中国科技期刊数据库 工业C
电气自动化控制方式的研究
刘 剑
河南华东工技术有限公司，河南 郑州 450007
摘要：电子自动化控制是一项复杂现代且智能化的技术，在当前，我们应当对电气自动化控制系统的设计有一个新的认识，在基础理论和技术前提下，探究新的技术领域，来推动电气自动化控制的发展。本文对其控制方式进行了研究。 关键词：电气自动化；控制方式；发展方向 中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)41-0159-02
1 引言
自动化控制技术的另一大优势就是其具有非常高的安全性能，一切工程的前提都是要在保证安全的前提下进行的。相信每一个工程管理者都明白生命高于一切的道理，同时我们也深知，电气工程的危险性也是很高的。在过去由于机械故障和人为失误造成的安全事故时有发生，而随着自动化控制技术的出现，使技术优势得到了最大限度的发挥。人们可以快速地发现系统运行中发生的种种情况，并对其进行及时的维修，大大降低了威胁程度。
2 电气自动化控制技术的主要功能 2.1 电气自动化控制技术自动控制功能
在电气自动化控制技术自动控制功能中其控制的高压和大电流开关设备的体积都是非常庞大的，通常情况下，实际运行过程中，都是采用分散操作，对系统进行控制和管理的，使用操作系统来控制，分、和闸的，尤其是在设备如果发生故障的时候，那么系统就会自动的切断电路，为此，这就需要有一整套科学合理自动控制和管理电气操作设备，以及供电设备的自动控制的系统，，可以及时的对供电设备进行有效的自动控制和管理，让自动化控制技术可以实现自动控制功能，为电气自动化控制技术运行提供有效的保障。
2.2 电气自动化控制技术保护功能
电气设备和线路在进行自动化控制过程中，不同情况下有时候会发生一些故障，有时电路的电流会超过设备电路的使用限度和范围，这样系统就会自动的终止，停止运行，这就需要制定和完善出一整套检测和排除故障的手段和方法，根据不同的情况，可以及时的系统设备的线路和电流进行自动的调整和却换，起到一定的保护设备的作用。
2.3 电气自动化控制测景功能
为了能够不断的完善和提高电气设备的使用效率和生产效率，我们要在电气设备运行过程中，进行及时的观察和测定，目的，是为了可以在运行中找到不足之处，然后对其进行完善和创新，如果想要在电气设备中及时的了解和掌握电气设备的工作情况和运行情况，那么就需要我具备相应的仪表测试器以及测量线路的各种参数设备，采用科学合理的手段和方式，来对其进行有效的观察和控制，然后，通过控制和掌握相关的信息，对其进行运行和操作不断的完善和创新。
3 电气自动化控制方式的现状 3.1 集中监控方式
这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、 电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。
3.2 远程监控方式
远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用，节约
材料、可靠性高、 组态灵活等优点。由于各种现场总线的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。
3.3 现场总线监控方式
目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于 变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0 卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。
4 电气自动控制方式的基本要求
电气自动化控制方式分为过渡过程和稳态过程两个过程。过渡过程是指，在输入量作用下，系统的输出变量由初始状态达到最终稳态过程。稳态过程是指，过渡过程结束后的输出响应。对于自动控制系统性能的基本要求主要有以下三个方面，稳定性、过渡过程性能（快速性，平滑性）和稳态误差 （准确性或控制精。稳定性：系统受到短暂的扰动后其运动性能从偏差平衡点恢复到原来平衡状态的能力。
稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性，通常由系统的结构决定，与外界因素无关。过渡过程性能：描述过渡过程性能可以用平稳性和快速性加以衡量，一般称为动态性能。如：上升时间、峰值时间、调整时间、超调量。稳态误差：系统过渡过程结束后，期望的稳态输出量与实际的稳态输出量之差叫稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。
5 电气自动化在我国的发展方向 5.1 系统监控的综合化
由于电气设备已经日趋通用化、模块化、系列化，可以做到组态灵活，同时计算机所有功能选择均能通过屏幕软件按钮直接完成，为系统监控的综合化提供了必要的基础。无论对电气系统是何种要求，单机单控的系统必将逐步向综合监控的系统过渡。因为采用综合监控的形式，可以构成双重或多重保障，对提高系统可靠性是有积极意义的。
5.2 系统的网络化
当前，数字化技术和总线技术应用已经相当成熟。现场总线是一种互联现场设备( 或模块) 与控制系统之问的双向数字通信网络。通常采用双层网，第一层为数据采集与传送网，第二层为控制网。网络系统的优势在于采用数字化和高层次的自动化技术代替大量繁琐的人工操作，有助于减少频繁操作和减轻人员疲劳，最终提高工作效率。
5.3 电气自动化技术逐渐的与计算机技术相结合
电气自动化的目的就是提高人们的生产力，促进人们的
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2015年41期 159
