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摘 要：随着社会的不断发展和信息技术的不断完善,工业技术、电气工程技术的进步和发展也得到了质的飞跃.电气自动化控制系统在各行各业上广泛应用,为我国经济的快速发展提供了科技力量支持,是目前工业自动化生产的重要保障.本文就目前发展状况,分析了当前工程设计中电气自动化设计应遵循的原则和发展方向.
关 键 词：电气,自动化,设计
工程建设的关键环节是工程设计工作,它是工程建设的灵魂,在工程建设中起主导作用.设计工作对项目的工期、工程质量、施工安全、竣工后的安全运行起着决定性作用.嵌入式控制系统的发展和现场总线技术的应用,对从事电气、自动化工程技术工作者提出了更高的要求.不但要对传统专业电气知识掌握纯熟,还要掌握学习不断发展的自动化网络知识,对计算机软件运用娴熟.随着互联网信息时代的到来,供应商、项目工程设计工作者或企业管理的所有电气设备可通过互联网实现远程技术支持和调试.
一、电气自动化设计思想基础和特点
根据传统方法设计方式,电气设备的控制系统、计量和运行主要是由分立的机械部件通过物理方式来完成,相互之间通过复杂的运行可以达到用户要求的配电设置.电气自动化控制系统是由计算机,通过软硬件组态对电气执行控制和管理的过程.上述两类设备是由不同的供应商提供,界限分明.两类设备要由工程项目的设计人员通过现场要求和统一控制管理划定互联的明显界面,相互协调.用电的高、中、低压变电、配电系统,要依据电气设备的用电负荷标准和设备的分布情况进行设计.然后根据供电方条件、需求和电气设备的需求和特性进行变电、配电系统的进一步计量、控制的设计.根据电气控制要求,以及自动化控制系统的需求,对配电系统进行最后的用电设备就地控制设备的设计.
二、电气自动化设计的未来发展趋势
随着嵌入式控制装置的全面运用,使得施工现总线通信协议的统一化,其具备且完全符合标准现场总线通信协议的网络通信功能,全部节点数据库为分布式数据库.生产过程中的智能化、分布式、扁平化设备控制系统也是生产管理系统的重要组成部分,扁平化管理系统的特点主要体现在数据共享、快速、高效、可靠性、成本低等方面.功能强大、覆盖面广的电气自动化设计方案,要求设计人员在未来的实践过程中在电气系统设计的同时,针对嵌入式控制装置进行编程组态,还要完成现场总线通信协议的构架组态.只有这样,项目设计工作过程中,人员配置,工作流程都体现出快速、高效、扁平化.嵌入式控制装置的全面覆盖和现场总线通信协议的统一化,使得互谅网供应商、企业生产管理工作者和电气自动化设计工作人员在离线或在线的状态下对生产流程进行技术支持和调整.
三、电气自动化控制系统的设计要点
1.智能化设计
电气自动化控制系统的智能化设计是借助软件模块的设计来实现的.如发电厂电气自动化控制系统的数据采集系统是由多线程在线可编程并行数据参数设计来实现,以及以PLC控制器作为控制系统的单机控制系统、集中控制系统和分布式控制系统等.无论是哪一种的PLC控制系统,都要根据实际需要,在编辑器内进行自动化参数设置.然后通过操作系统和应用软件对智能化的PLC模块进行激活.因此.在电气自动化控制系统的设计上,较为重要的一点就是软件的设计.通过软件可以智能化选择PLC的控制类型,使工业生产根据市场需求量灵活选择控制系统,工作量小可以智能切换到单机控制系统,工作量大可以智能切换到集中控制或分布式控制系统.
2.节能化设计
电气自动化控制系统的设计需要体现节能的特点.由于目前我国加强对环境的保护政策,提倡低碳节能,因此在设计要点上同样要体现节能化.在能源紧张的世界格局下,人类越发地珍惜历史给人们留下的这部分财产,每用一点都要小心翼翼.生怕浪费.当节能成为所有行为的发生基础时,我们就不得不在能源使用上另辟蹊径.节能技术显然成为了经济发展与环境保护之间的协调者.例如PLC控制系统作为电力控制系统时,为了达到节能目的,必须用PLC控制器来控制分时段控电策略.避免变压器的低负荷或空载运行.设计PLC控制系统.这个系统分为手动和自动,分别有控制器完成.在自动控制中,将不同变压器设置在不同的控制档,采用多个接点连接到PLC外接继电器上.当自动选择时.这些变压器就会在PLC程序控制下,自动完成单台代电或多台供电的按时段切换控制,实现节能设计.
3.可靠性设计
电气自动化控制技术无论是PLC控制技术、现场总线技术,还是变频技术以及DCS技术、微电子技术,在控制系统设计上都要考虑可靠性.尽管这些新的电气自动化控制技术具有较高的可靠性和安全性,但一旦出现问题,往往会给用户带来极大的损失.因此,在设计上要加强可靠性措施,提高控制系统的可靠性.以PLC控制技术为例,设计时,PLC输入端最有效的保护方法是外加一级光电耦合器,一旦有高电压等侵入回路时,使其击穿保护级光耦,然后像更换熔断器一样方便地更换损坏的光耦,及时排除故障.增加的保护级光耦可选用4N25型,对于开关频率高的场合,可选用4N25型的导通延迟时间为2.8μS,关断延迟时间为4.5μs,而PLC输入电路的一次叫路与二次电路用光耦隔离时,内部约有lOms的响应滞后,这对于PLC反应速度的影响完全可能忽略不计.
四、工程实践中电气与自动化的融会贯通
工程实践中,电气和自动化的相互融合的过程中,主要体现为以下几个方面：①根据电气设备的要求和工艺控制的需要,针对高低压变配电系统和用电设备的配置进行第一次电气设计.②针对供电方的实际供电条件、需求和工程项目中电气设备的要求与特点,进行第二次计量、保护、控制的框架设计.③配电系统末端的就地控制装置的框架设计要依据自动控制要求和工艺进行设计.④通过组态软件管理控制平台,针对电气自动化系统控制框架图实现对电气自动化系统控制功能.统一软件标准协议,实现在线、离线或远程组态编程.⑤进行网络系统、电气设备、电缆敷设的设计安装.⑥电气设备、网络系统、系统软件的安装调试.实现二者相互融汇贯通,充分体现电气的自动化、智能化和网络的开放化.
五、结语
随着社会的进步和电力技术的发展,电气自动化技术在今后的使用会越来越广泛,为了更好了将控制模块应用于各行各业,在自动化模块设计上要充分实现规范化设计,总结典型的设计思路,从而使典型设计起到部分标准和规范性的作用.