電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)匯總十篇

序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號(hào)： F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

0 引言

工程技術(shù)通過理解并控制自然而造福于人類，控制系統(tǒng)工程師通過理解和控制我們環(huán)境的一部分，即所謂的系統(tǒng)，為社會(huì)提供經(jīng)濟(jì)實(shí)用的產(chǎn)品。為了達(dá)到對(duì)系統(tǒng)的控制目的就要理解系統(tǒng)，但是，控制工程也常常對(duì)尚未充分理解的系統(tǒng)實(shí)施控制，例如對(duì)化工過程的控制。控制工程最顯著的特點(diǎn)就是對(duì)各類機(jī)器、工業(yè)生產(chǎn)過程及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過程實(shí)施控制，以造福于社會(huì)。除了在航空航天、導(dǎo)彈制導(dǎo)、機(jī)器人技術(shù)等領(lǐng)域中，自動(dòng)控制系統(tǒng)具有特別重要的作用之外，在現(xiàn)代機(jī)器制造業(yè)、化工過程、交通管制系統(tǒng)等實(shí)用工業(yè)自動(dòng)化和復(fù)雜的現(xiàn)代系統(tǒng)中都是不可缺少的組成部分。

1自動(dòng)控制簡述

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中，自動(dòng)控制技術(shù)扮演了十分重要的角色。在飛行器制導(dǎo)、機(jī)器人控制、現(xiàn)代機(jī)器制造業(yè)生產(chǎn)流水線和工業(yè)過程控制方面，到處能看到自動(dòng)控制的影子。沒有自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用就沒有現(xiàn)代工業(yè)的成果。日常生活中也有許多自動(dòng)控制的應(yīng)用實(shí)例，如市場上常見的高壓鍋上的安全閥就是一個(gè)簡單的控制系統(tǒng)，當(dāng)鍋內(nèi)因過熱導(dǎo)致壓力過高時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)打開從而減壓。即使是一個(gè)生物體，我們也能看到自動(dòng)控制的實(shí)例，當(dāng)我們感到熱的時(shí)候，我們就會(huì)出汗，當(dāng)體溫下降后，汗腺又會(huì)自動(dòng)收縮，這是身體的控制器官、感知器官、執(zhí)行器官協(xié)調(diào)工作的結(jié)果，它們形成了一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)有多種多樣的結(jié)構(gòu)，閉環(huán)控制系統(tǒng)是其中重要的一種。

2 閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)

2.1 閉環(huán)控制系統(tǒng)

凡是系統(tǒng)輸出信號(hào)對(duì)控制作用能有直接影響的系統(tǒng)，都叫做閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)也就是反饋控制系統(tǒng)。輸入信號(hào)和反饋信號(hào)(反饋信號(hào)可以是輸出信號(hào)本身，也可以是輸出信號(hào)的函數(shù)或?qū)?shù))之差，稱為誤差信號(hào)。誤差信號(hào)加到控制器上，以減小系統(tǒng)的誤差，并使系統(tǒng)的輸出量趨于所希望的值。換句話說，“閉環(huán)”的涵義就是應(yīng)用反饋?zhàn)饔脕頊p小系統(tǒng)的誤差。

在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，廣泛應(yīng)用著閉環(huán)控制系統(tǒng)。例如：位移跟蹤系統(tǒng)(又稱隨動(dòng)系統(tǒng))、大多數(shù)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、冷藏設(shè)備、熱水器、空調(diào)器等，都是閉環(huán)系統(tǒng)。

2.2 開環(huán)控制系統(tǒng)

如果系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒有影響，則叫做開環(huán)控制系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，既不需要對(duì)輸出量進(jìn)行測量，也不需要將輸出量反饋到輸入端與輸入量進(jìn)行比較。目前的洗衣機(jī)就是開環(huán)系統(tǒng)的例子。洗滌、漂洗、脫水過程，依次進(jìn)行，無需對(duì)其輸出信號(hào)，即衣服的清潔程度進(jìn)行測量。類似的開環(huán)系統(tǒng)例子還有采用時(shí)基信號(hào)控制的交通管制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)并不測量車的實(shí)際流量，完全由時(shí)間來控制。

開環(huán)控制系統(tǒng)

在任何開環(huán)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的輸出量都不被用來與參考輸入進(jìn)行比較。因此，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)參考輸入量，都有一個(gè)相應(yīng)的固定工作狀態(tài)與之對(duì)應(yīng)。這樣，系統(tǒng)的精度便決定于校準(zhǔn)的精度。為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，開環(huán)控制系統(tǒng)必須事先精確校準(zhǔn)，并且在工作過程中保持這種校準(zhǔn)值不發(fā)生變化。

當(dāng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，開環(huán)控制系統(tǒng)就不能完成既定的任務(wù)了。因此，只有輸入量與輸出量之間的關(guān)系已知，并且不存在內(nèi)擾與外擾的情況下，才可以采用開環(huán)控制。應(yīng)當(dāng)指出，沿時(shí)間坐標(biāo)軸單向運(yùn)行的任何系統(tǒng)，都是開環(huán)系統(tǒng)。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)舉例

3.1 汽車駕駛控制系統(tǒng)

汽車的行駛路線由方向盤控制，駕車人控制方向盤。駕車人通過眼睛觀查汽車是否偏離預(yù)計(jì)的路線，當(dāng)汽車偏離路線，即產(chǎn)生誤差信號(hào)時(shí)，駕車人調(diào)整方向盤，減小誤差，直到回歸正確路線，這是人工閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)用自動(dòng)駕駛儀替代駕車人，由導(dǎo)航儀根據(jù)事先確定的路線驅(qū)動(dòng)汽車行駛，則這樣的控制系統(tǒng)就是自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)了，當(dāng)然，對(duì)于汽車來說，除了方向控制之外還有其他控制系統(tǒng)。

3.2 汽輪發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)

為了對(duì)能耗進(jìn)行有效的自動(dòng)化管理，發(fā)電廠采用計(jì)算機(jī)對(duì)發(fā)電過程進(jìn)行自動(dòng)化管理，使耗能負(fù)荷平穩(wěn)均勻，以便節(jié)省燃料消耗。在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)是控制器，它將預(yù)期的氧氣含量、溫度、壓力、發(fā)電量與實(shí)際測定的值進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制鍋爐的給水、燃料、空氣閥門的開度，使之達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)。

3.3機(jī)器人

機(jī)器人是一種與自動(dòng)化技術(shù)密切相關(guān)、由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)化的一個(gè)特定分支，它是指專門用于替代人工勞動(dòng)的自動(dòng)化機(jī)器，因而具有某些擬人化特征。機(jī)械手是常見的機(jī)器人，它能在一定程度上模擬人的手臂和手腕，協(xié)助人類完成一些特定的工作。

3.4 控制工程實(shí)踐

工業(yè)過程(加工、制造等)中若采用自動(dòng)控制而非人工控制，常稱之為自動(dòng)化。在化工、造紙、電力、汽車、鋼鐵等工業(yè)行業(yè)中，自動(dòng)化已經(jīng)非常普遍。自動(dòng)化成了工業(yè)社會(huì)的主旋律，工廠普遍應(yīng)用自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備來提高生產(chǎn)產(chǎn)量，以便彌補(bǔ)由于工人加薪和通貨膨脹所帶來的成本增加。

此外，現(xiàn)代工業(yè)還致力于提供越來越精密、可靠和性能好的產(chǎn)品。例如，精密可靠的控制在過去的幾十年中顯著地提高了汽車性能。自動(dòng)化最早在汽車工業(yè)中得到普及。傳送帶與自動(dòng)化機(jī)床相結(jié)合，形成了很長的自動(dòng)化生產(chǎn)線，可以在幾乎沒有操作人員干預(yù)的情況下，生產(chǎn)汽缸之類的引擎零部件。在車身生產(chǎn)中，使用自動(dòng)給料機(jī)和高速?zèng)_壓機(jī)，可提高板材成型的效率。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都相對(duì)成熟的其他領(lǐng)域，如汽車水箱生產(chǎn)中，自動(dòng)化生產(chǎn)線已經(jīng)完全取代了人工操作。

在現(xiàn)代應(yīng)用中，自動(dòng)化可以定義為利用程控指令對(duì)指定對(duì)象進(jìn)行操縱，并通過信息反饋確認(rèn)指令是否被正確執(zhí)行的一項(xiàng)工程技術(shù)。自動(dòng)化通常應(yīng)用于過去由人工操作的場合，一旦實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，系統(tǒng)就可以不要人工干預(yù)或協(xié)助，而且還能比人工操作運(yùn)行得更準(zhǔn)確、更快捷。一個(gè)半自動(dòng)化的系統(tǒng)則同時(shí)需要人工操作和機(jī)器操作。例如，許多汽車自動(dòng)裝配線需要操作人員與機(jī)器人的密切配合。

冶金工業(yè)是另一個(gè)在自動(dòng)控制方面取得相當(dāng)成就的行業(yè)。事實(shí)上，在很多場合，控制應(yīng)用甚至超前于控制理論，如熱軋廠對(duì)溫度、板材的寬度、厚度和產(chǎn)品質(zhì)量等都實(shí)施了控制。

飛速增長的能源消耗和所面臨的能源枯竭的威脅促使人們努力采取新的節(jié)能措施，對(duì)能源進(jìn)行有效的自動(dòng)化管理。工業(yè)部門采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行能源管理，統(tǒng)籌安排生產(chǎn)，以減少能源消耗。近來，在自動(dòng)倉儲(chǔ)和庫存管理中，也采用了反饋控制的概念，而且農(nóng)業(yè)對(duì)自動(dòng)控制的需求也日益高漲，人們開發(fā)了自動(dòng)控制的保鮮飼料室和自動(dòng)拖拉機(jī)，此外，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能取暖和制冷裝置、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能的自動(dòng)控制也都是重要的現(xiàn)代控制系統(tǒng)實(shí)例。

控制系統(tǒng)理論還在生物醫(yī)學(xué)試驗(yàn)、病理診斷、康復(fù)醫(yī)學(xué)和生物控制系統(tǒng)中有了眾多應(yīng)用，所研究的控制系統(tǒng)從細(xì)胞層次直到中樞神經(jīng)系統(tǒng)，涉及溫度調(diào)節(jié)和神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等。大多數(shù)生物控制系統(tǒng)都是閉環(huán)系統(tǒng)，但控制回路中并不只有單個(gè)控制器，而是包含著另外的控制回路，從而形成了一種多層次的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

反饋控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛。一些實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)線上還使用機(jī)器人，這些機(jī)器人能提起重達(dá)幾百磅的重物，并能以極高的精度將重物放置在指定的位置，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。

4 控制系統(tǒng)展望

控制系統(tǒng)不懈努力的目標(biāo)是使系統(tǒng)具有更好的柔性和更高的自主性。柔性和自主性這兩個(gè)系統(tǒng)概念和特性從不同的途徑要求系統(tǒng)趨向同一個(gè)目標(biāo)。現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人已具備了相當(dāng)大的自主性，一旦確定了控制程序，機(jī)器人通常不需要人的進(jìn)一步干預(yù)。但由于傳感技術(shù)的局限，機(jī)器人適應(yīng)工作環(huán)境變化的柔性卻十分有限，這也是開展計(jì)算機(jī)視覺研究的原因之一。一般意義下的控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，但它依賴于人的及時(shí)指導(dǎo)。展望未來，先進(jìn)的機(jī)器人系統(tǒng)將通過改進(jìn)傳感反饋機(jī)制，變得具有更強(qiáng)的任務(wù)自適應(yīng)能力；有關(guān)人工智能、傳感器集成、計(jì)算機(jī)視覺和離線CAD／CAM編程等技術(shù)的研究，將使機(jī)器人系統(tǒng)變得更加通用和更加經(jīng)濟(jì)；一般意義下的控制系統(tǒng)將朝著增強(qiáng)自主運(yùn)行能力的方向發(fā)展，成為人工控制的延伸；在監(jiān)督控制、人機(jī)交互等方面的研究將減輕操作手的負(fù)擔(dān)；計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫管理也將提高操作手的工作效率。此外，還有許多研究工作，如通信方法的改進(jìn)和高級(jí)編程語言的開發(fā)等，對(duì)機(jī)器人和控制系統(tǒng)的發(fā)展同樣起著推動(dòng)作用，并且有利于降低工程實(shí)現(xiàn)的費(fèi)用和擴(kuò)展控制工程的應(yīng)用領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]徐鵬.電氣自動(dòng)化控制方式的研究[J].科技廣場，2009(7).

