景保福

（河南許繼工控系統(tǒng)有限公司，河南許昌 461000）

1 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電氣智能化的運用越來越廣泛，電氣系統(tǒng)和設(shè)備的控制也越來越重要，電氣系統(tǒng)需要按照專業(yè)化的系統(tǒng)控制要求，才能更好地促使其自動化系統(tǒng)形成，為電氣控制系統(tǒng)更好地應(yīng)用于社會生活奠定基礎(chǔ)。電氣設(shè)備和系統(tǒng)控制過程中需要堅持走專業(yè)化的道路，隨著電氣控制系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的通信協(xié)議需要向社會公開，促使系統(tǒng)的互通和互聯(lián)，通過專業(yè)化、自動化系統(tǒng)設(shè)計，智能電氣系統(tǒng)控制逐步形成，為電氣技術(shù)的發(fā)展奠定了重要的基礎(chǔ)。

當前信息技術(shù)的飛速發(fā)展，促使了控制技術(shù)、計算機技術(shù)、顯示技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展，電氣技術(shù)已經(jīng)完成了跨越式的發(fā)展。當前我國電子自動化技術(shù)已經(jīng)與國際同領(lǐng)域開展了廣泛的技術(shù)溝通和交流，與國際上先進的電氣控制技術(shù)的結(jié)合，使得新技術(shù)在電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計過程中不斷涌現(xiàn)，當前已經(jīng)成為我國智能化系統(tǒng)建設(shè)中的重要成就。

2 電氣綜合自動系統(tǒng)基本狀況分析

從電氣綜合系統(tǒng)的特點看，具有簡單可靠、兼容性好、可操作性強等方面的特點，因此越來越受到相關(guān)用戶的重視，并且在一些大型電站監(jiān)控過程中得到了廣泛應(yīng)用。

2.1 電氣綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計思想

完整電氣綜合自動系統(tǒng)需要綜合考慮其系統(tǒng)功能，對各種控制單元進行保護，建立完整的緊急手動操作系統(tǒng)，擁有完善跳、合閘手段，能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)進行監(jiān)視、控制、報警、測量，此類工作可以通過完整的系統(tǒng)設(shè)計利用計算機監(jiān)控系統(tǒng)完成。在變電站應(yīng)用中無需額外的遠動設(shè)備，監(jiān)控系統(tǒng)可以很好地完成遙測、遙信、遙調(diào)、遙控功能，最終保證電氣綜合系統(tǒng)達到無人值守的狀態(tài)。因此電氣綜合系統(tǒng)設(shè)計過程中需要綜合考慮分布式設(shè)計、集中式設(shè)計、簡單可靠、可擴展性、兼容性等方面的特點。從分布式角度看，電氣綜合控制系統(tǒng)設(shè)計過程中需要按照模塊化的思想，按照分布式開放結(jié)構(gòu)設(shè)計策略，各個控制保護功能能夠均勻分布在開關(guān)柜上，并且能夠盡量完成開關(guān)的控制保護功能，同時有效控制保護單元。電氣綜合系統(tǒng)設(shè)計過程中需要把所有的保護、控制、測量、報警等信號均勻的分布在單元模塊內(nèi)，從而能夠按照數(shù)據(jù)信號通信的要求進行工作，通過光纖總線進行主要控制，提高系統(tǒng)監(jiān)控性能，為自動化控制奠定重要的基礎(chǔ)［1］。電氣系統(tǒng)自動化設(shè)計過程中需要建立完善的報警系統(tǒng)，同時保證各個單元模塊之間相互不影響，協(xié)調(diào)工作。從集中式自動控制設(shè)計角度看，需要建立集中立柜結(jié)構(gòu)，各個控制模塊都要集中在專用柜中，對系統(tǒng)進行集中控制和保護，最終能夠完成保護、測量、控制、報警等信號采集功能，保證電氣系統(tǒng)能夠在保護柜內(nèi)進行數(shù)據(jù)處理。電氣控制系統(tǒng)自動化設(shè)計過程中通過主控總線監(jiān)控，最終能夠把信號傳輸?shù)奖O(jiān)控計算機，從而能夠保證傳輸信號的集中控制。電氣控制系統(tǒng)自動化設(shè)計過程中能夠體現(xiàn)簡單可靠的基本原理，采用多功能繼電器代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器，可以簡化二次接線。電氣系統(tǒng)分布式設(shè)計過程中需要在主控室和開關(guān)柜之間接線，從而能夠按照集中式接線設(shè)計，對開關(guān)柜與主控制之間綜合控制，達到協(xié)調(diào)通信的最終目標。通過自動控制系統(tǒng)可以把開關(guān)柜內(nèi)接線系統(tǒng)進行有效控制，從而能夠達到設(shè)計簡單化的根本目標。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計過程中需要突出可擴展性的特點，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計過程中用戶數(shù)量會越來越多，因此系統(tǒng)規(guī)劃過程中主要考慮系統(tǒng)的擴展性特點，對系統(tǒng)進行綜合性設(shè)計，保證電氣系統(tǒng)控制更加有效，從而能夠滿足功能擴充的總體需要。兼容性問題一直是電氣控制系統(tǒng)面臨的一個重要問題，通過對其兼容性進行分析，可以保證用戶的規(guī)模和功能的擴展，通過對串行通信接口進行標準化設(shè)計，從而能夠設(shè)計出合理的I／O接口，按照用戶自己的需要靈活配置，保證系統(tǒng)軟件能夠更科學合理地運行。

