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自動化控制論文:芻議智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，在我國電力行業(yè)中逐漸發(fā)展起智能化技術。作為近年來興起的高新技術，智能化技術是采用計算機技術和人工智能理論進行結合的一種技術。雖然該技術的發(fā)展時間還比較短，但因其自身的優(yōu)勢，已在我國各個領域中得到廣泛的應用。本文首先概述智能化技術及其在電氣工程自動化中應用現(xiàn)狀，并對電氣自動化控制系統(tǒng)的設計原則與思想及應用進行探討。

關鍵詞：自動化控制；智能化技術；電氣工程

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，也帶動了部分與電力相關行業(yè)的快速發(fā)展。智能化技術的發(fā)展已成為電力行業(yè)發(fā)展的重要標志。目前，隨著智能化技術的不斷進步，推動了電氣工程自動化控制技術的不斷發(fā)展。隨著智能化技術在電氣工程自動控制中的廣泛應用，大大推動了電氣設備的智能化發(fā)展，并有效提高了電氣工程自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，從而促進我國供電企業(yè)的發(fā)展。

1 智能化技術

智能化技術是計算機技術中一種重要的分支，其研究重點是通過計算機編程與設計來實現(xiàn)信息的收集、分析、判斷及自動識別文字圖像等能力，以幫助人類在解決生活、工作中的各種問題。智能化技術是一種將計算機技術、gps定位技術及精密傳感技術等進行綜合應用的技術。通過應用智能化技術，能有效改善操作者的工作環(huán)境，并降低其勞動強度，對操作者的工作效率與質量能起到有效的提高作用[1]。另外，智能化技術在危險性較高的施工領域中應用，從而有效提高危險性施工的安全性。在電氣工程自動化中，智能化水平與自動化程度得到有效的提高，不僅降低了設備的維護成本，還能有效提高其可靠性，從而實現(xiàn)設備的智能化操作。

2 在電氣工程自動化中智能化技術的應用現(xiàn)狀

2.1 電氣產品的設計

智能化技術能有效優(yōu)化電氣設備的設計，該優(yōu)化過程是一個復雜的過程，既要運用到電機電氣設備、電路及電磁場等方面的知識，還要求設計者必須要具備過硬的專業(yè)素質與豐富的工作經(jīng)驗。在傳統(tǒng)的電氣產品設計中，主要是依靠設計者的經(jīng)驗進行手工式的設計，導致電氣產品的設計出現(xiàn)一定的不合理性與局限性，不利于電氣產品的全面發(fā)展。隨著計算機技術的不斷進步，其在電氣設備中的應用越來越廣泛，從而有效縮短產品的開發(fā)周期，且能有效提高產品的準確性與科學性。通過引進智能化技術，能有效提升電氣產品的設計效率與設計質量[2]。

2.2 智能化控制

智能化技術在數(shù)據(jù)信息的收集與處理、運行管理、操作控制、運行監(jiān)控、畫面顯示、故障錄波、在線分析及參數(shù)的修改與設定上得到有效的應用，并實現(xiàn)這些方面的智能化控制，而部分控制功能于電氣自動化系統(tǒng)中應用非常廣泛。

2.3 智能化技術在電氣工程自動化控制中的發(fā)展

智能化技術的研究與開發(fā)是電氣自動化系統(tǒng)控制的主要方向，其主要進行電子電氣技術信息的收集和處理，在電氣工程自動化控制中得到廣泛的應用，且具有較強的實用性與適應性。智能化技術作為計算機技術中的重要分支技術，其在電氣工程自動化控制中的取得一定的成功，且已成為電氣工程技術發(fā)展的主要方向。

3 電氣自動化控制系統(tǒng)的設計原則與思想

3.1 設計原則

電氣自動化控制系統(tǒng)的設計原則就是要實現(xiàn)最大化的滿足生產工藝與機械設備對電氣控制的要求。其要求就是電氣設計的主要依據(jù)，要求以檢測元件與工作循環(huán)圖等形式進行提供，對于要求調速的設備，還要給出相應的調速指標。另外，在適應控制要求的基礎上，要求設計方案必須要具有簡單性與經(jīng)濟性。同時要有效處理好電氣設備與生產工藝之間的關系，并從設計要求、結構以及設計成本上進行兩種關系的協(xié)調，并選用合理的電器元件，從而保證電氣設備的安全性與可靠性。

3.2 設計思想

電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思想就是要實現(xiàn)集中式的監(jiān)控，且設備運行維護方便，對控制站的防護要求較低，且系統(tǒng)的設計難度較低等。但這樣的設計思想就要求將系統(tǒng)中的各種功能集中到相同的處理器上進行處理。因此，該處理器上的處理任務非常繁重，從而對處理器的速度造成極大的影響。而遠程監(jiān)控的優(yōu)點就是能有效節(jié)約大量的材料、安裝費用，且可靠性與實用性較高。目前，現(xiàn)場總線監(jiān)控方式在電氣工程自動化系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，且智能設備的安裝，可直接連接監(jiān)控系統(tǒng)通信，從而起到降低安裝成本與工作量。同時，現(xiàn)場總

線監(jiān)控的功能具有獨立、靈活、可靠性，也是電氣工程自動化系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢[3]。

4 在電氣工程自動化控制中智能化技術的應用

4.1 智能控制

在電氣工程自動化控制中應用智能化技術，能有效實現(xiàn)電氣工程控制的遠程化、自主化、高效化及無人操作化，從而為智能化技術的發(fā)展提供了一個良好的平臺。目前，智能化控制技術在電氣自動化技術中的普遍應用已充分將智能化技術的優(yōu)勢充分地體現(xiàn)出來，并為該技術在社會各領域發(fā)展中提供良好的基礎。

4.2 優(yōu)化設計

在傳統(tǒng)的電氣工程自動化系統(tǒng)控制中，也會經(jīng)常涉及到電氣設備的設計，但由于電氣設備的設計程序非常繁瑣，并對設計人員的專業(yè)技術與工作經(jīng)驗要求比較高，且需要結合電氣、電磁力等知識進行系統(tǒng)的設計。因此，傳統(tǒng)中的自動化系統(tǒng)主要是由設計者依據(jù)經(jīng)驗進行手工設計的，不僅達標率非常低，且系統(tǒng)維護、修理難度比較大。隨著科學技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段的設計方案都是利用計算機輔助軟件與cad輔助設計完成的，不僅能有效縮短設計時間，還能有效提高設計方案的使用性能與質量。在優(yōu)化設計中應用遺傳算法是智能化技術的具體形式，其在先進性與實用性上的功能比較強大，從而實現(xiàn)設計方案的有效優(yōu)化[4]。

4.3 故障診斷

電氣工程自動化系統(tǒng)在長期的運行中，電氣設備出現(xiàn)故障現(xiàn)象是無可避免的，而在電氣設備故障發(fā)生前，通常都會出現(xiàn)一系列與故障有關的征兆，因此需要采用有效的措施進行及時、有效的處理。而智能化技術的應用，就能對系統(tǒng)中的故障進行有效、準確、全方位的診斷。由于變壓器是電氣設備的組成部分，對電氣設備的正常運行均有重要的意義。因此，電氣設備監(jiān)測人員要加強對其運行情況檢測的重視，且要加強對設備的定時與不定時檢測與維修。但電氣故障由于長時間的運行，其故障的產生是無可避免的，因此，必須要及時、準確地找出故障部位與故障原因，并進行及時、有效的檢修，以將電氣故障引起的損失降低最低。而智能化技術無疑是檢修故障的最佳選擇。在運用智能化技術診斷變壓器故障時，最重要的診斷方法則是分析變壓器滲漏油的分解氣體，以快速、有效地找出變壓器故障的大體位置，并根據(jù)大體的位置逐漸縮小范圍進行尋找，直到找到故障的具體位置，從而進行有效的檢修[5]。通過智能化技術的應用，不僅能有效減少對故障的診斷與檢修時間，還能有效預防故障對電氣設備造成嚴重的損害，還提升電力設備的運行效率。

5 結束語

綜上所述，隨著科學技術的不斷進步，人工智能技術越來越成熟，隨著該技術的廣泛應用，各種施工均實現(xiàn)了智能化。因此，在電氣工程自動化中運用智能化技術，能有效促進企業(yè)的生產，從而有效促進企業(yè)的健康發(fā)展。

自動化控制論文:煤礦通風系統(tǒng)中對自動化控制技術的應用

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和工業(yè)的不斷進步，對礦產資源的需求越來越大。我國是產煤大國，同時，對煤炭的消耗量也很大。因此，政府對于煤礦的供需問題、管理問題都給予了高度的重視，加上我國每年發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率比較頻繁，基于對礦工人身安全負責的問題，經(jīng)過不斷研究，發(fā)現(xiàn)瓦斯爆炸等事故的發(fā)生與煤礦通風系統(tǒng)的不合理性密切相關。因此，完善煤礦通風系統(tǒng)成為現(xiàn)階段一個重大的研究課題，將先進的自動化控制技術運用到煤礦通風系統(tǒng)，是促進其合理化的一個重要途徑。本文通過介紹煤礦通風系統(tǒng)的重要性以及自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中的應用，對整個通風系統(tǒng)的控制流程加以闡述，推動煤礦通風系統(tǒng)的不斷趨于成熟和完善。

【關鍵詞】煤礦通風系統(tǒng)；自動化控制技術；應用

煤礦通風系統(tǒng)的完善性是加強煤礦安全生產的關鍵手段，將自動化控制技術積極應用到煤礦通風系統(tǒng)中，對煤礦的通風狀況進行監(jiān)管與控制，及時做出相應的調節(jié)，可以加強礦井通風的效果，可降低瓦斯爆炸等災害事故的發(fā)生，對災害的發(fā)生也可以做出預警，從而，為煤礦的安全生產提供保障。

一、煤礦通風系統(tǒng)的重要性

我國是產煤大國，也是煤炭消耗大國，煤炭資源的生產和利用在很大程度上直接影響著國民經(jīng)濟的發(fā)展。因此，煤炭生產的安全性管理也顯得頗為重要。其中，對煤礦安全生產影響最大的因素就是煤礦通風系統(tǒng)的設計。煤炭通風系統(tǒng)是保障礦井工人安全的必要措施，為了使他們在井下能夠用正常呼吸，利用通風機為井下礦工輸送空氣，由于井下有很多濃度較高的有害氣體，通風系統(tǒng)還可以稀釋這些有害氣體，直到這些氣體的濃度達到安全值。為了提高礦井工人對井下環(huán)境的適應能力，通風系統(tǒng)的另一個功能就是將井下的水蒸氣和熱量排出來，為礦工提供相對適宜的作業(yè)環(huán)境。