[2]劉海龍.淺談電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].黑龍江科技信息，2010(06).

篇（2）

一、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的綜合功能概述

以下為電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)簡析圖，從下圖可以清晰的看出電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中各部分的關(guān)聯(lián)和影響。

圖 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)簡析圖

結(jié)合目前常用單元機(jī)組的運(yùn)作模式和電氣自動(dòng)化的控制特點(diǎn)，可以將發(fā)電機(jī)上某一變壓器組同電源等電氣控制全部納入ESC監(jiān)控模式下。它的綜合功效是：

形成發(fā)變組斷路器220kV/500kV的出口，從而隔斷開關(guān)控制和操作；

控制發(fā)電組、廠高變以及勵(lì)磁變壓器的保護(hù)程序；

形成包括啟勵(lì)和滅磁操作以及切換增減磁控制方式的操作組成的發(fā)電機(jī)的重要?jiǎng)?lì)磁系統(tǒng)；

同時(shí)變組斷路器出口將自動(dòng)形成開關(guān)自動(dòng)化并允許手動(dòng)操作的同期并網(wǎng)；

高壓6kV廠用電源的監(jiān)視及操作、廠用電壓快切裝置狀態(tài)的操作、監(jiān)視及低壓自投控制裝置；

380V的低壓廠用電源的系列自投裝置控制；

允許兩臺(tái)機(jī)共用的變壓器操作控制程序；

保安電源及柴油機(jī)組的操作控制程序；

監(jiān)視直流系統(tǒng)及LPS系統(tǒng)。

同時(shí)，因?yàn)殡娏ψ詣?dòng)控制系統(tǒng)在發(fā)變組的主保護(hù)及安全自動(dòng)裝置部分要求必須全部實(shí)現(xiàn)在DCS中，目前尚未得到發(fā)展，不過值得肯定到是，已經(jīng)與DCS要扣實(shí)現(xiàn)連接，可以通過這一系統(tǒng)進(jìn)行追憶事故的實(shí)現(xiàn)，這也屬于通訊信息自動(dòng)化裝置。

二、電氣自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用

電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)企業(yè)的設(shè)備運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生很大的影響，為保證電氣設(shè)備操作的穩(wěn)定運(yùn)行，企業(yè)要積極引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)。從現(xiàn)有的自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看，需要引進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)有自動(dòng)化技術(shù)、一體化技術(shù)、智能化技術(shù)等等，電氣設(shè)備操作人員要根據(jù)實(shí)際情況合理運(yùn)用。

（一）自動(dòng)化技術(shù)

實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化是企業(yè)引進(jìn)的第一技術(shù)，與早期傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式相比，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用滿足了機(jī)械生產(chǎn)的需要。對(duì)于高難度的生產(chǎn)作業(yè)模式，若堅(jiān)持人工生產(chǎn)則會(huì)造成電氣設(shè)備故障，電氣自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的運(yùn)用提高了設(shè)備的使用性能。

（二）一體化技術(shù)

一體化生產(chǎn)技術(shù)包括兩方面：一是“人機(jī)一體化”，生產(chǎn)人員與機(jī)械設(shè)備之間的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)一體化操作，促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提升；二是“生產(chǎn)一體化”，現(xiàn)代化生產(chǎn)流程不再局限于某一個(gè)操作環(huán)境，而是將操作、告警、故障、調(diào)控等多個(gè)環(huán)節(jié)融為一體。

（三）智能化技術(shù)

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電氣設(shè)備控制中得到了廣泛的運(yùn)用，以計(jì)算機(jī)為控制中心的先進(jìn)生產(chǎn)模式正積極推廣。智能化生產(chǎn)操作模式成為了企業(yè)的新方向，其能夠完全擺脫人工操作設(shè)備的開采方式，只需通過計(jì)算機(jī)操作即可達(dá)到預(yù)期的控制效果，智能化技術(shù)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性良好。

（四）監(jiān)控功能的應(yīng)用

監(jiān)控方式集中化

綜合電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控是較簡單的設(shè)計(jì)方法，對(duì)控制站防護(hù)的要求一般不高卻可以實(shí)現(xiàn)極方便的維護(hù)。其特點(diǎn)是把全部的系統(tǒng)功能集中在單一處理器上再進(jìn)行綜合處理。自然，其缺點(diǎn)十分明顯，全部的設(shè)備投入監(jiān)控操作，必然出現(xiàn)因目標(biāo)對(duì)象的增加而增加主機(jī)壓力，使電纜、投資大幅度增加，而超出最佳距離的電纜也會(huì)在一定程度上干擾系統(tǒng)可靠性。并且，通過刀閘隔離實(shí)現(xiàn)閉鎖和斷路器連鎖而采用的硬接線時(shí)常因節(jié)點(diǎn)連接不到位尤其是輔助接點(diǎn)部分，從而使結(jié)果并不理想甚至設(shè)備無法正常操作。要達(dá)到效果理想的目的必須通過二次接線實(shí)現(xiàn)，而查線復(fù)雜、維護(hù)量大，也可能帶來一些不必要的錯(cuò)誤操作，這樣的方法實(shí)際上并不是理想的。

2、遠(yuǎn)程及現(xiàn)場監(jiān)控的同時(shí)實(shí)現(xiàn)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)要求現(xiàn)場總線的通訊速度不能太高，但這樣的方式對(duì)電纜和安裝費(fèi)用的消耗很少，且可靠性、靈活性并存的特殊性，只適用在較小的部分。而與之相反的全場電器自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建，則使用現(xiàn)場總線的監(jiān)控方式，而且隨著以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線這樣的網(wǎng)絡(luò)科技的發(fā)展普及，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能化也有了一定的基礎(chǔ)并逐漸實(shí)現(xiàn)和發(fā)展。

現(xiàn)場監(jiān)控的通訊總線是由串行連接的智能設(shè)備及自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，這根串行電纜可以有效的鏈接起中央控制室的PC、監(jiān)控軟件、PLC以及CPU，并且連接上遠(yuǎn)程的變頻器、儀表及馬達(dá)啟動(dòng)器和低壓斷路器等設(shè)備。如此，大量的信息被中央控制器采集上來，達(dá)到良好的效果。這相對(duì)于遠(yuǎn)程監(jiān)控，現(xiàn)場總線的形式更有針對(duì)性目標(biāo)，不同區(qū)域具備不同功能，并且具備遠(yuǎn)程監(jiān)控的全部優(yōu)點(diǎn)還補(bǔ)充了那部分不足。不僅降低耗費(fèi)還使各功能裝置相對(duì)獨(dú)立、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接和其靈活組態(tài)，并同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性使系統(tǒng)不會(huì)因單一裝置出現(xiàn)故障或連接問題而影響整體系統(tǒng)的運(yùn)作甚至癱瘓，

電氣自動(dòng)控制中監(jiān)控系統(tǒng)存在問題及運(yùn)行建議

（一）存在的問題

1、ECS接口問題

目前我國DCS硬件普遍采用的都是進(jìn)口設(shè)備，然而進(jìn)口的DCS通信開放性在很大程度上受到限制，導(dǎo)致ECS與DCS的接口存在一些問題，并體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面是一般情況下DCS系統(tǒng)較為側(cè)重于機(jī)爐控制，對(duì)于電氣自動(dòng)化的控制開發(fā)受到一定限制，因此無法接受來自ECS的更多數(shù)據(jù)；另一方面是DCS系統(tǒng)的掃描周期較快為大約200MS，然而通訊周期、數(shù)據(jù)長度、信息量的多少對(duì)通信的實(shí)時(shí)性都存在一定的影響，因此ECS通信速率具有不穩(wěn)定性。

2、系統(tǒng)接入問題

當(dāng)前，我國大多發(fā)電廠電氣系統(tǒng)與DCS相連接，采取“硬鏈接”方法，但是這種方法的經(jīng)濟(jì)性不佳，需要投資量較大，而DCS采取按“點(diǎn)”收費(fèi)形式，每一個(gè)“點(diǎn)”的增加，都涉及到電纜與DCS連接的增多，增加了投資。

3、電氣聯(lián)鎖問題

在發(fā)電廠運(yùn)行過程中，涉及到各種聯(lián)鎖回路問題。雖然支撐聯(lián)鎖反應(yīng)的原理較為簡單，但是由于電氣自身操作較為復(fù)雜，再加上通信不穩(wěn)定狀態(tài)，可能造成通信中斷問題，引發(fā)聯(lián)鎖失效。因此，在選擇聯(lián)鎖通信時(shí)，大多為“硬接線”形式。

（二）運(yùn)行建議

1、接口問題

結(jié)合實(shí)際情況來看，一些功能不適合通過DCS而實(shí)現(xiàn)，這就需要充分考慮DCS與裝置之間的接口問題。另外，有關(guān)電除塵程控系統(tǒng)、網(wǎng)控計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等如何與DCS相連接，也是需要關(guān)注的問題。如果出現(xiàn)接口處理不當(dāng)問題，將對(duì)DCS監(jiān)控功能的順利實(shí)現(xiàn)造成影響；有關(guān)接口的連接問題，可包括通信VI網(wǎng)絡(luò)連接、硬接線連接等兩種形式。當(dāng)前，我國國內(nèi)已經(jīng)加快研究并應(yīng)用硬接線方式。在網(wǎng)絡(luò)速度與電氣設(shè)計(jì)需求相符的情況下，也可考慮采用VI網(wǎng)絡(luò)連接。

現(xiàn)場總線

對(duì)于現(xiàn)場總線的設(shè)計(jì)，可以結(jié)合具體的工程情況、控制對(duì)象、控制范圍等，設(shè)置不同的段。例如，既可以在較為分散的開關(guān)柜中布置，也可以在相對(duì)集中的辦公樓、專用房間等進(jìn)行電氣分場布置。

有關(guān)機(jī)組公用電氣系統(tǒng)問題

在兩臺(tái)機(jī)組的公用電氣系統(tǒng)中，如備用電源、高壓起動(dòng)等，通過DCS公用控制網(wǎng)實(shí)現(xiàn)控制作用。在DCS公用系統(tǒng)中，形成相對(duì)獨(dú)立的公用控制網(wǎng)絡(luò)，并與另外兩臺(tái)機(jī)組相連接，可以將數(shù)據(jù)納入到DCS系統(tǒng)中。任何一臺(tái)機(jī)組的操作人員，都可以在權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行公用系統(tǒng)操作處理，但是應(yīng)該注意到，在DCS系統(tǒng)之間需要通過軟件支持閉鎖功能，確保在同一時(shí)間，僅有一項(xiàng)操作為有效狀態(tài)，確保各項(xiàng)工作有序開展。

四、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

OPC(OIJEforProcess Control)技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131的頒布，以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得未來的電氣技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個(gè)國際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。Pc客戶機(jī)／服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。

正是市場的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融和，電子商務(wù)的普及將加速著這一過程。Internet／Intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控，在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對(duì)未來的自動(dòng)化產(chǎn)品，如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。

結(jié)語

綜上，從長遠(yuǎn)角度考慮，企業(yè)在控制電氣設(shè)備過程中要采用先進(jìn)的控制系統(tǒng)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行可提高設(shè)備操控的效率，降低操作人員從事生產(chǎn)的難度。為了讓自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠高效運(yùn)行，企業(yè)必須制定針對(duì)性的技術(shù)方案保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TM921.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的概述

1.1 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的概念

電氣自動(dòng)控制就是為了達(dá)到特定的控制目的，在沒有人直接參與的情況下，使用檢測儀表和其他的控制設(shè)備裝置對(duì)機(jī)器或者某一過程進(jìn)行控制。一個(gè)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)可以分為控制器和控制對(duì)象這兩部分，其中控制器是指控制機(jī)器或者過程的整套自動(dòng)化的設(shè)備和儀表；控制對(duì)象則是指被控制的機(jī)器設(shè)備或過程。在控制過程中需要各種相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)作為控制用的參考數(shù)據(jù)，或者叫做被控參數(shù)。控制器和控制對(duì)象之間具有對(duì)應(yīng)的變化規(guī)律，可稱為系統(tǒng)的輸入和系統(tǒng)的輸出。

