电气自动化工程控制系统的发展与应用

谭正登

摘 要：随着我国改革开放的不断深入和国民经济的不断发展，电气自动化工程控制系统是现代先进科学技术方面的核心领域，其未来发展方向是能够推动社会的全面发展与进步。本文阐述了电气自动化工程控制系统的现状与发展趋势，及其控制系統设计。

关键词：电气自动化；控制系统；设计；应用；发展趋势

1. 目前电气自动化控制系统的发展

伴随着我国市场经济的进一步成熟，电气自动化技术方面的竞争也越来越激烈。因此，我国电气自动化控制技术研发与制造机构必须结合自身的实际状况，并发挥出自身的优势，才能够在行业当中抢占重要的位置。目前，在自动化控制系统运用中，DCS仍然占据着主导地位。

1.1 电气自动化工程DCS系统

DCS，即分布式控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的，具有实时性、可靠性和扩充性等优良特点，在生产、生活自动控制领域得到广泛运用。但随着DCS逐渐的运用，我们也越来越感受到分布式控制系统所存在的缺点。比如受DCS系统模拟混合体系所限制，其仍然采用的是模拟的传统型仪表，因此，大大地降低了系统的可靠性能，维修起来也显得比较困难；分布式控制系统的生产厂家之间缺乏一种统一的标准，降低了维修的互换性；此外，就是价格非常的昂贵。因此，在现代科技革命之下，必须进行技术上的创新。

1.2 集中监控方式下的自动控制系统

集中控制下的自动控制系统有一个缺点，就是处理速度非常的缓慢，因为其控制方式是要把所有的功能都集中在一个处理器中，这也导致了整机运行速度的缓慢。另一个方面，把系统的所有设备都放入监控之中，就会导致监控数量过于庞大，主机空间的不断下降，从而大大的增加了电缆的数量，造成了费用的增加，同样因为过长的传输距离降低了控制系统的可靠性能。因为集中进行监控的联锁与隔离器件中的闭锁使用的都是硬接线，因此导致设备很难进行功能扩容操作。另外，因为系统接线的反复，增加了故障查找工作的困难度，也会增加由此而产生的错误指令，使得整个电气自动化工程控制系统可靠性降低。

1.3 信息集成化的电气自动化控制系统

电气自动化控制系统所包含的主要信息技术主要体现在如下的方面：

（1）管理层面上纵深方向的延伸。企业当中的人力资源、财务核算等数据信息的存取需要使用特定的浏览器进行操作，而且对于生产过程中的动态形式画面能够进行有效的监督控制，对于企业生产活动当中的第一手信息资料能够进行及时的掌握。

（2）信息技术会在电气自动化设施、系统和机器中进行横向的扩展比较。而且随着微电子技术的不断投入应用，对于原来明确规定的设备也慢慢的变得模糊了，而结构软件、通讯的能力和统一，运用在组态环境之下逐渐的显得越来越重要。

2. 电气自动化控制系统的设计

2.1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defu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。

2.2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（如Lonworks总线，CAN总线等）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tongjian控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

2.3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lianjie，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。

3. 电气自动化的应用

3.1在净化空调设备中的应用

对湿度的控制：装设在通风管（回风湿度近似于洁净室湿度）内的湿度传感器所检测的湿度，送往控制器与设定湿度相比较，用比例加积分运算控制，输出电JK信号，控制蒸汽电动调节阀的动作，控制回风湿度保持在45%，65%，使洁净室湿度以满足GMP要求。对温度的控制：净化空调系统采用DDC控制。装设在回风管（回风温度近似于洁净室温度）的温度传感器所检测的温度送往DX-9100，与设定点相比较，输出相应电压信号，控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作，控制回风温度保持在12℃～26℃之间，使洁净室温度符合GMP要求。

3.2在建筑行业中的应用

随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展智能化，建筑势必要引入电气自动化的成分，智能化建筑已经成为了当今建筑界的主流方向。为了达到设备的合理利用，资源的人力的节省就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统，如通信自动化系统，火灾报警及消防联动控制系统，楼宇自动化系统，保安监控系统，办公自动化系统，闭路电视系统等，以及它们相应的布线系统。

4. 电气自动化的发展趋势

作为一项具有活力的高科技技术，电气自动化技术的发展前景是可观的。首先，电气自动化技术可以与我国的新锐的科学技术成果相结合，并且投入到电气自动化技术的创新中去。研发更多的电气自动化产品应用于我国的国计民生中，促进我国工业化的发展。其次，优化电气自动化系统的结构，实行电气自动化系统平台的统一化、系统结构通用化、系统程序接口标准化，这样就可以大大地提高对电气自动化技术的利用率，减少不必要的损失及节约冗杂时间及费用。最后，在将电气自动化技术应用于工业生产中，应注意电气自动化市场的产业化、生产的安全化以及工作人员的专业化。如此可以加大电气自动化在工业生产中的利用力度，推广电气自动化的使用，让更多的企业及行业受益于该项技术。

5.结束语

电气自动化控制系统能够有效提高行业领域整体的自动化水平，特别是行业的运行管理水平。并且电气化控制系统可以大大节省企业的成本，提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用，未来，电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展，为企业和国民创造更多的经济、社会效益。

（作者身份证号码：441702197201020012）