煤礦通風系統(tǒng)的合理性還可以大大降低瓦斯爆炸事件和火災等事故的發(fā)生，也可以增強礦井的抗震、抗災性能。每年因為瓦斯爆炸事故所帶來的人身傷亡和經(jīng)濟損失是十分重大的，國家制訂了一系列保障礦井工人生命安全的條例和措施，對井下空氣質量和空氣含量的指標都越來越嚴格，為井下的衛(wèi)生條件和空氣質量的改善也會起到積極作用，改變礦井內的空氣成分，增加空氣的含氧量，降低二氧化碳的濃度，稀釋礦塵和有害氣體的濃度，使整個礦井內空氣的氣壓、溫度和濕度都發(fā)生了改變。努力為礦工提供相對舒適的工作環(huán)境，確保井下通風的質量，對礦工自身的身體健康狀況也提供了有力的保障。

二、煤礦通風系統(tǒng)中應用自動化控制技術的必要意義

隨著技術的不斷進步，煤礦通風系統(tǒng)通過自動化控制技術來實現(xiàn)煤礦的安全生產，提高煤礦生產的可靠性和管理水平。構建煤礦通風自動化控制體系，實現(xiàn)自動化監(jiān)管和無人值班，不僅提高了工作效率，還節(jié)約了人力資源。

現(xiàn)階段我國煤礦通風系統(tǒng)的合理性還不夠完善，自動化設備的使用大多比較分散、陳舊，這些因素對煤礦通風系統(tǒng)的安全性、可靠性造成了直接的影響，對故障等的記錄不準確、也無法實現(xiàn)對設備的自我診斷，不能對整個通風體系做到監(jiān)控管理，并作出相應的調節(jié)，降低了通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。因此，在煤礦通風系統(tǒng)中應用自動化控制技術具有重大的必要意義，利用先進的科學技術，使煤礦通風系統(tǒng)和安全生產管理不斷趨于完善，是至關重要的。

三、自動化控制技術在煤礦通風系統(tǒng)中的應用

（一）自動化控制技術的含義

自動化控制技術通過通信網(wǎng)絡，運用計算機，對控制原件和設備進行統(tǒng)一的檢測和管理，這些元件都帶有通信接口，為實現(xiàn)智能化監(jiān)測與控制提供了便利。其中，無線傳感器的應用最為廣泛。

在對井下的工作人員進行定位時，需要根據(jù)目標的移動特征來獲取有效信息和數(shù)據(jù)，建立目標移動的實際路線，gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號還無法對井下工作人員的位置進行追蹤，因此，利用無線傳感器中的數(shù)據(jù)編排和數(shù)據(jù)查詢功能來獲取定位信息，確定井下人員的移動狀態(tài)，對他們的活動實行實時監(jiān)控，有利于控制安全生產管理，對他們做出調度和事故預警。無線傳感器中還包括多點定位網(wǎng)絡，這樣就優(yōu)化了分布方式，改變了傳統(tǒng)的單水平軸線網(wǎng)絡的布設方式，進一步適應和滿足了地下復雜的地質和開采條件。多水平的跨層網(wǎng)絡會加強整個系統(tǒng)的監(jiān)控性能，使布設方法更加合理化。自動化控制技術中還包含著高

度的算法設計，對系統(tǒng)定位信息進行核算和處理，不需要通過信號源，可以直接進行計算，降低了硬件設施的投入成本，也提高了運行效率。在4m之內，可以避免干擾信號，對井下定位的基本需求沒有太大影響。高精度的系統(tǒng)定位算法設計內容主要包括對盲區(qū)范圍、定位精度等的計算，隨著計算方法的不斷改進，其適應范圍也逐步擴大。

（二）通風系統(tǒng)設計

在整個通風系統(tǒng)設計中，對于風量的調節(jié)是關鍵內容?？梢酝ㄟ^設置變頻裝置，改變通風機的電機轉速來調節(jié)風量的大小。另一種方法是通過改變百葉窗的角度和風門的角度調節(jié)風量。另外，采用定時控制裝置，實現(xiàn)對井下通風機的自動控制，加置爆破開關，在爆破后就會自動通風，為保障通風系統(tǒng)的運行提供了可靠保障。通過檢測元件，對井下空氣的溫度變化或者氣體濃度的改變，來進項控制工作也是加強通風系統(tǒng)的通風效果的主要途徑，但這一技術有待進一步研究和完善，也是未來煤礦通風系統(tǒng)中對自動化控制技術新的發(fā)展方向。

（三）煤礦通風系統(tǒng)中對自動化控制技術的應用原理

煤礦通風自動化控制系統(tǒng)要接收和傳輸不同的信號，對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。依靠頻分制和時分制來完成多路信號的傳輸，按照不同頻率和不同時序一次傳輸信號，其中頻分制是最普遍的多路信號傳輸方式，因其電路簡單，不容易發(fā)生故障。

首先要對井下環(huán)境的狀況進行深入了解，包括掌握井下氣壓、空氣的溫度和濕度，空氣中成分的含量以及有毒氣體的密度、濃度，這些數(shù)據(jù)的測量主要是通過傳感器來完成，通過光譜法和紅外線吸收來測量井下氧氣和二氧化碳的濃度，測量風壓的時候依靠差壓變送器。對這些數(shù)據(jù)進行測量和分析，才能指導通風系統(tǒng)的運行。煤礦通風系統(tǒng)中對自動化控制技術的應用原理，如圖1所示。

圖1 煤礦通風系統(tǒng)中對自動化控制技術的應用原理

自動化控制技術應用到煤礦通風系統(tǒng)中，對完善通風系統(tǒng)的運行和加強通風效果起到了關鍵性的作用，安全生產和提高管理效率提供了保障。

四、結語

煤炭通風系統(tǒng)在整個煤炭生產和管理過程中，占據(jù)著重要的地位。通風系統(tǒng)對保障煤炭安全生產和礦井工人的人身安全及健康狀況都具有重要的意義。降低了煤炭生產事故的發(fā)生概率，盡可能地降低經(jīng)濟損失，帶來了很大的社會效益和經(jīng)濟效益。煤礦通風系統(tǒng)中對自動化控制技術的應用，有效地提高了煤炭通風系統(tǒng)的通風質量，便于對通風狀況進行整體把握和調度，實現(xiàn)了煤炭通風系統(tǒng)的智能化監(jiān)控與管理。自動化控制技術操作起來也簡單便捷，成為通風系統(tǒng)技術應用中的核心內容，使煤炭通風系統(tǒng)不斷得趨于完善。

自動化控制論文:論電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思想

【論文關鍵詞】：電氣自動化；控制系統(tǒng)；設計思想；系統(tǒng)功能

【論文摘要】：文章通過介紹電氣綜合自動化系統(tǒng)的功能，討論了目前電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思想（以發(fā)電廠為例子），展望了將來電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。設各智能化水平的提高使得對現(xiàn)場設備狀況的精確掌握成為可能，通訊技術的發(fā)展則為大容量的數(shù)據(jù)傳輸提供了平臺。在工業(yè)自動化領域，基于pc的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點正在被更多的采納。

一、電氣綜合自動化系統(tǒng)的功能

根據(jù)單元機組的運行和電氣控制的特點，應將發(fā)電機一變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入ecs監(jiān)控。其基本功能 為：

1．發(fā)變組出口220kv/500kv斷路器、隔離開關的控制及操作。

2．發(fā)變組保護、廠高變保護、勵磁變壓器保護控制。

3．發(fā)電機勵磁系統(tǒng)。包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，pss(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)的投退。

4．220kv/500kv開關自動同期并網(wǎng)及手動同期并網(wǎng)。

5．6kv高壓廠用電源監(jiān)視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動啟動等。

6．380v低壓廠用電源監(jiān)視、操作、低壓備自投裝置控制。

7．高壓啟/備變壓器控制和操作(2臺機共用)。

8．柴油發(fā)電機組和保安電源控制和操作。

9．直流系統(tǒng)和lps系統(tǒng)的監(jiān)視。

對于發(fā)變組保護等主保護和安全自動裝置，因其設備已經(jīng)很成熟而且要求全部在dcs中實現(xiàn)其功能尚有一定難度，可能增加相當大的費用，故可以保留。但是它們與dcs間要口求接，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動裝置信息，并可以通過dcs進行事故追憶。

二、電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思想

1．集中監(jiān)控方式

這種監(jiān)控方式優(yōu)點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統(tǒng)設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理速度受到影響。由于電氣設備全部進入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時， 隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經(jīng)常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。

2．遠程監(jiān)控方式

遠程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費用、，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點。由于各種現(xiàn)場總線(如lonworks總線，can總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應于全廠的電氣自動化系統(tǒng)的構建。

3．現(xiàn)場總線監(jiān)控方式

目前，對于以太網(wǎng)(ethernet)、現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡技術已經(jīng)普遍應用于變電站綜合自動化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運行經(jīng)驗，智能化電氣設備也有了較快的發(fā)展， 這些都為網(wǎng)絡控制系統(tǒng)應用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎?，F(xiàn)場總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進行設計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、i/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡連接，網(wǎng)絡組態(tài)靈活，使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

三、探討電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

opc(oijeforprocess control)技術的出現(xiàn)，iec61131的頒布，以及microsoft的windows平臺的廣泛應用，使得未來的電氣技術的結合，計算機日益發(fā)揮著不可替代的作用。iec61131已成為了一個國際化的標準，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。

pc 客戶機／服務器體系結構、以太網(wǎng)和internet技術引發(fā)了電氣自動化的一次又一次革命。正是市場的需求驅動著自動化和it平臺的融和，電子商務的普及將加速著這一過程。internet／intranet技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景。企業(yè)的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業(yè)的財務、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對當前生產過程的動態(tài)畫面進行監(jiān)控，在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現(xiàn)實技術和視頻處理技術的應用，將對未來的自動化產品，如人機界面和設備維護系統(tǒng)的設計產生直接的影響。相對應的軟件結構、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備轉向集成的系統(tǒng)。

自動化控制論文:對電力系統(tǒng)中運用電氣自動化控制技術的探討

目前，現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展，電氣工程及其自動化已邁向生產和社會生活的各個領域，如何培養(yǎng)和造就社會經(jīng)濟發(fā)展急需的具有工程實際應用能力的電氣工程人才，集科學性、先進性、整體性、特色于一身的課程建設；理論與實踐、知識與技能緊密結合的既能“動口”也能“動手”的“雙師型”師資隊伍建設；立足人才培養(yǎng)目標，按照高質量、高起點、高標準的原則，加強實驗實訓資源的整合方面對電氣工程及其自動化建設進行了探討。

