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中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2011)03-0013-02
高爐自動化控制系統具有組成設備多、位置分散、設備間聯鎖關系強、設備運行環境惡劣、安全性可靠性要求高等方面特點,基于PLC的高爐控制系統,在考慮高爐煉鐵系統特點和要求的基礎上,充分利用了PLC可靠性高、性能優異、功能豐富、擴展性好、易于使用等方面的優勢,給出了針對性強和個性化的解決方案。
1、系統設計
高爐控制是集機械、電氣控制和計算機應用為一體的技術,采用以PLC為核心的,集中與分散相結合的自動化控制系統,系統由1個中央控制室和上料系統、高爐本體、熱風爐、除塵等四個控制站組成,通過高速100Mbps光纖工業以太網進行數據通信,自動化過程監控系統的布局及網絡結構如圖1。料批控制程序及選倉配料控制、料流調節閥開度控制及溜槽傾動和轉動控制為重點;料車卷揚、探尺卷揚、布料器傾動上料系統、熱風、布袋除塵,既要滿足基本工藝要求,還要滿足設計提出的工藝要求。
為了適應工藝操作,在各控制站設槽下及上料操作站、高爐本體操作站、熱風爐操作站和布袋除塵操作站。所有的數字量輸出點都采用繼電器與外部設備進行電氣隔離,模擬量輸入輸出信號都采用帶光電隔離的模塊。
1.1 通信網絡
對于高爐自動化控制系統而言,自動化系統主要由二級控制系統和二層通訊網絡構成。這樣的系統布置也是為了在生產的過程中保證系統的完整性和合理性,確保系統自動運行。整個通信系統使用的是工業以太網,各個操作室都可以獨立完成各自的任務,根據生產上的臨時需要,各自獨立的控制,每個操作臺與中央控制室采用高速工業以太網連接進行信息傳遞,這樣就可以真正的做到資源共享,互調數據等,同時構成了完整的過程監控系統。
1.2 操作方式
整個高爐的生產操作由各個操作臺還有中央操作室相互配合完成。對于地面上的么個操作臺實現集中手動、自動控制兩種方式,其實最要的是進行工藝和電氣參數的設定,運行方式的選擇和開爐前后的一般操作等等,包括自動控制,軟手動實現現場各電控設備的控制。每個操作臺主要用于手動操作,并且在自動方式下實施人工干預。
2、系統功能
本文所介紹的高爐自動化控制系統是一個集順序控制,過程控制,數據采集以及工況監視連帶數據管理為一體的自動化控制系統。對生產上所用到的電動機和閥門等連帶相關成套機電設備的開關量控制,包括各個部分的聯鎖起動,聯鎖關機,自動聯鎖控制,單步聯鎖控制,系統單步調試于一體。并在過程控制中數據的采集和處理(包括開關量和模擬量),帶有完善的報警功能。開關量和模擬量報警的顯示并有相關的記錄和打印功能,針對生產上的歷史曲線圖、實時曲線圖、電氣儀表圖和棒形圖顯示和打印。按照功能和結構劃分,高爐系統分為四個分系統:槽下及上料控制系統、高爐本體系統、熱風爐系統和除塵控制系統。
3、系統特點
高爐自動化控制系統,采用冗余的以太網絡、PROFIBUS-DP總線網絡將中心控制室計算機和PLC系統主站、PLC系統主站與遠程I/O分站聯系起來,構成一個分布式的控制系統,具體特點如下:
3.1 高爐自動化控制系統完善、強大的功能
支持冗余CPU配置,功能更強、速度更快。同時,配有品種齊全的功能模塊,充分滿足用戶各種類型的現場需求。即使在惡劣、不穩定的工業環境下,依然可正常工作;無風扇設計提高了系統的可靠性;在運行過程中,模塊可進行帶電熱插拔。
3.2 高爐自動化控制系統冗余解決方案
本文所介紹的高爐程控系統設計為冗余配置,其中包括電源冗余,CPU冗余,以太網絡冗余,PROFIBUS-DP總線網絡冗余等等。無論生產過程中哪個環節出現問題都可以不影響生產,也因此可以認為這個系統最大限度地保證了系統的可靠性以及安全性。
3.3 高爐自動化控制系統集中管理、分散控制
高爐控制系統設計為主站和遠程兩種模式,I/O從站的網絡結構,并最終由系統主站統一管理系統內的設備,對于遠程I/O分站而言,其功能只負責數據采集與設備驅動。這樣的系統結構設計是十分合理的,既滿足了系統設備間聯鎖關系強的要求,又滿足了系統設備位置分散的要求。
3.4 高爐自動化控制系統開放性
高爐程控系統其實是一個開放性的系統。工業以太網、PROFIBUS-DP總線網絡是目前應用最廣泛和開放性最好的工業通訊網絡,在各個行業都有廣泛的應用,系統軟件支持DDE、OPC、ODBC、SQL,同時提供了豐富的API編程接口,可以方便地進行系統擴展或與全廠輔控網、MIS和其他子系統進行無縫連接。
參考文獻
1 前言
日常工業生產中，多數生產設備都設有數字模擬控制系統，如，電動機、電磁閥、溫度開關、產品計量、流量控制等，都是通過PLC自動化控制系統技術實現。可見，PLC自動化控制系統在工業領域中有著廣泛的應用。
2 PLC自動化控制系統的設備選型
PLC主要是對工業設備的外部系統實現自動化控制，系統控制設備規模依具體情況而定，可能是單個設備、多個設備組合或者對工業設備的生產過程實現有效控制。市場上PLC自動化控制系統產品型號眾多，不同類型PLC自動化控制系統適用不同范圍。選購時，應結合生產實際情況，分析、統計出被控設備的數字量、模擬量并估算出內存，確保余量適度，同時，應綜合考慮生產廠家的品牌形象、售后服務、技術保障、網絡通信等因素，最終，選擇性價比較高的PLC自動化控制系統機型。當前，國外知名的品牌有：德國西門子、日本的三菱、松下、歐姆龍，美國的通用，韓國的LG。國內自主品牌有：研華、研祥、合力時等。選購PLC自動化控制系統時，主要從以下幾個方面考慮：.
2.1 結合實際，確定控制系統規模
選購前，應結合被控制設備的生產工藝流程、控制程度來確定所采購的PLC系統規模。通常PLC自動化控制系統按規模分為大、中、小三種。初等PLC控制系統主要適用于小規模生產，控制過程開關量為主，I/O點數不大于128 點的單個設備；中等規模PLC控制系統主要適用于生產過程較復雜，閉環控制且I/O點數在128—512 點范圍之間的被控制設備；大規模PLC控制系統主要適用于生產過程規模大、自動化網絡控制，I/O點數在512點以上被控制設備。
2.2 結合生產工藝要求，確定I/O 點類型
PLC系統的I/O點數和類型選擇應根據被控制設備的生產工藝、復雜程度要求來決定。對PLC系統的適度估計，可節省成本。因PLC自動化控制系統的電流輸出端所承載負載不同，設備電流輸出選用材料也不同，恰當的電流輸出對系統穩定運用有至關重要的作用。
2.3 選擇適當的系統編程工具
PLC自動化控制系統編程工具主要分為三種：普通手持編程器，只對普通語句進行編程， “成本低、體積小、易調試”；圖形編程器，采用梯形圖編程方式， “易操作、成本高、圖像直觀”，適用于中小型PLC自動化控制系統；計算機編程，此種編程采用計算機同系統軟件包相結合的編程方式，“成本高、不易調試”，但此方式效率最高，多用于中等和高等PLC自動化控制系統系統。
3 PLC自動化控制系統的設計
PLC自動化控制系統設計主要包括硬件設計和軟件設計。
3.1 硬件設計
PLC自動化控制系統硬件設計主要包括電路的輸入和輸出兩個部分。首先，輸入電路設計。PLC輸入電源通常在AC85—240V，適用面廣泛，但為抵御外界干擾，通常都配裝電源凈化裝置。此外，系統中的隔離變壓器也可采用雙隔離技術，以減小干擾。PLC自動化控制系統的輸入電路電源所帶負載應嚴格注意容量大小，同時作好短路保護準備，這對PLC的系統安全意義重大。其次，輸出電路設計應結合生產實際需求，各種指示燈、變頻裝置采用晶體管輸出，此種材質較適用于高頻工作，如果PLC系統的輸出頻率為每分鐘6次左右，則選用繼電器方式輸出，它具有“抗干擾、帶負載能力強”的特點。如，PLC輸出電路的電磁線圈為感性負載，如果斷電時就會對系統電路產生電流沖擊，所以，針對直流感性負載時并接結續二極管，能夠有效吸收交流負載，保護PLC系統。三是抗干擾設計。近年來，晶閘管可控整流和變頻調速裝置的廣泛應用為交流電網的帶來了污染，同時也給PLC控制系統帶來了一定的干擾，通常情況下，主要是采用隔離和屏蔽兩種抗干擾措施。
3.2 軟件設計
在PLC自動化控制系統軟件設計中，好的設計思想是最為主要的。軟件設計的主要根據系統控制要求將工藝流程圖轉換為梯形圖，具體表現形式為程序編寫。