1.2 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求

對(duì)于電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能，大致可以概括為以下兩個(gè)方面：一是跟隨輸入，即電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸出參量應(yīng)該跟隨著系統(tǒng)的輸入?yún)⒘慷兓热缁『笝C(jī)器人末端跟蹤焊縫軌跡的控制系統(tǒng)，就要求控制器的輸出可以做到跟蹤輸入軌跡來變化。但這其中也有一些例外的情況，比如有些控制系統(tǒng)中的輸入?yún)⒘渴遣桓S時(shí)間變化的，這就要求輸出參量也不跟隨時(shí)間變化。不管輸出參量是否隨這時(shí)間變化與否，但它都是符合跟隨輸入的原則的。另一個(gè)性能要求就是抗干擾，在進(jìn)行電氣自動(dòng)控制過程中，難免會(huì)受到外界因素的影響，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的輸出參量產(chǎn)生一些偏差。所以為了保證控制系統(tǒng)能夠正確無誤地輸出數(shù)據(jù)，就要保證其具有一定的抗干擾能力。

1.3 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

按照控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和復(fù)合式控制系統(tǒng)；若是按照電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的任務(wù)分類，則可以分成調(diào)節(jié)系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)；按照電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分類，則可以分為線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)，其中又包含時(shí)變和非時(shí)變的系統(tǒng)；按照電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行分類，則可以分為連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)。除此之外，還可以根據(jù)系統(tǒng)的變量、規(guī)模、系統(tǒng)智能化程度等進(jìn)行分類。

2 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能

電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)語言規(guī)范是 Windows NT和IE。在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展領(lǐng)域，由于人機(jī)界面能夠靈活地控制并且容易集成，目前為止已經(jīng)成為了一種主流的發(fā)展方向，受到越來越多的用戶青睞。并且，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)使用的Windows NT和IE語言使其更加容易維護(hù)。

隨著自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提升，企業(yè)中自動(dòng)控制系統(tǒng)的作用顯得更加重要，并且正在逐步成為電氣系統(tǒng)良好運(yùn)行的重要支持因素。從大的方面來說，對(duì)于電氣設(shè)備，自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能就是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備和過程的自動(dòng)化操作，從而降低人工操作的難度，并且大幅度地提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率。這種設(shè)備主要有以下功能：

2.1 自動(dòng)控制功能

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，需要電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)自動(dòng)切斷電路，來保證整個(gè)系統(tǒng)的安全。這也是自動(dòng)控制系統(tǒng)成為電氣操作設(shè)備中必要設(shè)備的重要原因。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的控制回路能夠保證線路安全穩(wěn)定的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)控制功能。

2.2 保護(hù)功能

電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)時(shí)常發(fā)生不可預(yù)知的故障，電壓或電流以及功率等會(huì)超過設(shè)備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套能夠檢測這些故障信號(hào)并對(duì)設(shè)備和線路進(jìn)行自動(dòng)處理的保護(hù)設(shè)備。

2.3 監(jiān)控功能 （下轉(zhuǎn)第55頁）（上接第39頁）

當(dāng)前的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)都配備了相應(yīng)的監(jiān)控功能。這是由于控制系統(tǒng)中的自變量是電，而電是不能被肉眼所看見的，從外表看一臺(tái)機(jī)器設(shè)備，是不能夠判斷它是否帶電。所以這就需要借助各種功能的傳感器的，設(shè)置各種視聽信號(hào)，利用傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的變化。在自動(dòng)控制系統(tǒng)檢測到異常狀況時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，對(duì)工作人員進(jìn)行提醒，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)一體化。其中監(jiān)控方式又可以分為集中監(jiān)控方式、現(xiàn)場總線監(jiān)控方式和遠(yuǎn)程監(jiān)控方式。首先，集中監(jiān)控方式方便運(yùn)行維護(hù)，并且對(duì)控制站的防護(hù)要求較低，系統(tǒng)設(shè)計(jì)也相對(duì)簡單，但集中式的處理器的任務(wù)較為繁重，處理速度也因此較慢。而且電纜數(shù)量的增加、長距離的電纜也會(huì)引入的較多的干擾，也會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性。需要二次接線，但是二次接線復(fù)雜，查線不方便，很大程度上增加了系統(tǒng)維護(hù)的工作量。對(duì)于遠(yuǎn)程監(jiān)控方式說來，它適合于小型系統(tǒng)的監(jiān)控，不適合全廠的系統(tǒng)構(gòu)建，因?yàn)樗耐ㄓ嵥俣容^低。但它也具有一定的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省材料和安裝費(fèi)用、可靠性高，并且組態(tài)靈活。現(xiàn)場總線監(jiān)控方式加強(qiáng)了系統(tǒng)的針對(duì)性，它不僅具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的所有優(yōu)點(diǎn)，還可以減少大量的隔離設(shè)備。它通過通信線進(jìn)行連接，節(jié)省大量電纜，從而大大降低了建設(shè)和維護(hù)成本。

2.4 測量功能

電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠測定線路的各種參數(shù)，在人類自身能夠接收到的視聽信號(hào)只能定性地表征設(shè)備的工作狀態(tài)，要進(jìn)行對(duì)設(shè)備的電壓、電流、功率等詳細(xì)參數(shù)的測定，還是需要使用具體的電氣設(shè)備。電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)本身具有自動(dòng)測量這些數(shù)據(jù)的功能，這就給設(shè)備的控制帶來了很大的便利。

2.5 智能化功能

電氣自動(dòng)控制設(shè)備智能化模式成為了企業(yè)發(fā)展的新方向。目前，對(duì)于以太網(wǎng)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，智能化的電氣設(shè)備也有了很快的發(fā)展。由于智能化技術(shù)具有良好的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，就使其能完全擺脫人工操作，只通過計(jì)算機(jī)即可達(dá)到良好的控制效果。

3 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

在當(dāng)前情況下，軟件的重要性得到了很大程度的提高，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。這可以反映在如下方面：市場的需求促使自動(dòng)化與IT平臺(tái)進(jìn)行融合，尤其是電子商務(wù)的普及更將加速這一過程。在自動(dòng)化領(lǐng)域中，IT技術(shù)和多媒體技術(shù)擁有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景：管理層不僅可以利用瀏覽器存取財(cái)務(wù)、人事等數(shù)據(jù)，也可以實(shí)時(shí)地對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控，這樣就能夠?qū)崟r(shí)、全面、準(zhǔn)確地了解詳細(xì)的生產(chǎn)信息。可以說虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)，將直接對(duì)未來的自動(dòng)化產(chǎn)品產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。與此同時(shí)，軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力、組態(tài)環(huán)境變得更加重要了。隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)、以太網(wǎng)和技術(shù)的飛速發(fā)展，在未來的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，電氣技術(shù)的與計(jì)算機(jī)和Internet結(jié)合將會(huì)變得越來越緊密，計(jì)算機(jī)將會(huì)在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)揮不可替代的作用。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）97-0053-02

0 引言

工程技術(shù)通過理解并控制自然而造福于人類，控制系統(tǒng)工程師通過理解和控制我們環(huán)境的一部分，即所謂的系統(tǒng)，為社會(huì)提供經(jīng)濟(jì)實(shí)用的產(chǎn)品。為了達(dá)到對(duì)系統(tǒng)的控制目的就要理解系統(tǒng)，但是，控制工程也常常對(duì)尚未充分理解的系統(tǒng)實(shí)施控制，例如對(duì)化工過程的控制。控制工程最顯著的特點(diǎn)就是對(duì)各類機(jī)器、工業(yè)生產(chǎn)過程及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過程實(shí)施控制，以造福于社會(huì)。除了在航空航天、導(dǎo)彈制導(dǎo)、機(jī)器人技術(shù)等領(lǐng)域中，自動(dòng)控制系統(tǒng)具有特別重要的作用之外，在現(xiàn)代機(jī)器制造業(yè)、化工過程、交通管制系統(tǒng)等實(shí)用工業(yè)自動(dòng)化和復(fù)雜的現(xiàn)代系統(tǒng)中都是不可缺少的組成部分。

1自動(dòng)控制簡述

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中，自動(dòng)控制技術(shù)扮演了十分重要的角色。在飛行器制導(dǎo)、機(jī)器人控制、現(xiàn)代機(jī)器制造業(yè)生產(chǎn)流水線和工業(yè)過程控制方面，到處能看到自動(dòng)控制的影子。沒有自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用就沒有現(xiàn)代工業(yè)的成果。日常生活中也有許多自動(dòng)控制的應(yīng)用實(shí)例，如市場上常見的高壓鍋上的安全閥就是一個(gè)簡單的控制系統(tǒng)，當(dāng)鍋內(nèi)因過熱導(dǎo)致壓力過高時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)打開從而減壓。即使是一個(gè)生物體，我們也能看到自動(dòng)控制的實(shí)例，當(dāng)我們感到熱的時(shí)候，我們就會(huì)出汗，當(dāng)體溫下降后，汗腺又會(huì)自動(dòng)收縮，這是身體的控制器官、感知器官、執(zhí)行器官協(xié)調(diào)工作的結(jié)果，它們形成了一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)有多種多樣的結(jié)構(gòu)，閉環(huán)控制系統(tǒng)是其中重要的一種。

2 閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)

2.1 閉環(huán)控制系統(tǒng)

凡是系統(tǒng)輸出信號(hào)對(duì)控制作用能有直接影響的系統(tǒng)，都叫做閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)也就是反饋控制系統(tǒng)。輸入信號(hào)和反饋信號(hào)(反饋信號(hào)可以是輸出信號(hào)本身，也可以是輸出信號(hào)的函數(shù)或?qū)?shù))之差，稱為誤差信號(hào)。誤差信號(hào)加到控制器上，以減小系統(tǒng)的誤差，并使系統(tǒng)的輸出量趨于所希望的值。換句話說，“閉環(huán)”的涵義就是應(yīng)用反饋?zhàn)饔脕頊p小系統(tǒng)的誤差。

在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，廣泛應(yīng)用著閉環(huán)控制系統(tǒng)。例如：位移跟蹤系統(tǒng)(又稱隨動(dòng)系統(tǒng))、大多數(shù)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、冷藏設(shè)備、熱水器、空調(diào)器等，都是閉環(huán)系統(tǒng)。

2.2 開環(huán)控制系統(tǒng)

如果系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒有影響，則叫做開環(huán)控制系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，既不需要對(duì)輸出量進(jìn)行測量，也不需要將輸出量反饋到輸入端與輸入量進(jìn)行比較。圖1表示開環(huán)控制系統(tǒng)輸入量與輸出量之間的關(guān)系。目前的洗衣機(jī)就是開環(huán)系統(tǒng)的例子。洗滌、漂洗、脫水過程，依次進(jìn)行，無需對(duì)其輸出信號(hào)，即衣服的清潔程度進(jìn)行測量。類似的開環(huán)系統(tǒng)例子還有采用時(shí)基信號(hào)控制的交通管制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)并不測量車的實(shí)際流量，完全由時(shí)間來控制。

圖l開環(huán)控制系統(tǒng)

在任何開環(huán)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的輸出量都不被用來與參考輸入進(jìn)行比較。因此，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)參考輸入量，都有一個(gè)相應(yīng)的固定工作狀態(tài)與之對(duì)應(yīng)。這樣，系統(tǒng)的精度便決定于校準(zhǔn)的精度。為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，開環(huán)控制系統(tǒng)必須事先精確校準(zhǔn)，并且在工作過程中保持這種校準(zhǔn)值不發(fā)生變化。

當(dāng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，開環(huán)控制系統(tǒng)就不能完成既定的任務(wù)了。因此，只有輸入量與輸出量之間的關(guān)系已知，并且不存在內(nèi)擾與外擾的情況下，才可以采用開環(huán)控制。應(yīng)當(dāng)指出，沿時(shí)間坐標(biāo)軸單向運(yùn)行的任何系統(tǒng)，都是開環(huán)系統(tǒng)。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)舉例

3.1 汽車駕駛控制系統(tǒng)

如圖2所示，汽車的行駛路線由方向盤控制，駕車人控制方向盤。駕車人通過眼睛觀查汽車是否偏離預(yù)計(jì)的路線，當(dāng)汽車偏離路線，即產(chǎn)生誤差信號(hào)時(shí)，駕車人調(diào)整方向盤，減小誤差，直到回歸正確路線，這是人工閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)用自動(dòng)駕駛儀替代駕車人，由導(dǎo)航儀根據(jù)事先確定的路線驅(qū)動(dòng)汽車行駛，則這樣的控制系統(tǒng)就是自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)了，當(dāng)然，對(duì)于汽車來說，除了方向控制之外還有其他控制系統(tǒng)。

3.2 汽輪發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)

圖3是汽輪發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)圖，為了對(duì)能耗進(jìn)行有效的自動(dòng)化管理，發(fā)電廠采用計(jì)算機(jī)對(duì)發(fā)電過程進(jìn)行自動(dòng)化管理，使耗能負(fù)荷平穩(wěn)均勻，以便節(jié)省燃料消耗。在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)是控制器，它將預(yù)期的氧氣含量、溫度、壓力、發(fā)電量與實(shí)際測定的值進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制鍋爐的給水、燃料、空氣閥門的開度，使之達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)。

