摘要：随着社会经济不断的发展，计算机技术在社会各行各业中得到了广泛的应用，自动化控制技术就是其发展的必然趋势，在社会各领域中发挥着重要的作用。电气设备作为人们生活与工作中的基础设施，对其实现自动化控制有利于提升人们的生活水平，促进社会经济健康的发展。基于此，本文就对电气设备的自动控制设计进行分析，以供参考借鉴。
关键词：电气设备；自动控制；设计
前言：在时代不断进步下，各项科学技术也日益蓬勃发展，自动化控制技术也日臻完善，越来越符合工业发展所需。电气设备将先进的电子信息技术应用于自动控制，使得自动控制技术适用性更加广泛，将复杂的控制系统转化为简单的控制操作。电气设备方面的自动控制技术运用，代表着整个自动控制技术的发展趋势。在许多条件下，PLC等高科技自动控制系统可以取代传统的控制设备，以实现电气设备的功能性、可靠性、易操作性。
1 电气设备自动控制技术的特点分析
1.1 发电机变压器组的出口断路器隔离开关的控制与操作。发电机变压器组的出口断路器的线路是高电压，人为操作具有很大的安全隐患，随着自动化控制技术的发展，这方面逐渐由传统的人工操作转化为自动控制操作。
1.2 发电机的励磁系统，发电机的励磁方式有：欠励磁、过励磁、正常励磁三种。正常情况下发电机主要工作在欠励磁条件下。其中包括启励、灭磁的相关操作、控制手段的相互切换、增磁、减磁操作、电力系统稳定器的投入和退出运行操作。
1.3 发电机组变压器组的保护场内高边保护励磁变压保护与控制同样需要自动控制技术的参与。
1.4 电气设备的并网。开关的并网有自动准周期并网方式和手动周期并网方式。发电厂中的电源电压监视操作，监控和高压环境下的控制也逐渐被自动控制设备取代。
2 电气设备的自动控制的基本流程结构
2.1 保持型信号的控制流程结构
在一个线路当中，通常只有一个保持型的控制信号，当控制信号处于闭合状态的情况下，我们才能够启动电气设备，使之实现正常运行的状态；而当其处于断开的状态时，电气设备将会停止运作。由于信号是保持型，自控系统应根据允许起动和联锁停止条件，输出正确的开闭控制信号。该条件在自控系统内组态完成。如图1所示。
2.2 保持型启停信号组态逻辑
若将逻辑与门输入端的四个信号，改为四路DO控制信号输出，即将控制系统的软件逻辑组态转换为电气控制回路的硬件组态逻辑，则控制程序结构，由于信号为保持型，在组态逻辑中必须设置复位按钮，保证在重新启动电气设备前复位。在应用中，通常会采用启动和停止两路DO控制信号输出，此时，控制信号一般为脉冲型。
2.3 脉冲型信号控制程序结构
与保持型信号的控制流程结构相比，在电气控制回路中并联了接触器常开辅助接点，此时，控制信号采用保持型，同样可以起到控制作用，但同样必须设置复位按钮。在不同的工程应用中，工艺及电气控制要求也不尽相同，控制程序结构会有所改变。但根据实际的工程应用经验来看，应将允许启动和联锁停止条件简化为一路DO控制信号输出，这是因为增加控制信号，就需要增加隔离继电器，电气线路就稍显复杂，不仅增加了故障点，也给维护带来一定的困难，所以一般将允许启动和联锁停止条件在控制系统内组态，最终以一路DO点控制信号输出。也因此，在实际工程应用中，第一种和第三种的程序结构应用较多。
3 电气设备自动控制系统中PLC的设计分析
3.1 对控制任务进行评估
电气设备自动控制系统在设计过程中首先要对PLC系统的控制任务进行评估，确定控制对象电气设备能否利用PLC控制系统进行自动化控制，并要结合电气设备实际运行需求来选择PLC类型及运行方式，所以本文认为企业在PLC系统选择中首先要确保其在电气设备使用中的可靠性，并要充分考虑PLC系统的规模、数据处理速度以及设计难度能否适应电气设备自动控制系统的实际需求，只有在这个基础上才能基于PLC技术来完成电气设备自动控制系统的设计。
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3.2 PLC系统的选型
PLC作为整个电气设备自动控制系统中最为核心的部件，其选择的PLC能否满足整个系统要求决定了其在运行中的整体性能，所以本文认为企业要综合PLC的技术指标与经济指标对其进行选型，一般需要结合电气设备的技术参数要求来选择恰当的PLC，这样才能确保整个电气设备自动控制系统的功能性可以满足使用要求。