一是系統的程序設計思想。通常情況下，軟件程序設計結構形式分為基本程序和模塊化程序。基本程序即可單獨進行簡單的生產程序控制又可以同其它和程序組合成模塊進行復雜控制。基本程序主要有順序結構、條件分支結構和循環結構等三種方式。模塊化程序設計是將一個總體控制目標程序劃分成多個進行不同任務的程序模塊，然后逐一編寫、調試，最終將不同程序模塊組成完整的程序來執行總體任務。在PLC自動化控制系統中，多數設備都采用此種程序設計思想，因為系統中每個模塊都是獨立單元，單元之間又相互具有連接關系，容易修改，適用復雜控制要求的生產過程，極大地縮短了掃描時間。
二是系統的程序設計要點。系統控制的I/O點數分配應依據生產流水線從前至后的原則，將系統內的I/O信號數據匯總、集中編寫地址，以便集中維護。系統的定時器、計數器不能夠重復使用一個編號。此外，程序中大量使用的內部繼電器或者中間標志位（不是I/O位），也須集中編址、分配，同時，列出I/O分配表、內部繼電器的中間標志位分配表。
4 做好系統程序的調試工作
4.1 I/O端子測試
一是用手工方式對PLC系統輸入端子逐一進行驗證，端子指示燈點亮，表示正常；否則，應檢查接線和I/O點。二是編寫程序，系統輸出電源正常的情況下，運用程序來檢查系統中所有輸出端子指示燈是否正常，端子指示燈點亮，表示正常，否則，應檢查接線和I/O點。
4.2 系統調試
系統調試主要指按控制要求將系統的電源、外部電路與輸入、輸出端子連接好，并將PLC自動化控制系統同現場的外部設備連接好，然后在PLC系統中加載程序，并運行和調試。通常情況下，應將PLC控制單元的工作方式設置為正常運行，并保持充足的時間來發現問題、解決問題。在正式調試前，工作人員應將PLC系統控制系統的各項設備全面、徹底地檢查，經確認無誤后，方可加載外部電源。
5 小結
綜上所述，在PLC自動化控制系統設計中，硬件設計最為主要，它直接影響著系統的安全和穩定，此外，對軟件進行有效管理能夠更好發揮硬件的功能，可見，PLC自動化控制系統是一項系統工程，只有反復設計和實踐，才能夠應用自如，在實際工作應用中起到良好效果。
參考文獻：
[1]李琦，于永濤.淺談PLC自動化控制系統抗干擾的措施[J].黑龍江冶金，2011（31）.
摘 要：科學技術的不斷發展，使得各種新的技術系統層出不窮，并在各個領域都發揮了重要的作用，其中目前人們熱議的一個話題就是電氣自動化控制系統，它對于提高生產效率，促進生產力的發展具有重要性意義，但是就一些傳統的電氣自動化控制系統來說，其連接和處理需要采用很多的連接線才能夠實現，這不僅使得系統的建立需要消耗很多的人力、物力、財力，而且不利于統一管理，高效維護，各種故障短路等問題一直阻礙著系統的正常工作運行，給生產效率帶來了影響.近年來，基于電氣自動化控制化技術以及先進的計算機控制技術基礎之上發展而來的PLC自動化控制系統也得到了迅速的發展，并積極運用于很多的領域，并在其中充當著重要的角色.在這種背景下，對于PLC自動化控制系統優化設計進行研究和分析具有重要的現實意義.
關鍵詞 ：PLC；自動化控制系統；優化設計；探究
中圖分類號：TP273文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）01-0058-02
工業自動化的水水平是衡量一個國家生產發展、生產力發展水平的一個重要指標，它對于國民經濟的發展具有重要的促進作用，電氣自動化作為工業自動化的一個重要組成部分，因此電氣自動化技術也是我們必須予以重視的關鍵技術之一.而基于可編程控制器基礎上的PLC技術的產生與發展不僅大大提高了當然的電氣自動化控制水平，更是克服了以往控制系統的很多缺點，解決了很多技術上的難題，帶來了很大的便利，具有非常好的應用前景，值得推廣和應用.為了更好的加強對于PLC自動化控制系統的了解，更好的發揮PLC自動化控制系統的積極作用，本文也從PLC技術和PLC自動化控制系統優化設計的基本論述出發，對于PLC自動化控制系統優化設計的主要內容進行了分析，希望給讀者一定的啟示.
1 PLC技術和PLC自動化控制系統優化設計的基本論述
1.1 PLC技術
我們常說的PLC技術，其實是可編程控制器的一種簡稱，它是在計算機技術基礎上發展而來的一種新技術，本身其實也是計算機技術的一種表現，但是這種技術卻為當前的電子自動化生產創造出了一種專業性很強的自動化的控制器，并且日趨成熟，在電氣自動化控制中得到了不斷地應用.盡管當前的PLC技術在原來的基礎上得到了很大程度的發展和改變，但是我們仍將其定義為PLC.在一定的運行程序下，根據用戶的不同需求，并通過相關的軟件進行控制，按照既定的命令和順序進行處理，進而實現對于電氣自動化的控制.一般情況下，處理器在執行了一條又一條命令程序中徘徊.相比傳統的電氣自動化控制系統，PLC控制系統具有非常少的接線量，除了系統的輸入、輸出端需要進行接線以外，其他的線路一般都是不需要實際的線路進行連接的，而是僅僅通過相關的軟件進行連接.另外這種系統所涉及到的信息獲取、處理和存儲都是按照既定的程序進行的，一般情況下是不需要進行調整和變化的.
和普通的計算機相比，PLC自動化控制系統的內部結構也包括電源、處理器、存儲器以及相應的功能處理模塊，每一個組成部分都是系統得以運行的基礎，都對PLC的作用發揮十分關鍵.其中的電源組件更是控制系統的基礎，它更是關鍵中的關鍵，一旦電源不能夠正常工作，其他的一切功能都難以實現.另外處理器是系統的核心，主要負責數據的處理和相應信息的轉化，它對于系統的作用主要體現在其強大的處理功能上.在復雜的電氣自動化的控制環境下，個功能模塊以及系統組件的相互作用、相互配合是進行自動化控制的重要保證.
1.2 PLC自動化控制系統優化設計的基本論述
對于PLC控制系統來說，每一種控制系統的優化設計都是為了滿足被控制對象的基本工藝要求，都是為了更好的提高自動化控制水平和生產的質量和效率.但是在PLC自動化控制系統優化設計過程中，除了要按照一定的生產工藝要求以外，還應遵循一定的優化設計原則，以下將作簡單的分析.
（1）要最大限度的滿足被控制對象的基本工藝要求，這是優化設計的最基本原則.在對于PLC自動化控制系統優化設計之前，應該對于控制系統的基本用途和重要應用環境等進行必要的調查研究，并且搜集和整理相關的數據資料，通過這些準備工作與專業的設計人員形成一份詳細的優化設計方案，同時還要協同各方面關系，積極解決設計過程中出現的問題.
（2）在不影響PLC自動化控制系統基本使用功能的前提下，要盡可能的對于優化設計方案進行優化，力求以更簡單的設計達到最佳的控制效果，從而實現既經濟合理又簡單方便的優化設計方案.
（3）在控制系統優化設計的過程中，還應該始終保證安全、可靠這一條設計主線，保證PLC自動化控制系統效率和質量不斷提升的過程中，還應該努力保證系統的使用安全和可靠.
（4）PLC自動化控制系統優化設計的主要目的就是提高生產效率，這個過程需要伴隨著很多工藝和生產路線的的改進，其中在PLC容量的選擇過程中，應該堅持和實際緊密聯系在一起，合理確定容量，應該留有適當的余地已被日狗優化改造使用.
2 PLC自動化控制系統的優化設計
2.1 PLC自動化控制系統的硬件設計
硬件設計是自動化控制系統優化設計的一個重要環節，同時也是保證PLC自動化控制系統安全可靠運行的重要組成部分，硬件設計主要包括輸入電路設計和輸出電路設計以及抗干擾設計三個部分，以下也將作簡單的論述和分析.
2.1.1 PLC控制系統的輸入電路設計分析
對于PLC自動化控制系統的輸入電源來說，供電電源的電壓一般是AC85-240V，這種供電電源的適應范圍比較廣，因此應用也比較多.而為了更好的減少外界環境對于電源的干擾，我們應該在電源上面安裝必要的電源凈化原件，其中最主要的則是電源濾波器以及隔離變壓器.而在隔離變壓器的使用過程中，我們可以引入雙層隔離技術，這樣可以通過屏蔽層的減少高低頻脈沖干擾.對于輸入電路的設計，一般采用DC 24V的輸入電源，但是如果電源帶有負載時，一定要注重電源的容量，同時要做好電源的短路防護的準備工作，這對于保障系統的正常安全運行是非常重要的.另外，一般情況下輸入電源的容量是輸入功率的兩倍以上，在設計時還應該在電源之路或是適當位置安裝專門的熔絲來保證電路的安全.