3.3機(jī)器人

機(jī)器人是一種與自動(dòng)化技術(shù)密切相關(guān)、由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)化的一個(gè)特定分支，它是指專門用于替代人工勞動(dòng)的自動(dòng)化機(jī)器，因而具有某些擬人化特征。機(jī)械手是常見的機(jī)器人，它能在一定程度上模擬人的手臂和手腕，協(xié)助人類完成一些特定的工作。

3.4 控制工程實(shí)踐

工業(yè)過程(加工、制造等)中若采用自動(dòng)控制而非人工控制，常稱之為自動(dòng)化。在化工、造紙、電力、汽車、鋼鐵等工業(yè)行業(yè)中，自動(dòng)化已經(jīng)非常普遍。自動(dòng)化成了工業(yè)社會(huì)的主旋律，工廠普遍應(yīng)用自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備來提高生產(chǎn)產(chǎn)量，以便彌補(bǔ)由于工人加薪和通貨膨脹所帶來的成本增加。

此外，現(xiàn)代工業(yè)還致力于提供越來越精密、可靠和性能好的產(chǎn)品。例如，精密可靠的控制在過去的幾十年中顯著地提高了汽車性能。自動(dòng)化最早在汽車工業(yè)中得到普及。傳送帶與自動(dòng)化機(jī)床相結(jié)合，形成了很長的自動(dòng)化生產(chǎn)線，可以在幾乎沒有操作人員干預(yù)的情況下，生產(chǎn)汽缸之類的引擎零部件。在車身生產(chǎn)中，使用自動(dòng)給料機(jī)和高速?zèng)_壓機(jī)，可提高板材成型的效率。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都相對(duì)成熟的其他領(lǐng)域，如汽車水箱生產(chǎn)中，自動(dòng)化生產(chǎn)線已經(jīng)完全取代了人工操作。

在現(xiàn)代應(yīng)用中，自動(dòng)化可以定義為利用程控指令對(duì)指定對(duì)象進(jìn)行操縱，并通過信息反饋確認(rèn)指令是否被正確執(zhí)行的一項(xiàng)工程技術(shù)。自動(dòng)化通常應(yīng)用于過去由人工操作的場合，一旦實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，系統(tǒng)就可以不要人工干預(yù)或協(xié)助，而且還能比人工操作運(yùn)行得更準(zhǔn)確、更快捷。一個(gè)半自動(dòng)化的系統(tǒng)則同時(shí)需要人工操作和機(jī)器操作。例如，許多汽車自動(dòng)裝配線需要操作人員與機(jī)器人的密切配合。

冶金工業(yè)是另一個(gè)在自動(dòng)控制方面取得相當(dāng)成就的行業(yè)。事實(shí)上，在很多場合，控制應(yīng)用甚至超前于控制理論，如熱軋廠對(duì)溫度、板材的寬度、厚度和產(chǎn)品質(zhì)量等都實(shí)施了控制。

飛速增長的能源消耗和所面臨的能源枯竭的威脅促使人們努力采取新的節(jié)能措施，對(duì)能源進(jìn)行有效的自動(dòng)化管理。工業(yè)部門采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行能源管理，統(tǒng)籌安排生產(chǎn)，以減少能源消耗。近來，在自動(dòng)倉儲(chǔ)和庫存管理中，也采用了反饋控制的概念，而且農(nóng)業(yè)對(duì)自動(dòng)控制的需求也日益高漲，人們開發(fā)了自動(dòng)控制的保鮮飼料室和自動(dòng)拖拉機(jī)，此外，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能取暖和制冷裝置、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能的自動(dòng)控制也都是重要的現(xiàn)代控制系統(tǒng)實(shí)例。

控制系統(tǒng)理論還在生物醫(yī)學(xué)試驗(yàn)、病理診斷、康復(fù)醫(yī)學(xué)和生物控制系統(tǒng)中有了眾多應(yīng)用，所研究的控制系統(tǒng)從細(xì)胞層次直到中樞神經(jīng)系統(tǒng)，涉及溫度調(diào)節(jié)和神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等。大多數(shù)生物控制系統(tǒng)都是閉環(huán)系統(tǒng)，但控制回路中并不只有單個(gè)控制器，而是包含著另外的控制回路，從而形成了一種多層次的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

反饋控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛。一些實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)線上還使用機(jī)器人，這些機(jī)器人能提起重達(dá)幾百磅的重物，并能以極高的精度將重物放置在指定的位置，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。

4 控制系統(tǒng)展望

控制系統(tǒng)不懈努力的目標(biāo)是使系統(tǒng)具有更好的柔性和更高的自主性。柔性和自主性這兩個(gè)系統(tǒng)概念和特性從不同的途徑要求系統(tǒng)趨向同一個(gè)目標(biāo)。現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人已具備了相當(dāng)大的自主性，一旦確定了控制程序，機(jī)器人通常不需要人的進(jìn)一步干預(yù)。但由于傳感技術(shù)的局限，機(jī)器人適應(yīng)工作環(huán)境變化的柔性卻十分有限，這也是開展計(jì)算機(jī)視覺研究的原因之一。一般意義下的控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，但它依賴于人的及時(shí)指導(dǎo)。展望未來，先進(jìn)的機(jī)器人系統(tǒng)將通過改進(jìn)傳感反饋機(jī)制，變得具有更強(qiáng)的任務(wù)自適應(yīng)能力；有關(guān)人工智能、傳感器集成、計(jì)算機(jī)視覺和離線CAD／CAM編程等技術(shù)的研究，將使機(jī)器人系統(tǒng)變得更加通用和更加經(jīng)濟(jì)；一般意義下的控制系統(tǒng)將朝著增強(qiáng)自主運(yùn)行能力的方向發(fā)展，成為人工控制的延伸；在監(jiān)督控制、人機(jī)交互等方面的研究將減輕操作手的負(fù)擔(dān)；計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫管理也將提高操作手的工作效率。此外，還有許多研究工作，如通信方法的改進(jìn)和高級(jí)編程語言的開發(fā)等，對(duì)機(jī)器人和控制系統(tǒng)的發(fā)展同樣起著推動(dòng)作用，并且有利于降低工程實(shí)現(xiàn)的費(fèi)用和擴(kuò)展控制工程的應(yīng)用領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]徐鵬.電氣自動(dòng)化控制方式的研究[J].科技廣場，2009(7).

[2]劉海龍.淺談電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].黑龍江科技信息，2010(06).

篇（5）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.016

近些年來，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，充分發(fā)揮了其應(yīng)有的價(jià)值，創(chuàng)造了較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。此外，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)作為一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)，在某種程度上說，它是一個(gè)國家科技發(fā)展程度的標(biāo)志，同時(shí)，進(jìn)一步地推動(dòng)了我國現(xiàn)代化建設(shè)。盡管電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)取得了較好的成就，但是，還需要相關(guān)的科學(xué)人員對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究和提高。

1 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的簡述

自動(dòng)控制系統(tǒng)是指在特定的設(shè)備上，通過系統(tǒng)程序規(guī)定的操作自動(dòng)運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)自主調(diào)動(dòng)與控制。針對(duì)一些較為危險(xiǎn)、繁重的工作，自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以替代人進(jìn)行作業(yè)，可以有效地解放勞動(dòng)力。在人們的日常生活中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用隨處可見，譬如，家用的電熱水壺，之所以水沸騰燒開后會(huì)自動(dòng)切斷電源，是因?yàn)樵陔姛崴畨厣嫌幸粋€(gè)蒸汽感溫裝置，實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)較為簡單的自動(dòng)控制系統(tǒng)。蒸汽感溫裝置會(huì)因?yàn)樗疅_沸騰后所產(chǎn)生的蒸汽而發(fā)生變形，系統(tǒng)感知后，會(huì)推動(dòng)電源開關(guān)，自動(dòng)斷電。又譬如走廊樓梯間安裝的聲控開關(guān)，高壓鍋上的安全閥等，都屬于電氣自動(dòng)化控制裝置，它的應(yīng)用極大地便利了人們的生活，對(duì)生活質(zhì)量的提高有著很大的推動(dòng)作用。

電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)其自身結(jié)構(gòu)可分為兩類，一個(gè)是開環(huán)控制系統(tǒng)，另一個(gè)是閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)是指輸出端與輸入端不存在任何的聯(lián)系，也就是說輸出量不會(huì)影響到輸入量，其輸入量始終保持一個(gè)較為穩(wěn)定的值，這個(gè)特性就對(duì)系統(tǒng)的精確度提出了較高的要求。由此可見，校準(zhǔn)是一個(gè)必要且重要的環(huán)節(jié)，只有校對(duì)精確，才能確保設(shè)備的正常工作。例如，洗衣機(jī)、電風(fēng)扇都是應(yīng)用了開環(huán)控制系統(tǒng)，洗衣機(jī)的各個(gè)環(huán)節(jié)不需要輸出信號(hào)，便可依次執(zhí)行，電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速不會(huì)因?yàn)橥饨绲臏囟纫蛩囟淖儯怯蓹n位的調(diào)換來實(shí)現(xiàn)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出量與輸入量有著緊密的聯(lián)系，通過輸出量對(duì)輸入量的反饋來隨時(shí)校準(zhǔn)輸入量，其系統(tǒng)相對(duì)于開環(huán)控制系統(tǒng)的復(fù)雜性更高。生活中用的熱水器、空調(diào)等都是應(yīng)用了閉環(huán)控制系統(tǒng)。

2 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）制冷與空調(diào)設(shè)備。制冷與空調(diào)設(shè)備中電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在溫度、流量、濕度等參數(shù)上面的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)。比如冰箱，制冷系統(tǒng)會(huì)隨著環(huán)境溫度的變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)冰箱的冷凍庫已經(jīng)到達(dá)預(yù)定的-24℃時(shí)，系統(tǒng)得到反饋后會(huì)自動(dòng)停止制冷，而當(dāng)溫度升到-16℃時(shí)，制冷系統(tǒng)將開始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，使冷凍庫的溫度始終保持在-17℃--24℃之間。

（2）汽車駕駛控制系統(tǒng)。汽車的行駛需要駕駛員通過控制方向盤行駛在目的地的路線上。當(dāng)汽車在行駛的過程中，方向出現(xiàn)偏差，此時(shí)，駕駛員可通過調(diào)節(jié)方向盤來進(jìn)行誤差的矯正，使得汽車回到正確的路線上來。若駕駛員使用自動(dòng)駕駛儀，根據(jù)導(dǎo)航儀設(shè)定的路線進(jìn)行自動(dòng)駕駛，若線路出現(xiàn)偏差會(huì)及時(shí)地調(diào)整。這是一個(gè)典型的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用表現(xiàn)

（3）機(jī)器人。機(jī)器人可替代人完成要求比較精細(xì)或高危險(xiǎn)的工作，它應(yīng)用了先進(jìn)且復(fù)雜的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過人為操控計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的工作。其一工作效率得到了顯著的提高，其二節(jié)省了人力資源，降低了生產(chǎn)成本，促使利益最大化。機(jī)器人行業(yè)需要更為先進(jìn)的智能化與自主化系統(tǒng)，推動(dòng)了電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的進(jìn)一步研發(fā)，并應(yīng)用到該領(lǐng)域中，使其形成一個(gè)良性循環(huán)。

（4）水廠凈化系統(tǒng)。在自來水廠的凈化系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，能有效地降低因人為添加化學(xué)劑導(dǎo)致水質(zhì)不合格的現(xiàn)象出現(xiàn)，系統(tǒng)中設(shè)定好各個(gè)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，有序地進(jìn)行水質(zhì)凈化，節(jié)省了不少人工檢驗(yàn)的時(shí)間，提高了水廠的運(yùn)營效率，增大了利益空間。

3 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的未來發(fā)展

現(xiàn)階段的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)大部分還是由人為操控進(jìn)行數(shù)據(jù)校正，但是隨著科技的深入研究，對(duì)傳感反饋機(jī)制的改良，使得未淼淖遠(yuǎn)控制系統(tǒng)將減少人為控制，環(huán)境適應(yīng)能力增強(qiáng)，更加地智能化。此外，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用的效果得到了社會(huì)的肯定，但是某些領(lǐng)域還未涉及到這個(gè)科技成果，因此，未來的發(fā)展方向應(yīng)考慮到自動(dòng)控制系統(tǒng)的通用性，讓人們感受到科技帶來的便利。最后，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)需要不斷地完善，逐漸實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的自動(dòng)化。在人機(jī)交互方面，研究出更為先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，減輕人為操作的工作量。

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在各領(lǐng)域的應(yīng)用，促使設(shè)備的往更加智能化、自主化的方向發(fā)展，一定程度上增強(qiáng)了企業(yè)的競爭能力，間接地激發(fā)了市場的經(jīng)濟(jì)活力，與社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成了相輔相成的推動(dòng)關(guān)系。

4 結(jié)束語

綜上所述，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)儼然成為我國國民經(jīng)濟(jì)增長的推動(dòng)力，在未來的發(fā)展中，以滿足現(xiàn)代社會(huì)需求為目的，努力趕超國際的自動(dòng)化技術(shù)水平，為人類創(chuàng)造更為先進(jìn)、便利的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]金永旺.電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].企業(yè)

導(dǎo)報(bào) ，2012，3（04）.

