基于計算機技術的電氣自動化控制系統(tǒng)設計分析

邢立波

摘要：電氣自動化控制系統(tǒng)應用領域非常廣，并在實際應用過程中發(fā)揮出一定效能。通過計算機技術的合理運用，對電氣自動化控制系統(tǒng)進行設計優(yōu)化，以提高該系統(tǒng)的整體運行可行性與穩(wěn)定性。本文基于計算機技術的電氣自動化控制系統(tǒng)設計分析探討。

關鍵詞：計算機技術;電氣自動化控制;系統(tǒng)設計;設計方式;設計方案

中圖分類號：G424? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）12-0236-02

現(xiàn)代工業(yè)生產過程中，合理應用電氣自動化控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)對電氣設備儀器的監(jiān)控保護，如設備儀器出現(xiàn)突發(fā)故障時，系統(tǒng)可自動報警，協(xié)助檢修人員及時處理設備故障，提高電氣設備的整體運行安全性與可靠性。

1 電氣自動化控制系統(tǒng)設計方式探討

1.1 總線監(jiān)控

現(xiàn)代計算機技術的快速發(fā)展，促進了現(xiàn)場總線技術推廣普及，如現(xiàn)場總線監(jiān)控技術被合理應用到變電站電氣設備控制工作當中，使得變電站電氣自動化系統(tǒng)得到全面提升。在智能電網技術迅速發(fā)展的時代背景下，電氣自動化控制系統(tǒng)得到不斷升級，已成為電廠運行的核心環(huán)節(jié)。

通過對現(xiàn)場總線監(jiān)控設計方式進行分析可知，該設計方式的針對性非常強，可提高電氣設備的運行可靠性與安全性。因為，電氣設備由于應用條件與場景的不同，為使得電氣設備安全連接，需合理應用互聯(lián)網計算機技術，保證電氣設備之間的銜接安全性與可靠性。在電氣自動化控制系統(tǒng)整體運行過程中，可避免電氣設備故障產生嚴重影響，主動規(guī)避電氣系統(tǒng)崩潰問題的出現(xiàn)，有效提高了電氣自動化控制系統(tǒng)的整體運行安全性與可靠性[1]。

1.2 遠程監(jiān)控

遠程監(jiān)控是雙方都接入計算機網絡，進而完成異地撥號與信息交互，將控制計算機系統(tǒng)與監(jiān)測電氣設備進行有效連接。電氣自動化控制系統(tǒng)遠程監(jiān)控時，不僅可完成對單一用戶的計算機界面進行控制，且可對遠程客戶端操作界面進行控制。通過該系統(tǒng)設計方式進行分析可知，遠程監(jiān)控可有效降低成本、提高可靠性、組態(tài)靈活多變等諸多優(yōu)點。在計算機技術的支持下，電氣自動化控制系統(tǒng)迅猛發(fā)展，現(xiàn)場總線安裝技術方案，已經無法滿足電氣設備的發(fā)展需求。為很好解決相關問題，應當合理應用遠程監(jiān)控系統(tǒng)，進而提高電氣自動化控制系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定性。

1.3 集中監(jiān)控

電氣自動化控制系統(tǒng)的集中監(jiān)控功能，主要是實現(xiàn)設備自身運行檢查維修。在電氣設備安全防護等級較低時，可合理應用集中監(jiān)控系統(tǒng)，以達到電氣設備運行監(jiān)控的工作目標。為合理控制監(jiān)控對象，有效提高信息處理的效率與質量，可將不同系統(tǒng)的設計功能模塊聚集在中央處理器，合理發(fā)揮出集中監(jiān)控的工作效能。

現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，推動了電氣系統(tǒng)自動化升級，電氣設備儀器呈現(xiàn)精密化、集成化特點。大量電氣設備的運行需一定量的線纜進行連接，使得系統(tǒng)運行成本增加，若沒有對其進行有效監(jiān)控，可能會導致電氣系統(tǒng)運行可靠性下降。為此，在電氣自動化控制系統(tǒng)設計時，需利用硬接線進行刀閘隔離，或開展斷路器聯(lián)鎖操作，保證電氣系統(tǒng)的整體運行可靠性。由于集中監(jiān)控系統(tǒng)的接線復雜性，后續(xù)查線、維護工作較為困難，工作人員進行接線時需嚴謹細致，保證系統(tǒng)接線的安全性與可靠性[2]。