2.1.2 PLC控制系統的輸出電路設計
在輸出電路設計時，首先應該根據基本的生產工藝要求，做好相關的電路設計準備工作，其中的輸出電路所需要的各種指示燈以及變頻器的控制和調速應該使用晶體管進行輸出，特別是頻率過高的PLC控制系統更是需要晶體管作為支撐.而當頻率過低時，我們則首選繼電器作為輸出，不僅設計簡單，而且也可以提升系統的負載能力.另外對于一些帶有輸出帶電磁線圈的輸出電路來說，為了防止浪涌電流的沖擊，在設計時應該在直流感性負載的旁邊接上續流二極管，它可以吸收浪涌電流，達到有效保護PLC的目的.
2.1.3 PLC控制系統的抗干擾設計
科學技術的不斷發展和工業自動化程度的不斷加深，如何更好的降低外界因素對于PLC的干擾，已經成為了優化設計PLC自動化控制系統的重要內容.目前晶閘管以及變頻調速設置的廣泛應用在帶來系統功能不斷強化同時，也帶來了更多的污染以及相關干擾問題，而控制系統的防干擾設計也是我們優化設計時必須解決的問題.對于PLC控制系統的抗干擾設計，一般主要采用以下三種抗干擾方式.
一是隔離，隔離是解決干擾的最直接方式.由于PLC自動化控制系統中的高頻干擾都是由于原副邊繞組之間的分布電容耦合而成的，因此我們可以直接采用1:1的超隔離變壓器對于高頻干擾進行隔離，以此來達到抗干擾的目的；二是屏蔽，屏蔽是阻斷干擾源傳播的抗干擾方式.對于PLC控制系統來說，可以將其直接置于金屬柜之中，金屬柜可以對靜電和磁場起到很好的屏蔽作用；三是布線，這是分散干擾的重要方式，比如將原來的強電動力線路以及弱電信號線進行分開走線，這也可以起到良好的抗干擾效果.
2.2 PLC控制系統的軟件設計
在進行硬件設計的同時可以著手軟件的設計工作.軟件設計的主要任務是根據控制要求將工藝流程圖轉換為梯形圖，這是PLC應用的最關鍵的問題，程序的編寫是軟件設計的具體表現.在控制工程的應用中，良好的軟件設計思想是關鍵，優秀的軟件設計便于工程技術人員理解掌握、調試系統與日常系統維護.PLC控制系統的程序設計思想.由于生產過程控制要求的復雜程度不同，可將程序按結構形式分為基本程序和模塊化程序.基本程序既可以作為獨立程序控制簡單的生產工藝過程，也可以作為組合模塊結構中的單元程序.把一個總的控制目標程序分成多個具有明確子任務的程序模塊，分別編寫和調試，最后組合成一個完成總任務的完整程序，這種方法叫做模塊化程序設計，這種設計思想和方法對于系統的軟件設計作用極大.
3 結束語
PLC是一種專門在工業環境下的電子操作系統，能夠在無任何保護措施的工作情況下使用.但是當其工作環境過分惡劣或者充滿了電磁干擾的時候，程序便會出現運行錯誤，這將導致設備失靈乃至殃及整個系統.這將要求廠家提高PLC控制系統的穩定性和可靠，提高控制系統的抗干擾能力另一方面設計、安裝和使用維護也要多加重視，多方合作消除干擾.由此對于PLC自動化控制系統進行進一步優化設計也顯得尤為重要.PLC控制系統的優化設計作為一項系統性非常強的系統化工程，其影響因素也是多方面，而要想實現最優化的設計和改進還需要在反復的實踐和設計的過程中不斷地進行總結和優化.本文主要是從系統硬件設計和軟件設計兩個方面對于控制系統的優化進行分析的，其中很多都是在工作中總結出來的經驗，僅供大家參考.
參考文獻：
〔1〕高尚軍,高杰.PLC自動化控制優化探析[J].科技傳播,2013（09）:29+4.
〔2〕王玉鐸.PLC自動化控制系統優化設計探究[J].中國科技投資,2013（Z4）:111.
引言
伴隨煤炭產業近年來的飛速發展，煤礦現代化程度不斷增加，而這一成果的達成則同大量自動化電氣控制系統的應用密不可分，譬如井下瓦斯涌出量的監測、井下通風狀況測量、井下水泵的控制等。正是通過這些電氣自動化控制系統的應用，井下工人工作環境得以改善的同時其工作強度也得以顯著降低。但隨著電氣自動化控制系統應用的不斷增多，如何對其系統構建開展有效的優化，從而降低系統構建成本，并提升系統運行的穩定性，成為進一步推動煤礦企業良性發展的必要舉措。
1電氣自動化系統設備選型優化
現階段，市場上各類用于電氣自動化控制的PLC（可編程邏輯控制器）系統種類繁多，不同種類與品牌其應用性能上也存在一定的差別，因此在進行電氣自動化系統設備選型上應對下述問題進行充分考慮。
1.1明確礦井電氣自動化系統規模
構建礦井電氣自動化系統時必須立足礦井自身實際，明確自身系統規模后，再進行相應的設備型號選擇。以常見的西門子PLC系統為例，當僅僅對井下瓦斯涌出量進行監測時，適宜選擇SIEMENS-S7-200等各類微型PLC控制系統；當需要監測礦井井下水文變化進而調控水泵房設備運行狀態時，由于涉及較為復雜的邏輯與閉環控制，適宜選擇SIEMENS-S7-300等中型規模PLC控制系統；當電氣自動化系統用于對整個井下安全作業生產進行綜合監控，并實時針對井下作業進行安全管理時，系統需要涉及通訊、智能監控和監測等多種功能，因此適宜選擇SIEMENS-S7-400等大型PLC控制系統[1]。
1.2明確I/O點類別
進行電氣自動化控制系統構建時，應依據系統實際使用需求和被控制對象通知難易程度，對I/O（輸入輸出端口）點的類別及數量進行選擇，并制作相應的使用清單，同時根據系統控制量，提前預留一定的軟硬件余量，避免浪費的同時對設備后期擴容進行一定的預估。此外，還需依據井下生產作業實際用電情況，對各電氣設備輸出點頻率進行明確，進而對輸出端所采用的裝置類型進行確定。
1.3編程工具的適當選取
就現階段電氣自動化控制系統應用而言，其主要編程工具類型有手持編程器、圖形編程器與計算機軟件編程器等幾種類型。其中手持編程器僅能通過有限的預設語句表進行編程操作，不僅效率低下且適用范圍相對狹窄，只能滿足簡單操作的微型PLC編程需求；圖形編程器運用梯形圖進行編程操作，具備直觀簡潔的特點，能被運用于中型PLC編程；而采用計算機軟件編程則是最為高效、簡潔的方法，不過受限于計算機軟件開發難度大、成本高，同時難以進行現場實際調試，因此僅被應用于礦井大型PLC控制程序構建中。有鑒于此，在編程工具的選擇上，礦井必須結合自身實際，從經濟優化與使用優化的雙重角度出發，選擇適宜的工具進行編程作業[2-3]。
2電氣自動化系統設備架構優化
2.1硬件優化
硬件架構作為礦井電氣自動化控制系統的基礎核心之一，其結構的良好與否同整個系統的安全、穩定有著密切關系。所以，應對其進行優化改造，具體從下述幾點著手：a)輸入電路優化。對于電氣自動化控制系統輸入電路的優化改造，應注意PLC供電電源多為80V~240V交流電，有著良好的寬幅適用性。不過考慮到井下作業環境的惡劣性及當前國內礦山供電環境的不穩定性，為確保整個電路輸入系統具備良好的抗干擾性能，以維持整個電氣自動化系統運行的持久、穩定，應對輸入電路增設電源凈化裝置，譬如隔離變壓器與濾波器等。以1:1的隔離變壓器為例，其能借助雙隔離技術，將變壓器初級和次級兩級屏蔽層由電氣中性點接地，從而實現對脈沖干擾的有效屏蔽；b)輸出電路優化。針對電氣自動化系統輸出電路的優化，應結合礦井實際，使用晶體管對各類標示與調試設備進行輸出，以確保其有效適應設備的高頻動作，并增加電路反應效率。以井下水泵機房電氣自動化控制為例，當PLC控制系統輸出頻率為6min1次時，可選用繼電裝置進行輸出，以確保電路結構簡明的同時具備良好的抗干擾性能。不過，PLC系統在攜帶有感性負載進行輸出時，當發生斷電時極易形成浪涌電流導致其芯片的損毀。對此，應在其它電路并接續流二極管，以便能對浪涌電流進行吸收，避免其對芯片造成損害[4]；c)抗干擾優化。實現井下電氣自動化控制系統對外界干擾的有效抵抗也應是其日常管理的要點之一。由于井下作業環境相對惡劣，電氣自動化系統抗干擾性的提升也勢在必行。通常采取下述幾種方式：(a)借助隔離變壓裝置抵抗干擾，鑒于電網中的干擾多源于繞組將電容耦合導致，適宜選用1:1的的變壓裝置，并使中性點通過電容進行接地；(b)布設金屬外殼實現對整個系統的電磁屏蔽，同時金屬外殼還可充當接地端，有效實現對靜電、電磁脈沖和空間輻射等外界干擾對系統運行的負面影響；(c)優化布線，借由將強弱電力線路的分隔布設，并采用雙絞線屏蔽電纜充當信號傳輸線，從而起到有效的抗干擾功效。