1 電力系統(tǒng)中自動化控制技術

1．1 電網(wǎng)調度自動化

電網(wǎng)調度自動化主要組成部分，由電網(wǎng)調度控制中心的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、工作站、服務器、大屏蔽顯示器、打印設備等，其主要是通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結的，下級電網(wǎng)調度控制中心、調度范圍內的發(fā)電廠、變電站終端設備(如測量控制等裝置)等構成。電網(wǎng)調度自動化的主要功能是：電力生產過程實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、電力負荷預測、自動發(fā)電控制(省級電網(wǎng)以上)、自動經(jīng)濟調度(省級電網(wǎng)以上)并適應電力市場運營的需求等。

1．2 變電站自動化

變電站自動化的目的是取代人工監(jiān)視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設備；二次設備數(shù)字化、網(wǎng)絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜；操作監(jiān)視實現(xiàn)計算機屏幕化：運行管理、記錄統(tǒng)計實現(xiàn)自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網(wǎng)調度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產現(xiàn)代化的一個重要環(huán)節(jié)。

1．3 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)(dcs)

發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)(dcs)一般采用分層分布式結構，由過程控制單元(pcu)、運行員工作站(0s)、工程師工作站(es)和冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(以太網(wǎng))組成。過程控制單元(pcu)由可冗余配置的主控模件(mcu)和智能i／0模件組成。mcu模件通過冗余的i／0總線與智能fo模件通訊。pcu直接面向生產過程，接受現(xiàn)場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關量、脈沖量等信號，經(jīng)運算處理后進行運行參數(shù)、設備狀態(tài)的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅動執(zhí)行機構，完成生產過程的監(jiān)測、控制和聯(lián)鎖保護等功能。

運行員工作站(0s)和工程師工作站(es)提供了人機接口。運行員工作站接收pcu發(fā)來的信息和向pcu發(fā)出指令，為運行操作人員提供監(jiān)視和控制機組運行的手段，工程師工作站為維護工程師提供系統(tǒng)組態(tài)設置和修改、系統(tǒng)診斷和維護等手段。

2 電子技術、計算機技術的發(fā)展不斷推動電力系統(tǒng)自動化進步

隨著上世紀八十年代單片機技術的發(fā)展和應用，我國電力系統(tǒng)自動化設備實現(xiàn)了全面的更新?lián)Q代。國產的工業(yè)計算機和引進的pc機技術為電力系統(tǒng)調度自動化、電廠監(jiān)控系統(tǒng)、變電站綜合自動化奠定了基礎。開發(fā)的應用軟件可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)采集、匯總、分類、分析、存檔、顯示、打印、報警、完成操作控制等任務。這～ 時期自動化存在的主要問題是系統(tǒng)結構、功能、通信協(xié)議等方面缺乏工業(yè)標準，不同廠家的設備不能互連；計算機與各設備的通信一般為星形點對點連結，主要采用低速率的串／并行口通信方式，系統(tǒng)實時性不太好，設備配置的靈活性也較差。

隨著上世紀90年代高性能工作站、服務器及軟件技術、信息處理技術、特別是高速網(wǎng)絡技術的發(fā)展，電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)、電廠監(jiān)控、變電站自動化、配電自動化的技術水平上了一個新臺階，產品逐步發(fā)展成為一種開放式、分布式、網(wǎng)絡化、智能化的新模式。與上一代產品相比可以大幅度減少電力電纜、通信電纜的用量，設備體積小還減少了占地面積等從而降低了建設成本，同時大幅度提高了系統(tǒng)的技術性能，增加了設備配置的靈活性、互換性和可維護性，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。最近幾年以來，各種嵌入式產品的出現(xiàn)，例如嵌入式高性能微處理器、嵌入式計算機、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式以太網(wǎng)等產品使電力系統(tǒng)中的裝置類設備如測量控制設備、繼電保護裝置、數(shù)據(jù)通信控制器等得以再次更新?lián)Q代，裝置的硬件電路和應用程序結構簡化，產品性能大大提高，裝置信息處理速度更快，功耗更低，功能擴展能力更強。

3 當前電力系統(tǒng)自動化依賴it技術向前發(fā)展的重要技術

當前電力系統(tǒng)自動化依賴于電子技術、計算機技術繼續(xù)向前發(fā)展的主要熱點有：① 電力一次設備智能化；② 電力一次設備在線狀態(tài)檢測；③ 光電式電力互感器；④ 適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置；⑤特高壓電網(wǎng)中的二次設備開發(fā)。

3．1 電力一次設備智能化

常規(guī)電力一次設備和二次設備安裝地點一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時考慮將常規(guī)二次設備的部分或全部功能就地實現(xiàn)，省卻大量電力信號電纜和控制電纜，通常簡述為一次設備自帶測量和保護功能。如常見的“智能化開關”、“智能化開關柜”、“智能化箱式變電站”等。

電力一次設備智能化主要問題是電子部件經(jīng)常受到現(xiàn)場大電流開斷而引起的高強度電磁場干擾，關鍵技術是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標準等技術問題。

3．2 電力一次設備在線狀態(tài)檢測

對電力系統(tǒng)一次設備如發(fā)電機、汽輪機、變壓器、斷路器、開關等設備的重要運行參數(shù)進行長期連續(xù)的在線監(jiān)測，不僅可

以監(jiān)視設備實時運行狀態(tài)，而且還能分析各種重要參數(shù)的變化趨勢，判斷有無存在故障的先兆，從而延長設備的維修保養(yǎng)周期，提高設備的利用率，為電力設備由定期檢修向狀態(tài)檢修過度提供保障。近年來電力部門投入了很大力量與大學、科研單位合作或引進技術，開展在線狀態(tài)檢測技術研究和實踐并取得了一些進展，但由于技術難度大，專業(yè)性強，檢測環(huán)境條件惡劣，要開發(fā)出滿意的產品還需一定時日。

3．3 光電式電力互感器

電力互感器是輸電線路中不可缺少的重要設備，其作用是按一定比例關系將輸電線路上的高電壓和大電流數(shù)值降到可以用儀表直接測量的標準數(shù)值，以便用儀表直接測量。其缺點是隨電壓等級的升高絕緣難度越大，設備體積和質量也越大；信號動態(tài)范圍小，導致電流互感器會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，或發(fā)生信號畸變；互感器的輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備接口。因此不少發(fā)達國家已經(jīng)成功研究出新型光電式和電了式互感器，國際電工協(xié)會已了電子式電壓、電流互感器的標準。國內也有大專院校和科研單位正在加緊研發(fā)并取得了可喜成果。目前主要問題是材料隨溫度系數(shù)的影響而使穩(wěn)定性不夠理想。另一關鍵技術是，光電互感器輸出的信號比電磁式互感器輸出的信號要小得多，一般是毫安級水平，不能像電磁式互感器那樣可以通過較長的電纜線送給測控和保護裝置，需要在就地轉換為數(shù)字信號后通過光纖接口送出，模數(shù)轉換、光電轉換等電子電路部分在結構上需要與互感器進行一體化設計。在這里，電磁兼容、絕緣、耐環(huán)境條件、電子電路的供電電源同樣是技術難點之一。

3．4 適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置

自從電力系統(tǒng)采用光電互感器技術后，與之相關的二次設備，如測控設備，繼電保等裝置的結構與內部功能將發(fā)生巨大的變化。首先節(jié)省了裝置內部的隔離互感器、a／d轉換電路及部分信號處理電路，從而提高了裝置的響應速度。但需要解決的重要關鍵技術是為滿足數(shù)值計算需要對相關的來自不同互感器的數(shù)據(jù)如何實現(xiàn)同步采樣，其次是高效快速的數(shù)據(jù)交換通信協(xié)議的設計。

4 結束語

根據(jù)以上所述，電氣工程及其自動化專業(yè)是電力系統(tǒng)的重要工作，因此，我們的工作人員應對其不斷進行探索和研究，提高了電力安全可靠性。還要結合自己的工作經(jīng)驗進行分析。從而保證電力系統(tǒng)工作的安全與發(fā)展。

自動化控制論文:淺論自動化控制器件PLC的發(fā)展趨勢

【摘 要】自動化控制器plc自20世紀90年展以來，其發(fā)展速度越來越快，自動化控制技術也日益完善。本文分析了plc技術在自動化控制中的重要地位、傳統(tǒng)plc技術與現(xiàn)代plc技術的區(qū)別以及現(xiàn)代plc的應用和未來發(fā)展。

【關鍵詞】自動化控制；plc；發(fā)展趨勢

0 引言

自動化控制是一種通過利用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息實現(xiàn)對生產過程的檢測、控制、優(yōu)化、調度和管理。在自動化的控制下能夠達到增加產量、提高產品質量、降低消耗、提高產品安全性的目的。自動化控制是現(xiàn)代控制領域中最重要的一項技術，對提高生產效率具有重要意義，在科學水平不斷進步的今天，自動化控制技術打上科技進步的列車，呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。

1 plc技術在自動化控制中的重要地位

自動化控制技術自20世紀發(fā)展以來，其發(fā)展速度越來越快，對自動化控制技術的發(fā)展具有重要的推動作用。自動化控制技術主要包含三個層析，按照自下而上的順序可以分為基礎自動化、過程自動化和管理自動化。在自動化控制技術中，較為核心的部分就是基礎自動化和過程自動化。在傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)中，plc和dcs在基礎自動化中占據(jù)核心地位，而管理自動化和過程自動化由計算機和小型機組成。在自動化控制領域中，80%的plc在i/0少于128點的小型系統(tǒng)中應用較為廣泛，且80%的plc應用在20個梯形圖指令中就可以將問題解決[1]。從應用的觀點來看，這一統(tǒng)計數(shù)據(jù)向我們展示了傳統(tǒng)plc自動化控制領域中的重要作用，對滿足工業(yè)控制簡單實用、成本低廉、穩(wěn)定可靠的要求具有重要意義，從這一面來看，plc在控制領域占有穩(wěn)固的地位，從其發(fā)展至今不會輕易退出其發(fā)展的舞臺。plc技術之所以有如此重要的作用，與plc產品追求密不可分。plc在其發(fā)展中根據(jù)自身技術和產品發(fā)展的需求為基本，同時與新數(shù)字技術和新信息技術緊密結合，且在推廣應用過程中采用的是iec61131國際標準，編程的語言較為校準，傳統(tǒng)的編程語言可以體現(xiàn)在現(xiàn)代的軟件中，plc的體系結構、控制任務和控制要求等多方的軟件描述進行了改造[2]。從1990年以來，plc在自動化控制領域的核心地位仍是巋然不動。

