谢庆坚
广东福特电子有限公司
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，目前国内的电气自动化发展越来越迅速，尤其是在电气自动化控制方面有了长足的进步，极大的提高了电气自动化的生产效率和经济效益。本文主要对国内电气自动化系统的综合功能、设计原则等进行了全面、深入的分析，并且提出了具体的电气自动化系统设计措施，最后还对其未来的发展方向及趋势进行了简单的设想，以期能够为相关的研究分析提供有效的参考。
关键词：电气自动化；控制系统；设计
近年来，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。通常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。
一、电气自动化系统的主要功能
电气自动化控制系统主要具备以下几点功能：
（1）能够做好发变组以及励磁变压器的保护和控制工作，可以说励磁变压器是这一系统控制中的一个重要组成部分；
（2）能够对PSS进行投退[1]，并且实现对6kV的一些高压厂用电压的快切装置状态的监视工作；
（3）电气自动化控制系统还能够实现对380V低压厂的电源监控，并承担对一些低压备的自投装置的控制和操作；
（4）在两台机器共同使用的情况下，电气自动化控制系统能够实现对部分高压启变压器的控制操作。
除此之外，该系统还能够控制柴油发电机组以及保安电源，并对直流系统等进行一些相关的和必要的监视。
二、电气自动化系统设计中的原则及要求
电气自动化系统的设计必须要符合一定条件，并达到一定的要求，具体体现在以下几点当中：
（1）对于设计方面的要求。电气自动化控制系统对设计的要求，具体体现在，其设计的主要参考依据和参照基础主要是机械以及工艺等对电气控制系统的详细要求。因此，在设计过程中，为了能够更加全面、详细、准确地将这些要求直观、清楚的呈现以及表达出来，工作人员就必须要做好元件状态表的检测工作，并严格、认真完成原件动作节拍表以及工作循环图[2]。与此同时，对于设计过程中的一些具有一定技术性要求的情况，应明确详细的技术指标，如调速要求一般要给出相应的调速技术指标；其他如启动、制动、转向、照明以及保护等的一些要求，则应充分提供给相应的生产依据。
（2）对于控制方式的要求。就目前的情况来看，绝大多数的电气自动化企业，在进行其控制系统设计时，其生产机械往往采取的是机电结合控制的方式来实现的。这样的方式对机械的与电气的关系考验较大，往往需要工作人员认真从制造成本、工艺要求、结构复杂性以及使用维护的方便等方面进行充分考虑。
（3）对于设计成本的要求。电气自动化控制系统设计关于成本方面的要求具体体现在：系统设计在保证基本满足控制要求的基础之上，尽量将其成本和难度降低。
电气自动化控制系统的主要设计原则：在电气自动化控制系统设计过程中，一定要具备正确性、安全性以及美观性等原则。所谓的正确性，指的是工作人员必须要对所使用的电气元件等进行认真、详细的分析，保证其安装的正确性；工作人员设计时必须按照标准操作规范进行操作，确保系统的可靠性及安全性；在前两个原则的基础之上，最好能够满足系统设计的美观性。
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三、电气自动化系统的具体设计
3.1 现场总线监控设计
电气自动化控制系统设计中常用的一种设计思想和方式为现场总线监控设计。近年来，以太网以及现场总线等网络技术在我国变电所综合自动控制系统设计中的应用越来越广泛，并且其应用价值得到了很大的肯定。现场总线监控技术等的出现和应用，很大一部分原因在于当今新形势下，无论是国内外的自动化设备都在不断更新和改善，并且加上多年来其实际应用过程中积累了大量的优秀经验，因此在很大程度上促进了国内电气自动化控制系统设计的更新。
通常实施现场总线监控，除了能够针对已定间隔进行相关功能的设定外，还可以针对不同的间隔情况来进行合理的设计。此外，电气自动化企业选择实施现场总线的监控，对其相关智能化设备的安装提供了极大的便利，且其自身也具备了远程监控方式的优势，能够实现减少安装维护的工作量的同时，降低企业的投入，实现资金的最大程度节约。
3.2 远程监控设计
随着我国社会经济的飞速发展以及科学技术的不断创新和进步，电气自动化控制系统的设计和应用中，远程监控及远程会议等技术的发展已经变得越来越成熟和完善，为电气自动化的发展起到极其重要的促进作用。目前电气自动化控制系统设计中远程监控设计的出现及应用，主要有以下几个优点：