2.2軟件優化
軟件作為電氣自動化運行控制的核心所在，其優化程度對于整個系統優化后工作效率的提升有著直接性影響。通常來說，軟件的優化改良應同硬件設施的優化同步開展，其具體內容可分為以下幾點：a)軟件結構優化。對于軟件設計而言，其分為模塊設計與基本程序設計兩大類。對于井下生產作業而言，電氣自動化系統運行時必須實時根據礦井生產狀況進行調控，所以適宜選用模塊化設計，從而為后續功能拓展提供便利。首先，將整個電氣自動化控制系統控制對象劃分為多個子任務模塊，隨后對不同模塊進行單獨編寫與調試，最后再將單獨的各模塊整合成為完整的一個程序。通過這種設計方式，整個礦井的自動化電氣控制系統便能依據井下生產實際情況進行實時的快速調節，確保整個系統始終運行的高效、高質[5-6]；b)程序設計過程優化。對于程序的優化而言，其核心要點便是實現I/O節點的最優化分配，依據井下生產狀況對I/O節點井下按需分配的同時，對各個I/O節點的控制盡可能實現集中調控，以便于后期維護作業的開展。與此同時，還應對系統中各定時與計數裝置進行統一編號，從而更好地推動系統運行效率及可靠性的提升。此外，為進一步增加系統運行速度，在控制系統的邏輯設計上應秉承簡潔明了的基本原則，方便指令編寫輸入的同時盡可能降低所占內存。而對于PLC芯片中的各類觸點，則可通過合理設計進行多次的重復使用，而無需借助復雜指令降低觸點使用頻率。譬如，井下瓦斯監測裝置的開啟/關閉通過一個按鈕來實現控制，就能通過二分頻以達成。通過這種方法，整個電氣自動化控制系統中I/O節點使用量可明顯降低，實現資源節約與系統運行效率提升的雙贏。
3結語
伴隨現代科技的突飛猛進，電子技術日益在煤礦生產中獲得廣泛應用，并對礦井生產效率的提升起到良好推動。不過，鑒于礦井電氣自動化控制系統實現方式的多種多樣，其不僅適用環境存在極大差異，同時運行效率與運行成本也各不相同。所以，煤礦在進行自身電氣自動化控制系統的構建時必須立足自身實際，積極創新系統設計方法，優化系統設備選型與整體架構，從而在降低運行成本的同時實現控制系統運行效率的提升，進而為礦井的長久可持續發展及現代化建設提供助推力。
參考文獻：
［1］張紅梅.電氣自動化的改進方法實施策略研究［J］.煤，2015(1)：69-70.
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引言
電氣自動化控制系統已經深入煤礦生產的每一個環節，并取得良好的應用成果。煤礦生產離不開數字處理與風險預測，這需要專業的控制裝置，而嵌入式PLC自動電氣控制系統能夠適應各種惡劣環境，因此在煤礦工業領域得到十分廣泛的應用。本文立足于煤礦電氣自動化系統，深入研究優化電氣自動化控制系統的方案，從而提高系統的穩定性。
1煤礦電氣自動化控制系統
1.1參數測量與控制
就電氣控制系統而言，溫度控制、礦井水泵的開合控制都是其核心內容，將直接反映煤礦的電氣設備的運行情況，因此優化電氣設備的控制系統對于煤礦的生產工作具有十分重要的意義。通常情況，測量設備的熱電阻作為對應的傳感器都能保持清晰的傳感功能，需要注意的是，要將傳感器的溫度保持在100℃以內[1]。通過將溫度信號轉換為電壓信號，最終實現閉環控制。電氣控制系統在企業的日常煤礦生產工作中扮演著關鍵角色，可以借助監控層與網絡連接，從而實現對瓦斯含量的計算、通風情況的檢測、采集數據的工作，動態的對單元過程、設備進行控制。而管理監控層的應用主要是利用組態，采集數據信息，實現優化處理相關信息數據的目的。
1.2PLC控制器
PLC控制器作為自動化的控制設備能夠用于煤礦生產電氣設備的控制工作。煤礦生產電氣控制系統主要采用PLC（可編程控制器）支持煤礦生產電氣設備的整體運作。一般來說，自動化煤礦生產電氣設備的PLC可編程控制器主要由CPU主站單元、數字量輸出模塊、擬量輸出模塊、特殊通訊模塊、數字量輸入模塊及模擬量輸出模塊六大部分組成。主站單元CPU處理器增加了輸出點，從而方便系統直接對煤礦生產電氣設備進行控制，另外，在轉速、頻率方面擬量輸入模塊都有很大進步，不但能夠用于采集信號，還能保證操作員用于多線操作。此外，擴展單元將煤礦生產電氣設備分為上下部分，配置16點數字輸出模塊，從而增強電氣控制系統對電氣設備損壞報警系統等部分的控制，增加數字信號的交換頻率，在低成本的基礎上實現高性能的煤礦生產設備電子控制系統構成，控制執行元件工作的時序，從而達到理想的煤礦生產效果[2]。
1.3信息采集系統
采集信息是PLC的主要功能，作用于煤礦電氣自動化控制系統核心部分。通過通訊模塊，將礦井下情況的信號以參數的形式傳送至可編程控制器中，并根據煤礦生產的電氣設備的實際運行的情況進行風險評估，以便在突況發生時及時反饋給相關技術人員。另一方面，能夠通過主從站之間的信息交換，實現人機交互的工作狀態，不斷將運行信息以聲光的方式發送，可以進行連鎖保護，這是電控系統本身具有的一個重要功能[3]。1.4電磁閥在煤礦生產作業之中，所使用的電磁閥可以通過進氣系統劃分為兩類，分別是耐腐型電磁閥及普通型電磁閥。由于煤礦作業的工作環境相對復雜，存在著大量腐蝕性物質，這些腐蝕性物質會影響煤礦生產電氣設備的正常使用。如何提高煤礦生產電氣設備的抗腐蝕性成為業內關注的焦點。耐腐型的電磁閥通常用四氟乙烯制成，具有成本低廉、抗腐蝕性強的特點，因此被廣泛應用于煤礦生產作業的進氣系統中。
2煤礦電氣自動化控制系統構架的優化
2.1硬件部分的優化
電氣自動化控制系統的硬件部分是煤礦電氣自動化控制系統的核心部分，直接影響煤礦電氣自動化控制系統的穩定性，與煤礦生產的效率息息相關，因此加強硬件部分的優化，對于煤礦電氣自動化控制系統的構架具有十分重要的意義。在設計煤礦電氣控制系統硬件時，應當從系統輸入電路入手，考慮煤礦井下工作條件較為惡劣，而PLC供電的電源一般是交流電，在80V～240V之間，因此為保證電氣自動化控制系統正確運行，需要選擇寬幅、適用的輸入電路。此外，考慮到煤礦井下工作對自動化控制系統的信號具有一定的干擾，因此為了保證電氣自動化控制系統正常運行，要適當增強系統輸入電路的抗干擾性能。采用隔離變壓器能夠增大變壓器的初級線圈屏蔽層與刺激線圈屏蔽層的接觸面積，有效減少礦井下面的脈沖干擾。調整輸入電路的荷載量也是避免短路操作的重要手段，一般來說，如果系統輸入電路存在過載的情況，會直接導致系統無法正常運行，影響煤礦電氣自動控制系統正常工作。除了優化系統輸入電路，還要優化系統輸出電路，采用晶體管輸出是輸出電路的重要優化方面，一方面，采用晶體管進行輸出能夠適應高頻動作，并且晶體管的抗干擾能力較強，能夠保證電路不受其它信號的干擾。另一方面，以煤礦的水泵機房為例，使用晶體管進行輸出能夠有效簡化輸出動作，避免PLC芯片在使用過程中損毀。