2.2 電氣控制系統(tǒng)規(guī)范化設(shè)計

電氣系統(tǒng)設(shè)計過程中可以利用最流行的工業(yè)標準軟件，主要包括Unix操作系統(tǒng)、X窗口人機接口、TCP／IP網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)約等。通過對此類軟件進行規(guī)范化設(shè)計，可以促使電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化管理，更好地滿足開放系統(tǒng)發(fā)展的需要。開放系統(tǒng)設(shè)計過程中通常需要對可攜性軟件進行綜合分析，從而能夠滿足硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的具體要求。保證整個電氣控制系統(tǒng)具有很高的兼容性。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計分析

電氣系統(tǒng)在自動化控制設(shè)計過程中，需要根據(jù)電氣控制和單機組的運行特點進行綜合分析，從而能夠把發(fā)動機和變壓器組的電氣系統(tǒng)控制在一個合理的范圍內(nèi)，最終能鞏固納入ECS監(jiān)控范圍內(nèi)。發(fā)動機和變壓器組出口需要220kV／500kV斷路器，從而能夠?qū)Ω綦x開關(guān)進行有效性控制，最終能夠?qū)浖M行科學化操作。通過廠高變保護、發(fā)變組保護、勵磁變壓器保護控制達到自動控制的根本目標，發(fā)動起勵磁系統(tǒng)控制過程中主要包括控制方式切換、啟勵、滅磁操作、減磁操作等。

3 電氣控制系統(tǒng)自動化設(shè)計的總體思路

3.1 集中監(jiān)控方式設(shè)計

電氣控制系統(tǒng)自動化設(shè)計過程中需要突出監(jiān)控功能的實現(xiàn)，從而能夠更好地完成系統(tǒng)的運行維護功能，當前控制站的防護要求不是很高，因此系統(tǒng)設(shè)計過程中相對比較容易。集中式監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)成中可以把各個系統(tǒng)功能集中到一個處理器中進行處理，因此處理器的任務(wù)比較繁重，但是處理速度也會在這樣的環(huán)境下受到一定程度的影響。但是電氣設(shè)備需要進行全面的監(jiān)控，從而能夠更好地控制監(jiān)控對象，監(jiān)控對象增加的時候系統(tǒng)主機的冗余會下降，因此電纜的數(shù)量也會增加，整個項目投資會增加，如果是長距離電纜設(shè)計，會產(chǎn)生信號干擾方面的問題，對系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生一定的影響［2］。斷路器的聯(lián)鎖和隔離刀閘的操作閉鎖主要是通過硬接線，在此情況下輔助接點會出現(xiàn)不到位的問題，造成設(shè)備無法進行全面操作。如果采取二次接線的方式，增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，那么系統(tǒng)查線不方便，從而能夠增加系統(tǒng)的維護量，對整個系統(tǒng)自動化控制會產(chǎn)生一定的影響。電氣系統(tǒng)自動化設(shè)計過程中查線和傳動過程中會因為接線復(fù)雜造成錯誤操作，因此系統(tǒng)設(shè)計過程中需要綜合考慮多方面的因素，提高系統(tǒng)自動化程度。