2 傳統(tǒng)plc與現(xiàn)代plc之間的區(qū)別

傳統(tǒng)plc技術與現(xiàn)代plc技術之間的差別主要體現(xiàn)在cpu模塊、軟件模型等幾方面。從硬件來看，傳統(tǒng)plc技術cpu模塊只有一塊，儲存器的容量有限，在100kb以下，i/0以開關量為主，運算速度上，傳統(tǒng)plc掃描時間更長，一般為幾十至幾百ms，背線總線采用的是傳統(tǒng)的低速系統(tǒng)總線。而現(xiàn)代plc的cpu模塊不再局限于一塊，可以多塊cpu模塊，儲存器的容量較大，且可以根據(jù)實際需要進行配置，i/0有高低速開關量、模擬量和其他不同類型的信號，運算速度較快，可以達到0.2ms，背板總線采用的是高速背板總線或與低速串行總線并存。從軟件方面來看，傳統(tǒng)plc技術采用的是符合iec61131.3軟件模型且可以運行，編程語言上采用的是較為靈活且通用的編程語言，如c、c+等，操作系統(tǒng)上，采用的是基于pc的實施商用時鐘；現(xiàn)代plc軟件模型采用的是符合iec61131.3軟件模型，在編程語言上，采用的是iec61131.3模型標準編程語言，操作系統(tǒng)的掃描方式采用了時間驅動和事件驅動，且可以按照程序功能設置不同的掃描周期[3]。從技術層面上，傳統(tǒng)plc與現(xiàn)代plc之間的區(qū)別根本上體現(xiàn)在軟件模型的不同?，F(xiàn)代plc軟件模型在完整地接觸編程語言以外的全部內容上表現(xiàn)較為出色，使現(xiàn)代plc突破了傳統(tǒng)plc的硬件體系結構，使得現(xiàn)代plc技術簡單實用、成本低廉、穩(wěn)定可靠的特點更加突出，其應用范圍也較為廣泛。

3 現(xiàn)代plc的應用以及展望

3.1 現(xiàn)代plc的應用范圍

由于現(xiàn)代突破了傳統(tǒng)plc的硬件體系結構，其簡單實用、成本低廉、穩(wěn)定可靠的特點更加突出，因此在自動化領域受到廣泛的親睞，成為了現(xiàn)代工業(yè)自動化領域中的主導力量。從應用范圍上看，plc的應用范圍主要開關量的邏輯控制、運動控制、模擬量控制、過程量控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信6種。開關量的邏輯控制，plc可以借助邏輯控制和順序控制來替代繼電器，因此，plc在開關量邏輯控制方面應用最為廣泛。運動控制在機床、機器人。裝配機械等方面運用較為廣泛。模擬量控制，因plc技術具有可以將流量、溫度等模擬量數(shù)值轉換為數(shù)字值的功能，如此一來，就可以實現(xiàn)cpu處理控制和由轉換模塊實現(xiàn)模擬量控制。過程控制，由于多路模擬量控制和i/o模塊，這樣就可以實

現(xiàn)閉環(huán)控制。數(shù)據(jù)處理，由于plc具有強大的運算和處理能力，在數(shù)據(jù)采集、分析和處理中具有強大的優(yōu)勢。聯(lián)網(wǎng)通信，由于plc的連接功能較完善，不同系統(tǒng)之間可以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信、數(shù)據(jù)信息共享和交換，從而形成多級分布式控制系統(tǒng)[4]。

3.2 現(xiàn)代plc的應用應注意的問題

plc所處的環(huán)境溫度具有一定的限制，一般處于0℃至50℃之間，因此在安裝plc的時候，要注意與發(fā)熱量較大設備上[5]。如果plc所安裝部位的溫度突破了其極限，則有可能造成控制失效，甚至出現(xiàn)嚴重的后果。由于plc的溫度范圍較小，所以在應用plc時，要確保plc安裝于較大空間內，且空間內的通風散熱效果較為理想，使plc的各個基本單元和擴展單元之間的間隔要在30.5mm以上。開關柜上面的通風百葉窗，可有可無，但是如果環(huán)境溫度處于50℃以上，那么就需要采取措施，如安裝風扇來使通風效果增強，進而降低溫度，確保plc能夠正常工作。plc工作環(huán)境的濕度也需要進行控制，要控制在85%以內，對凝露現(xiàn)象也要注意控制，以避免其絕緣性遭到破壞。plc工作環(huán)境要保持平穩(wěn)狀態(tài)，不能出現(xiàn)強烈振動現(xiàn)象，為保證plc工作環(huán)境的穩(wěn)定性，可以采取一些減震措施。plc工作電源選擇上，應選用直流穩(wěn)壓電源，從而保證plc反饋信息的準確性，提高plc工作的可靠性。

3.3 自動化控制器件plc展望

隨著網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，plc技術也趁著網(wǎng)絡技術發(fā)展的東風乘風破浪，在plc技術上逐漸形成了pac技術。在工業(yè)控制技術的發(fā)展中，自動化控制器件由最初的plc控制，發(fā)展到pc控制，再由傳統(tǒng)plc控制轉向現(xiàn)代plc技術和pac技術。plc技術的發(fā)展使其在自動化市場中的地位更加牢固。而在plc技術基礎上發(fā)展起來的pac技術以其異型和異構系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)相互交換共享的優(yōu)勢，成為未來自動化控制的主要發(fā)展趨勢。

4 結語

plc自動化控制技術是科技發(fā)展的必然結果，自20世紀90年代以來，plc技術歷經(jīng)多個發(fā)展階段，不斷使自動化控制技術得到優(yōu)化，在自動化控制領域應用也日益廣泛，相信在未來plc控制技術會更加完善，使工業(yè)自動化水平提升到更高的平臺。

自動化控制論文:配網(wǎng)自動化控制方式與操作要點

摘要：配網(wǎng)自動化對于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的正常運行至關重要，本文介紹了配電自動化的優(yōu)化自動化系統(tǒng)控制方式，并對其操作要點進行分析。

關鍵詞：配網(wǎng)自動化；控制方式；操作要點

配電網(wǎng)絡自動化系統(tǒng)是指利用通信技術、網(wǎng)絡技術、現(xiàn)代電子技術和計算機與電力設備相結合，將配電網(wǎng)在正常運行和發(fā)生事故時的監(jiān)控、保護和供電企業(yè)的有關管理部門有機德爾融合在一起，能夠極大改善供電質量，與用戶建立更見密切更加負責的緊密關系。根據(jù)電力系統(tǒng)的結構，配網(wǎng)自動化可以分為配電管理系統(tǒng)自動化、饋線自動化（fa）、變電站自動化（dms 主站）、用戶自動化（需方管理dsm）in 個層次的內容。電力配網(wǎng)具備電壓雙控，分布網(wǎng)絡的優(yōu)化自動控制系統(tǒng)，可以通過tcp / ip協(xié)議和電壓互感器調度服務器和控制機獲得控制參數(shù)，包括功率因數(shù)、電壓參數(shù)。本文對配網(wǎng)自動化控制方式與操作要點進行探討，希望對讀者有所幫助。

一、配電網(wǎng)優(yōu)化自動化系統(tǒng)框架

作為配電網(wǎng)優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)的核心，上位機優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)補償器綜合協(xié)調遠程投切控制。當變電站的每一條饋線同時帶多臺補償器時，由于補償器之間的都是獨立運行的，所以上機位就可以協(xié)調和控制每個補償器的正常運行。在變電站的調度自動化系統(tǒng)中，可以隨時的配電網(wǎng)的運行情況以及饋線出口參數(shù)進行監(jiān)控和管理，在變電站運行時，通過網(wǎng)絡服務器的外網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，然后配網(wǎng)自動化系統(tǒng)就可以通過變電站調度自動化系統(tǒng)的tcp/tp協(xié)議接口，獲得不同饋線的首端參數(shù)，并且能夠對多個不同的補償器進行有效的控制，保證其正常運行。配電網(wǎng)優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)，應該是可以變化的系統(tǒng)，因為在整個電力系統(tǒng)工作時，往往會發(fā)生結構的辯護，這樣會導致補償器的容量、參數(shù)和位置也發(fā)生變化，因此配電自動化系統(tǒng)必須是一個可以靈活變化的系統(tǒng)。

二、投切控制策略

通過優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)與變電站調度自動化系統(tǒng)（scada）進行相互溝通與聯(lián)系，可以將各個補償線路首端參數(shù)，包括有功功率、無功功率和功率因素進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)異常，上位機控制系統(tǒng)將會對出現(xiàn)問題的線路的補償器發(fā)送投入或者切除的命令，以保證整個電網(wǎng)的安全運行。

（一）投入控制策略

首先，應該對功率因數(shù)進行判斷，如果功率因數(shù)小于系統(tǒng)所設定的補償下限，那么將會投入當前線路特定電容器抵償武功。根據(jù)線路和電容之間的拓撲，電容器可以按照電容器容量逐漸遞減的方式進行投入，而當遇到相同的電容器時，則按照序號的遞減進行排序投入。如果第一次投入的電容器不能滿足無功優(yōu)化狀態(tài)，則還要進行再次的補償投入，優(yōu)化自動化喜用自動檢測到?jīng)]有滿足的狀態(tài)下，會自動的重新選取電容器投入運行，經(jīng)過多次的檢測和補償投入，最終會使整個配電網(wǎng)達到無功優(yōu)化狀態(tài)。①

（二）切除控制策略

當無功功率小于0的時候，系統(tǒng)將會發(fā)送無功反送信息，這就說明線路的無功補償過多，產生了過補的問題。這時則必須切除已經(jīng)投入的電容器，按照先拆除與無功功率值最接近的電容器的順序進行拆除。對于已經(jīng)投入的電容器，則按照容量遞增，序號遞增的原則進行排序，選擇與無功功率最接近的電容器進行一次切除。如果系統(tǒng)檢測到仍然存在過補的現(xiàn)象，則在下一個周期進行切除電容器，以此類推，經(jīng)過多次的檢測和切除，最終實現(xiàn)電網(wǎng)非過補狀態(tài)。

（三）控制器投切控制方式

控制器設置有整定窗口，可以根據(jù)需要設定上下限值作為整定值。如果系統(tǒng)的控制器檢測到的電壓高于整定值，那么將會下達指令進行電容器的切除；如果檢測電壓低于整定值，那么就會投入電容器。執(zhí)行上位機的命令，命令為投入時，整定窗口上移，整定值高于實際電壓，命令為切除時，整定窗口下移，整定值低于實際電壓，從而將整定窗口調節(jié)到最佳優(yōu)化?？刂破魍ㄟ^gprs取得與上位機聯(lián)系，但是如果上位機發(fā)送的連接確認包沒有得到控制器的反饋信息，那么控制器將會獨立工作，自動進行電容器的投入和切除，直到與上位機取得聯(lián)系后會再次受控。

