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摘要：自动控制系统是一种使用独特功能来控制、检测和操作其他电气设备的操作而无需人员参与、监督和控制的技术。不仅可以减少人员数量，而且可以提高电气设备的准确性、安全性和高效率，这是电气业务平稳运行的重要要素。
关键词：电气；自动控制；系统分析
1电气自动控制系统的相关概述
(1)电气自动控制系统的概念。电气自动化系统的最初目的是为特定的工作程序提供操作控制。该系统由两个子系统组成：控制器和受控对象，并使用特定的控制设备来检测或控制设备。在组成系统的两个子系统中，控制器是控制机器或控制过程的控制设备，控制对象是由控制器控制的机器或操作过程。控制参数也是系统中的重要概念，并且是实现控制过程并遵守电气控制系统的输入和输出规则所需的数据参数。
(2)电气自动控制系统分类。根据系统结构，电气自动化控制系统可分为三类：开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。根据任务它可以分为三类：调节系统、随动控制系统和程序控制系统。基于数学模型它们分为两类：线性控制系统和非线性控制系统。根据系统信号它分为两类：连续控制系统和离散控制系统。
(3)电气自动控制系统性能要求。对电气系统的自动控制系统的性能有两个要求。一种是跟随输入，系统的数据输出与输入范围有关。同时，更改输入量会影响输出结果。遵循输入是重要的输出原理，并且遵循某些参数，例如数据、轨迹和输入时间。第二是防干扰。由于输出遵循输入参数，因此第二个主要性能要求是如何确保输入的原始参数，如何避免外部因素的影响，改进抗干扰性并在控制过程中确保输出精度。
2电气自动化控制系统的设计新思路
(1)实现完全数字化电气信息量监控。厂用电保护器以及MCC和PC控制器可以满足保护、测量和高速通信集成的要求。这些将集成到本地以形成专用的ECS，以实现完整的数字电气信息监控的目标。它为DCS提供了高速实时数字通信接口，DCS以通信软消息的形式收集和控制与顺序控制相关的电量，并且不使用辅助电缆进行硬接线，从而简化了设计和构造，并节省了大量经济成本。它具有出色的实时性能、强大的抗干扰能力以及电厂适应现场环境的优势。人机界面功能强大，操作控制简单、方便、灵活。在确保系统和其他技术指标的实时性能和可靠性的同时，系统应具有出色的可维护性，并确保MTTR指标较小。
(2)计算机监控系统。工厂基于计算机监控系统，工业设备的操作监视和控制在中央控制室的操作员工作站上进行。同时，每个LCU可以通过触摸屏和开关按钮监视和控制控制设备的操作。单元和开关钻/公共单元通过光纤网络连接到全厂计算机监视系统并由其监视。同时，这些系统的现场控制柜配备了用于设备现场监控的控制开关和控制按钮。本实用新型是一种用于冲孔机自动瓶盖的新型机械，该机器解决了在冲瓶盖的制造过程中手动用眼睛和手将冲拼盖在上下冲头之间定向的问题。可以根据“无人值守”（少量值班人员）的操作模式来设计计算机监视系统，触摸屏和PLC之间使用标准的开放式高速现场总线技术（MPD）。为了确保PLC与触摸屏，本地单元和主机之间的数据交换安全，最大通信速度为12Mbps。现代化和结构设计对于扩展硬件设备很有用，并且可以适应不断增长的功能和规模。
(3)全开放式现场总线控制系统监控方式。全开放式现场总线控制系统使用智能I/0模块作为设备访问互联网的桥梁，同时节省了资金，使用现场总线网络适应分散和开放的发展趋势。开放性对于新一代控制系统无疑是重要的。使用开放控制器硬件及其开放配置软件来替换DCS专用控制器。数据连接性以及硬件和软件可移植性的结合保留了DCS冗余和配置技术的优势，以太网和OPc是数据连接功能的示例，而PC是开放式硬件和软件平台的示例，开放性基于促进开放性的标准。
3闭环控制系统和开环控制系统