2.2軟件的優化設計
軟件是整個系統運行的核心，因此加強軟件的優化設計，能夠有效提高煤礦電氣自動化控制系統的運行效率。一般來說，煤礦電氣自動化控制系統的軟件優化設計可與硬件的優化設計同時進行，一方面，軟件優化設計與硬件優化設計同時進行，能夠保證煤礦電氣自動化系統的同步性。另一方面，軟件優化設計與硬件優化設計同步進行，還能有效避免設計中不兼容的情況發生，從而提高煤礦電氣自動化控制系統的穩定性與合理性。煤礦電氣自動化軟件設計的核心在于將軟件設計轉化為梯形圖，將軟件設計分為軟件結構的優化設計與軟件程序的優化設計兩個步驟。煤礦電氣自動化控制系統的軟件部分，與常規電氣自動化控制系統別無二致，然而在模塊化設計的過程中，煤礦電氣自動化控制系統的軟件部分與常規電氣自動控制系統的軟件設計就截然不同了。由于煤礦電氣自動化控制系統的模塊化設計是后續功能拓展的關鍵，因此初始設計時，要根據煤礦日常任務進行設計，在同一的系統下將任務分為多個子任務模塊，然后再進行統一調試，最后將其組合成一個完整的程序。因此相關設計人員要深入調查煤礦作業的流程，并根據實際生產要求優化煤礦電氣自動化控制系統軟件部分的結構設計，提升煤礦電氣自動化控制系統的日常運行效率。
2.3抗干擾優化設計
系統的抗干擾設計是煤礦電氣自動化控制系統必須考慮的問題，由于煤礦工作環境較為復雜，井下作業工作環境十分惡劣，因此加強煤礦電氣自動化控制系統抗干擾優化設計十分必要。電磁脈沖是系統芯片的天敵，一旦電磁脈沖超過可承受的范圍，會引起系統崩潰。因此抗干擾優化設計主要針對防腐與防信號干擾兩個方面來探討。加強電氣控制集裝箱、配電箱的防腐處理，是防止電機出現故障、保證煤礦生產的電氣設備正常運行的保障。可以通過防腐處理技術，將電氣設備的轉軸與外殼進行清理維護。此外，防腐涂料的應用也是加強電氣控制技術的重要手段，相關工作人員需要針對容易生銹的控制集裝箱的外殼進行防腐處理，從而保障煤礦生產的電氣設備內部元件的穩定性。在電氣基礎設施與控制集裝箱的安裝工作中，要求相關工作人員考察安裝地點的施工條件，從而按照有利于電氣設備控制的方向進行整體布局，一定程度上能夠提升電氣設備對煤礦生產作業的整體調控能力。而采用隔離變壓器抗干擾能夠有效規避電磁脈沖對系統芯片的損壞，保證煤礦電氣自動化控制系統的穩定性。此外，采用金屬外殼也對電磁脈沖起到一定的屏蔽效果，可將PLC控制裝置置于金屬質地的工作柜中，能夠屏蔽大多數電磁脈沖及空間輻射，保證煤礦電氣自動化控制系統正常運行。
3結語
隨著電子技術發展，電氣自動化控制技術在煤礦生產中得到廣泛應用，也促進煤礦生產效率的提高。然而，如何對煤礦電氣自動化控制系統進行優化設計，還需要設計人員不懈努力，進行反復設計與實踐。
參考文獻：
［1］劉琴.煤礦電氣自動化控制系統的優化設計［J］.中小企業管理與科技(下旬刊)，2013(11)：281-282.
中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）36-0443-02
0、引言
伴隨著計算機技術的快速發展，基于計算機操作平臺的電氣自動化控制系統得到了迅速發展，其在提高設備運行效率、保證設備使用效果以及實現設備的遠程控制等方面發揮著重要作用。因此，探討電氣自動化控制系統的應用領域以及控制系統設計方法、發展趨勢等，對于拓寬電氣自動化控制系統的應用范圍，提高設備的運行效率具有重要作用。
1、電氣自動化控制系統的具體應用
當前，電氣自動化系統已經應用到各行各業中，其對于保證電氣設備的正常使用，提高設備的使用效率有積極意義。下面將以發電廠電力系統為例，探討電氣自動化控制系統的具體應用。
1.1 數據采集與數據處理功能
計算機數據采集與處理，就是將計算機作為基本處理系統，通過其輸入、輸出與處理三個系統，實現搜集電廠各個生產設備的相關參數、分析各個運行參數、確認參數設備的運行狀態功能。在此基礎上，通過電氣動作、異常報警、報表打印以及事故記錄等方式輸出處理結果，最終達到對電廠電氣部分進行控制的目的。
1.2 生產設備的運行控制功能
在現代機械設備的控制工作中，大部分的生產設備都已經基本實現獨立的電氣控制。以電廠的汽輪機為例，傳統的汽輪機采用液壓回路控制系統進行控制。隨著現代液壓控制技術的提高以及電液控制技術的發展，對汽輪機設備、電氣元件以及電液轉換設備的持續更新，尤其是高壓抗燃油伺服機構的使用，使得電液比例控制能夠很好的與汽輪機的機械性能匹配起來，達到對設備轉速、功率、級后壓力進行控制的目的。
還是以汽輪機的控制為例，從盤機開始，通過沖轉、暖機、升速、切換、并網、符合加載等一系列措施，直到能夠正常發電為止。汽輪機的電液控制系統參與到電網的一次調頻當中，根據電網的負荷需求對其發電功率進行動態改變。不但確保了機組的正常運行，而且有效的延長了汽輪機組的使用壽命，在保證汽輪機組正常發電的同時，提高了機組運行的經濟效益。
1.3 設備運行狀況監控功能
隨著現代大型機電設備在生產領域中的廣泛應用，其逐步向高速、大功率、高精度的方向發展，這也給其控制系統帶來了新的挑戰。在實現對設備的控制之前，其首先需要了解設備的實時運行狀況，這就需要控制系統具有實時監控能力。
依然以電廠汽輪機為例，隨著汽輪機機組功率的增加，控制系統需要控制的儀表數目也在不斷增加，控制系統在控制過程中需要對這些儀表進行監控，以獲得機械設備的運行數據，得到其運行狀況。當前，主要的監控數據包括設備的轉速、位移、偏心度、膨脹量以及振動等，然后通過連鎖控制的方式對設備進行保護和監視，確保了整套系統的安全性。
1.4 其他應用功能
除了上述的相關應用之外，電氣自動化控制系統還涉及到主設備的旁路系統控制、主機械設備的協調等功能。其主要功能在于確保輸入與輸出系統之間的平衡，使得電氣控制系統得以控制各種驅動類型的機械設備。
2、幾種典型的電氣自動化控制系統
面對各種不同形態的被控制設備，電氣控制系統在控制過程中需要采取針對性的控制措施才能夠對機械系統進行控制。因此，在電氣控制系統的實際使用過程中需要采取對應的方式對控制系統進行設計，以提高控制系統的適應性。
2.1 集中監控式控制系統
該種監控方式的優點在于其運行與維護過程相對簡便，而且對控制中心的防護性要求不高，可以通過較為簡單的方式就能夠完成系統設計。但是，因為采用集中式控制系統時，其將整個系統的各個功能集中到了一個處理器中進行處理，使得控制中心的處理器變得十分繁重，直接影響到了系統的處理速度，從而導致系統的響應速度下井，影響控制系統的控制性能。因為系統的所有電器設備都進入到了監控范圍當中，但是隨著監控設備的升級改造，其需要控制的對象不斷增加，這導致主機設備的冗余下降、控制線纜增加、控制系統的投資不斷加大，從而影響到控制系統的可靠性。因此，該種方式的控制系統主要用于結構相對簡單、控制對象比較單一的系統中。
2.2 遠程監控方式控制系統