三、通信方式控制

隨著現(xiàn)代信息技術的不斷發(fā)展，通信手段也不斷增加，在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設中，信息高速建設可供選擇的通信方式很多，應該根據(jù)不同情況選擇不同的通信方式，以滿足經(jīng)濟適用、安全可靠的原則。當前，我國配網(wǎng)自動化系統(tǒng)使用的通信方式主要由光纖通信和移動通信

兩種方式。②兩者之間的比較如下表所示：

總之，配電網(wǎng)自動化是當今電力系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢，因此，必須對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行科學的設計和控制，合理操作，保證系統(tǒng)的正常運行。

自動化控制論文:工業(yè)自動化控制初探

摘要：隨著科學技術的發(fā)展，工業(yè)控制的技術發(fā)展越來越快，工業(yè)控制技術使得工廠的生產效率大幅提高，而工業(yè)控制器plc、工業(yè)pc等的應用也大幅度提高了系統(tǒng)的自動化程度，本文主要對工業(yè)控制進行一下初步的了解。

0 引言：

工業(yè)自動化控制主要利用電子電氣、機械、軟件組合實現(xiàn)。即是工業(yè)控制，或者是工廠自動化控制。主要是指使用計算機技術，微電子技術，電氣手段，使工廠的生產和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。

工控技術的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產速度和效率提高了300%以上。20世紀80年代初，隨著改革開放的春風，國外先進的工控技術進入中國大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產品有“plc，變頻器，觸摸屏，伺服電機，工控機”等。這些產品和技術大力推廣了中國的制造業(yè)自動化進程，為中國現(xiàn)代化的建設作出了巨大的貢獻。

1 工業(yè)自動化儀器儀表

1.1 plc（可編程序控制器）

plc—可編程序控制器的英文為programmable logic controller，1968年美國gm(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求

①編程簡單，可在現(xiàn)場修改和調試程序；?、诰S護方便，采用插入式模塊結構；③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機；⑥成本可與繼電器控制系統(tǒng)競爭；　⑦可直接用115v交流電壓輸入；⑧輸出量為115v、2a以上，能直接驅動電磁閥、接觸器等；⑨通用性強，易于擴展；⑩用戶程序存儲器容量至少4kb。

為了實現(xiàn)通用汽車提出的要求，第一臺適合其要求的plc（可編程序控制器）于1969年在美國成功制造出來，自從第一臺出現(xiàn)之后，隨之，日本、德國、法國也相繼開始了plc 的研發(fā)，并得到了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在主要生產plc 的廠家分別是：德國西門子、aeg，日本的三菱、美國ab，ge法國的te公司等。

我國的plc研制、生產和應用也發(fā)展很快，尤其在應用方面更為突出。在20世紀70年代末和80年代初，我國隨國外成套設備、專用設備引進了不少國外的plc。此后，在傳統(tǒng)設備改造和新設備設計中，plc的應用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟效益，plc在我國的應用越來越廣泛，對提高我國工業(yè)自動化水平起到了巨大的作用。

目前，我國不少科研單位和工廠在研制和生產plc，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機制造公司、廈門a-b公司，北京和利時和杭州和利時，浙大中控等。

1.2 工控pc

由于基于pc的控制器被證明可以像plc一樣，并且被操作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產中正在采用pc控制方案?；趐c 的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，pc控制系統(tǒng)維護成本低。

由于plc受pc控制的威脅最大，所以plc供應商對pc的應用感到很不安。

事實上，他們現(xiàn)在也加入到了pc控制“浪潮”中。

近年來，工業(yè)pc在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)pc主要包含兩種類 型：ipc工控機以及它們的變形機，如at96總線工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業(yè)pc的運行穩(wěn)定性、熱插拔和 冗余配置要求很高，現(xiàn)有的ipc已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領域，取而代之的將是其他工控機，而ipc將占據(jù)管理自 動化層。國家于2001年設立了“以工業(yè)控制計算機為基礎的開放式控制系統(tǒng)產業(yè)化”工業(yè)自動化重大專項，目標就是發(fā)展具有自主知識產權的pc-based控制系統(tǒng)，在3-5年內，占領30%(50%的國內市場，并實現(xiàn)產業(yè)化。

幾年前，當“軟plc”出現(xiàn)時，業(yè)界曾認為工業(yè)pc將會取代plc。然而，時至今日工業(yè)pc并 沒有代替plc，主要有兩個原因：一個是系統(tǒng)集成原因;另一個是軟件操作系統(tǒng)windowsnt的原因。一個成功的pc-based控制系統(tǒng)要具備兩點： 一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A見，工業(yè)pc與plc的競爭將主要在高端應用上，其數(shù)據(jù)復雜且設備集成度 高。工業(yè)pc不可能與低價的微型plc競爭，這也是plc市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)pc和plc之間，這些融 合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。

2 工控行業(yè)儀器儀表發(fā)展

工控儀表重點發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務領域，推進儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化，完成 自動化儀表從模擬技術向數(shù)字技術的轉變，5年內數(shù)字儀表比例達到60%以上；推進具有自主版權自動化軟件的商品化。

2.1 電工儀器儀表

電工儀器儀表重點發(fā)展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網(wǎng)計量自動管理系統(tǒng)。2005年，中低檔電工儀器儀表國內市場占有率要達到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內市場占有率達到80%。

2.2 科學測試儀器

科學測試儀器重點發(fā)展過程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎產業(yè)所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗機、實驗室儀器等新產品。產品以技術含量較高的中檔產品為主，到2005年在總產值中占50%～60%。

2.3 環(huán)保儀器儀表

環(huán)保儀器儀表重點發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測自動化控制系統(tǒng)產品，2005年技術水平達到20世紀90年代后期國際先進水平，國內市場占有率達到50%～60%，到2010年國內市場占有率達到70%以上。

2.4 儀器儀表

儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產品，品種占有率達到70%～80%，高檔產品市場占有率達60%以上；通過科技攻關、新品開發(fā)，使產品質量水平達到國際20世紀90年代末水平，部分產品接近國外同類產品先進水平。

2.5 信息技術電測儀器

信息技術電測儀器主要發(fā)展電測儀器軟件化、智能化技術，總線式自動測試技術，綜合自動化測試系統(tǒng)，新型元器件測量技術及測試儀器，在線測試技術，信息產業(yè)產品測試技術，多媒體測量技術以及相應測試儀器，用電監(jiān)控管理技術等。

自動化控制論文:變電站自動化控制探析

摘要：當前，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為電力系統(tǒng)的 發(fā)展 趨勢。文章就變電站綜合自動化系統(tǒng)的應用進行了分析。

關鍵詞：變電站 自動化 系統(tǒng)

0 引言

隨著 科學 技術的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)不可避免地進入了微機控制時代，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。

1 變電站綜合自動化系統(tǒng)的概念

變電站綜合自動化系統(tǒng)以其簡單可靠、可擴展性強、兼容性好等特點逐步為國內用戶所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項目中獲得成功的應用。

1.1 系統(tǒng)概念

1.1.1 系統(tǒng)設計思想 完整的變電站綜合自動化系統(tǒng)除在各控制保護單元保留緊急手動操作跳、合閘的手段外，其余的全部控制、監(jiān)視、測量和報警功能均可通過 計算 機監(jiān)控系統(tǒng)來完成。變電站無需另設遠動設備，監(jiān)控系統(tǒng)完全滿足遙信、遙測、遙控、遙調的功能以及無人值班之需要。從系統(tǒng)設計的角度來看有以下特點：①分布式設計。系統(tǒng)采用模塊化、分布式開放結構，各控制保護功能均分布在開關柜或盡量靠近開關的控制保護柜上的控制保護單元，所有的控制、保護、測量、報警等信號均在就地單元內處理成數(shù)據(jù)信號后經(jīng)光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計算機，各就地單元相互獨立，不相互影響。②集中式設計。系統(tǒng)采用模塊化、集中式立柜結構，各控制保護功能均集中在專用的采集、控制保護柜，所有的控制、保護、測量、報警等信號均在采集、控制保護柜內處理成數(shù)據(jù)信號后經(jīng)光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計算機。③簡單可靠。由于用多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的繼電器，可大大簡化二次接線。分布式設計在開關柜與主控室之間接線；而集中式設計的接線也僅限于開關柜與主控室之間，其特點是開關柜內接線簡單，其余接線在采集、控制保護柜內部完成。④可擴展性。系統(tǒng)設計可考慮用戶今后變電站規(guī)模及功能擴充的需要。⑤兼容性好。系統(tǒng)由標準化之軟硬件組成，并配有標準的串行通訊接口以及就地的i/o接口，用戶可按照自己的需要靈活配置，系統(tǒng)軟件也能容易適應計算機技術的急速發(fā)展。

1.1.2 系統(tǒng)規(guī)范 采用目前最為流行的 工業(yè) 標準軟件，unix操作系統(tǒng)，x窗口人機接口及tcp/ip 網(wǎng)絡 通訊規(guī)約。為滿足開放系統(tǒng)之要求，系統(tǒng)設計一般采用：可攜性軟件設計——容許硬件技術發(fā)展后之軟件轉換；標準計算機產品——容許整個系統(tǒng)高度兼容性能。

1.2 系統(tǒng)功能 系統(tǒng)與用戶之間的交互界面為視窗圖形化顯示，利用鼠標控制所有功能鍵等標準方式，使操作人員能直觀地進行各種操作。一般來說，系統(tǒng)應用程序菜單為樹狀結構，用戶利用菜單可以容易到達各個控制畫面，每個菜單的功能鍵上均有文字說明用途以及可以到達哪一個畫面，每個畫面都有報警顯示。

所有系統(tǒng)之原始數(shù)據(jù)均為實時采集。

系統(tǒng)應用程序的每一項功能均能按用戶要求及系統(tǒng)設計而改編，以符合實際需要，并可隨變電站的擴建或運行需要而靈活地進行擴充和修改。一般情況下系統(tǒng)可按以下基本功能配置：①系統(tǒng)配置狀況；②變電站單線圖；③報警表；④事件表；⑤遙控修改繼電器整定值；⑥操作閉鎖；⑦電量報表；⑧趨勢圖。

1.2.1 變電站單線圖 單線圖可顯示變電站系統(tǒng)接線上各控制對象的運行狀態(tài)并動態(tài)更新，例如：①饋線開關之狀態(tài)，開關的狀態(tài)可用顏色區(qū)別。②開關的操作由鼠標選擇對應之開關或刀閘。③每路饋線之測量值可在同一畫面上顯示。④繼電器整定值可修改。

1.2.2 數(shù)據(jù)采集、處理 采集有關信息，如開關量、測量量、外部輸入訊號等數(shù)據(jù)，傳至監(jiān)控系統(tǒng)作實時處理，更新數(shù)據(jù)庫及顯示畫面，為系統(tǒng)實現(xiàn)其他功能提供必需的運行信息。

