淺析電氣自動化控制系統(tǒng)及其設(shè)計

仲文君

摘要：隨著當(dāng)前對電力資源的需求量逐漸增加，對電氣控制系統(tǒng)進行自動化改進有利于提高電力企業(yè)的生產(chǎn)效率，并且能夠?qū)㈦娏ιa(chǎn)成本控制在合理范圍內(nèi)，提高電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性。本文分析研究了電氣自動化控制系統(tǒng)及其的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：電氣自動化控制系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計；功能分析

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0019-01

1 電氣自動化控制系統(tǒng)的基本概述

1.1 電氣自動化控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

（1）通訊層。通訊層是保證電氣自動化控制系統(tǒng)能夠正常傳輸數(shù)據(jù)信息的關(guān)鍵部分，是整個電氣自動化控制系統(tǒng)的中間結(jié)構(gòu)層。在電氣自動化控制系統(tǒng)的通訊層設(shè)計中需要根據(jù)電氣自動化控制系統(tǒng)的規(guī)模進行合理配置。同時要采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議確保信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性與安全性；（2）監(jiān)控層。監(jiān)控層是電氣自動化控制系統(tǒng)的重要工作結(jié)構(gòu)，是自動化控制系統(tǒng)發(fā)揮功能的核心部分。一般來說，電氣自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)控層主要有通訊站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及操作員站等。（3）間隔層。電氣自動化控制系統(tǒng)的底層就是間隔層，主要功能是對電氣自動化控制系統(tǒng)進行保護，并且在操作過程中可以有針對的進行控制操作，主要裝置有電動機保護測控裝置、發(fā)變組的保護裝置、低壓電源備自投裝置以及變壓器保護裝置等[1]。

1.2 電氣自動化控制系統(tǒng)的功能概述

電氣自動化控制系統(tǒng)的主要功能：（1）對電廠的變壓器組斷路器以及保護開關(guān)進行控制與操作，及時發(fā)現(xiàn)并處理變壓器組可能會出現(xiàn)的問題，確保變壓器安全。（2）在電力設(shè)備出現(xiàn)故障時，電氣自動化控制系統(tǒng)會進行警報并自動切斷電路，對電力系統(tǒng)進行應(yīng)急控制。（3）對電廠的高壓電源進行實時監(jiān)控，并對輔助電壓的快速切割設(shè)備工作進行監(jiān)控與操作。（4）電氣自動化控制系統(tǒng)的其他功能可以提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，例如，測量功能可以低電壓器件、信號指示設(shè)備的工作狀態(tài)以及其他運行參數(shù)進行測量；另外，可以對直流系統(tǒng)的工作進行有效控制等。

2 電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計原則

（1）對自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計方案進行有序規(guī)劃，確保能夠?qū)⒆詣踊刂葡到y(tǒng)的遠程監(jiān)控方式、現(xiàn)場監(jiān)控方式自己集中監(jiān)控方式進行有效統(tǒng)一，提高自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)控水平；（2）在對電氣自動化控制系統(tǒng)進行設(shè)計時，要盡可能在保證自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性的基礎(chǔ)上，選擇安裝成本較低、組裝方式較靈活的設(shè)計方案；（3）在對計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行應(yīng)用時，一定要根據(jù)實際需求設(shè)計相關(guān)的軟件應(yīng)用基礎(chǔ)，確保電氣自動化控制系統(tǒng)采集與傳輸?shù)谋O(jiān)控信息數(shù)據(jù)的的準確性與及時性。

