式、现场总线监控方式相结合。集中控制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;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、组装灵活等优点;现场总线监控方式。目前,对于以太网、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站整体的自动化系统中,且已经掌握了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了稳步的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了丰富的基础。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技术语言,这样可以按照控制的不同需要进行安装。电气自动化控制系统的设计流程虽显复杂，但在设计思想上仍然要根据实际情况，将集中监控方式，远程监控方式，现场总路线监控方式进行综合考虑，才能设计出符合要求的电气自动化控制系统。
PLC技术的不断发展，PLC的应用范围日益广泛，使得当今的电气工程技术人员在设计电气控制系统时，会有更多的机会考虑选用PLC控制。在传统的继电器-接触器控制系统和PLC控制系统、微机控制系统这三种控制方式中，究竟选取哪一种更合适，这需要从技术上的适用性、经济上的合理性进行各方面的比较论证。本文提供以下7点依据，以供在考虑是否选用PLC控制时参考：（1）输入、输出量以开关量为主，也可有少量模拟量。（2）I/O点数较多。这是一个相对的概念。在70年代，人们普遍认为I/O点数应在70点以上选用PLC才合算；到了80年代，降为40点左右；现在，随着PLC性能价格比的不断提高，当总点数达10点以上就可以考虑选用PLC了。（3）控制对象工艺流程比较复杂，逻辑设计部分用继电器控制难度较大。（4）有较大的工艺变化或控制系统扩充的可能性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（5）现场处于工业环境，而又要求控制系统具有较高的工作可靠性。（6）系统的调试比较方便，能在现场进行。（7）现场人员有条件掌握PLC技术。
（二）选用性能较好的电子元器件
电子元器件是电气自动化控制系统的重要组成部分，电子元器件性能的好坏关系到电气自动化控制系统的性能的好坏，性能好的元器件除了能对其所处的外部环境有较好的适应之外，还能提高设备的耐久性，降低元器件更换频率，降低生产成本，同时对系统正常运转有巨大的促进作用。相反，性能差的元器件则会提高成本，也给系统性能带来损害。所以在选择电子元器件事要谨慎对待，注意电子元器件的稳定性和可靠性，对其质量进行严格的监测和认定，同时在投入使用之后，要对其使用状况进行记录，从而为电子元器件更换提供依据。
在设计中选型，需根据实际情况的执行系统来选择，如电机等，当这部分功率确定后，可根据该设备的运行时的额定电流来选择接触器，热保护，断路器等。实际电缆也得根据设备运行的额定电流来选择。控制回路中的导线一般用1平方或1.5平方的。
（三）选择适当的电力拖动方案
电气控制系统设计的一个重要内容就是选择合适的电力拖动方案。在选择、设置电力拖动方案时要做到以下几点：
1、选择正确的拖动方式
电气控制系统常用电力拖动方式分为两种，一是单独拖动，二是分离拖动。随着电力拖动方式的不断发展，电动机和工作机构的越来越接近，电动机的拖动方式正向着多电动机的拖动方式发展。这种拖动方式可以大幅减少传动环节，促进传动高效率的提升，是电气控制系统实现自动化控制的重要基础调节之一。实际设计工作中要按照具体生产工艺和系统结构配置相应数量的电动机。
2、选择适当的调速方案
电动机转速调整方案通常包括多速电动机变速、机械变速和变频调速三种。从目前发展趋势上看，交流调速电动机的经济效益最好，是今后机械设备调速的主要发展方向。而精密机械设备对加工精度要求很高，通常采用无极调速方式。此外，无极调速也是重型、大型设备的主运动和进给运动调速方案的常用选择，从而有助于设备造价的降低。
3、选择合适的拖动电动机
在选择拖动电动机时，要重点考量电动机结构、类型、容量、额定电压和额定转速等技术参数指标。要确保选择的电动机结构符合机械设计要求，对实际工作环境具有较强的适应性。电动机在设计使用条件下要具有长期稳定的工作能力，起动、制动性能良好。
（四）控制系统线路的设计
不同用途的电气控制线路，其控制要求也不尽相同。一般应满足以下几点要求：应能满足生产机械的工艺要求，能按照工艺的顺序准确而可靠地工作；线路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过的线路；操作、调整和检修方便；具有各种必要的保护装置和连锁环节，即使在误操作时也不会发生重大事故。
所以在控制系统线路的设计中应注意：（1）尽可能减少电器数量、采用标准件和相同型号的电器。当控制额支路较多，而触点数目不够时，可采用中间继电器增加控制支路的数量。（2）在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路。（3）在繁琐的操作可逆线路中，正反向接触器之间不仅要有电器连锁，而且要有机械连锁。（4）在电气线路控制中，为保证操作人员、电气设备及生产机械的安全，一定要有完善的保护措施、常用的保护环节有漏电、短路、过载、过流、过压、失压、低电压等保护环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。
参考文献
[1]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
民营科技[J].2011(01):20-20.
[2]刘国智.论电气自动化控制系统的设计思想[J].中国新技术新产品,2012(11):9-9.
论文作者:尹作为
论文发表刊物:《电力设备》2015年第11期供稿
论文发表时间:2016/4/27
标签：控制系统论文; 电气自动化论文; 方式论文; 拖动论文; 电动机论文; 电气论文; 线路论文; 《电力设备》2015年第11期供稿论文;