1.2.3 運行監(jiān)視 系統(tǒng)的運行狀況可通過文字、表格、圖像、聲音或光等方式為值班人員及時提供變電所安全監(jiān)控所必需的全部信息。

①報警。按系統(tǒng)實際需要，用戶可以指定在某些事件發(fā)生時或保護動作時自動發(fā)出報警，如一般可設置在以下情況發(fā)出報警：開關量突變(如保護跳閘動作)；斷路器位置錯位；模擬量超過整定值；變壓器保護動作(如瓦斯、溫度)。模擬量之越限值可在線修改。每個報警均有時間、報警信息及確認狀態(tài)顯示。②事件。系統(tǒng)中所有動作事件，如繼電保護動作，斷路器、隔離開關、接地刀閘的操作等。均可自動打印及存入系統(tǒng)硬盤記憶，如設置對以下情況的事件進行記錄：所有報警信息；操作人員確認有關報警；開關的操作；繼電器動作和狀態(tài)信息；系統(tǒng)通訊狀況。每個事件均有時間及有關信息文字說明，并可自動打印記錄。③調整繼電器整定值?？赏ㄟ^系統(tǒng)主機或集中控制柜修改各繼電器的保護功能和整定值。所有遙改功能均為在線方式，修改完成后的定值將直接傳回對應的繼電器儲存。④操作閉鎖。系統(tǒng)對所有操作對象均可設定閉鎖功能，以防止操作人員誤操作。⑤模擬量采集及報表產生。采集的數(shù)據(jù)儲存於系統(tǒng)硬盤作為編輯報表的基礎。按變電站實際輸入的信號，可制作出不同的報表：有功電量日、月、年報表；饋線電流日、月、年報表。⑥趨勢圖。趨勢圖提供操作人員快速及直觀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，趨勢圖可分為圖形式或表格式兩種。

2 微機自動保護裝置的應用

一個35kv變電所改造工程中，成功地將國產的變電站微機保護裝置系統(tǒng)運用于終端變電站。施工圖設計初期采用的是傳統(tǒng)的電磁式繼電器保護，并設置了信號屏。

2.1 微機保護系統(tǒng)與傳統(tǒng)保護系統(tǒng)的比較 傳統(tǒng)的保護系統(tǒng)與微機保護裝置系統(tǒng)的主要區(qū)別，在于用微機控制的多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的電磁式繼電器，并取消了傳統(tǒng)的信號屏等裝置，相應的信號都輸入至 計算 機。為便于集中控制，采用集中式設計——將所有的控制保護單元集中布置，整個變電站二次系統(tǒng)結構非常簡單清晰，所有設備由微機保護屏、微機采集屏、交直流屏和監(jiān)控系統(tǒng)組成。屏柜的數(shù)量較傳統(tǒng)的設計方式大量減少。由于各種微機裝置均采用 網(wǎng)絡 通訊方式與當?shù)氐谋O(jiān)控系統(tǒng)進行通訊而不是傳統(tǒng)的接點輸出到信號控制屏，因此二次接線大量減少。同時由于采用了技術先進的當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)來取代占地多、操作陳舊的模擬控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便。

2.2 微機保護的系統(tǒng)配置及監(jiān)控系統(tǒng) 系統(tǒng)保護由下列裝置組成：①線路保護裝置。②主變保護裝置——可完成變壓器的主、后備保護。③綜合保護裝置。④線路保護裝置。⑤電容器保護裝置。⑥備用電源自投裝置。⑦小電流接地檢測裝置。⑧綜合數(shù)據(jù)采集裝置。⑨監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能——數(shù)據(jù)采集、控制操作、畫面制作、監(jiān)視顯示、事故處理、制表與打印。

2.3 設計微機保護系統(tǒng)時應注意的問題

2.3.1 由于控制和保護單元都是采用微機裝置，故一些必要的開關量和模擬量應從開關柜引至微機采集、保護屏。根據(jù)控制和保護要求的不同，輸入的量也不同。

2.3.2 開關柜與微機裝置之間的端子接線較簡單，大量的二次接線在微機采集控制單元和保護單元內部端子連接。

2.3.3 傳統(tǒng)的繼電保護整定 計算 結果不能直接輸入到計算機，須轉換為計算機整定值。

該變電所投產運行后，除開始操作人員對微機系統(tǒng)不熟悉原因使用過控制保護單元的緊急手動按鈕外，基本上都在微機裝置和監(jiān)控計算機上操作，整個系統(tǒng)運行良好。

3 小結

變電站微機自動化系統(tǒng)目前運用得還不夠廣泛，但在先進技術不斷 發(fā)展 的今天，變電站自動化系統(tǒng)以其系統(tǒng)化、標準化和面向未來的概念正逐步取代了繁瑣而復雜的傳統(tǒng)控制保護系統(tǒng)。

自動化控制論文:自動化控制系統(tǒng)在油田集輸泵站的應用

摘要：針對油田集輸泵站生產操作和管理落后的現(xiàn)狀，設計了自動化控制系統(tǒng)。描述了opto22 me計算機監(jiān)控系統(tǒng)的結構和功能，以及它在集輸泵站分離器崗的應用。應用結果證明，該系統(tǒng)可以實時自動監(jiān)測、控制集輸處理過程中各生產部位的工藝參數(shù)，保證油氣集輸生產的安全進行，優(yōu)化現(xiàn)場操作條件，提高生產效率。

關鍵詞：油田集輸泵站；自動化控制系統(tǒng)；實時監(jiān)控；分離器；應用

一、前言

勝利油田現(xiàn)河首站投產于1965年，作為一個老站，設備陳舊老化，事故率、運行維護費用高、職工勞動強度大的矛盾日益突出，隨著生產規(guī)模的擴大，集輸處理量不斷增加。由于監(jiān)測參數(shù)量多，以往靠人工檢測儲油罐液面、油水界面對盤庫不準，手動控制脫水器界面難度高，這些因素給首站生產操作和管理帶來很大困難。為適應現(xiàn)代化生產的要求，使生產和管理實現(xiàn)自動化，根據(jù)首站現(xiàn)狀，2004年實施了集輸泵站的自動化改造，并成功地用于集輸泵站的自動化生產中。

二、自動化監(jiān)控系統(tǒng)介紹

（一）me控制系統(tǒng)簡介

根據(jù)首站現(xiàn)狀，采用美國opto22公司的me計算機監(jiān)控系統(tǒng)作為首站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的骨干結構。該系統(tǒng)采用上、下位機方式，在現(xiàn)場采用多級cpu進行控制處理，各i/o模塊對輸入輸出信號能提供4000v的隔離，系統(tǒng)的實時性、可靠性、靈活性優(yōu)于其他系統(tǒng)。系統(tǒng)的上位機主要由工控機、控制軟件組成；下位機主要由控制器、智能板、i/o模塊組成。上位機與控制器通過100mb/s以太網(wǎng)進行通信，控制器與智能板通過rs485進行串行通信，i/o模塊直接插在智能板上?？刂栖浖纳衔粰C通過以太網(wǎng)下載至控制器。

該控制系統(tǒng)的特點如下：一是可靠性高、二是可維護性高、三是智能化、四是實用性強。

（二）me控制系統(tǒng)構成

站內設有一套計算機控制系統(tǒng)，分為兩級控制，上位機控制設在主控室，負責全站工藝流程數(shù)據(jù)管理，根據(jù)不同工藝流程，將控制崗位劃分為分離器崗、計量崗和外輸崗，每個崗位均設現(xiàn)場控制機一套，負責工藝流程顯示、數(shù)據(jù)采集與控制。計算機控制系統(tǒng)的結構如圖1所示。

1.現(xiàn)場控制單元

現(xiàn)場控制單元分布于聯(lián)合站的各個崗位，負責現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制策略的實現(xiàn)，是智能聯(lián)合站的核心部件。其采集數(shù)據(jù)主要包括：每臺分離器的液位、入口壓力和溫度、出口匯管壓力和溫度、脫水泵房和外輸泵房的進出口壓力、溫度、流量泵的電流和電壓、每臺流量計的來油溫度和壓力。

各控制單元和上位監(jiān)控站同時作為控制網(wǎng)絡的一個節(jié)點，能進行高速對等通訊。me控制系統(tǒng)采用的現(xiàn)場控制單元主控器為snap-lcm4 主控器，可支持串口、arcnet、以太網(wǎng)，可實現(xiàn)多種通訊方式組合，滿足工業(yè)現(xiàn)場的要求。me控制系統(tǒng)采用snap-b3000單元處理器，其主要功能是可完成和主控器之間的多種通訊方式，并對主控器的要求作出快速的響應；實現(xiàn)i/0的智能化，處理簡單的邏輯功能，對本單元的i/0點進行定期掃描。

2.上位機監(jiān)控站

上位機監(jiān)控站可以通過組態(tài)構成各種功能畫面，借助于這些畫面可以完成對生產過程的監(jiān)視及控制。它主要顯示參數(shù)總貌、工段、細目、趨勢、流程圖畫面、設備啟停狀態(tài)及pid調節(jié)功能、系統(tǒng)顯示畫面示意及各種報表功能，系統(tǒng)數(shù)據(jù)覆蓋了全部生產裝置和生產環(huán)節(jié)，便于形成完整的實時生產管理系統(tǒng)，圖2和圖3分別為分離器區(qū)生產數(shù)據(jù)顯示畫面和工藝流程顯示畫面。

聯(lián)合站的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡，實時進入信息中心的數(shù)據(jù)庫中，通過分析軟件，可及時形成各類分析圖表。使用標準的網(wǎng)頁瀏覽器可以對系統(tǒng)信息進行監(jiān)測，生產運行情況、設備情況、計量數(shù)據(jù)、油氣產量等數(shù)據(jù)一目了然。

三、自動化監(jiān)控系統(tǒng)在分離器崗的現(xiàn)場應用及效益分析

（一）現(xiàn)場應用實例

實例1：2005年3月12日凌晨3點，操作人員發(fā)現(xiàn)1#分離器采油六隊的液位由原來的0.98mm降到0.65mm，壓力由0.28mpa降到0.23mpa，及時到現(xiàn)場進行檢查，排除了分離器的故障，經(jīng)過分析判斷，認為是采油六隊的來液量減少，立即與采油六隊聯(lián)系。經(jīng)過巡線，發(fā)現(xiàn)是采油隊一個計量站的外輸管線穿孔。由于首站發(fā)現(xiàn)及時，使采油隊在最短時間內發(fā)現(xiàn)問題解決問題，避免了場地污染等事態(tài)的擴大。