2.2 電氣自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)計

（1）對模擬量數(shù)據(jù)的采集設(shè)計。這一設(shè)計內(nèi)容主要涉及到電廠的電氣自動化控制系統(tǒng)的正常運行過程中的一些母線電壓、電流頻率以及有功功率的參數(shù)信息，另外，電廠的線路電壓與電流、無功功率以及變壓器的電流參數(shù)也是模擬量數(shù)據(jù)采集的重要信息。在模擬量數(shù)據(jù)進行采集時，主要是依靠交流電路中的某個周期內(nèi)的多個交流電壓與電流的信號瞬時值來完成采集工作的，采集后的信息可以借助A/D轉(zhuǎn)換與計算對模擬量數(shù)據(jù)進行處理，最終獲得有效的測量參數(shù)。（2）對電能量的采集設(shè)計。電氣自動化控制系統(tǒng)的中的電能量主要有有功電能量與無功電能量兩種。其中有功電能量需要采集的數(shù)據(jù)信息主要有：模擬量、數(shù)字量數(shù)據(jù)等；而無功電能量需要采集的數(shù)據(jù)信息則以數(shù)據(jù)傳輸后的采集為主。對于電氣自動化控制系統(tǒng)而言，其中所步及到的電能量數(shù)據(jù)包括有功電能以及無功電能兩個部分。在對電能量的采集工作進行設(shè)計時要特別注意的是對有功電能量與無功電能量的的模擬量數(shù)據(jù)、數(shù)字量數(shù)據(jù)以及經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸處理后的數(shù)據(jù)信息進行技術(shù)準確的記錄，確保采集到的數(shù)據(jù)信息能夠安全傳送到上層的信息應(yīng)用系統(tǒng)中，這樣才能保證上層應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)信息能夠發(fā)出正確的控制指令，完成數(shù)據(jù)采集末端與工作末端的相互通信工作[2]。（3）對數(shù)字量信息的采集設(shè)計。在電氣自動化控制系統(tǒng)中的數(shù)字量數(shù)據(jù)主要包括：繼電器的保護動作信號信息、隔離開關(guān)狀態(tài)信息、斷路器對應(yīng)的運行狀態(tài)信息以及故障報警信號信息等。其中對斷路器的運行狀態(tài)信息進行采集時主要依靠各個觸點位置的數(shù)據(jù)信息進行采集，在進行數(shù)據(jù)采集設(shè)計時，要在電線回路中市價高水平的電壓參數(shù)，同時要對RC濾波電路進行合理配置，并且要采取一定的隔離措施才能降低觸點接觸不良對數(shù)據(jù)產(chǎn)生的不利影響，確保采集到的數(shù)字量數(shù)據(jù)的準確性與有效性。另外，對隔離開關(guān)狀態(tài)信息進行采集時也要依靠這種方法達到采集目的。還需要注意的是斷路器的常閉觸點在斷路器的通路與斷路狀態(tài)下的電壓信號信息并不相同，要根據(jù)實際的斷路器狀態(tài)確定采集到的信息數(shù)據(jù)的準確性與可靠性。

2.3 電氣自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計

數(shù)據(jù)傳輸是保證電氣自動化控制系統(tǒng)能夠正確處理采集的數(shù)據(jù)信息的關(guān)鍵功能，同時也是電氣自動化控制系統(tǒng)能夠下達正確控制指令的重要途徑，因此，要對電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸模塊進行必要的優(yōu)化設(shè)計。一般來說，電氣自動化控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸主要依靠得失多通道數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)的。在數(shù)據(jù)傳輸過程中要根據(jù)不同的電氣設(shè)備的類型、性質(zhì)以及傳輸目的進行必要的數(shù)據(jù)信息處理，然后將經(jīng)過分析處理的信息數(shù)據(jù)再通過數(shù)據(jù)傳輸通道傳送至各個控制系統(tǒng)平臺上，這些應(yīng)用平臺根據(jù)接收到的信息數(shù)據(jù)對電廠的不同設(shè)備進行自動化控制。因此，在對數(shù)據(jù)傳輸模塊進行設(shè)計時，必須遵守的一個原則就是保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性，這就需要設(shè)計人員根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀對數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行必要改進，降低數(shù)據(jù)傳輸對網(wǎng)絡(luò)的需求，提高數(shù)據(jù)傳輸效率與可靠性[3]。

3 電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展前景

對這計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展與成俗，自動化智能化控制技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在很多行業(yè)中，對提生企業(yè)生產(chǎn)效率，擴大企業(yè)經(jīng)濟收益有重要促進作用。而對當(dāng)前使用的電氣自動化控制系統(tǒng)進行改進設(shè)計有利于推動電氣自動化控制系統(tǒng)在電力生產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用，進而促進整個電力行業(yè)的發(fā)展。并且隨著PLC控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展與成熟，電氣自動化控制系統(tǒng)的科學(xué)性與智能化水平也會得到較大提升，具有十分良好的發(fā)展前景。

4 結(jié)語

綜上所述，在對電氣自動化控制系統(tǒng)進行設(shè)計時，要對電氣自動化控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)、設(shè)計原則以及相關(guān)的設(shè)計思路有充分了解與掌握。同時要對數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊的設(shè)計予以重視，盡可能地提高電氣企業(yè)電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與整體性。這樣才能充分發(fā)揮電氣自動化控制系統(tǒng)對電力企業(yè)的積極作用，同時計在很大程度上可以提高電力企業(yè)的自動化生產(chǎn)效率，實現(xiàn)電力企業(yè)的自動化生目標，并且對整個電力行業(yè)有巨大的推動作用。

參考文獻

[1]王春波.淺析電氣自動化控制系統(tǒng)及其設(shè)計[J].消費電子，2012，（11）：39.

[2]李修偉，陳廣文.淺析電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].民營科技，2011，（1）：20.

[3]吳綿能，夏煜.淺析電氣自動化控制系統(tǒng)及其設(shè)計[J].通訊世界，2015，（24）：279.

Abstract：With the demand of the electric power resources increase gradually， for improvement of automation is conducive to improve the electric power enterprise production efficiency of electric control system， and will be able to power production cost control in the reasonable scope， improve the safety and stability of power system. This paper analyzes and studies the electrical automation control system and its design.

Key Words：electrical automation control system；system design；function analysisendprint