該種控制系統具有節約控制線纜、節省安裝費用、節約系統用材、可靠性高以及組態靈活等特點。由于該系統中大量使用了多種現場總線，例如CAN總線、LONWORKS總線等，其使得系統的通信速度不斷提高，系統的響應速度也得以加快。加之電氣部分的通訊信息量較大，因此該系統主要用于小型系統或者子系統的控制中，不適宜對整個大型設備，例如電廠的所有電氣自動化系統進行控制系統的構建。
2.3 現場總線監控方式控制系統
當前，基于以太網、現場總線技術的計算機網絡技術已經光復應用到各種變電設備的綜合自動化控制系統當中，而且已經積累下了豐富的運行數據和運行經驗，促進了設備電氣自動化的迅速發展，這些都給電氣自動化控制技術的應用奠定了基礎。
現場總線控制方式使得控制系統 的設計更加具有針對性，其對不同子系統具有對應的控制功能，這樣可以提高各個子系統控制的針對性。采用該種控制系統不但能夠實現遠程架空，同時還可以減少控制系統中各種隔離設備、端子控制箱、模擬量變送器等的使用，而且在使用過程中可以實現智能設備的就地安裝，通過將之與監控系統的通信連接，減少了控制線纜的使用，在提高設備運行速度的同時，節省了安裝與維護費用，提高了系統使用的經濟效益。另外，控制系統中各個裝置的功能是相對獨立的，而且各個裝置之間只通過網絡進行連接，各個網絡間靈活的組態使得系統的運行可靠性得到迅速提高。基于以上理由，其正逐步成為現代電器控制系統的發展方向。
參考文獻
隨著現代化技術的高速發展，人們平均生活平的不斷提升，快節奏、高質量和節能已經成為當今社會的主流思想。同理，電氣自動化控制系統的設計也是以這三點為最終目標，創建高效率、高質量、高水平的電氣自動化控制系統。下面簡要介紹電氣自動化控制系統的現狀以及該系統的設計要點。
1電氣自動化控制系統概述
1.1電氣自動化控制系統的現狀
電氣自動化控制系統已經逐步在我國各個領域中廣泛應用，為我國工業生產以及統一化管理提供可靠的技術支持。該控制系統利用計算機網絡技術很大程度上提高生產效率和精確度，也使得應用、檢修更加簡單、便捷。電氣自動化控制系統通過電纜將計算機、CPU智能儀表等主要設備相連接，利用中央控制器對其統一控制管理，隨著計算機網絡技術的不斷發展，電氣自動化控制系統逐漸向信息化、智能化的方向發展。
1.2電氣自動化控制系統的特點
電氣自動化控制系統是以計算機技術為基礎的現代化技術，隨著近幾年飛速的發展已經取得很大的進步，其一般具有工作效率高、精確度高、可靠性高、抗干擾性強、批量連鎖防護功能和反應敏銳的優勢，但是該控制系統與傳統控制系統相比，其信息量少、操作頻率低、控制對象局限等缺點，需要我們進一步研發，不斷優化電氣自動化控制系統。
1.3電氣自動化控制系統的功能
電氣自動化控制系統的功能主要包括自動控制和保護功能、檢測和維修的功能、監視功能和測量功能。自動控制和保護功能是指電氣自動化控制系統對設備的控制與保護，例如設備出現故障，該系統自動啟動安全開關切斷設備電源，保護設備；在該系統控制過程中，設備可能出現不可預知的故障，因此也要具備自動檢測故障以及維修的功能；監視功能是利用傳感器等設備，檢測人眼無法察覺的變量，通過收集的各個變量來判定該設備是否處于正常狀態，還可以檢測設備周圍環境質量；測量功能是利用測量儀器對線路相關參數進行測量，確實掌握設備運行的相關參數，實現電氣自動化控制。
2電氣自動化控制系統的基本結構
電氣自動化控制系統主要由間隔層、通訊層和監控層三個層次組成。間隔層位于電氣自動化控制系統的底層，該層需要針對系統所控制的對象進行設計；通訊層位于系統的中間層，是系統實現網絡傳輸的關鍵，在間隔層與監控層之間建立通訊渠道；監控層位于系統的最頂層，該層是實現自動化控制系統的核心部位，是由現場控制層、信息管理層、中心監控層和遠程設備層等部分組成。
3電氣自動化控制系統的設計要點
3.1數據采集模塊的設計
監控系統中分別體現不同的功能，現場控制層主要負責數據采集、相關控制參數的設置等內容。我們以數據采集模塊設計為例簡要分析其設計要點：數據采集模塊的設計主要分為模擬量數據采集、數字量數據采集和電能量數據采集三個部分。在交流電路中模擬量數據采集某個周期內交流電壓信號、電流信號的瞬時值，并將模擬值通過A/D轉換，后經過運算處理，得到被測電壓的有效參數；數字量數據的采集，其中主要包括斷路器運行狀態、隔離開關狀態、繼電器保護信號等數字量的采集；電能量數據的采集包括有功電能與無功電能數據。數據采集模塊中的模擬量數據、數字量和電能量數據需要通過數據傳輸模塊處理、傳輸至采集系統，數據采集系統對相關數據進行實時記錄，并將數據信號傳輸至上層系統，上層系統接收系統，發出控制命令，并將該信號轉換為其他模塊可識別的信號，從而實現各個模塊之間的相互通訊。
3.2數據傳輸模塊的設計
數據傳輸模塊是給基于多通道數據傳輸通道模式進行設計，數據傳輸模塊主要負責類型、性質、傳輸目的等不同參數進行處理，同時完成接受數據的分析處理，將分析后的數據傳輸至電氣自動化控制系統的應用平臺。數據傳輸模塊設計時需要注意在保證數據傳輸質量的前提下提高數據傳輸的效率，盡可能降低數據傳輸的網絡環境要求，即將傳輸的數據通過通訊模塊后，將其直接傳送到數據分析系統，在數據分析系統中對其進行分類打包，然后將其送入該數據專用的傳送通道進行傳送，該類傳輸數據具有不同類型傳輸具有相對的獨立想和完整性。
3.3監控系統的設計
監控系統的設計方式主要分為集中監控、遠程監控和現場總線監控三種設計方式，每種設計都具備其各自的優缺點，我們在這里淺要分析：集中監控設計具有便于維護、控制站防護要求低、系統設計簡單。集中控制系統主要是將該系統各個功能集中在處理器上，因此處理器需要承擔很大的負擔，處理器任務過重很可能影響其處理器的運行速度。隨著電氣自動化控制系統的控制對象逐漸擴充，該處理器的任務越加沉重，從而造成主機冗余下降、電纜數量增加、增加成本、可靠性降低等一系列問題；遠程監控系統的設計可以很大程度上節約成本，例如電纜費用、安裝費用等。該系統相對于集中控制系統更為可靠與更佳靈活，但是該系統的通訊量相對較低，僅適用于小型系統監控，不適用于企業全體電氣自動化控制系統的實施；現場總線監控設計是對以太網、現場總線等計算機網絡技術的充分應用，該設計方式的系統更具針對性，不同間隔具有不同功能，該設計方式具有遠程監控的所有優勢，同時還可以進一步降低成本，例如隔離設備、I/O卡件、模擬量變送器等費用的降低，智能設備與系統通過通訊線進行連接，一定程度上降低安裝成本等。各個裝置、功能都具有相對的獨立性和完整性，裝置之間僅僅用網絡連接，具有很強的靈活性，其中任意裝置出現故障，并不影響系統中其他設備的運行，大大提升系統的可靠性，因此該設計方式廣泛受到現代化市場的歡迎，具有降低成本、提高效率、維護便捷、靈活性高、可靠性高等優勢。
4結束語
綜上所述，電氣自動化控制系統目前已經走入現代化市場，受到各大企業的熱烈歡迎，為了提升企業自身的競爭實力，緊跟時代的步伐，其系統設計的合理性、創新性是該系統的關鍵之一，從而進一步提升我國工業自動化綜合水平。
參考文獻
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[2]劉志勇.淺談電氣自動化控制系統的設計要點[J].大觀周刊,2012(36):78-79.