（二）有助于操作人員準確調節(jié)油氣分離器

油氣分離器工作的好壞，以分離質量和分離程度來衡量，分離質量差，不但隨氣體流失了本該納入液相的輕質油，降低了原油的質量和數(shù)量，而且氣管線中存在的液相原油會增大阻力損失，嚴重時甚至堵塞氣管線，分離程度不好，造成出油管串氣，減少產氣量。采用自動化監(jiān)控系統(tǒng)后，操作人員能夠根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，及時準確地進行調節(jié)，使分離器液位始終保持在1/2～2/3的位置，保證了分離器的分離效果，減小過多的氣體造成沉降罐內液體的攪動，提高了原油計量的準確性，并最大限度地增加產氣量，提高了經(jīng)濟效益。

四、結論

本文介紹的自動化控制系統(tǒng)功能先進，在油田集輸泵站中，能夠適應現(xiàn)代化生產的要求，使生產和管理實現(xiàn)自動化，可以實現(xiàn)在線連續(xù)、自動監(jiān)測、控制集輸處理過程中各生產部位的工藝參數(shù)， 有效防止生產事故的發(fā)生，具有推廣使用價值。

自動化控制論文:污水處理自動化控制探討

摘要：隨著我國改革開放的深入，我國的工業(yè)發(fā)展開始進入一個新的臺階。而隨著工業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境問題卻也不可忽視。在這眾多問題之中又以與我們的密切相關的水環(huán)境污染為問題之首。對這些污水進行控制特別是自動化控制也應該成為社會的研究問題之一。本文就從污水處理自動化控制展開探討，而提出了污水處理自動化的控制設計思路以及設計要求，同時對控制系統(tǒng)組成以及功能也做出了探討分析，希望你能為污水的處理控制以及環(huán)境的保護有點益處和貢獻。

關鍵詞：污水處理自動化控制系統(tǒng) 應用現(xiàn)狀 plc控制

引言：近年來, 我國的污水處理技術隨著計算機與自動化控制技術的飛快發(fā)展以及我國電氣設備市場上各種各樣繼電器以及傳感器等電氣設備的改進和發(fā)展也開始有了一個新的發(fā)展。 而對污水處理采用現(xiàn)代先進自動化控制技術和計算機技術是整個污水處理行業(yè)的必然發(fā)展方向,而且采用現(xiàn)代先進的自動化控制技術和計算機技術能夠給污水處理系統(tǒng)帶來的高質量、低消耗以及穩(wěn)定可靠的運行, 而且這也能同時使的污水處理技術得到長足的發(fā)展和應用。

1.污水處理自動化控制系統(tǒng)的作用以及應用的現(xiàn)狀

污水處理自動化控制系統(tǒng)在當前社會的污水處理有著其不可忽視的作用但是在污水處理的應用之上的現(xiàn)狀卻是不容樂觀，下面簡述一下污水處理自動化控制系統(tǒng)的作用以及應用現(xiàn)狀。

污水處理自動化控制系統(tǒng)的作用主要在于能夠對污水的處理進行整個過程的實時監(jiān)督和控制，而達到污水處理系統(tǒng)優(yōu)化運行以及能夠降低系統(tǒng)運行成本的同時而保證了污水處理的質量和實現(xiàn)真正的無人值守的污水處理的目的。不僅如此，污水處理自動化也能夠為環(huán)保部門的污水監(jiān)控提供技術的支持。

盡管污水處理自動化控制系統(tǒng)的作用如此明顯，但是現(xiàn)在的應用現(xiàn)狀卻是有點令人堪憂。由于地域的不同以及資金的局限，在很多的公司對污水處理的系統(tǒng)還是依靠污水處理系統(tǒng)采用的檢測為手段，而進行檢測的儀表基本為國產的離線儀表達不到污水處理的要求。不僅如此污水處理的監(jiān)測手段也是先取樣后測量, 而以測量結果調整污水處理系統(tǒng)的運行狀態(tài)，這種不連續(xù)的污水處理系統(tǒng)已經(jīng)達不到時代的需求。

2.污水處理自動化控制系統(tǒng)的設計思路和設計要求

污水處理自動化控制系統(tǒng)根據(jù)不同的污水污染程度而有著不同要求，所以污水處理控制系統(tǒng)的設計思路和設計要求要根據(jù)這些而做到具體。在設計思路上，應該充分考慮到污水處理工藝的要求，做到處理的工藝過程協(xié)調統(tǒng)一并能夠實現(xiàn)中央化的控制。而在設計的要求上主要應該注意三點也就是實現(xiàn)自動化控制的三個模塊。第一，時序控制模塊。也就是通山的定時控制裝置, 也就是指的是特定時間啟動的特定的設備。第二，反饋控制模塊。也就是對污水處理的情況進行控制和檢測保證系統(tǒng)的優(yōu)化控制。第三，數(shù)據(jù)資料模塊。也就是系統(tǒng)對數(shù)據(jù)以及資料的采集，數(shù)據(jù)庫的管理等功能，而以便工作人員對系統(tǒng)的分析管理。

3.污水處理自動化控制系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)以及功能擴展

污水處理自動化的控制系統(tǒng)在有了設計思路之后以及設計要求之后那么就是對系統(tǒng)的組成以及系統(tǒng)的實現(xiàn)和系統(tǒng)的功能擴展了，下面對對這三大塊進行探討分析和闡述。

3.1污水

理自動化控制系統(tǒng)的組成

污水處理自動化控制系統(tǒng)的組成主要也可以分為三個方面。第一那就plc的運用，在污水處理過程之中，對控制的要求極大，所以可編程控制器(plc) 因可以控制幾十點的小型plc 到上千點的大型plc而能夠很好的符合在污水處理之中的控制要求，而且其可靠性和較高的性價比在污水處理控制系統(tǒng)中也是極有優(yōu)勢的。第二，污水處理自動化系統(tǒng)控制結構的組成。對這個組成的原則可靠，經(jīng)濟而易于維護。而具體到面那就是以中央控制層進行遠程的監(jiān)控，而現(xiàn)場控制層進行數(shù)據(jù)的采集以及現(xiàn)場設備的運行，至于就地動手層那就是現(xiàn)場的控制開關做到分散管理。而這三層組成能夠對系統(tǒng)做到進行集中管理而控制分散的原則。第三，系統(tǒng)安全裝置。也就是系統(tǒng)的安全保障。污水的處理系統(tǒng)過于復雜也導致系統(tǒng)的故障可能性高，好的安全裝置能夠避免事故的發(fā)生。

3.2污水處理自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

要做到污水處理自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，那么就應該對系統(tǒng)裝置有一些要求，特別是系統(tǒng)的硬件和軟件的組成要有所甄別以及選取，以便能夠做到系統(tǒng)的優(yōu)化控制。而污水處理自動化控制系統(tǒng)的硬件來說，系統(tǒng)的硬件應該主要由監(jiān)控管理計算機(上位機) 、pl c( 可編

程控制器)以及屬于控制和檢測的電氣控制柜現(xiàn)場監(jiān)測儀表等組成。而系統(tǒng)的軟件更要注意了，按照國內污水處理的要求以及目前目前系統(tǒng)人機界面開發(fā)軟件來看，首先就是通用流行的in to u c h 、fix、w iz co n 、kin g v ie w , 另外就是一些國內的plc 廠家自主開發(fā)的r s v ie w 、e o n e etp、w in e e 等。而且國內污水處理自動化控制系統(tǒng)基本上也都是在經(jīng)典的w ind ow s 或nt 上開發(fā)以及運行,而 常用于在w ind ow s 和nt 上的數(shù)據(jù)庫引擎有sql se rv e r 以及m ysql和in teth a se，所以在運用時應該據(jù)實際情況進行選擇運用，以實現(xiàn)污水處理自動化控制系統(tǒng)的最佳運行。

3.3污水處理自動化控制系統(tǒng)的功能擴展

污水處理自動化控制系統(tǒng)由于其選擇的處理系統(tǒng)以及各種硬件軟件的使用借助也能夠實現(xiàn)一些功能性的擴展。第一，那就是上位機的功能擴展。這項功能主要基于plc的運用，在plc 保證基本系統(tǒng)控制功能的同時,而又能夠極好的運用系統(tǒng)資料庫的歷史數(shù)據(jù)以及存檔的運行經(jīng)驗,經(jīng)過系統(tǒng)自己對比分析,而得到了系統(tǒng)工藝處理的優(yōu)化參數(shù), 在使用上位機將現(xiàn)有的自動化系統(tǒng)開發(fā)擴展成為了一個擁有動態(tài)模擬與優(yōu)化控制的模擬優(yōu)化控制系統(tǒng),從而 提高控制水平。第二，控制系統(tǒng)規(guī)模的擴展，由于plc模塊化的功能能夠使得在加入合適的軟件功能之下就能夠實現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)模的擴展。第三，遠程網(wǎng)絡控制的功能性擴展。這是基于污水處理自動化控制系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為核心的特點，而采用目前國內市場成熟的有關遠程網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)系統(tǒng)基于internet的遠程性控制，而做到對污水處理系統(tǒng)的遠程監(jiān)測和控制，保證系統(tǒng)的安全運行。

結束語：總而言之，污水的處理現(xiàn)在已經(jīng)是社會的問題也是環(huán)境保護的重要點，在我國環(huán)保的產業(yè)內容中，午睡的處理還是占有很大的分量的，所以做好污水處理的工作是有其必要性的。而污水的自動化控制出路系統(tǒng)在如今的社會看來有著不可替代的功能，它的管理功能，運行效果以及科學的管理和過程的控制都是如今污水處理必不可少的。但是，作為污水處理控制自動化的從業(yè)人員在好好地利用污水處理自動化控制系統(tǒng)的同時也應該要更加努力的深入研究，而為我國的污水處理事業(yè)做出自己的貢獻。

自動化控制論文:工業(yè)電氣工程中的自動化控制技術淺議

【摘要】工業(yè)電氣工程之所以得到迅速發(fā)展，與自動化控制技術的應用密不可分。本文根據(jù)實際工作經(jīng)驗總結，研究了工業(yè)電氣工程中自動化控制技術的主要方式，并以此為基礎，總結出工業(yè)電氣工程中自動化控制技術的強化管理措施，分析出自動化控制技術在工業(yè)電氣工程中的具體作用，為今后自動化控制技術的發(fā)展提供理論基礎。

