论电气自动化控制系统的设计思想

严普照

摘 要 伴随当代社会经济的进步与发展，现代化科技获得了极大的提升，因而电气自动化技术也随之有了惊人的改进与发展。当前的电气自动化控制系统的设计中，融入了较多的先进科技，大大的促进了现代工业的发展进程，进而推动了社会经济的高速发展，在此基础上，对于电气自动化控制系统的设计思想更需予以进一步的探究，谋求更大的提升与发展。对此，本文首先对电气自动化控制系统的主要功能与组成进行简要的综述；其次是探究其设计思想；最后分析研究它未来的发展趋势。

关键词 电气自动化 控制系统 设计思想分析

中图分类号：F407.67 文献标识码：A

1电气控制系统的主要功能与系统组成

1.1控制系统的主要功能

控制回路主要作用是确保主回路线能够安全稳定的运行，为了使某项功能得以实现，需要若干电器组件进行组合。此类设备需要具有的功能：

（1）自动控制功能。由于开关设备往往具有较大的体积，分合闸功能经常是由操作系统所控制，当设备出现故障时，则需要对电路进行切断，为此便需要拥有自动控制系统的电气设备作为有效支撑，确保能够及时对设备进行有效控制。

（2）保护功能。电气设备在线路上共同运行工作时，经常会出现不可预知的故障，线路上的电流或者电压会超出设备与线路的额定工作范围，对设备造成损伤或短路，为此需要一套具有检测线路中故障信号与自动对线路实行调整功能的保护设备。

（3）监视功能。电是用肉眼无法直接对其查看与分辨的，为此为了确定设备是否带电，则需要一套能够对电信号进行感知，并将其传输到可视设备上进行实时显示的监视设备。

（4）测量功能。一些监视设备只能通过对电信号的检测来表明设备是否处在工作状态，如需更详细的知道电气设备的工作状况，则需要相应的仪表，对线路的各种参数进行测量，如：电流、电压、功率、频率等。

1.2控制系统的组成

当前经常使用的线路控制系统的基本回路组成部分有：

（1）电源供电回路。我国经常为供电回路供电的电源有220伏特和380伏特等。

（2）保护回路。电气设备电路通常会受到过载、短路、失压的损坏，为此需要对其进行保护，通常采用的组件有：熔断器、失压线圈、整流器、稳压器、热继器等组成保护组件。

（3）信号回路。信号回路就是通过直观的监视设备如音响、红绿灯等设备对线路电信号进行检测，从而确定设备工作状态。

（4）自动与手动回路。自动控制系统因其独具的响应速度快等优势，在许多电气设备上都有安装，但在调试与安装环节以及故障排修时都需要采用手动进行控制，手动控制是电气设备还需配备的部分，通过组合开关与转换开关对手自动切换进行转换。

（5）制动停车回路。当切断电路供电电源后，就需要对电气设备进行制动，让电动机及时停车，通常情况下采取的有效措施有：能耗制动、再生发电制动、倒拉反接、电源反接等。

（6）自锁及闭锁同路。当点启动按钮后对其松开，电气设备仍然保持工作状态，此环节较自锁环节。为了确保电气设备运行时的安全可靠，对其内部的两台或者以上的电气组件与装置，实行只运行一台组件通电的保护环节是闭锁环节。

2电气自动化控制系统的设计思想

2.1集中监控

集中监控是一种非常简单的电气自动化设计方案，其运行维护简便，且所需控制站的安全防护要求较低，同时还可以将所有系统集中到一个处理器中进行运算处理。但缺点同样明显，当监控对象增多时，主机所承受的压力剧增，造成了其稳定性出现偏差；电缆线的投入同样增加，成本便随之增加，随着电缆线的距离增大，其势必对稳定性产生影响；通过刀闸实现电路闭锁与连锁时，由于其接线方式，导致连接不全面，设备无法正常运行；如此的接线方式，其接线繁杂、维护工作量巨大，因此极易引起错误操作而造成严重后果。

2.2远程监控

远程监控的优点：电缆的消耗上很小、安装费用较低、具有可靠、灵活的优势、所需通信速度低；缺点：因其通信速度较低、只能在较小的部分进行使用。无法实现大型设备电气自动化组建。

2.3总线监控

现场总线系统是连接智能设备与自动化系统实行全数字串行连接、多站、双向的通信网络系统，其具有的特点：（1）拥有通信功能，便于构建底层控制系统；（2）具有一致的开放性；（3）互可操作性强；（4）设备间互换性强；（5）系统构架具有较强分散性；电气自动化控制系统主要应用在现场总线、以太网（Ethernet）等，总线监控具有相应的针对性，在实际运行情况下，间隔的不同起到的作用有所不同，为此在设计时应以间隔情况进行系统的开发与运用。现场总线监控的控制器是开放式的，各设备间通过以太网与TCP/IP等协议紧密的连接，同时也相对独立，CPU将各个部件所采集的数据进行收集，利用自己的算法进行处理，整个系统具有较强的可靠性，假如设备组件发生故障，也仅仅是对单一的元件造成影响，整个系统不会导致瘫痪，这正是总线监控方式的独特特点。总线监控还有利于减少组件设备的资源使用，可以就地安装，减少电缆使用量，节约工作时间与成本，其各装置的相互独立是提高安全与稳定的关键。

3电气自动化控制系统的发展趋势

伴随现今社会的快速发展，大数据时代的来临，使得信息技术与网络技术得以迅猛发展，计算机在电气发展中必将脱颖而出。IEC61131标准现已发展到-3，其备受各大控制系统厂商的关注与采纳，伴随近些年诸多技术的爆炸式发展，以及一些操作平台的广泛应用如：WINDOWS、Unix、IOS、Android等，电气技术正在与之相互结合，计算机网络在其中发挥了不可替代的作用。

伴随INTERNET技术与以太网、服务器体系、移动网络的全面发展，自动化与之融合，未来将迎来更好的发展，且给人们的日常生活带来更加智能的生活体验。

4结束语

綜述全文可知，电气自动化控制系统的设计思想的关键在于，必须掌握好各个环节的核心优势，并对其进行合理而充分的利用，但是务必与现实生产要求相符，确保国内这一行业得以稳健发展。此外，要在持续的探究历程中，发现当前电气自动化控制系统设计存在的不足之处，利用先进科技改进不足，努力创新，设计出属于本国的先进控制系统，摒弃引进，实现自强富国的最终目标。

参考文献

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