首先，远程监控设计的组态相对比较灵活，因此安装时因环境而已，比较轻松；其次，采用远程监控的设计方式，能够减少所需要的电缆的长度，起到节省材料，减少安装费用的优点；最后，这种安装方式能够极大的提高电气自动化控制系统的可靠性[3]。但是采用远程监控的设计方式，无法实现在整个电气自动化控制系统中进行使用，因为与其他的传输方式相比，现场总线传输的速度相对较低。因此，上述这样的远程监控设计方式通常仅仅适用于一些比较小型的自动化监控系统中。
3.3 集中监控设计
集中监控设计也是电气自动化控制系统的一种设计方式，其最大的优势就是对控制站的运行以及保养等方面来说极为方便，且对于防护的要求也相对其他两种方式较低。但是企业在实际设计过程中，也必须要充分了解集中监控设计方式存在的缺点：第一，采用集中控制系统设计方式时，由于需要将控制系统中的一些重要功能完全放到一个处理器中来完成操作，因此往往在一定程度上增加了该处理器的工作量，容易降低整个系统的运行速度，最终不利于系统运转工作效率的提高。第二，采用集中控制系统设计方式时，由于需要将全部的设备都集中掌握到监控之中，往往会使得系统所需要监控的对象增多，极大的增加了监控对象主机的负荷量；设计过程中所需的电缆数量也会相对增加，也要求企业必须要增加额外的投资；该种设计方式还存在一个问题，即会增加电缆的运输距离，从而使得整个控制系统的安全性、稳定性以及可靠性等容易受到不确定因素的影响。
此外，运输距离的增长，还会增加电缆的长度和数量，后期的电缆维护工作也就相对比较困难，并且由于后期维护工作的复杂和困难，容易出现许多操作失误的情况发生，容易使整个系统受影响。因此，通常情况下，企业如果要选择该种设计方式，往往需要在设计之前，做好充分的准备工作，或者是采取有效的防控措施，解决设计中有可能出现的上述几个方面的问题。
4.电气自动化系统的未来发展趋势预见
近年来，随着OPC技术的出现，IEC61131的颁布以及电气自动化控制系统中Microsoft这一Windows平台的出现和应用，使得现阶段以及未来电气技术的发展迈上了更高的一个台阶。目前IEC61131已逐渐成为了国际化的一个参照标准，并且正在被各国的大型控制系统厂商广泛引进和应用[4]。而Internet技术、以太网、服务器体系结构以及Pc客户机等的出现和发展，更是引发了电气自动化行业的一次又一次的革命。相信随着更多的市场需求的驱动，未来自动化与IT平台之间的相互融合会更加的紧密，而电子商务等的普及也将会进一步促进这一形式更加快速发展和完善。总之，未来很长一段时间内，Intranet/Internet以及多媒体等技术将会更加广泛的被应用于自动化领域。企业完全可以通过应用这些技术，随时掌握自己内部的财务情况、人事管理数据等，并实现对其整个生产过程的动态监控，在第一时间内准确获取最全面及准确的生产信息。
与此同时，随着未来科学技术的进一步发展，电气自动化控制系统设计中虚拟现实技术以及视频处理技术等的应用必将更加深入和广泛，人机界面以及设备维护系统的设计也会变得更加容易得多。此外，电气自动化控制系统设计中，相关软件结构以及通讯能力和组态环境的重要性越来越强，这样的发展趋势正逐渐从从单一的设备转向集成的系统。
结束语
综上所述，电气工程自动化的发展是国家经济运行的有效技术手段，也是衡量国家各行业技术发展水平的一个标准。因此，电气自动化企业只有深刻了解电气自动化控制系统设计的综合功能、具体设计原则和要求，并采取最有效的最合理的控制方式，加强其控制系统的设计，确保电气自动化控制系统的科学性和安全性，才能提高其生产效率，确保企业生产的整体质量，最大程度减少由于认为失误带来的损失，最终提高其自身的经济效益。
参考文献
[1]刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向黑龙江科技信息2016.25
[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民营科技2014.2
[3]王术贺，浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势.黑龙江科2017.25
[4]李国栋.电气自动化控制系统及设计黑龙江科技信息2016.25
[5]徐鹏．电气自动化控制方式的研究科技广场2014.3
论文作者:谢庆坚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/6
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