2 電氣自動化控制系統(tǒng)設計探析

在計算機技術的支持下，電氣自動化控制系統(tǒng)進行設計時，可從以下多個領域入手，如FCS、負荷控制、通訊系統(tǒng)、分布式控制、集中監(jiān)控、遠程監(jiān)控等。在對不同功能比較分析后，可發(fā)現(xiàn)其設計功能存在一定差異性，不同功能的設計特點，如表1所示，下文筆者著重對不同設計功能進行闡述探析。

2.1 FCS控制系統(tǒng)

基于計算機技術進行電氣自動化控制系統(tǒng)設計時，可設計FCS控制系統(tǒng)，完成電氣設備預期控制目標。通過對FCS控制系統(tǒng)進行分析可知，該系統(tǒng)運行過程中，主要采取一對多的信號傳輸方式。如控制信號雙向傳輸時，可保證傳輸信息的精準性與可靠性，確保相關電氣設備始終處于被監(jiān)控的狀態(tài)下。

FCS控制系統(tǒng)運行過程中，若控制系統(tǒng)缺乏相關通訊協(xié)議，則可能導致電氣設備連接出現(xiàn)問題，無法完成電氣自動化控制要求。為此，在進行FCS控制系統(tǒng)設計時，應當保證系統(tǒng)總線與其他系統(tǒng)的相互配合，充分發(fā)揮出該控制系統(tǒng)的設計功能。

2.2 電氣負荷自動化控制

電氣負荷自動化控制系統(tǒng)的設計目的，旨在保證電網的運行安全性與穩(wěn)定性。通過對電氣負荷的有效監(jiān)控與管理，可提升電氣設備儀器的整體運行可行性?，F(xiàn)代電氣自動化系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對電氣設備控制管理提出更高要求、傳統(tǒng)的電力負荷管理模式，無法滿足現(xiàn)階段電氣設備管理工作需求。為全面提高電氣設備管理的可行性與安全性，需不斷推動電氣負荷自動化控制模式優(yōu)化完善[3]。

部分電力企業(yè)開展電氣自動化控制管理時，建構專屬的電氣控制系統(tǒng)，應用于新型電氣自動化控制系統(tǒng)當中，完成對電氣設備儀器的負荷控制與管理，促使電氣負荷控制系統(tǒng)與配電系統(tǒng)形成統(tǒng)一，有效提高電氣自動化控制的安全性與可靠性。

2.3 電氣自動化通訊系統(tǒng)

2.3.1 有線通訊

電話線與專線是有線通訊的主要形式，如電話線運行模式的成本較低，但對應該種通訊方式的可靠性較差。由于電話線通訊方式便捷，在實際應用過程中，可適用于對時效性要求較低的配電終端設備。通過電話線與專線通訊方式進行對比分析可知，專線通訊模式的可靠性與安全性得到有效提高，可應用于時效性要求較高的配電終端設備，但該種通訊方式的投資成本較高，設計人員需進行綜合考量，進而達到預期工作目標。

2.3.2 無線通訊

無線通訊方式，即高速智能傳電與普通電臺通訊方式，其中高速智能傳電通訊方式的傳輸速率非常高，且準確性可得到保證，電氣設備信號傳輸時，可對傳輸路徑進行自由選擇。與此同時，高速智能傳電通訊模式運行過程中，可將電網中電氣系統(tǒng)的運行數(shù)據進行自動上傳，且數(shù)據傳輸安全性可得到保證，但在實際運行過程中需配置較高性能的終端設備，導致該種技術方案的運行成本增加;普通電臺通訊方式主要是對電氣負荷信號進行傳輸管理，但該種通訊方式的可靠性較差，無法保證電氣自動化控制系統(tǒng)的整體運行可靠性與安全性。

2.3.3 分布式控制

通過對分布式控制設計方案進行解析可知，利用串行線纜將斷路器、變頻器、網絡技術、智能儀器、中央處理器等進行銜接，并合理利用中央處理器對其不同電氣設備儀器的運行信息進行提煉收集，為后續(xù)電氣自動化控制方案調整提供參考，有效提高電氣自動化控制的整體運行可靠性。部分電力企業(yè)運行過程中，為保證電氣設備的整體運行可靠性與安全性，合理應用分布式控制方案，建構多個分支控制框架，使得電氣設備的自動化控制與總線控制進行有機結合，全面提升電氣自動化控制系統(tǒng)的運行效率與安全。