篇（6）

1 前言

隨著電氣設(shè)備和電子設(shè)備大量出現(xiàn)，設(shè)備被廣泛應(yīng)用。逐漸實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，自動(dòng)化發(fā)展水平高。但是，在使用過程中，自動(dòng)化控制設(shè)備和電氣設(shè)備抗干擾能力比較低，時(shí)常受到雷電影響，嚴(yán)重阻礙工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。一般而言，在設(shè)備運(yùn)行中，一旦電壓過低，就特別容易出現(xiàn)雷電危害。

2 雷電對(duì)化工廠控制系統(tǒng)造成的危害

2.1 直擊雷的危害

眾所周知，雷電是一種常見的自然現(xiàn)象，雷電的出現(xiàn)會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)破壞和生命安全，后果非常嚴(yán)重。雷電對(duì)化工廠控制系統(tǒng)危害非常大，產(chǎn)生的電磁脈沖干擾影響也很大。如果化工廠遭到雷擊，不但是建筑受到了損害，會(huì)使得電子系統(tǒng)和DCS無法運(yùn)行，從而導(dǎo)致設(shè)備損壞加重，影響化工廠無法正常運(yùn)行，人們生命安全難以得到保障。直擊雷產(chǎn)生的危害非常大，它直接作用于自動(dòng)化儀表和化工控制設(shè)備上，雷電一旦產(chǎn)生，會(huì)形成大量的電流，使得設(shè)備遭受破壞。最明顯的危害是，連接裝置中會(huì)形成較強(qiáng)的電流，會(huì)影響到電阻壓降，從而使得電位逐漸升高，這直接破壞了系統(tǒng)。

2.2 電磁脈沖干擾

電磁脈沖干擾主要是在打雷瞬間形成的，當(dāng)強(qiáng)大的雷閃電電流產(chǎn)生之后，脈沖電磁場會(huì)特別強(qiáng)，會(huì)有超強(qiáng)的電磁脈沖出現(xiàn)。在一定范圍內(nèi)，產(chǎn)生巨大影響。因此，這也被稱為感應(yīng)雷。這種雷擊對(duì)化工廠設(shè)備產(chǎn)生巨大影響，會(huì)使得設(shè)備和導(dǎo)線出現(xiàn)破壞，從而埋下巨大安全隱患。

3 化工廠電氣和自動(dòng)控制系統(tǒng)雷電防護(hù)

3.1 合理接地

該方式實(shí)踐證明，自動(dòng)化控制和化工廠電氣使用合理的接地方式之后，對(duì)雷電防護(hù)有重要作用。合理接地最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是，根據(jù)接地電阻大小來確定，接地電阻數(shù)值較小，雷電流泄放的能力會(huì)非常強(qiáng)。對(duì)雷擊物高電位保持能力會(huì)非常低，導(dǎo)致的危害特別大。在化工雷電防護(hù)進(jìn)程中，選擇合理的接地方式，能發(fā)揮出巨大的作用。而合理的接地防水主要有建筑物接地、強(qiáng)電系統(tǒng)接地和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)接地這幾種。其中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是一項(xiàng)特殊的電氣系統(tǒng)，系統(tǒng)接地電阻使用標(biāo)準(zhǔn)較低，需要進(jìn)行重新設(shè)置。舉個(gè)例子：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直流工作電阻應(yīng)該小于2歐，系統(tǒng)運(yùn)行工作電阻應(yīng)該小于4歐姆，安全保護(hù)地電阻應(yīng)該小于4歐姆。在化工廠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遭受到，雷擊之后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同地網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)形成較高的電位。因此，在進(jìn)行設(shè)置進(jìn)程中，需要使用計(jì)算機(jī)和地網(wǎng)控制系統(tǒng)，在保持距離10以上執(zhí)行安全防護(hù)。當(dāng)需要引入接地線時(shí)，電網(wǎng)和接地線理當(dāng)保持一段距離。因此，需要選擇屏蔽或者是絕緣措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

3.2 電磁屏蔽

在化工廠電氣和自動(dòng)控制系統(tǒng)中引入或者引出的電纜線需要設(shè)置在電纜槽盒內(nèi)，并且在不同的階段的電纜槽盒之間應(yīng)該采用金屬進(jìn)行聯(lián)接，從而保證整個(gè)電纜槽盒內(nèi)的電路暢通。就不會(huì)形成新的電子脈沖，當(dāng)槽盒被雷擊之后，槽盒內(nèi)的電纜線不會(huì)出現(xiàn)被破壞現(xiàn)象，因此也不會(huì)出現(xiàn)危害或者干擾。設(shè)計(jì)過程中，為了保障槽盒雷電電壓滿足自動(dòng)化控制需求，需要將電纜引入控制內(nèi)，進(jìn)行設(shè)置時(shí)，激昂電位相連接在一起。并且對(duì)其他的管線也理當(dāng)執(zhí)行電位相連接，避免雷電危害出現(xiàn)。在化工廠防雷設(shè)置時(shí)，借助自動(dòng)化控制室和電氣控制室，在墻面、門窗以及鋼筋位置進(jìn)行連接安裝，從而形成一個(gè)有效地避雷網(wǎng)。這就能有效地避免因?yàn)槔纂娦纬傻碾姶琶}沖影響，保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)和電氣安全運(yùn)行。針對(duì)于一些特殊的儀器儀表，電纜沒有進(jìn)行完好設(shè)置，電纜槽盒進(jìn)行雷電設(shè)計(jì)，應(yīng)該選擇合適的方式，實(shí)現(xiàn)電纜線設(shè)置。保障屏蔽層和化工廠控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相互電位連接。

3.3 使用SPD

可以合理使用SPD，化工廠電氣和自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，使用了SPD，最重要的作用是，當(dāng)電感應(yīng)直接流入信號(hào)傳輸線中時(shí)，電力線瞬間會(huì)受到電壓限制。保障了自動(dòng)化設(shè)備和電氣設(shè)備不會(huì)受到電壓穿極影響。使用SPD還可以將自動(dòng)化設(shè)備和電氣電壓控制在合理的范疇內(nèi)，較好發(fā)揮出防雷作用。在化工廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)都會(huì)選擇電位連接方式，為了避免電磁場干擾現(xiàn)象。控制系統(tǒng)的啟動(dòng)會(huì)形成一個(gè)較大的避雷網(wǎng)，防止不必要的電流進(jìn)入。因此，在控制系統(tǒng)中，線路的安裝一般都會(huì)采用SPD系統(tǒng)。而且在配電系統(tǒng)和儀表設(shè)備之間，現(xiàn)場儀表以及PLC控制設(shè)備之間都需要有SPD系統(tǒng)保障。能使得整個(gè)化工廠系統(tǒng)都被保護(hù)起來，這能有效地防止雷電危害出現(xiàn)。

4 結(jié)語

隨著社會(huì)不斷發(fā)展，化工廠和自動(dòng)化控制系統(tǒng)雷電危害主要有電磁脈沖和雷電危害兩個(gè)重要干擾。因此，雷電防護(hù)過程中，需要進(jìn)行合理的接地安裝，使用電磁屏蔽方法對(duì)化工廠和自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行防雷設(shè)置，這對(duì)于化工廠經(jīng)濟(jì)建設(shè)有重要作用。當(dāng)有效地保障了自動(dòng)控制系統(tǒng)安全運(yùn)行，有效提高化工生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)更多的防雷技術(shù)，這將有效地提高自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行水平和化工廠運(yùn)營效率。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：PLC;電氣;控制系統(tǒng);運(yùn)用;設(shè)計(jì)

1 將PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)到電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中

（1）設(shè)計(jì)科學(xué)合理的流程。明確電氣自動(dòng)控制的任務(wù)，并加以評(píng)估，將PLC控制范圍確定下來。最后技術(shù)人員根據(jù)PLC的功能和性價(jià)比來確定程序控制器的主機(jī)。在此基礎(chǔ)上確定各模塊及相應(yīng)的各單元，如顯示設(shè)定單元、模擬量單元及位置控制單元等。

（2）確定輸入/輸出地址。PLC接線端上的I/O信號(hào)的地址是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。只有確定了輸入/輸出地址，才能進(jìn)行下一步的軟件編程工作;I/O地址的確定是控制柜及PLC接線繪制裝配圖、電氣接線圖、安裝人員裝配的基礎(chǔ)。以表格的形式列出I/O的名稱、代碼和地址是很有必要的。

（3）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。PLC控制程序的編寫是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟件部分的組成。除了程序編寫之外的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本都是屬于硬件設(shè)計(jì)，如電氣線路的設(shè)計(jì)、PLC控制器的設(shè)計(jì)、抗干擾的設(shè)計(jì)及PLC控制器線路的設(shè)計(jì)等。

1）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件。硬件設(shè)計(jì)的主 要包括確定電氣控制元件;設(shè)計(jì)抗干擾措施;設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)。

2）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件。主、子程序及中斷程序是軟件設(shè)計(jì)的三大主要部分。設(shè)計(jì)PLC控制程序時(shí)編程是主要的方法但更重要的依靠設(shè)計(jì)者自身累積并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)用較多的編程方法有流程圖法、狀態(tài)表法、邏輯代數(shù)法及功能圖法等。設(shè)計(jì)程序常見步驟為：①查找輸出對(duì)象，確定出其啟動(dòng)及關(guān)斷條件;②輸出對(duì)象的啟動(dòng)條件及關(guān)斷條件有制約條件的，要找出來;③大多情況下，輸出對(duì)象以FK=（X開+K）?X關(guān)關(guān)公式加以編程，有制約條件的，以FK=（X開?X關(guān)約+K）?（X關(guān)+X關(guān)約）公式加以編程;④代入相應(yīng)數(shù)據(jù)入公式中，結(jié)合PLC編程的要求，建立梯形圖;⑤全面檢查并修改程序。

梯形圖編程設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序與語句表編程相比，更直觀，更加一目了然，但具有需要修改時(shí)比較麻煩工程量大的缺點(diǎn)。一般對(duì)于比較清晰的并發(fā)、單及選擇順序的控制任務(wù)，應(yīng)用功能圖進(jìn)行設(shè)計(jì)程序較有優(yōu)勢。

（4）調(diào)試系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件的模擬調(diào)試工作必須在主電路斷開的環(huán)境下實(shí)行，并且只能夠調(diào)試手動(dòng)控制部分的功能正確與否;只有模擬出各種開關(guān)信號(hào)輸入的情況才能夠?qū)ο到y(tǒng)軟件部分進(jìn)行調(diào)試，通過綜合應(yīng)用電位器、萬用表及開關(guān)模擬多種現(xiàn)場信號(hào)，觀察此時(shí)PLC輸出的邏輯關(guān)系是否與控制要求相符;與此同時(shí)，也可應(yīng)用電腦直接模擬加以調(diào)試。通過反復(fù)修改與調(diào)試來確定程序的完全正確。

（5）系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試，下載已經(jīng)編制并且調(diào)試好的程序到現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)中實(shí)行運(yùn)用。首先斷開主電氣然后才開始調(diào)試，只能對(duì)控制電路實(shí)行聯(lián)調(diào)。聯(lián)調(diào)過程中，發(fā)現(xiàn)問題，要反復(fù)全面檢查系統(tǒng)接線與軟件設(shè)計(jì)里程序的編寫與調(diào)試，只有系統(tǒng)控制功能正常，并滿足控制要求才能交付使用。整個(gè)體系完成后，系統(tǒng)完成后，必須整理相關(guān)技術(shù)資料以存檔，為以后系統(tǒng)的維護(hù)、檢修及改進(jìn)等提供依據(jù)。

