基于电气控制系统的自动化设计的探析

杜兵 邯郸市天海人力资源有限公司(中国船舶重工集团公司第七一八研究所)

在我国社会经济、现代科技不断发展的背景下，电气控制系统逐步覆盖工业生产、交通管理、航空航天等多个领域，并发挥了重要的作用。在技术持续更新、新技术不断出现的情况下，电气控制系统也逐步向自动化、智能化方向发展。在这个过程中，针对电气控制系统的自动化设计尤为重要。基于科学、严谨、完善的自动化设计，对提升电气控制系统整体运行效率、稳定性和功能实用性，都有重要的作用。

一、电气控制系统自动化设计的基本原则和思路

在现代电气自动化控制领域中，关于系统的功能设计，需要充分考虑多方面因素。首先，需要考虑好系统中各个控制单元的运行环境，评估各类风险，在紧急情况下可以转为手动控制。所以，系统应当具有跳闸、合闸的基本功能，并且可以实现对系统各个部位运行状况及数据的监测、控制，在出现异常情况时还能发出预警或自动处理。总体来讲，针对电气控制系统自动化设计需要按照以下思路进行。

（一）分布式设计。如今相关生产及技术应用活动对电气控制系统的功能性要求较高，涉及到的系统结构也比较复杂。因此，需要遵循模块化设计的思路，采用分布式开放结构的设计策略，确保系统中各个保护功能的分布相对独立，可以对相应的单元进行有效控制。具体来讲，在电气控制系统自动化设计中，要让每个单元模块上都均匀分布测量、控制、报警、保护等信号，进而支持该单元按照既定方式和操控指令发挥作用[1]。

（二）集中式设计。集中立柜结构是现代电气控制系统中占据重要地位的部分，其中包含了各个控制模块，有助于实现对系统的集中控制及保护，并且可以集中收集和处理各类数据，进行综合分析。在基于电气控制系统的自动化设计环节，要使用主控总线对系统进行监控，收集相应信号，由监控计算机对传输信号进行集中控制。

（三）可扩展及兼容性设计。如今社会产业发展迅速，人们对各类电气控制系统的功能性要求在不断变化。因此，针对电气控制系统进行自动化设计时，首先要考虑可扩展性的基本需求。也就是说，在系统基本架构、各类模块的设计中，要充分考虑系统未来应用的容量及功能需求，预留足够大的可扩展空间。同时，还需要考虑不同系统、卷煎乃至信号格式的兼容性问题。充分分析兼容性，有助于实现用户功能及系统规模的扩展优化，通过规范的I/0接口，可以实现用户对系统模块的灵活应用。这一切，都将进一步提升电气控制系统系统的实用性、稳定性和应用价值[2]。

二、基于电气控制系统的自动化设计策略

（一）远程监控模式设计。在电气控制系统的自动化设计中，为了充分满足自动化稳定运行的基本要求，需要针对性设计远程控制功能。这不仅有助于节省大量的电缆、设施安装成本，还能实现对各个系统的集中控制。目前，电气控制系统用到的各种现场总线通讯速度普遍较低，可以通过里程监控模式，来提升系统访问速度。但是，电厂电气部分的通信量较大，所以这种设计模式比较适合中小型系统的监控，便于实现对系统的稳定自动化监控。

（二）集中监控模式设计。针对电气控制系统的监控功能设计，需要充分保证系统运行维护功能的实现。当前，控制站对系统设计的防护要求较低，所以设计环节比较简单。在集中式的监控系统结构之中，可以将电气控制系统所涉及到的模块通过处理器进行集中控制，对处理器系统性能要求较高。在电气控制系统自动化设计中，需要对所有涉及到的电气设备进行全面监控，确保各个模块、系统、元件都受到合理化控制。在如今电气控制系统规模越来越大、功能越来越复杂的情况下，投资成本也会提升[3]。但是，如果电缆设计距离过大，会导致信号抗干扰能力被削弱，不利于保证系统运行的稳定性。因此，在系统设计时，需要结合系统的结构特点、功能性需求，进行集中化的设计，提高系统稳定性。

（三）现场总线监控设计。在现代电气控制系统自动化设计中，可以充分结合以太网及现场总线，实现对电气控制系统自动化水平的提升。目前，我国各领域智能化电气设备的大量出现，加上相关技术的研究取得的成果，给系统自动化设计提供了重要的条件。在实际设计中，可以要求总线监控系统具有足够的针对性，便于在各个间隔时间中实现相应的功能[4]。这种设计方式，可以满足远程监控的需求，同时可以实现各个系统设备的独立配置，让系统形成配置合理、运行稳定的自动化功能体系。在智能设备的设计中，要遵循就地安装的原则，利用监控系统实现综合通信连接，不仅能缩短控制时间，还能节省系统成本，降低后期运维难度。系统的监控架构中，各个监控设备的设计配置应当保持独立性，设备及系统间通过网络进行连接。现场总线设计模式下，系统中一个设备或元件发生故障，不会对其他设备或整个系统产生较大影响，可大幅度提升电气控制系统的稳定性和可靠性。

结束语：综上所述，在当代工业生产等领域对电气控制系统自动化水平要求越来越高的情况下，关于电气控制系统的自动化设计十分重要。相关设计人员需要充分考虑用户对电气控制系统的基本要求，在自动化设计中科学应用集中式及分布设计策略，并采用发展的眼光，保证系统的稳定性、兼容性和可扩展性。最后，再基于科学的现场总线监控设计机制，进一步实现电气控制系统的自动化应用，为社会的发展做出关键贡献。