2.3.4 集中監(jiān)控設計

集中監(jiān)控設計工作開展時，需對集中監(jiān)控的設計特點進行分析探討，由于該種設計方案，將多個功能集中于中央處理器，給中央處理器的運行造成一定壓力。中央處理器需在短時間內，對大量電氣數(shù)據進行分析整理，并下達相關操作指令。超負荷的系統(tǒng)運行，導致中央處理器的工作效率下降，進而影響到集中監(jiān)控工作開展質量與效果。

如電氣自動化控制系統(tǒng)運行時，由于涉及操作較多、線纜數(shù)量較多、主機空間占比增加，進而導致信號傳輸?shù)木嚯x變大，不利于電氣自動化控制系統(tǒng)的可靠運行。為此，筆者認為電氣自動化控制系統(tǒng)開展集中監(jiān)控設計工作時，應當全面考量集中監(jiān)控的運行安全性與準確性，保證集中監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮出應用價值[4]。

2.3.5 遠程監(jiān)控設計

基于計算機技術的合理應用，電氣自動化控制系統(tǒng)的整體運行安全性、可靠性、靈活性得到有效高。為保證電氣自動化控制系統(tǒng)運行的長效性，應當進行遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計，對系統(tǒng)使用線纜數(shù)量進行合理控制，進而對其運行成本進行一定節(jié)約，提高電纜材料的綜合使用效率，合理降低電氣自動化系統(tǒng)線路的維修次數(shù)。電氣自動化系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控時，沒有建構全過程精細化監(jiān)控管理體系與流程，導致實際監(jiān)控工作未能達到預期要求，且部分地區(qū)硬件設備的限制，間接影響到遠程監(jiān)控的信號傳輸效率。筆者認為電氣自動化控制系統(tǒng)設計時，為充分發(fā)揮出遠程監(jiān)控設計方案應用優(yōu)勢，應當建構全過程精細化管控體系，并不斷加強地區(qū)基礎通信設施的建設，為遠程監(jiān)控的工作開展創(chuàng)設外界條件，保證電氣自動化控制系統(tǒng)的整體運行可靠性。

3 電氣自動化控制系統(tǒng)應用案例解析

筆者以某電廠發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，解析電氣自動化控制系統(tǒng)的應用效果，主要從以下領域入手進行案例闡述。第一，數(shù)據采集與計算機處理，電廠發(fā)電系統(tǒng)運行過程中，將輸出大量數(shù)據信息，合理應用計算機系統(tǒng)，完成對輸出數(shù)據資料的分類整理，實現(xiàn)對電廠發(fā)電環(huán)節(jié)電氣設備運行的監(jiān)控;第二，汽機電液調節(jié)系統(tǒng)，為有效提高發(fā)電汽輪組的整體運行安全性，需合理應用電氣自動化控制系統(tǒng)，完成對汽機電液的控制管理，保證汽輪組正常運行，合理延長汽輪組電氣設備的整體使用壽命，為電廠電氣機組的整體穩(wěn)定運行奠定基礎，有效提高發(fā)電機組的經濟效益[5]。

4 結語

綜上，文中對計算機技術支持下的電氣自動化控制系統(tǒng)設計進行分析探討，說明電氣自動化控制系統(tǒng)設計的必要性與可行性。未來電氣自動化控制系統(tǒng)設計工作開展時，應當基于工作的需求，對設計方案進行合理完善優(yōu)化，有效提高我國電氣自動化發(fā)展水平。

參考文獻：

[1] 張舒.分析計算機技術應用下的電氣自動化控制系統(tǒng)設計[J].電子制作，2020（8）：74-75.

[2] 李麗坤.計算機技術應用下的電氣自動化控制系統(tǒng)設計分析[J].自動化與儀器儀表，2018（12）：94-97.

[3] 何麗娟.基于計算機技術的電氣自動化控制系統(tǒng)設計分析[J].科學技術創(chuàng)新，2018（36）：81-82.

[4] 張娟榮.基于計算機技術的電氣自動化控制系統(tǒng)設計研究[J].電子設計工程，2018，26（16）：76-80.

[5] 劉巖.基于計算機技術應用下的電氣自動化控制系統(tǒng)設計分析[J].通訊世界，2017（14）：174-175.

【通聯(lián)編輯：唐一東】