2 電氣設(shè)備自動(dòng)控制中PLC控制系統(tǒng)的操作過程

（1）選擇合適的電源。選擇電源時(shí)，最基本的要求時(shí)其額定輸出電流各模塊消耗的電流總和。

（2）相匹配功能模塊的選擇。選擇的基礎(chǔ)是要選擇可靠性高的機(jī)型，并且在系統(tǒng)運(yùn)行的過程具有很好的穩(wěn)定性。

（3）設(shè)計(jì)控制元器件。設(shè)計(jì)輔助程序、故障應(yīng)用措施，分配存儲(chǔ)空間、編制功能子程序是設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制元器件的主要內(nèi)容。

（4）正確的輸入/輸出模塊的選擇。1、輸入/輸出模塊點(diǎn)數(shù)的確定;2、運(yùn)用離散系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的模擬;3、編入具有特殊功能的輸入與輸出。

（5）控制系統(tǒng)連接與安裝的實(shí)現(xiàn)。PLC 控制系統(tǒng)多個(gè)部件在配線板上的實(shí)現(xiàn)，按照相應(yīng)的系統(tǒng)接線圖對(duì)其進(jìn)行安裝工作。

（6）調(diào)試實(shí)現(xiàn)PLC的運(yùn)行。1、調(diào)試PLC控制系統(tǒng)硬件與軟件，以保證試運(yùn)行的穩(wěn)定性;2、試運(yùn)行過程中，設(shè)計(jì)人員必須注重PLC控制系統(tǒng)各個(gè)部分運(yùn)行情況詳細(xì)觀察運(yùn)行的細(xì)節(jié)，對(duì)出現(xiàn)的各種情況必須立即做出停機(jī)處理，找出出現(xiàn)問題的原因與源頭，并及時(shí)的選擇正確、有效的方式處理掉出現(xiàn)的情況;3、確定PLC控制系統(tǒng)試運(yùn)行準(zhǔn)確無誤后，要整理好技術(shù)文件，并且交付使用。

3 PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

（1） PLC控制系統(tǒng)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)具有多種控制方法，隨著PLC 控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，在業(yè)內(nèi)引起了非常廣泛的關(guān)注。在數(shù)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了PLC 控制系統(tǒng)的應(yīng)用，大大促進(jìn)其控制定位變的精確與方便。

（2）PLC控制在交通控制系統(tǒng)中的使用。交通控制系統(tǒng)中PLC 控制系統(tǒng)的應(yīng)用關(guān)鍵體現(xiàn)在控制交通系統(tǒng)總線方面。采用PLC控制系統(tǒng)使得交通系統(tǒng)工作效率得到極大程度改善，在一定程度上進(jìn)一步完善和高效化了監(jiān)控。

（3）中央空調(diào)系統(tǒng)中的PLC控制系統(tǒng)運(yùn)用。當(dāng)下，控制中內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的方法有如下三種模式：

（1）繼電器的傳統(tǒng)控制模式。

（2）數(shù)字化的直接控制模式。

在此三種控制模式中，繼電器的傳統(tǒng)控制模式與直接數(shù)字控制模式由于其自身缺點(diǎn)原因，在實(shí)際中其應(yīng)用廣泛度逐漸減少。而PLC控制系統(tǒng)因抗干擾性能高、較穩(wěn)定、便于維護(hù)等優(yōu)勢，在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。

4 結(jié)語

電氣設(shè)備中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)后，使得傳統(tǒng)復(fù)雜電器邏輯得到簡化，在具備簡單易操作特點(diǎn)同時(shí)，又大大降低了故障率，還提高了運(yùn)行過程中穩(wěn)定性。極大促進(jìn)了電氣PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)用。

篇（8）

隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展, 能源的供需矛盾日益突出, 可持續(xù)發(fā)展和綠色經(jīng)濟(jì)概念將成為我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)方向。以往的掠奪式開發(fā)、粗放型經(jīng)營、高能耗的工業(yè)將退出歷史舞臺(tái)。作為現(xiàn)代能源的主導(dǎo), 電力行業(yè)也需要及時(shí)轉(zhuǎn)變觀念, 在節(jié)能降耗上加大投入, 加快新技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用。

發(fā)電廠的節(jié)能降耗, 最明顯的是節(jié)約燃料、提高鍋爐燃燒效率、提高熱力循環(huán)效率、降低傳輸熱量損耗。但這些往往是設(shè)備材料制造水平?jīng)Q定的, 在設(shè)計(jì)中繼續(xù)挖掘的潛力不大。而電氣專業(yè)由于總體能耗相對(duì)比重不是很大, 以往重視程度也不夠, 反而有較大的潛力可挖。電氣節(jié)能, 可以從以下幾個(gè)方面著手。

一、降低變電過程中變壓器損耗

變壓器損耗分空載損耗和負(fù)載損耗。空載損耗主要取決于變壓器鐵心的材質(zhì)及變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。負(fù)載損耗主要取決于線圈的材質(zhì)和導(dǎo)體截面。

1. 采用節(jié)能型變壓器。由于材料技術(shù)的不斷發(fā)展和變壓器廠對(duì)結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn), 節(jié)能型變壓器發(fā)展也很快。通過實(shí)踐節(jié)能型變壓器節(jié)能效果還是非常好的, 因此應(yīng)優(yōu)先選擇節(jié)能設(shè)計(jì)新型的節(jié)能變壓器。

2.調(diào)整變壓器運(yùn)行方式節(jié)約能耗。盡量減少空載運(yùn)行變壓器數(shù)量。我們知道, 火力發(fā)電廠一般都設(shè)置大容量的高壓啟動(dòng)備用變壓器, 作為高壓廠用變壓器的備用兼作電廠啟動(dòng)電源, 其容量一般都與最大的高壓廠用變壓器相同, 容量很大, 空載損耗也很大。應(yīng)注意電廠用電的可靠性應(yīng)滿足規(guī)程規(guī)范的要求。

在滿足電廠用電可靠性的前提下, 低壓廠用電接線盡量采用暗備用動(dòng)力中心方式接線。在暗備用動(dòng)力中心接線方式下, 正常運(yùn)行時(shí), 兩臺(tái)互為備用的變壓器各帶一半負(fù)荷運(yùn)行, 每臺(tái)變壓器的負(fù)載損耗降為帶全部負(fù)荷時(shí)的1 /4, 節(jié)能效果明顯。采用明備用動(dòng)力中心接線雖然可以節(jié)約變壓器投資, 但增加了電纜和電纜通道的投資, 經(jīng)濟(jì)上優(yōu)勢不大, 從長期運(yùn)行角度看, 暗備用動(dòng)力中心接線方式經(jīng)濟(jì)上更具有優(yōu)勢。

二、降低輸電過程中的線路損耗及鐵磁性損耗

1.用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇載流導(dǎo)體載面。導(dǎo)體選擇時(shí), 除配電裝置的匯流母線以外, 對(duì)于全年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較大, 母線較長, 傳輸容量較大的回路(如發(fā)電機(jī)至主變壓器和發(fā)電機(jī)至主配電裝置的回路) , 均應(yīng)按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面。這樣可以在投資優(yōu)化的前提下, 也降低了線損能耗。

2.采用封閉母線。發(fā)電機(jī)引出線載流導(dǎo)體除應(yīng)按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇外, 還應(yīng)在布置及安裝可能的基礎(chǔ)上, 優(yōu)先采用離相封閉母線。縮短導(dǎo)體長度, 減少輸電線損。同時(shí)由于屏蔽效果良好, 極大的降低了輸電路徑上的鐵磁性損耗。另外在運(yùn)行可靠性、減少維護(hù)工作量和美觀上也有較大提升, 可謂一舉多得。

3．減少輸電過程中的鐵磁性損耗。在交變磁場的作用下, 鋼材料會(huì)產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗, 統(tǒng)稱為鐵磁性損耗。如果鐵磁性損耗過大, 會(huì)造成鋼材料局部過熱, 可能全威脅到人身安全、設(shè)備安全或結(jié)構(gòu)安全, 還造成大量電能損耗。要減少鐵磁性損耗, 應(yīng)從減少交變磁場中鋼材料的使用、增加屏蔽、避免形成閉合回路、改善鋼材料與載流導(dǎo)體空間關(guān)系等方面入手。

具體措施,導(dǎo)體金具應(yīng)采用設(shè)計(jì)更為先進(jìn)的型號(hào)及盡量采用非導(dǎo)磁性材料制造的金具, 這樣既降低了損耗, 也意味著溫升降低, 延長了金具安全使用壽命。在電抗器周圍應(yīng)嚴(yán)格按照制造廠給出的空間尺寸來限制鋼結(jié)構(gòu)使用的空間范圍。同時(shí)也要注意盡量減少電抗器周圍鋼材料的使用, 在合理的范圍內(nèi)盡量加大鋼結(jié)構(gòu)與電抗器的距離。在有強(qiáng)交變磁場的空間內(nèi), 在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,合理選擇鋼構(gòu)與母線的相對(duì)位置, 使鋼構(gòu)盡量與導(dǎo)體垂直, 以使不產(chǎn)生感應(yīng)電勢和環(huán)流。避免較長鋼結(jié)構(gòu)與母線平行。大面積鋼筋混凝土中的鋼筋結(jié)構(gòu), 應(yīng)將鋼筋結(jié)構(gòu)割成不連續(xù)的小尺寸或在縱橫鋼筋交叉點(diǎn)用包扎絕緣的方法, 以減少環(huán)流。斷開閉合回路。設(shè)計(jì)中應(yīng)避免大電流母線附近的鋼構(gòu)件形成包圍一相或兩相的閉合回路, 如不可避免時(shí)可采用黃銅焊縫或絕緣板隔離磁路的方式。在大電流敞開式母線與鋼構(gòu)之間加裝電阻率低的非導(dǎo)磁率材料制作的屏蔽板, 可明顯減少鋼構(gòu)的鐵磁性損耗。在大電流敞開式母線支持鋼結(jié)構(gòu)上加裝電阻率低的非導(dǎo)磁率材料制作屏蔽環(huán), 可明顯減少鋼構(gòu)的鐵磁性損耗。

三、降低電力拖動(dòng)過程中的損耗

發(fā)電廠中使用的電動(dòng)機(jī)基本都是鼠籠型異步交流電動(dòng)機(jī), 具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn), 是電力拖動(dòng)的絕對(duì)主力。

為了降低電力拖動(dòng)中異步電動(dòng)機(jī)的損耗, 首先要選擇效率高、功率因數(shù)高的電動(dòng)機(jī);二是采用調(diào)速技術(shù), 使用電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行, 進(jìn)而提高效率, 達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

在實(shí)踐中獲得應(yīng)用的三相異步電動(dòng)機(jī)電氣調(diào)速技術(shù), 常見的有: 變極調(diào)速,電動(dòng)機(jī)采用多速電機(jī)，通過繞組的不同接法獲得不同的極對(duì)數(shù), 以獲得不同的轉(zhuǎn)速。高壓多速電機(jī), 一般應(yīng)用于大功率風(fēng)機(jī)、大功率水泵。低壓多速電機(jī), 一般應(yīng)用于通風(fēng)機(jī)、機(jī)床、行車、起重機(jī)等。相比單速電機(jī), 也有較好的節(jié)能效果。

變頻調(diào)速,交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)由交流電機(jī)、可以變頻變壓的靜止變頻裝置及其控制電路等組成。靜止變頻裝置可以分為交- 交變頻和交-直-交變頻兩大類。其中交-直-交變頻應(yīng)用較廣。

交-交變頻器: 亦稱直接變頻器或循環(huán)變頻器。它由接到同一交流電源上的若干相控整流器所組成, 按照一定的規(guī)律控制各相控整流器的控制角, 使整流器工作在整流或有源逆變狀態(tài), 就可以在輸出端得到多相整流波的包絡(luò)線所組成的較低頻率的交流電。這種方法僅適合大功率低速的交流拖動(dòng)。交-直-交變頻器: 亦稱間接變頻器。它是先把電網(wǎng)頻率的交流電用可控或不可控的整流器變?yōu)橹绷麟? 經(jīng)過中間直流電路, 再用逆變器變換為頻率可調(diào)的交流電, 從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于變頻調(diào)速有諸多優(yōu)點(diǎn), 對(duì)于電廠中負(fù)荷變化較大的電力拖動(dòng)機(jī)械, 或經(jīng)常處于低負(fù)荷運(yùn)行的電力拖動(dòng)機(jī)械, 在經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后及安裝可能的前提下, 均應(yīng)采用變頻調(diào)速裝置, 可以節(jié)約大量電能。

