[摘要]在當今電氣時代，電氣化控制系統(tǒng)（ECS）的應用十分的普遍。本文介紹了電氣控制系統(tǒng)的特點及主要功能，而且重點介紹了其在電廠和卷煙機中的具體應用，并根據(jù)電氣控制系統(tǒng)本身所具有的優(yōu)點，預測了未來電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。

[關鍵詞]功能擴展；電氣控制系統(tǒng)；綜合自動化

一、引言

電氣自動化控制技術是當今應用最為廣泛的技術之一，隨著電力市場的飛速發(fā)展，電氣控制系統(tǒng)不僅僅局限于工廠廠房中應用，還應用到了普通百姓的日常生活當中。例如：在當今的電廠中，電氣控制系統(tǒng)中的分散控制系統(tǒng)（DCS）已經成為50MW以上機組的標準配置；另外，隨著眾多電廠企業(yè)為了適應現(xiàn)代化管理的需要，大多數(shù)都采用了信息技術、建立 SIS（實時信息系統(tǒng)）、MIS（生產管理系統(tǒng)）。未來的電氣自動化控制系統(tǒng)將伴隨多學科交叉、信息化發(fā)展等趨勢將逐步建立信息共享、管理、決策平臺，為更廣泛的人群服務，使人們的生活更加的便捷。

二、電氣控制系統(tǒng)的特點和主要功能

與普通的熱工控制量相比，電氣控制系統(tǒng)（ECS）中的電氣控制量在控制要求和運行過程中擁有更為明顯的特點，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）電氣控制系統(tǒng)相對熱機設備而言控制信息采集量小、對象少，操作頻率低，但強調快速性、準確性；（2）電氣設備保護自動裝置要求可靠性高，動作速度快；同時對抗干擾要求較高；（3）熱力系統(tǒng)控制處理信息量大，系統(tǒng)復雜，以過程控制為主；電氣控制系統(tǒng)（ECS）主要以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和順序控制為主，聯(lián)鎖保護較多。

因此，機組的電氣系統(tǒng)納入 DCS 控制，要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性。除了能實現(xiàn)正常起停和運行操作外，尤其要求能夠實現(xiàn)實時顯示異常運行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并提供相應的操作指導和應急處理措施，保證電氣系統(tǒng)自動控制在最安全合理的工況下工作。

為了保證一次設備運行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設備為之服務，能夠實現(xiàn)某項控制功能的若干個電器組件的組合，稱為控制回路或二次回路。這些設備要有以下功能：（1）自動控制功能。高壓和大電流開關設備的體積是很大的，一般都采用操作系統(tǒng)來控制分、合閘，特別是當設備出了故障時，需要開關自動切斷電路，要有一套自動控制的電氣操作設備，對供電設備進行自動控制。（2）保護功能。電氣設備與線路在運行過程中會發(fā)生故障，電流（或電壓）會超過設備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動調整（斷開、切換等）的保護設備。（3）監(jiān)視功能。電是眼睛看不見的，一臺設備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要設置各種視聽信號，如燈光和音響等，對一次設備進行電氣監(jiān)視。（4）測量功能。燈光和音響信號只能定性地表明設備的工作狀態(tài)（有電或斷電），如果想定量地知道電氣設備的工作情況，還需要有各種儀表測量設備，測量線路的各種參數(shù)，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。

在設備操作與監(jiān)視當中，傳統(tǒng)的操作組件、控制電器、儀表和信號等設備大多可被電腦控制系統(tǒng)及電子組件所取代，但在小型設備和就地局部控制的電路中仍有一定的應用范圍。這也都是電路實現(xiàn)微機自動化控制的基礎。