0.引言
隨著全球經濟的快速發展，高科技產業如雨后春筍，蓬勃發展。電氣自動化系統作為高新技術產業的主導力量，已經逐漸成為各個尖端產業、領域不可缺少的技術支持。電氣自動化系統已經被成功應用于國防、遠程監控、機械行業加工、電網系統中，大力提升了這些領域的生產效率，同時也帶來了非常大的經濟收益。目前，電氣自動化系統正在向著開放、信息化的方向發展，在經濟發展中起著越來越重要的作用。所以，科學、合理的利用電氣自動化系統是一項非常重要的任務，具有重大現實意義。
1.電氣自動化及電網調度自動化
電氣自動化（Electrical automation），專業名稱是電氣工程及其自動化，其應用非常廣泛，設計到諸多領域，從航空航天到一個非常不起眼的兒童玩具，隨處可見他的身影。
隨著大規模集成電路、數字化技術和網格技術的發展，電網調度系統的自動化程度也顯著提高。電網調度自動化主要是指變電站的自動化。變電站作為電力系統中的關鍵結構，其自動化的實現直接影響著整個電網調度的自動化程度，將電網調度與電網自動化完美的結合，以保證通過電氣設備終端將電能成功的輸出。電網調度自動化對于整個電網運行情況的監控具有重要的意義，實現電網調度的自動化運行可以幫助調度人員及時、準確的了解電力系統運行情況，有效提升了電網運行過程中的安全性和可靠性，保證電網系統經濟運行。
現在，許多高校開設該專業，意在培養集計算機技術、電控技術、管理技術為以一體的高科技人才。電氣自動化系統主要包括自動控制、信息處理、電子技術、試驗技術、以及電子與計算機技術等諸多技術。一直以來，電網調度自動化的高水平人才需求量非常大。雖然，我國一直非常重視該領域人才的培養，但隨著國際性大企業入駐我國，該領域的人才仍然緊缺。電網調度自動化控制系統是國家的經濟發展的攻堅力量，是引領未來經濟長期繁榮發展的決定性因素，并與人們的生活息息相關，現在其發展已相對成熟。目前，電氣自動化已成為高新技術產業核心力量，在國防、農業、工業中被廣泛使用，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。
2.電網調度自動化的實際應用
現在，我們對電網調度自動化在電網系統中的應用進行研究，分析一下電網調度自動化控制系統在該領域的重要作用。
2.1電氣自動化系統在數據操作系統中的應用
隨著信息化產業步伐加快，計算技術已經被成功應用與諸多領域，數據處理實現了質的飛躍，這其中離不開電氣自動化系統發揮的重要作用。計算機由五部分組成，輸入設備、存儲設備、運算器、控制器和輸出設備，是數據處理的硬件基礎。比如，在電廠中的數據處理中，以電氣自動化為技術支持的處理機可以處理所有的參數、報表打印、記錄、輸入顯示、性能計算等數據，也就是所，電氣自動化系統承當了電廠中所有數據處理工作，大大減輕了人員的負擔，并提高了數據處理的速度和精確度。
變壓器是電廠重要的設備，變壓器一旦發生故障，對其故障檢修是非常困難的。這時，如能夠有效利用以電氣自動化為依托的色譜分析方法，通過對故障時所產生的氣體進行分析，并通過計算氣體的含量比值，從而判斷出故障的位置。當變壓器內部出現故障時，其內部材料中會產生一氧化碳氣體，在這種情況下。我們同樣可以利用光譜分析方式進行檢測，局部一氧化碳含量高的地方就很可能是故障產生的地方。所以說，電氣自動化系統為多種數據處理方式提供了有力的硬件系統保障，不僅僅是電力供電系統中。現在之所以被稱為是信息時代，就是說我們生活在一個充滿數據的時代，而數據的處理都必須依靠電氣自動化系統來實現，可見，電氣自動化系統的重要性不可代替。
2.2電器自動化系統在汽機旁路系統中的應用
汽機旁路系統的主要功能主要是是保證散熱過多，解決鍋爐最低負荷，協調汽輪機空載流量，這也是汽機旁路系統最初的設計目的。該系統由高壓和低壓兩部分組成，在各個旁路上安裝有截止閥，這些截止閥的控制系統就是電氣自動化系統，電氣自動化系統自動分析旁路系統中速度的大小和運行過程中所產生的力矩，來確定閥門的開度。
2.3電氣自動化系統在液壓調節中的應用
隨著科學技術的不斷進步，電液調節系統已經漸漸被液壓調節系統所控制，成為當前工業諸多領域中使用的重要技術。隨著電器自動化系統的成功應用于液壓調節系統中，電解液的轉換速率有了明顯提高，元器件的可靠性進一步得到了保證，穩定性也在逐步增強。電氣自動化系統，成功的調節了汽機配套設備之間的協同關系。在電廠發電系統中，電氣自動化系統有效調節了設備內的液壓系統，實現了電網系統一次調頻，改變了電網系統的負荷量，對整個設備的監控系統起著決定性作用。可見，電氣自動化系統的應用，不僅保證了機組安全運行，并對延長機組壽命和系統經濟運行具有重大的現實意義。
2.4參數控制
目前，汽輪機的發電容量在不斷提高，儀表的量程在不斷增大，精確度也在日益提升，在這種情況下，保證系統的安全運轉是一件非常困難的事情。這就需要在機組中設立專門的參數控制中心，以確保機組在正常運行過程中，各參數保持在合理值范圍內，利用電氣自動化設備合理有效的監控和處理異常情況。目前，隨著監控系統功能的強大，所要控制的參數也在日益增多，系統對參數的準確度的要求也越來越高。機組所有的功能都是由參數所控制的，而參數又是由電氣自動化控制系統所調節的，所以說電氣自動化系統是整個機組正常運行的關鍵，相關人員，必須加強對該系統的檢修和維護，切不可掉以輕心，而釀成不可收場的嚴重后果。
2.5協調系統的電氣自動化
在整個發電系統之中，鍋爐和汽輪機作為整個機組的關鍵設備，其兩者間的協調工作是非常重要的，這直接關系到機組能量的有效利用，對儲能和蓄能具有總要的意義。一般來講，電廠都會應用電氣自動化的調節系統對二者的有序工作進行科學有效的控制和協調，合理存儲輸入能量，對能量輸出嚴格控制，保證機組的有效工作。
3.結束語
做好電器自動化控制系統的應用工作，符合信息化、智能化是未來工業的發展方向，是是企業能夠在未來的競爭激烈的市場中贏得發展先機的重要法寶。普及電氣自動化控制系統在各個領域的應用，將被列為政府相關職能部門工作的重點，這也是加快地區工業快速發展，實現經濟飛躍的重要途徑。電氣自動化控制系統雖然已經得到非常充分的發展，但是其發展潛力和前景是非常廣闊的。其發展過程中必然存在一些問題，相信隨著科技的進步和相關產業的飛速發展，電氣自動化控制系統會不斷得到完善，并為各領域的發展提供強有力的技術支撐和保障。
參考文獻：
中圖分類號：TM725 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）46-0030-01
水源井全自動化控制系統的設計主要是在水廠控制室和水源井群之間建立無線遙測和無線遙控系統，從而能夠自動采集和控制水源井群水泵機組的各項運行參數，并對其進行顯示、存儲、處理和傳輸。
1.水源井群自動化控制系統的主要功能
1.1顯示界面功能
水源井群的自動化控制系統具有顯示界面功能，包括系統維護、報表瀏覽、報警查詢、水源井群檢測、主控平臺等等。整個水源井群的設備信息都可以在顯示界面中顯示出來，并且在顯示界面中可以對每個設備的詳細信息進行查看。系統連接的網絡圖可以在水源井群的檢測界面進行顯示，通過報表瀏覽界面和報警查詢界面可以對歷史數據和實時數據的流量曲線圖以及報警情況進行查詢[1]。
1.2報警處理功能和故障診斷功能
任何系統都可能會出現故障，這就需要系統具備設備的故障檢測和處理功能。否則就會影響系統的正常運行，甚至導致經濟損失和安全事故。使用WINCC 6.0 開發的應用程序能夠實現報警處理和故障診斷的功能，并在上位機監控系統中進行集成。操作人員會收到相關提示，并進行操作，從而對設備狀態進行了解，對故障原因進行判斷。系統還會向操作人員提供相應的維修建議。
1.3報表和查詢功能
報表和查詢功能包括年報、季報、月報、日報功能，還可以按照時間進行自由報表。WINCC 6.0本身自帶歷史數據的查詢控件，可以在上位計算機上進行使用，從而實現系統的報表和查詢功能。
1.4開放
當前使用的水源井群自動化控制系統已經實現了集團自動化和系統自動化，是一種開放式、標準化的結構。將以太網技術引入上位機監控系統，通過以太接口來集成相應的產品，使上位機監控系統具有開放性的特點。當前業界已經便接受了工業以太網這個通訊標準。
1.5可擴展
在當前的水源井全自動化控制系統中，其硬件設備使用的是統一標準的通訊協議。這是為控制系統今后的擴展留出相應的空間，從而實現控制系統的可擴展功能。
1.6可靠性和安全
使用高質量軟件和大規模集成電路來組成系統的硬件電子設備，通過提高硬件電子設備的質量，能夠延長硬件部分的平均故障間隔時間，從而提高整個水源井自動化控制系統的可靠性。通過冗余化后備能夠使系統的安全性得到保障[2]。
1.7遠程監控功能
