林森

摘 要：近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理運(yùn)用。隨著社會(huì)的發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)得到了人們的普遍關(guān)注，自動(dòng)化控制系統(tǒng)不僅能夠提高工作效率，較少工作錯(cuò)誤，也能夠節(jié)約人力成本，因此，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于變電站的發(fā)展有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)思想；系統(tǒng)功能

一、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能與組成

（一）電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要功能是通過(guò)對(duì)回路線路運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)若干電子組件的運(yùn)行進(jìn)行全面控制，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能主要有：第一，自動(dòng)控制功能。當(dāng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障，則能夠通過(guò)自動(dòng)開關(guān)的作用切斷線路，以此保證線路的安全，因此自動(dòng)控制功能也成為了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本功能。第二，保護(hù)功能。在電氣設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種不可預(yù)知的事故或者故障，這是電壓或者電流就回瞬間加大超過(guò)設(shè)備允許的范圍，這就需要設(shè)備具有對(duì)故障信號(hào)的檢測(cè)和對(duì)線路自動(dòng)處理的功能。第三，監(jiān)視功能。自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的變量電是無(wú)法用肉眼來(lái)衡量的，所以需要借助傳感器的監(jiān)視功能，通過(guò)對(duì)視聽信號(hào)的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)變化情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。第四，測(cè)量功能。通過(guò)對(duì)視聽信號(hào)的監(jiān)測(cè)能夠判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時(shí)也需要專業(yè)的設(shè)備對(duì)各種信號(hào)和參數(shù)進(jìn)行必要的測(cè)量，才能做出科學(xué)的調(diào)整決策。

（二）電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：第一，電源供電回路，為控制系統(tǒng)的運(yùn)行提供電源。第二，保護(hù)回路，一般由熔斷器、穩(wěn)壓組件、繼電器等組件組成，對(duì)電氣設(shè)備和線路的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。第三，信號(hào)回路，通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為直觀的形式，以此來(lái)快速的判斷設(shè)備和線路的運(yùn)行是否處于正常工作狀態(tài)。第四，自動(dòng)與手動(dòng)回路。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中仍然需要手動(dòng)環(huán)節(jié)的控制作用，通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用快速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)的切換，能夠促進(jìn)控制功能的有效發(fā)揮。第五，控制停車回路。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，包括啟動(dòng)設(shè)備和制動(dòng)設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)、倒拉翻轉(zhuǎn)制動(dòng)等，根據(jù)不同的設(shè)備制動(dòng)需求選擇不同的制動(dòng)設(shè)備。第六，自鎖及閉鎖回路。自鎖是在控制系統(tǒng)啟動(dòng)以后，電氣設(shè)備維持正常工作環(huán)境的狀態(tài)，而閉鎖則是用來(lái)保證電氣設(shè)備和線路正常運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。一般在控制系統(tǒng)中，如果包括兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的設(shè)備，只能實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)設(shè)備的自鎖功能。

二、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想

（一）集中監(jiān)控方式

這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來(lái)的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無(wú)法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜，查線不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線或傳動(dòng)過(guò)程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。

（二）遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線（如Lonworks總線，CAN總線等）的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。

（三）現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式

目前，對(duì)于以太網(wǎng)（Ethernet）、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，裝置之間僅通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

三、探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

OPC（OIJEforProcess Control）技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131的頒布，以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得未來(lái)的電氣技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。

Pc客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融和，電子商務(wù)的普及將加速著這一過(guò)程。Internet/Intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控，在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對(duì)未來(lái)的自動(dòng)化產(chǎn)品，如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢(shì)正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。

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