常用的控制線路的基本回路由以下幾部分組成：（1）電源供電回路。供電回路的供電電源有AC380V和220V等多種。（2）保護回路。保護(輔助)回路的工作電源有單相220、36V或直流220、24V等多種，對電氣設備和線路進行短路、過載和失壓等各種保護，由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流組件和穩(wěn)壓組件等保護組件組成。（3）信號回路。能及時反映或顯示設備和線路正常與非正常工作狀態(tài)信息的回路，如不同顏色的信號燈，不同聲響的音響設備等。（4）自動與手動問路。電氣設備為了提高工作效率，一般都設有自動環(huán)節(jié)，但在安裝、調試及緊急事故的處理中，控制線路中還需要設置手動環(huán)節(jié)，通過組合開關或轉換開關等實現(xiàn)自動與手動方式的轉換。（5）制動停車回路。切斷電路的供電電源，并采取某些制動措施，使電動機迅速停車的控制環(huán)節(jié)，如能耗制動、電源反接制動，倒拉反接制動和再生發(fā)電制動等。（6）自鎖及閉鎖同路。啟動按鈕松開后，線路保持通電，電氣設備能繼續(xù)工作的電氣環(huán)節(jié)叫自鎖環(huán)節(jié)，如接觸器的動合觸點串聯(lián)在線圈電路中。兩臺或兩臺以上的電氣裝置和組件，為了保證設備運行的安全與可靠，只能一臺通電啟動，另一臺不能通電啟動的保護環(huán)節(jié)，叫閉鎖環(huán)節(jié)。如兩個接觸器的動斷觸點分別串聯(lián)在對方線圈電路中。

三、電氣控制系統(tǒng)的應用

1．電氣控制系統(tǒng)（ECS）在我國電廠中的應用。ECS在國內電廠中的應用主要分為3個階段，第一個階段是強點控制方式階段，在這個階段采用的是點對點的控制方式，雖然從控制系統(tǒng)上看設備應用較為簡單，但該系統(tǒng)存在自動化程度低等本質性的缺陷；第二個階段是分散控制系統(tǒng)（DCS，Distributed Control System）階段，在這個階段電氣控制系統(tǒng)的自動化程度得到了明顯的提高，借助于計算機技術的支持，系統(tǒng)從之前的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)逐漸發(fā)展到機電一體化控制系統(tǒng)；第三個階段是電氣控制系統(tǒng)（ECS，Electric Control System）階段，也就是現(xiàn)在技術意義上的ECS階段，在這個階段電氣控制系統(tǒng)擁有了信息交換所需要的信息接口與控制接口，并且利用了工業(yè)現(xiàn)場總線（CAN）與以太網組成了系統(tǒng)獨立的網絡通訊結構，能夠實現(xiàn)獨立的數(shù)據(jù)通信和數(shù)字化控制，即大幅度的減少了接線次數(shù)，又極大的節(jié)約了電廠現(xiàn)場施工操作的次數(shù)，減少了電廠的日常運營維護成本。

２．電氣控制系統(tǒng)（ECS）在卷煙機中的應用。當前大多數(shù)卷煙廠的卷煙機都應用的是現(xiàn)代化的電氣控制系統(tǒng)，這種自動化機器集成了機械、電、光、液壓等控制方式，整機的自動化程度較高，控制系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的卷煙機控制系統(tǒng)更為復雜，根據(jù)卷煙機的工藝過程可將其分為以下3個基本模塊分析：一是主電機啟?？刂颇K。這個控制模塊是卷煙機的核心控制模塊之一，在主電機啟動前，主離合器必須斷開，以保證主電機在輕載狀態(tài)下啟動運行，一旦機器出現(xiàn)非正常性故障時，要求控制模塊必須立即切斷主電機的電源，以保證整臺卷煙機的安全。二是變頻調速控制模塊。卷煙機共有點動速度（1/6全速）、低速（1/3全速）和全速三種運行速度，由PLC控制系統(tǒng)根據(jù)當前的運行條件產生相應的輸出信號控制交流變頻器的速度設定，從而達到合適的機器運行速度。三是其他電機控制模塊。在主電機正常啟動之后，電氣控制系統(tǒng)需要控制大小風機電機、油泵電機、油冷電機、漿糊電機、液壓電機、煙梗電機、料斗電機、振動盤電機和除塵電機等設備開設運行。

總之，電氣控制系統(tǒng)雖然目前自動化程度能夠滿足大規(guī)模工業(yè)生產的需要，但是未來的工廠生產將是智能化、柔性化生產模式，因此需要電氣控制系統(tǒng)加快智能化技術的發(fā)展，才能夠適應未來工業(yè)的生產應用。

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