3.2 電氣控制系統(tǒng)自動化設(shè)計遠程監(jiān)控模式分析

電氣控制系統(tǒng)自動化設(shè)計過程中需要采取遠程控制的方法，能夠節(jié)約大量電纜、節(jié)約大量安裝費用、提高可靠性、增加材料利用率，整個系統(tǒng)變得更加靈活，對電氣系統(tǒng)自動化控制會產(chǎn)生積極的作用。目前電氣系統(tǒng)采取的多種現(xiàn)場總線通訊速度都不是很高，因此需要程監(jiān)控模式提高系統(tǒng)的訪問速度，電廠電氣部分通訊量相對比較大，因此此種方式更加適合于中小系統(tǒng)監(jiān)控，能夠保證整個系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制［3］。

3.3 電氣控制系統(tǒng)自動化設(shè)計現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計

從當前情況看，現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)運用到電氣控制系統(tǒng)，對電氣系統(tǒng)自動化水平提高產(chǎn)生了重要的作用。從當前情況看，電氣系統(tǒng)已經(jīng)積累了豐富的運行經(jīng)驗，智能化電氣設(shè)備已經(jīng)有了很大的發(fā)展，此類問題為網(wǎng)絡(luò)電氣控制廣泛應(yīng)用奠定了重要的基礎(chǔ)［4］。電氣總線監(jiān)控系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)計過程中更具有針對性，因此在不同的間隔時間范圍內(nèi)可以采取不同的功能，所以系統(tǒng)設(shè)計過程中可以按照時間間隔模式進行綜合設(shè)計。此種方式除了具有遠程監(jiān)控的功能外，還可以對系統(tǒng)進行設(shè)備隔離，提高系統(tǒng)整體自動化程度，對電氣系統(tǒng)整體技術(shù)提升具有十分重要的意義。電氣設(shè)備設(shè)計過程中需要對I／O卡件、端子柜、隔離設(shè)備、模擬量變送器等進行分析，智能設(shè)備設(shè)計過程中需要按照就地安裝的基本原則，通過監(jiān)控系統(tǒng)進行綜合通信連接，從而能夠節(jié)省大量的控制時間，整個系統(tǒng)設(shè)計過程中節(jié)約了很多投資，同時系統(tǒng)的整體維護量也下降了，從而節(jié)約了系統(tǒng)的成本。電氣監(jiān)控自動化系統(tǒng)設(shè)計過程中需要保證各個監(jiān)控設(shè)備功能相對獨立，設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)相互連接，達到網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活的特點，整個系統(tǒng)的可靠性有了很大的提高，系統(tǒng)設(shè)計過程中如果某一個裝置故障會影響系統(tǒng)的元件，但不會使整個系統(tǒng)癱瘓，因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式已經(jīng)成為電氣監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展的方向［5］。通過對不同裝置進行網(wǎng)絡(luò)連接，可以達到網(wǎng)絡(luò)靈活組網(wǎng)的根本目標，保證整個系統(tǒng)的可靠性大大提高。電氣控制系統(tǒng)自動化處理過程中可以按照集成方式不同選擇不同的平臺，實現(xiàn)不同的集成模式。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)和顯示技術(shù)的發(fā)展，電氣設(shè)備控制系統(tǒng)可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)，達到自動化控制的根本目標。電氣系統(tǒng)各個元件之間信息共享和聯(lián)動控制，可以提高整個系統(tǒng)的管理效率。同時也提高了整個系統(tǒng)應(yīng)對突發(fā)事件的整體控制能力，從而能夠達到節(jié)能和節(jié)省人力的目標。電氣控制系統(tǒng)自動化控制過程中可以對功能進行進一步完善，能夠更好地提高系統(tǒng)的工作效率，因此需要在系統(tǒng)可靠、技術(shù)成熟、投資合理、管理高效的情況下，進行綜合性集成，提高整個系統(tǒng)的設(shè)計水平，同時也能保證系統(tǒng)可靠性，對系統(tǒng)自動化水平提高具有重要意義。

［1］盧秀浩.試論電氣自動化控制設(shè)備可靠性的測試［J］.才智，2011（13）.

［2］陳 江.對自動化在生活中的應(yīng)用及發(fā)展的一些看法［J］.科技致富向?qū)В?011（15）.

［3］李小燕，嵇 拓，李建興，鐘西炎.電力系統(tǒng)自動化控制中的智能技術(shù)應(yīng)用研究［J］.華章，2011（16）.

［4］李國棟，馬德新.基于PC的電氣自動化技術(shù)［J］.黑龍江科技信息，2011（21）.

［5］任 杰，姬 穎.試論工業(yè)電氣自動化及其在工作的實踐［J］.科技致富向?qū)В?011（23）.