要實現水源井群自動化控制系統的遠程監控功能，主要是通過工業以太網技術和無線GPRS。在水廠控制室，水廠工作人員可以通過遠程監控水源井群的工作情況進行監測。通過遠程控制系統，還能夠對水源井群設備的工作參數和運行數據進行監測，并控制水源井群水泵的起停。而水廠操作人員和水源井群的工作情況也會通過遠程監控在供水公司的調度室反映出來，企業的主管領導也可以對其進行監控。
1.8維護便利
模塊和系統的維護可以使用標準的通訊協議來實現，通過定時的維護和升級，能夠使系統部件得到更新，延長系統的使用壽命。
2.水源井群自動化控制系統的組成部分
以水源井群的平面分布圖和工藝為基礎，在水源井群自動化控制系統的設計中使用了遠程測控終端供水調度控制系統，該系統包括通訊網絡、水源井現場控制站、中央監控系統等幾個主要部分。
2.1通訊網絡
該系統主要使用GPRS作為通訊網絡。GPRS是一種分組數據承載業務，其基礎是GSM系統。在偶爾的大數據量傳輸，以及少量和頻繁的數據傳輸或者突發性和間斷的數據傳輸中都可以使用GPRS。其具有以下幾個方面的主要優勢。
①傳輸速度快。40Kbps左右的傳輸速率都可以使用GPRS，從理論上其傳輸速度能夠達到171.2 kbps。
②登錄速度快。使用GPRS省略了長時間撥號的連接過程，可以使用全新的分組服務。
③費用節約。只有在產生通信量時，GPRS才會計費。
④永久在線。有無線專線網絡相似的是，將GPRS激活之后，就可以永久在線。
2.2水源井現場控制站
在各水源井的控制柜內設置水源井現場控制站，主控制器為RTU遠程測控終端控制器。其可以對潛水泵的壓力、出口流量、水井液位、工況等參數進行檢測，并向中央系統上傳，接收相應的指令，遙測和遙控水源井。其具有以下幾個方面的功能。
①安全保護功能。如果出現了機組缺相、電壓過高、機組電流量過大的問題，現場控制站能夠進行報警處理和預處理。
②過程控制。水源井有兩種工作方式：遠程控制、就地控制。就地控制柜中的自動和手動轉換開關能夠完成方式轉換。如果水源井群自動化控制系統處于就地控制，則由現場控制站來對設備的運行工況進行實時監測。如果水源井群自動化控制系統處于遠程控制，則現場控制站可以對其進行自動控制。對單臺設備的控制也可以通過工作站的計算機來實現[3]。
③設備控制。能夠對水泵機組的停止和啟動過程進行控制，并對設備的故障狀態、運行狀態和手自動狀態進行控制。
④參數檢測。對電氣和壓力設備的運行參數、水井的出口流量和液位進行監控。
2.3中央監控系統
中央程控系統包括閉路監視系統、UPS 電源、CTRLINK100 M交換機一臺、Epson 彩色打印機兩臺、SIMATIC工作站兩臺。通過可視化監控軟件能夠實現遠程操作和控制所有的系統設備，并對設備的工作狀態、實時動態參數、工藝布置圖、歷史報警信號、實時報警信號、設備運行時間等參數進行顯示。并且能夠同時修改設定參數、在線和離線編程，將生產管理報表編制和打印出來。將DELL 商用機設置在水廠廠長的辦公室，就可以使廠長對水源井群運行情況進行實時監測，在制定生產計劃時，也可以參照相應的歷史數據。使用WINCC 6.0作為監控軟件能夠實現直觀檢測，并提供動畫鏈接。
3.結語
本文簡要介紹了水源井群自動化控制系統的，要功能和組成部分。水源井群自動化控制系統能夠實現水源井群的無人值守，保障了供水的安全性、低耗性和優質性，實現了水源井群的工藝自動化，起到了優化管理、節能降耗、提高供水質量的作用。
參考文獻
電氣自動化控制系統可以應用在多項領域內，為企業生產提供準確的控制方式。目前，電氣自動化控制系統已經成熟的應用到工業、農業等項目中，推進了企業的進步。各項企業在電氣自動化控制系統的作用下，獲取了較高的經濟效益，同時也對系統的未來發展提出規劃，維護電氣自動化控制系統的應用優勢，滿足現代化企業的需求。
一、 電氣自動化控制系統的功能分析
電氣自動化控制系統在企業運營中，發揮重要的功能，是企業現代化運營的核心，為企業帶來經濟利益[1]。電氣自動化控制系統的功能應用，促使其可應用到不同的行業中，強調了控制系統應用的廣泛性，滿足多類行業的需求。分析電氣自動化控制系統的基本功能，如下：
集中監控功能。電氣自動化控制系統的集中監控功能，為企業的運營提供了諸多便捷，設置監控室，再引入電氣自動化控制系統，就能實現可靠的監控，也能在自動化的狀態下，精準的監控企業運營，為企業營造高效率的運行環境。
高效率功能。企業引入電氣自動化控制系統，目的是在保障安全生產的同時，提高企業的效率，維護企業生產的流暢性，緩解社會發展對企業生產造成的壓力，進而發揮電氣自動化控制系統的高效率功能。
信息集成功能。我國部分企業對信息集成的要求非常高，充分利用電氣自動化控制系統的信息集成功能，推進企業的發展與建設，同時改進企業的運行方式，優化企業的生產運行。
二、 電氣自動化控制系統的實踐應用
分析電氣自動化控制系統的實踐應用，主要在工業、服務業、交通以及農業方面的應用，具體如下：
1、 工業應用
電氣自動化控制系統促進了工業的自動化發展，而且電氣自動化控制系統也起到了重要的作用。我國大部分工廠已經實現了工業的自動化，積極引進電氣自動化設備，完善控制系統的應用，進而提高工業運營的效益[2]。工業生產中，逐漸意識到電氣自動化控制系統的價值，不斷推進自動化的發展，滿足現代工業對自動化的需求。
2、 服務業應用
服務業對電氣自動化控制系統的應用，集中體現在電子產品的服務方面，推進了產品的自動化發展。自動化的電子產品，更新速度非常快，促使電氣自動化控制系統面臨著較大的壓力。近幾年，隨著電氣自動化控制系統的發展，服務業也表現出可觀的自動化，例如：銀行自動化、游樂設施自動化等，提高了人們的生活質量。例如：電子化的健身器材，其在電氣自動化控制系統的作用下，可以根據人們自身的需要，提供參數設置的建議，也可以進行自定義設置，體現健身器材的靈活性。服務業與人們的日常生活存在直接的關系，基于電氣自動化控制系統的應用，拓寬了服務業的發展領域，越來越多的服務性產品趨向于電氣自動化。
3、 交通應用
交通行業對電氣自動化控制系統的應用較為廣泛，如：交通工具、交通信號燈等，均體現了自動化的優勢。電氣自動化控制系統在交通運行中，起到重要的作用[3]。以交通工具為例，分析電氣自動化控制系統的應用。電氣自動化主要體現在交通工具的元件制造方面，如：ABS、安全氣囊，通過電氣自動化控制，確保交通元件的準確性，保護駕乘人員的安全，為了配合交通系統的安全號召，交通行業拓寬了電氣自動化系統的應用范圍，設置電子警察、自動測速器等，提高交通運輸的安全性。
4、 農業應用
農業是我國經濟發展的一大支撐，為了提高農業生產的效率，農業研究人員將電氣自動化應用到農業生產及設備改進中。例如：播種機、收割機等，均體現了電氣自動化控制系統的應用價值，改變了農業生產的方式，一方面提高農業生產值，另一方面發揮電氣自動化系統的應用優勢。目前，電氣自動化控制系統的推進，帶動了農業的積極發展，不僅表現出電氣自動化設備的優質性，更是為現代農業生產提供可用的設備，以免農業滯后。
三、 電氣自動化控制系統的未來發展
電氣自動化控制系統的發展前景很好，根據其在社會生產中的應用，分析未來的發展。
1、 標準統一化發展
電氣自動化控制系統存在一定的差距，提出標準統一化的發展方式，采用修正、調試的方法，確保電氣自動化控制技術能夠達到統一的運行狀態。電氣自動化控制系統的標準統一化，在未來發展中發揮重要的作用，其可形成獨立的運營平臺，專門用于提供自動化控制技術，輔助用戶開發，確保電氣自動化控制系統在經濟、效率上都能滿足社會的需要。例如：電氣自動化控制系統的標準統一化發展，可以在相同的標準狀態下，完成產品開發到最終運行的過程，便于提高電氣自動化的發展能力。電氣自動化控制系統的標準統一化發展，可以降低系統設計的成本，其可適用于多個領域、產業，減少了設計更改的次數，由此可以有效控制設計成本的投入量。
2、 結構通用化發展
結構通用化一直是電氣自動化控制系統的發展趨勢，研究人員采取集中改造的方法，實現控制系統結構的通用化，確保電氣自動化控制系統能夠具備通用的特征，為現場設備提供準確的控制[4]。電氣自動化控制系統中的結構通用化理念，在計算機行業中有明顯的表現，因為計算機控制整個企業的運營，完成輸入、輸出等多項工作，如果電氣自動化控制系統具備結構通用化的特點，就可以輔助計算機系統，統一操作，實現資源共享，企業的管理者可以通過計算機，實時控制企業的運營，而且電氣自動化控制系統的通用化，還可降低管理的難度，利用計算機即可實現企業的現場控制，規范企業的運營，確保計算機輸入、輸出的及時性和有效性。
結束語：
電氣自動化控制是企業未來的發展趨勢，其在企業中的應用領域逐漸擴大。電氣自動化控制系統的應用，改善了企業的運營方式，簡化了企業中的操作，為生活、生產提供諸多便利，推進社會的自動化發展。電氣自動化控制系統在應用的過程中，提出了統一化、通用化的發展要求，完善控制系統的應用模式。
參考文獻：
[1] 游池清.淺論電氣自動化控制系統[J].現代經濟信息，2009，23：356.