改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。轉(zhuǎn)子串接調(diào)速變阻器調(diào)速。電機(jī)采用繞線型異步電機(jī), 通過控制電路投切轉(zhuǎn)子回路中串接電阻數(shù)量, 隨著轉(zhuǎn)子電阻增加, 轉(zhuǎn)差率s 變大, 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。此方法優(yōu)點(diǎn)是簡單, 可獲得較高的轉(zhuǎn)矩。經(jīng)常使用的起重類機(jī)械, 不應(yīng)采用此種調(diào)速方式, 應(yīng)采用變頻調(diào)速以節(jié)約電能。串級(jí)調(diào)速改變轉(zhuǎn)子回路電阻調(diào)速時(shí), 將在調(diào)節(jié)電阻中消耗很大的功率。為了使這部分功率不消耗掉, 于是提出了在轉(zhuǎn)子回路中接入附加電勢的調(diào)速方法, 稱為串級(jí)調(diào)速。

現(xiàn)在串級(jí)調(diào)速方法是將異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路的轉(zhuǎn)差頻率交流電由半導(dǎo)體整流器整流為直流, 再經(jīng)過靜止的逆變器把直流轉(zhuǎn)變?yōu)楹碗娋W(wǎng)同頻率的交流, 通過變壓器反饋回交流電網(wǎng), 提高了調(diào)速系統(tǒng)的效率。由于高壓變頻器價(jià)格逐步下降, 高壓串級(jí)調(diào)速裝置也將退出市場, 由高壓變頻器取代。

電磁轉(zhuǎn)差調(diào)速。采用電磁調(diào)速籠型電動(dòng)機(jī), 通過改變電磁離合器的勵(lì)磁電流, 進(jìn)而改變異步電機(jī)轉(zhuǎn)差, 達(dá)到調(diào)速目的。

電氣專業(yè)實(shí)際設(shè)計(jì)工作中, 應(yīng)根據(jù)工藝專業(yè)提供的負(fù)荷特點(diǎn)和調(diào)速要求, 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析, 靈活選用調(diào)速方式, 最終達(dá)到節(jié)能降耗的良好目的。

四、降低照明損耗

1.采用專用照明調(diào)壓器。火力發(fā)電廠照明電一般都取自動(dòng)力電源, 動(dòng)力電源要求電網(wǎng)的電壓高, 以使電機(jī)類電力拖動(dòng)負(fù)荷更容易啟動(dòng)。對(duì)于電廠來說, 由于動(dòng)力負(fù)荷要比照明更為重要, 實(shí)際運(yùn)行時(shí)照明燈具電源電壓就遷就于動(dòng)力電電壓。照明燈具屬于電阻性負(fù)荷, 功率近似正比于電壓的平方。降低工作電壓, 也解決了發(fā)電廠燈具壽命短,可謂一舉多得。

2．采用節(jié)能型燈具。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展, 節(jié)能型燈具的壽命逐步提高, 價(jià)格不斷下降, 其綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已具有明顯優(yōu)勢。因此發(fā)電廠的照明設(shè)計(jì)應(yīng)緊跟照明技術(shù)的發(fā)展, 積極推廣使用新型節(jié)能燈具, 以節(jié)約電能。

3.對(duì)功率因數(shù)低的氣體放電燈采用電容補(bǔ)償，采用電容補(bǔ)償型燈具可使功率因數(shù)更高,節(jié)電效果明顯。

五、發(fā)電廠電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)

電力系統(tǒng)中發(fā)電量的控制，一般分為三種情況：一是由同步發(fā)電機(jī)的調(diào)速器實(shí)現(xiàn)的控制；二是由自動(dòng)發(fā)電控制(簡稱 AGC)實(shí)現(xiàn)的控制；三是按照經(jīng)濟(jì)調(diào)度要求實(shí)現(xiàn)的控制。

第一種情況通常叫做頻率的一次調(diào)整控制；第二種情況稱為頻率的二次調(diào)整控制；而第三種則稱為頻率的三次調(diào)整。這三種調(diào)整控制頻率的方式是有差別的。由調(diào)速器實(shí)現(xiàn)調(diào)頻以控制發(fā)電機(jī)組的輸出功率，其響應(yīng)速度較快，可適應(yīng)小負(fù)荷短時(shí)間的波動(dòng)；對(duì)周期在10s至多2～3min以內(nèi)而幅度變化較大的負(fù)荷，已經(jīng)不能由調(diào)速器本身的調(diào)頻特性來進(jìn)行調(diào)整控制，就需要由電力系統(tǒng)控制中心，根據(jù)系統(tǒng)的頻率以及與其他地區(qū)相連的

輸電線上的功率的偏移程度，啟動(dòng)AGC來進(jìn)行控制負(fù)荷；對(duì)于周期在三分鐘以上的負(fù)荷波動(dòng)，可以根據(jù)以往實(shí)測的負(fù)荷變化情況(即所謂的負(fù)荷曲線)和預(yù)測幾分鐘后總負(fù)荷變化趨勢，由計(jì)算機(jī)算出發(fā)電機(jī)組最經(jīng)濟(jì)的輸出功率，然后發(fā)出控制命令到各發(fā)電廠進(jìn)行調(diào)整，即按經(jīng)濟(jì)調(diào)度實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分配控制。

AGC是以控制調(diào)整發(fā)電機(jī)組輸出功率來適應(yīng)負(fù)荷波動(dòng)的反饋控制。電力系統(tǒng)中功率的不平衡將導(dǎo)致頻率的偏移，所以電網(wǎng)的頻率可以作為控制發(fā)電機(jī)輸出功率的一個(gè)信息。發(fā)電機(jī)組上的調(diào)速器能根據(jù)電力系統(tǒng)頻率變化自動(dòng)地調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出功率，所以在某種意義上講也具有自動(dòng)發(fā)電控制的功能，但通常不稱為自動(dòng)發(fā)電控制。這里指的 AGC是一種控制性能比較完善和作用較好的發(fā)電機(jī)輸出功率的自動(dòng)控制。它利用電子計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制功能，是一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，有時(shí)也稱為 AGC系統(tǒng)。

1.電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原理

最簡單的AGC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，它是具有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組和聯(lián)絡(luò)線的 AGC系統(tǒng)。

Pzd為輸電線路功率的整定值，Pzd為系統(tǒng)頻率整定值，P為輸電線路功率的實(shí)際值，f為系統(tǒng)頻率的實(shí)際值，Bf為頻率修正系數(shù)，K(S)為外部控制回路，用來根據(jù)電力系統(tǒng)頻率偏差和輸電線路上的功率偏差來確定輸出控制信號(hào)，Pw為系統(tǒng)要求調(diào)整的控制信號(hào)功率，N(S)為內(nèi)部控制回路，用來控制調(diào)整調(diào)速器閥門開度，已達(dá)到所需要的輸出功率。

對(duì)于具有多個(gè)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)和發(fā)電機(jī)組的實(shí)際電力系統(tǒng)，則AGC將變?yōu)榘S多并聯(lián)發(fā)電機(jī)組控制回路的形式，其內(nèi)部控制回路和外部控制回路的基本結(jié)構(gòu)并未改變。G1、G2、G3為發(fā)電機(jī)組；ACE稱為誤差信號(hào)信息，用來根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差以及輸電線路功率偏差來確定輸出控制信號(hào)；負(fù)荷分配器根據(jù)輸入的控制信號(hào)大小并且根據(jù)等微增率準(zhǔn)則或其他原則來控制各臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出功率的大小。

自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)具有四個(gè)基本任務(wù)和目標(biāo)：使全系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)輸出功率和總負(fù)荷功率相匹配；將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)整控制到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值；控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計(jì)劃值相等，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域內(nèi)有功功率和負(fù)荷功率的平衡；在區(qū)域網(wǎng)內(nèi)各發(fā)電廠之間進(jìn)行負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。

2.自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)包括兩大部分：

篇（9）

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

我國自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品以及應(yīng)用情況，雖然在近20年來取得了可喜的成績，在個(gè)別領(lǐng)域取得了一些突破，但還遠(yuǎn)沒有形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，名牌的支柱企業(yè)也還沒有形成。在中國加入WTO之后，多數(shù)企業(yè)面臨一個(gè)重新認(rèn)識(shí)環(huán)境和自我重新定位的過程。隨著科技的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中得到了越加廣泛的使用。了解這一系統(tǒng)的功能，聯(lián)系當(dāng)前使用情況，分析電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的未來趨勢，對(duì)進(jìn)一步使其為社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步和人民生活水平的提高都有一定意義。

一、電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的特點(diǎn)

第一，電氣自動(dòng)化產(chǎn)品方便快捷。電氣自動(dòng)化產(chǎn)品主要是把電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等集于一個(gè)產(chǎn)品上，使產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，給人們的生活帶來了很大的方便，給社會(huì)節(jié)省了大量的人力資源和物質(zhì)資源，同時(shí)也促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

第二，電氣自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)用廣泛性日益明顯。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)消費(fèi)品的要求也逐漸變高，這就使自動(dòng)化產(chǎn)品的市場擴(kuò)大，這可以從日常生活中較為普遍的此類產(chǎn)品中看出來，例如人們每天所坐的公交車的車門、市民經(jīng)常使用的電梯等，人們已經(jīng)慢慢適應(yīng)了這種自動(dòng)化產(chǎn)品所帶來的便利，這也使此類產(chǎn)品在消費(fèi)市場中占據(jù)重要地位。

第三，電氣自動(dòng)化產(chǎn)品發(fā)展空間大。電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的發(fā)展一般都與計(jì)算機(jī)的發(fā)展相配套，主要是由于自動(dòng)化的過程需要計(jì)算機(jī)來操作，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的發(fā)展會(huì)更加智能化，也就是自動(dòng)化程度會(huì)更高，所能完成的任務(wù)量及速度也會(huì)更大和更快，從而對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钣绊懥σ矔?huì)更大。

第四，電氣自動(dòng)化產(chǎn)品效率高。由于現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏不斷加快，人口的不斷增加使人們的消費(fèi)更快更高，這就給工業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的壓力，電氣自動(dòng)化工業(yè)的發(fā)展很好的解決了這一問題，由于電氣自動(dòng)化能夠使生產(chǎn)過程更加暢順自動(dòng)，減少了傳統(tǒng)生產(chǎn)中人工搬運(yùn)手工生產(chǎn)的弊端，使得生產(chǎn)力加倍上升，從而更加有效的緩解了生產(chǎn)的壓力。

二、電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）在交通方面的應(yīng)用。現(xiàn)代社會(huì)的高速進(jìn)步離不開交通行業(yè)，而交通行業(yè)的發(fā)展又離不開電氣自動(dòng)化產(chǎn)品。公路上的電子警察、每一輛車的人部分元器件乃至一輛車的自動(dòng)化控制開關(guān)、甚至是安全氣囊都是電氣自動(dòng)化產(chǎn)品在交通方面的應(yīng)用。當(dāng)然交通方面電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用還不僅僅是車輛方面，還有路邊的顯示屏、測速器以及紅綠燈系統(tǒng)等都在此之列。

（2）在工業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用。隨著工業(yè)革命后科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各行各業(yè)也隨之發(fā)展。尤其是工業(yè)，可謂是迅速地發(fā)展，現(xiàn)在的工業(yè)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這與電氣自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)用有很大關(guān)系。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化控制設(shè)備能夠在無人甚至少人的情況下按照既定的程序與約定完成規(guī)定的操作，從而使生產(chǎn)達(dá)到自動(dòng)化。這樣危險(xiǎn)的操作有機(jī)器人代勞，工作人員的安全也就得到了保障。相較于人的手工作業(yè)，在一些定量分配方面的工作如生產(chǎn)食品時(shí)的配料等，自動(dòng)化設(shè)備的操作將會(huì)比人工操作更加精準(zhǔn)，所以電氣自動(dòng)化產(chǎn)品對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)十分重要。

（3）在服務(wù)業(yè)方面的應(yīng)用。服務(wù)產(chǎn)業(yè)屬于第三產(chǎn)業(yè)，它不涉及直接的生產(chǎn)，但對(duì)電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的需求和要求都很高。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們不僅解決了溫飽還有了積極的消費(fèi)觀念，這些消費(fèi)又促進(jìn)著電子產(chǎn)品的更新。一個(gè)POS機(jī)的應(yīng)用都能給很多人提供了方便，另外還有電梯、按摩器、自動(dòng)麻將機(jī)、跑步機(jī)以及游樂園里游樂設(shè)施等等一系列在生活中常見的東西，它們幾乎都是電氣自動(dòng)化產(chǎn)品。