中国科技期刊数据库 工业C
电气自动化控制方式的研究
刘 剑
河南华东工技术有限公司，河南 郑州 450007
摘要：电子自动化控制是一项复杂现代且智能化的技术，在当前，我们应当对电气自动化控制系统的设计有一个新的认识，在基础理论和技术前提下，探究新的技术领域，来推动电气自动化控制的发展。本文对其控制方式进行了研究。 关键词：电气自动化；控制方式；发展方向 中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)41-0159-02
1 引言
自动化控制技术的另一大优势就是其具有非常高的安全性能，一切工程的前提都是要在保证安全的前提下进行的。相信每一个工程管理者都明白生命高于一切的道理，同时我们也深知，电气工程的危险性也是很高的。在过去由于机械故障和人为失误造成的安全事故时有发生，而随着自动化控制技术的出现，使技术优势得到了最大限度的发挥。人们可以快速地发现系统运行中发生的种种情况，并对其进行及时的维修，大大降低了威胁程度。
2 电气自动化控制技术的主要功能 2.1 电气自动化控制技术自动控制功能
在电气自动化控制技术自动控制功能中其控制的高压和大电流开关设备的体积都是非常庞大的，通常情况下，实际运行过程中，都是采用分散操作，对系统进行控制和管理的，使用操作系统来控制，分、和闸的，尤其是在设备如果发生故障的时候，那么系统就会自动的切断电路，为此，这就需要有一整套科学合理自动控制和管理电气操作设备，以及供电设备的自动控制的系统，，可以及时的对供电设备进行有效的自动控制和管理，让自动化控制技术可以实现自动控制功能，为电气自动化控制技术运行提供有效的保障。
2.2 电气自动化控制技术保护功能
电气设备和线路在进行自动化控制过程中，不同情况下有时候会发生一些故障，有时电路的电流会超过设备电路的使用限度和范围，这样系统就会自动的终止，停止运行，这就需要制定和完善出一整套检测和排除故障的手段和方法，根据不同的情况，可以及时的系统设备的线路和电流进行自动的调整和却换，起到一定的保护设备的作用。
2.3 电气自动化控制测景功能
为了能够不断的完善和提高电气设备的使用效率和生产效率，我们要在电气设备运行过程中，进行及时的观察和测定，目的，是为了可以在运行中找到不足之处，然后对其进行完善和创新，如果想要在电气设备中及时的了解和掌握电气设备的工作情况和运行情况，那么就需要我具备相应的仪表测试器以及测量线路的各种参数设备，采用科学合理的手段和方式，来对其进行有效的观察和控制，然后，通过控制和掌握相关的信息，对其进行运行和操作不断的完善和创新。
3 电气自动化控制方式的现状 3.1 集中监控方式
这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、 电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。
3.2 远程监控方式
远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用，节约
材料、可靠性高、 组态灵活等优点。由于各种现场总线的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。
3.3 现场总线监控方式
目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于 变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0 卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。
4 电气自动控制方式的基本要求
电气自动化控制方式分为过渡过程和稳态过程两个过程。过渡过程是指，在输入量作用下，系统的输出变量由初始状态达到最终稳态过程。稳态过程是指，过渡过程结束后的输出响应。对于自动控制系统性能的基本要求主要有以下三个方面，稳定性、过渡过程性能（快速性，平滑性）和稳态误差 （准确性或控制精。稳定性：系统受到短暂的扰动后其运动性能从偏差平衡点恢复到原来平衡状态的能力。
稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性，通常由系统的结构决定，与外界因素无关。过渡过程性能：描述过渡过程性能可以用平稳性和快速性加以衡量，一般称为动态性能。如：上升时间、峰值时间、调整时间、超调量。稳态误差：系统过渡过程结束后，期望的稳态输出量与实际的稳态输出量之差叫稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。
5 电气自动化在我国的发展方向 5.1 系统监控的综合化
由于电气设备已经日趋通用化、模块化、系列化，可以做到组态灵活，同时计算机所有功能选择均能通过屏幕软件按钮直接完成，为系统监控的综合化提供了必要的基础。无论对电气系统是何种要求，单机单控的系统必将逐步向综合监控的系统过渡。因为采用综合监控的形式，可以构成双重或多重保障，对提高系统可靠性是有积极意义的。
5.2 系统的网络化
当前，数字化技术和总线技术应用已经相当成熟。现场总线是一种互联现场设备( 或模块) 与控制系统之问的双向数字通信网络。通常采用双层网，第一层为数据采集与传送网，第二层为控制网。网络系统的优势在于采用数字化和高层次的自动化技术代替大量繁琐的人工操作，有助于减少频繁操作和减轻人员疲劳，最终提高工作效率。
5.3 电气自动化技术逐渐的与计算机技术相结合
电气自动化的目的就是提高人们的生产力，促进人们的
（下转第 161 页）
2015年41期 159