(1)开环控制系统。开环控制系统可以理解为系统输出不影响控制效果，在开环控制系统中，不需要进行相应的比较。从当前的实际发展情况来看，洗衣机就是一个非常好的开环系统例子。洗涤、漂洗和脱水过程是按顺序进行的，而没有测量衣物的清洁度。开环系统的一个类似例子是使用基于时间的信号控制的交通控制系统。这种类型的系统不能测量汽车的实际流量，虽然不能进行测量，但是可以由时间进行控制。由于系统输出完全不用与参考输入进行比较，因此，各个参考输入都有与之对应的操作状态，而且每个操作状态都是固定的，在这样的模式下，校准的精度会直接影响系统的精度。在发展过程中为了更好的进行校准，并且保证在校准的过程中数值不会发生变化。当出现干扰时，开环控制系统无法完成配置的任务。因此，只有当输入和输出之间的关系已知并且没有内部或外部干扰时，才能使用开环控制。请注意，任何沿时间轴单向运行的系统都是开环系统。
(2)闭环系统。闭环系统简单来说是指输出信号直接影响控制功能的系统，除了可以成为闭环系统以外，还被称之为反馈控制系统。误差信号指的是输入的信号与反馈出的信号之间的差异。直接将误差信号添加到控制器上，通过这样的方式能够有效减少系统误差，同时还能使得系统输出与所需值更加相近。如果站在另外一个角度进行理解，闭环其实就是为了减少系统错误。闭环控制系统广泛应用于T型工业生产和日常生活中。例如：位移跟踪系统，大部分机床数控系统以及热水器等等。
4浅谈电气自动控制系统的功能
(1)监测职能。对于电气设备来说，最为主要且基本的功能就是监控功能，目前绝大部分电气设备都具备该功能。监控功能之所以会成为主要功能，主要是因为电气自动控制系统的电源是电能。该电能有一个特点，那就是无法通过肉眼来对其性能进行判断，如果想利用人工的方式进行识别则显得十分不显示，为了弥补人工存在的不足，监视功能应运而生。监视功能最明显的一个特征就是系统通过传感器来对信号进行传输，同时利用传感器来对传输的视听信号进行监视。在监视的过程中如果发现异常，不仅会自动调整，还会发出报警信号。系统还可以提醒员工实现人机一体化。在对监控功能进行研究的过程中，可以将其分为三个模块，分别是集中监视、远程监视以及现场监视。每种不同的监视都具有各自的特点，对于集中监视来说，侧重点在集成上，这样会增加集中监控处理器的运行负担，但这种方式便于监控和操作。远程监控需要多种设备进行支持，比较常见的辅助设备有电缆、电线，辅助设备的增加也会在一定程度上提高系统维护的难度。最后就是现场监视，对于现场监视来说，并不需要太多的设备作为支持，而且也能减少远程干扰的程度，该种方式不仅降低了经济成本，而且使监控方法更加灵活和适用。
(2)保护功能和测量功能。系统保护功能能够从根本上实现电气自动化控制系统的操作安全性与稳定性，电气自动化系统与传统的手动工作模式有着本质上的区别，在进行操作的进行具体操作的过程中，可能会发生一些安全隐患。例如，在进行电气操作时，电路的安全性存在问题，电流与电压过低。电气装置不连续或者供电不稳定。在严重的情况下，设备故障会导致电气控制系统瘫痪。同时，电气自动控制系统需要基于大型电气设备进行操作，设备的高输出必然意味着无法提供合适的保护设备使电气设备处于保护状态下运行。因此，电气自动控制系统需要手动或自动及时采取预警措施，通过传输故障信号实现保护功能，并具有足够强的保护功能。自动电气控制系统具有测量功能，该功能具有一定的独特性，在进行测量的过程中不需要使用相应的参数判断其准确性。历史上，电气控制系统依靠电气设备的手动特性来确定参数设置和合理性，或者使用特定的设备来确定设备的运行参数，如电压、电流和功率。目前的自动电子控制系统具有独特的测量功能，减轻了工人的负担，对测量数据的准确性有积极的影响。此外，支持测量功能的功能，如参数调试功能和参数合理性设置功能，正在逐步开发和利用。
(3)智能功能。随着时代的不断发展，科学技术水平在不断进步，在未来的发展过程中，电气自动控制将会朝着智能化的方向进行转变，目前，智能功能已经成为一个十分重要的发展领域。在发展智能化的过程中主要是要积极应用计算机技术，通过计算机技术的操作方式，来实现自动化。未来自动电控系统将更加智能化，数字功能更加清晰，减少人工操作，提高系统运行效率，获得强大的控制效果。
(4)自动控制功能。自动控制功能主要是针对启动和关闭两个环节，从根本上来说，自动控制功能主要是起到一个安全保护的作用。该系统可以自动检测系统的运行情况，如果系统运行出现异常，该功能会立即对电源进行切断，通过这样的方式能够有效避免较为严重的安全事故，同时还能保证系统的稳定运行。
作者:史栋元 单位:齐齐哈尔工程学院