三、電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

（1）電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的市場化。在市場中的產(chǎn)品要想的發(fā)展，都需要對(duì)企業(yè)內(nèi)部的制造部門進(jìn)行深化體制改革，借鑒市場中的高端技術(shù)，重視創(chuàng)新和研發(fā)產(chǎn)品等等，運(yùn)用一些科學(xué)地高端技術(shù)是維持產(chǎn)品的發(fā)展指標(biāo)另外還需要了解市場發(fā)展的規(guī)律和行情，合理科學(xué)地分析市場產(chǎn)品化帶來的不利影響，不定期進(jìn)行市場調(diào)查和研發(fā)，滿足市場的需求，才能供給消費(fèi)者和批發(fā)商等等同時(shí)，對(duì)于制造企業(yè)除了開發(fā)技術(shù)和集成系統(tǒng)進(jìn)行研究與探討，還應(yīng)利用分工外包和社會(huì)化的合作，從而使產(chǎn)品逐步走上市場生產(chǎn)化，保證了科學(xué)技術(shù)的研發(fā)和資源利用。于是，產(chǎn)業(yè)的市場化打開了市場的大門，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢

（2）電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的智能化。所謂智能化，就是指產(chǎn)品的自動(dòng)性更好、能對(duì)外界的指令作出判斷與回應(yīng)，以此滿足消費(fèi)者的很多需求，給人們提供更多的便利。在未來市場上的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)品會(huì)越來越智能，這是由人民日益提高的生活水平?jīng)Q定的。顧客的需求就是省力省心，就要求我們的電氣自動(dòng)化產(chǎn)品能為顧客提供最多大的便利。同時(shí)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)賴以為基礎(chǔ)的電子信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)正迅速發(fā)展，各方而技術(shù)的進(jìn)步也為電氣自動(dòng)化新產(chǎn)品的研發(fā)提供了可靠幫助，這必然將引領(lǐng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)走向智能化。

（3）未來的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要更加專業(yè)的技術(shù)型人才。隨著電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的智能不斷加強(qiáng)，對(duì)技術(shù)人才的要求及專業(yè)性也逐漸提高了。對(duì)于在崗相關(guān)的工作人員需要進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，來增加員工的認(rèn)知度和知識(shí)面。在操作工作中難免出現(xiàn)一些問題，所以，操作人員必須重視培訓(xùn)工作，防止帶來不必要的損失，損害自動(dòng)化控制系統(tǒng)。對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)這一現(xiàn)代化技術(shù)裝備，應(yīng)該安排崗位人員進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉整個(gè)系統(tǒng)的安裝流程。主要是針對(duì)一些新職員和從未接觸過這一新設(shè)備、新技術(shù)的企業(yè)和人員。由于企業(yè)對(duì)于員工的技能加以關(guān)注，除此之外還可以參加一些研討會(huì)，其中需要指導(dǎo)人員指點(diǎn)迷津，掌握操作系統(tǒng)硬件與一些技術(shù)要點(diǎn)，通過多重渠道學(xué)習(xí)來維護(hù)系統(tǒng)工程的質(zhì)量與安全，提高技術(shù)含量。

（4）隨著電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在各領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合和銜接的發(fā)展趨勢日漸明顯，隨著互聯(lián)網(wǎng)的到來，計(jì)算機(jī)的發(fā)展領(lǐng)域的各項(xiàng)技術(shù)與電氣自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合能實(shí)現(xiàn)更為智能化和自動(dòng)化的發(fā)展趨勢。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合也是市場發(fā)展和社會(huì)多方面需求的綜合結(jié)果，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也加快了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展技術(shù)的結(jié)合進(jìn)程。在這虛實(shí)相結(jié)合中，對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和設(shè)備的生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)的影響，從而電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)由單一的發(fā)展逐步向多元化的集成和系統(tǒng)化的方向發(fā)展。

結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，我們必須緊隨時(shí)代的進(jìn)步，企業(yè)要想在自動(dòng)化控制領(lǐng)域取得成果，在深化內(nèi)部的市場經(jīng)濟(jì)改革的同時(shí)，進(jìn)行市場調(diào)查從中了解市場需求，加強(qiáng)對(duì)高科技高專業(yè)人才的重用，對(duì)一些不熟悉或者新職員上崗前，需要對(duì)其加強(qiáng)培訓(xùn)工作，更加完善地研發(fā)出時(shí)代的高科技產(chǎn)品。并且在自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新上不斷努力，生產(chǎn)出安全可靠的優(yōu)秀產(chǎn)品，符合相關(guān)部門的規(guī)定與要求。總而言之，電氣自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，而且對(duì)未來的發(fā)展趨勢是可觀的，在自動(dòng)化控制中具有重要的作用。不過，在未來的發(fā)展趨勢中，還需要我們共同努力，不斷鍛煉自己完善自己，通過一系列的高端技術(shù)學(xué)習(xí)積累經(jīng)驗(yàn)，才能為自動(dòng)化控制工作做工序，促使電氣自動(dòng)化控制不斷進(jìn)步。

篇（10）

關(guān)鍵詞：

露天煤礦;電氣自動(dòng)化;控制系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計(jì)

1露天煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1優(yōu)化輸入電路

輸入電路的優(yōu)化需要考慮在正常狀態(tài)下的PLC供電源的電壓范圍，一般情況下，煤礦企業(yè)所采用的電壓范圍為：85.0V~240.0V，電源幅度為155.0V。但在運(yùn)行和管理中，由于現(xiàn)場情況的復(fù)雜性，導(dǎo)致存在眾多因素的干擾。例如我國的供電系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，周圍的環(huán)境相對(duì)惡劣，常常受到外界因素的影響，從而時(shí)常出現(xiàn)電力中斷的現(xiàn)象。因此，在使用自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行煤礦開采工作時(shí)，就需要采取緊急預(yù)案措施，例如：安裝電力凈化裝置（濾波器或隔離器等）。在設(shè)計(jì)的過程中，要時(shí)刻保持PLC輸入電源的直流電壓值穩(wěn)定在24.0V，負(fù)載要根據(jù)環(huán)境的變化而調(diào)整。合理配置電路，避免運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)短路或斷路。在操作之前還應(yīng)該檢查PLC芯片，確保其沒有受到損壞。為了確保電路穩(wěn)定，電路需及時(shí)更換高質(zhì)量的保險(xiǎn)絲，避免跳閘，從而造成嚴(yán)重的事故。

1.2優(yōu)化輸出電路

在煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸出電路中，需要優(yōu)化輸出電路。優(yōu)化需要結(jié)合實(shí)際情況加以選擇，選擇的內(nèi)容包括：相關(guān)設(shè)備的標(biāo)志、指示、轉(zhuǎn)速等，從而保證設(shè)備的配置能夠滿足煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作。在正常狀態(tài)下，若電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸出頻率低于正常頻率時(shí)，則可以通過繼電器繼續(xù)完成。這樣可以合理化的設(shè)計(jì)電路，而不破壞電路的抗干擾性能，且不會(huì)影響負(fù)載端的正常工作。若電路的負(fù)載端為感性負(fù)載時(shí)（如：電磁線圈），當(dāng)出現(xiàn)斷電情況時(shí)，電路仍會(huì)通過一定的電流，當(dāng)浪涌電流值較大時(shí)，就有可能燒毀芯片，甚至整個(gè)電路。為防止這一現(xiàn)象出現(xiàn)，可以在負(fù)載端設(shè)置二極管用以吸收浪涌電流，保護(hù)電路系統(tǒng)，而不至于被燒壞。另外，為了確保電路能夠穩(wěn)定運(yùn)行，我們通常采用中間或固態(tài)繼電器，從而增強(qiáng)電路的靈活性。

1.3抗干擾能力的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在煤礦自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，抗干擾能力的設(shè)計(jì)是必不可少的一部分。當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)完成后，緊接著就需要對(duì)其抗干擾能力進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般而言，煤礦企業(yè)中的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)常處在相對(duì)惡劣的環(huán)境中，從而其穩(wěn)定性較差，這就對(duì)我們的設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求。通過分析我們發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)的長期運(yùn)行中，往往因?yàn)槟p或是其他原因，導(dǎo)致電磁脈沖對(duì)系統(tǒng)芯片造成一定的破壞。因此，優(yōu)化芯片的設(shè)計(jì)是工作的重中之重。通過電磁分析，我們發(fā)現(xiàn)可以采取的具體措施有如下幾種：第一，采用1:1隔離變壓器，降低干擾頻率，這是由于電網(wǎng)中原副邊繞組之間的電容耦合所產(chǎn)生的各種干擾，另外，在實(shí)施的過程中需要將電容接地。第二，將電路裝置放入金屬外殼內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽電磁的作用。金屬有良好的屏蔽作用，且能有效地防止外界的干擾。第三，優(yōu)化系統(tǒng)周邊的布線設(shè)置，采用合理的手法改造線路，區(qū)分強(qiáng)電動(dòng)力線路和弱電線路的走勢，并用雙絞線屏蔽模擬信號(hào)傳輸線的電纜。

2露天煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)形式為基本程序設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)兩種，但至于要采用哪種結(jié)構(gòu)形式還要根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。但是，為了方便日后軟件的修改和設(shè)計(jì)及進(jìn)一步開發(fā)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，我們一般采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式。在模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，我們一般按照如下的方式進(jìn)行操作：第一，勘察現(xiàn)場情況及企業(yè)生產(chǎn)要求，將煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所控制的對(duì)象模塊化，每一模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)執(zhí)行任務(wù)。第二，通過對(duì)每一模塊進(jìn)行程序的編寫和調(diào)試，完成每一模塊的任務(wù)。第三，當(dāng)所有的子模塊都完成后，將其連接拼裝，形成一個(gè)完整的程序。這樣的工作流程便于查找錯(cuò)誤，使得系統(tǒng)劃分整齊、調(diào)整便捷，從而與現(xiàn)場的生產(chǎn)過程有更高的契合度。

2.2程序過程優(yōu)化設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心實(shí)質(zhì)在于：確保優(yōu)化對(duì)I/O接口分配。在執(zhí)行的過程中，我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況盡最大努力實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的I/O信號(hào)的編制，在這一基礎(chǔ)上，系統(tǒng)內(nèi)部所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器等也需要進(jìn)行集中的編制。當(dāng)這一工作完成之后，對(duì)這些地址分配的情況需要加以詳細(xì)的記錄。另外，我們在設(shè)計(jì)的過程中需要注意對(duì)PLC的控制優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而極大地提高煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作效率。在這一過程中，我們還需要簡化PLC控制程序所控制的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，盡量不要占用更多的內(nèi)存空間，從而縮短掃描時(shí)間。另外，可以多次循環(huán)利用PLC芯片所對(duì)應(yīng)的各類觸點(diǎn)。在程序設(shè)計(jì)中安裝控制按鈕，利用二分頻技術(shù)控制能源的使用，從而降低資源的消耗，并在一定程度上提高了自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行速度和運(yùn)行效率。

3煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備的選擇優(yōu)化

目前市場上有很多自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備可供選擇，但是無論是哪一種都要找準(zhǔn)其適合的工作環(huán)境，才能發(fā)揮出其應(yīng)有的價(jià)值。煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備品牌有：合力時(shí)、研祥、LG、GE、SIEMEN等。在選擇的方面本人總結(jié)如下。

3.1明確煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作模式

在選擇時(shí)，明確煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作模式及規(guī)模大小是一個(gè)必須的過程。若我們根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)要求和實(shí)際的工作環(huán)境，以西門子的PLC產(chǎn)品作為選擇，在不同的作業(yè)任務(wù)及工作狀態(tài)下，選擇的PLC型號(hào)也是有所差異的。SIEMENS7-200等微型PLC產(chǎn)品適合瓦斯?jié)舛鹊臋z查，SIEMENS7-300等中型的PLC產(chǎn)品適合測量礦井水位的變化，SIEMENS7-400等大型的PLC產(chǎn)品則可以對(duì)礦井工人安全進(jìn)行監(jiān)控。

3.2確定I/O點(diǎn)的類型

由于施工的復(fù)雜性及實(shí)際要求有所差別，設(shè)備I/O點(diǎn)的數(shù)量和類型有很大的差別。因此，在這方面我們需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并做好及時(shí)地記錄，并根據(jù)記錄的結(jié)果做出預(yù)算，從而避免過度的浪費(fèi)。由于供電條件的不穩(wěn)定性，在選擇設(shè)備輸出點(diǎn)的動(dòng)作頻率時(shí)需要對(duì)應(yīng)選擇輸出端。