3.3 I/O模块点数的确定
电气设备自动控制系统设计中有关PLC输入、输出的数量与种类，决定了PLC在设计阶段所要确定的最终I/O模块点数，同时也要求技术人员要结合系统控制对象与PLC之间的信号关系，来对PLC控制系统中的储存器容量进行一个准确的估算。
3.4 电气设备自动控制系统的设计
在PLC技术的支持下，电气设备自动控制系统设计中首先要遵循完整性原则，只有在这个基础上通过对电气设备自动控制系统软硬件的设计，才能确保整个电气设备自动控制系统的运行效率可以满足企业实际需求。电气设备自动控制系统硬件设计中以控制器设计、抗干扰设计以及电路连接设计等方面作为主要内容，而系统软件设计主要在于对PLC控制系统中控制程序的编写，其包括对整个系统硬件与软件的控制程序的编写。
3.5 电气设备自动控制系统的调试
电气设备自动控制系统设计中对于PLC控制系统进行调试是最后一个环节，技术人员需要对整个PLC控制系统进行模拟调试和联机调试，系统模拟调试的目的在于确定整个电气设备自动控制系统的设计，能否满足电气设备运行中其生产工艺的控制要求，技术人员一般需要通过在系统外接入开关来发出模拟信号，通过观察输出端子处二极管的实时状态来对整个系统进行判断。系统联机调试主要是利用编程器来完成分级、分段的调试，并且要对整个系统的安全措施进行仔细的检查，确保整个电气设备自动控制系统不存在任何设计缺陷后才能使其投入使用。
4 PLC技术在电气设备自动控制系统中的具体应用
4.1 PLC机型与功能的选择
技术人员在PLC机选型过程中要结合电气设备自动控制系统的具体要求，来选择与电气设备运行状态与控制功能要求相适应的机型，并且要求技术人员要高度重视PLC机在运行中的功能性与可靠性，能否在最大程度上满足整体系统的运行要求，留有一定余量是PLC控制系统在电气设备自动控制系统应用中的主要前提，这样才能确保整个电气设备自动控制系统在使用中具备可调试和可扩展的需求，这也是确保PLC控制系统进一步提高电气设备自动控制系统控制水平的关键所在。
4.2 I/O地址的选择
I/O地址的确定是整个电气设备自动控制系统中PLC设计的基础步骤，所以要求技术人员要高度重视I/O点数的确定能否满足系统要求，技术人员在点数确定过程中要充分考虑整个系统的备用和扩充，以便于电气设备自动控制系统通过扩展可以满足企业发展要求。离散输入和输出接口在选择过程中应以标准接口为主，这样才能确保PLC可以在系统中的开关、传感器以及控制开关设备等进行通用，交流输入/输出与直流输入/输出的量程应分别控制在24～240V、5～240V，如果技术人员在电气设备自动控制系统设计阶段采用不同的电源设计，则本文认为其可以采用带有隔离的公共线路设计方案来满足系统的电力需求。
4.3 系统控制元件的设计
系统控制单元作为整个电气设备自动控制系统中最为关键的硬件部分，其需要在选定合理储存器的基础上来对储存器空间进行分配，并要依次完成专用储存器、系统初始程序、功能子程序以及其他辅助程序的设计与编辑，在上述步骤结束后技术人员需要对整个硬件系统进行调试，而软件系统是调试工作中的核心内容，为了确保控制元件的设计质量可以满足电气设备自动控制系统的运行要求，技术人员最后要将控制元件安装到相应控制系统中通过试运行来确定其能否满足要求。
结束语
总而言之，PLC自动控制技术对于电气设备自动控制系统来说可以简化继电器逻辑，这样不仅可以使整个电气设备自动控制系统得到简化，还能进一步提高电气设备自动控制系统运行中的功能性、稳定性、可靠性、安全性。
参考文献：
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[3]金军.试论可编辑程序控制器（PLC）在电气控制中的应用[J].大观周刊，2013（05）.
论文作者:侯永峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/18
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