【關鍵詞】工業(yè)電氣工程；自動化控制技術；強化管理

前言

隨著我國社會的不斷進步和發(fā)展，促進了工業(yè)電氣工程行業(yè)的進步。電氣控制在工作過程中具有精度高、操作簡單等特點，并通過與自動化控制技術相結合，實現(xiàn)工業(yè)電氣工程生產中的無人參與、減少人工操作等環(huán)節(jié)，提高工業(yè)身產效率，降低了勞動力投入。工業(yè)電氣工程中的自動化控制技術，不僅為我國經(jīng)濟發(fā)展提供可靠性，也成功將勞動力從繁、危險的環(huán)境中解放出來。

1工業(yè)電氣工程中自動化控制技術的主要控制方式

1.1遠程控制方式

遠程控制方式是工業(yè)電氣工程中自動化控制系統(tǒng)的主要控制方式，在生產過程中能夠幫助企業(yè)節(jié)省材料，提高生產效率和可靠性以及減少各種安裝費用等，還能與其他技術進行組合。一般來說，現(xiàn)場控制總線技術是遠程控制中常見的一種方式。例如：由于工業(yè)電氣工程在生產過程中需要進行大量的信息通訊，一些小型企業(yè)在通訊中運用到了CAN等總線通訊，但這種通訊方式在信息傳播速度上相對較慢，因此，該控制技術比較適用于小型系統(tǒng)監(jiān)控。

1.2集中控制方式

想要良好的實現(xiàn)電氣自動化技術，就必須有控制作為其中媒介，通過工作人員的相關操作，從而為電氣自動化技術施加一定約束，使其運作形式規(guī)范化，最終實現(xiàn)經(jīng)濟價值的創(chuàng)造。對于集中控制方式來說，在操作上較為簡單，同時也是自動化控制技術中較為重要的控制技術。該技術的控制原理是將系統(tǒng)中全部功能集中到一個系統(tǒng)處理器中，這樣可以避免系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)功能分散，讓工業(yè)電氣生產變得簡單流暢。同時，也節(jié)省了工作人員對自動化控制系統(tǒng)的保養(yǎng)時間與維護時間，只需對單一系統(tǒng)進行保養(yǎng)即可，這在一定程度上節(jié)約了能源，并將工作效率提升[1]。但對于這種系統(tǒng)過于集中來說，也會出現(xiàn)一定弊端，主系統(tǒng)在工作過程中需要下達和接受繁雜的命令，稍有不慎，主系統(tǒng)就會因為工作量過重出現(xiàn)損壞，最終影響整個生產效率，對工業(yè)電氣工程生產極為不利。

1.3現(xiàn)場總線控制方式

在現(xiàn)場總線控制方式使用過程中，具有較強的目的性，可以對電氣自動化系統(tǒng)進行針對性設計，根據(jù)實際情況也確定間隔設計。另外，這種現(xiàn)場總線控制不但包含了遠程控制的優(yōu)點，還可以減少大量的模擬量變送器以及間隔設備的使用等，通過智能安裝和與監(jiān)控系統(tǒng)的對接，節(jié)省了大量維修和身產成本。在現(xiàn)場總線控制中，由于各個環(huán)節(jié)相互獨立，即使系統(tǒng)中的某一設備因為故障而停止工作，也不會導致整個系統(tǒng)的癱瘓，通過網(wǎng)絡技術的配合，可以將其他相似功能的設備接入到系統(tǒng)中，為整個系統(tǒng)的平穩(wěn)運行提供了保障。也正是因為上述優(yōu)勢，現(xiàn)場總線控制方式在工業(yè)電氣工程的自動化控制系統(tǒng)中得到了廣泛應用。

2如何加強工業(yè)電氣工程中的自動化控制技術管理

2.1采用數(shù)字化控制

在經(jīng)濟和科技高速發(fā)展的大環(huán)境中，在一定程度上推動了產業(yè)的科技化、數(shù)字化發(fā)展。所以說，數(shù)字化建設必然會成為工業(yè)電氣工程中的主要建設項目。電氣工程的本身就是科技不斷發(fā)展的產物，近年來相關技術也得到了不斷發(fā)展和完善，使得工業(yè)電氣工程在發(fā)展建設中與數(shù)字化控制相結合，這在一定程度上推動了自動化控制技術的發(fā)展和進步。

2.2實施系統(tǒng)處理機制

在電氣自動化系統(tǒng)應用過程中，電氣方面的技術實現(xiàn)主要是通過抗干擾措施、傳輸信號屏蔽裝置以及接地信號處理等措施，這對于電氣自動化系統(tǒng)的平穩(wěn)運行來說具有重要意義，體現(xiàn)出了系統(tǒng)處理機制的作用。另外，這種系統(tǒng)處理機制還可以對電機的實際運轉情況和生產記錄進行分析，更具其運行狀態(tài)判斷其是否處于正常運行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)運行狀態(tài)異常，就會發(fā)出緊急警報，維護人員會根據(jù)報警信息迅速確定故障位置，將故障及時進行排除，避免系統(tǒng)運行受到影響。

2.3因地制宜選擇設備

自動化控制設備時工業(yè)電氣工程自動化控制技術的基礎設備，而自動化控制設備的運行情況直接影響到整個工業(yè)電氣工程的運行效率和安全性。一般來說，自動化控制設備主要有以下兩種：①控制處理類設備，包括處理器、終端控制設備等，通過控制處理類設備的相互作用，來對整體工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)進行有效調整，處理突發(fā)問題，最終保證系統(tǒng)能夠在正常情況下運行。②信息搜集和傳遞設備，包括信號傳輸設備和電子信號轉換設備等。信息收集傳遞設備可以對整個自動化系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，將信息反饋給控制中心，實現(xiàn)對自動化系統(tǒng)中的所有設備進行實時監(jiān)控，保證故障信息得到及時發(fā)現(xiàn)和處理。

3自動化控制技術在工業(yè)電氣工程中的具體應用

3.1變電站

在工業(yè)電氣工程系統(tǒng)中，變電站是重要組成部分之一，對電網(wǎng)調度的自動化實施也有重要促進意義。在傳統(tǒng)變電站日常工作過程中，大多數(shù)都需要人工操作才能完成，比如說：數(shù)據(jù)收集、信息反饋等，但由于眾多因素的相互影響，人們在工作過程中很容易出現(xiàn)差錯，最終導致系統(tǒng)的整體運行受到影響。通過在變電站中加入繼電保護和終端通信系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對變電站的整體綜合控制，從而實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸和命令下達，實現(xiàn)了即使沒有人員駐守，也能保證變電站的合理化運行[2]。

3.2發(fā)電廠

發(fā)電廠DOS的分布控制如圖1所示，DOS控制也被稱為分散控制，采用分層分布的方式，由OS、ES、PCU以及以太網(wǎng)等設備構成，主要的功能就是實現(xiàn)發(fā)電廠中所有的信息收發(fā)工作。對于該功能的實現(xiàn)主要有以下兩個途徑：（1）根據(jù)DCS的向上傳遞部位的不同信息，系統(tǒng)會掌握主機以及其他工作站的實施狀況，通過監(jiān)控進行實時管理。（2）根據(jù)DCS接受到的下行指令，系統(tǒng)可實現(xiàn)對各個監(jiān)測部位的活動展開協(xié)調工作，從而實現(xiàn)全面控制。與此同時，DCS因為儲存信息的功能不同，還可以對出現(xiàn)故障的部位提供一定的診斷和維修幫助，從而保證維護工作的順利進行。通過在發(fā)電廠DCS中應用自動化控制系統(tǒng)，不但能使工業(yè)電氣工程中的網(wǎng)絡結構得到合理優(yōu)化，加快信息傳遞效率，還能從根本上保證信息準確率的提升，讓控制工作更加精確。

4總結

綜上所述，通過在工業(yè)電氣工程中使用自動化控制技術，可以實現(xiàn)自動化管理，并提高工業(yè)身產效率和產品質量，從而推動我國工業(yè)現(xiàn)代化進程。在此基礎上來進行發(fā)電廠和變電站的設計，可以方便工作人員對工業(yè)電氣工程進行全面控制，降低人工作業(yè)內容，提升企業(yè)經(jīng)濟效益。因此，相關工作人員一定要重視自動化控制技術的研究工作，為我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供技術基礎。

作者:邢麗敏 單位:天津市電力公司路燈處

自動化控制論文:智能化在電氣工程自動化控制的應用

【摘要】智能化技術是科技發(fā)展的產物，目前在電氣工程自動化控制中有良好的應用效果。智能化技術在電氣工程自動化控制中發(fā)揮著重要作用，在提升電氣工程質量的同時還對其效率有很大程度的改善。本文首先介紹了智能化技術的理論基礎，之后針對智能化技術的特點，以及在電氣工程自動化控制中的應用展開詳細論述。

【關鍵詞】智能化；電氣工程；自動化控制；應用

前言

隨著科技的發(fā)展，智能化技術在很多領域都有應用，目前應用效果最佳的是在電氣工程自動化控制中。對于電氣工程來說，自動化控制是非常重要的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的控制方式弊端明顯，工作效率低，對電氣工程行業(yè)發(fā)展起到制約作用。智能化技術的出現(xiàn)就很好的解決了這些問題，它借助計算機等先進技術完成人工智能，使得電氣工程自動化控制更加精準，工作效率大幅提高，讓我國電氣工程行業(yè)擁有更良好的發(fā)展環(huán)境，給其發(fā)展提供有力的技術支持。

1智能化技術應用的基礎理論

智能化技術在具體應用上具有很大價值，這項技術的理論基礎包含的內容非常豐富，涉及領域廣泛，所以智能化技術具有很強的綜合性，在很多領域都有很好的運用成效。智能技術的應用主要是在智能設備的開發(fā)上，利用先進的科學技術讓設備獨立完成危險系數(shù)較高的工作。在進行智能技術研發(fā)的時候，工作重點一直放在電子電氣技術中。對于電氣自動化控制的智能研究來說，研究電子電氣技術和信息處理技術是必須完成的內容，這樣能夠讓最終技術具有良好的適用性和安全性。隨著計算機技術的發(fā)展與普及，作為高端技術的智能技術在電氣工程自動化控制方面得到應用。

2電氣工程自動化控制中智能化技術的特點

隨著科技水平的提升，我國電氣自動化技術得到發(fā)展，已經(jīng)達到智能化水平，電氣工程控制實現(xiàn)智能化是最顯著的表現(xiàn)，和傳統(tǒng)意義上的控制相比具有自身獨特的特征。

2.1無人化控制

智能化技術具有顯著優(yōu)勢，在具體電氣工程自動化控制中得到廣泛認可。在進行電氣設備調節(jié)時候使用智能化技術減少了工人勞動強度，只需要調節(jié)具體技術就能夠實現(xiàn)無人操控。

2.2智能化控制器無需控制模型

與傳統(tǒng)使用的控制器相比，智能化控制器具有明顯優(yōu)勢，能夠有效對自動化控制器的精密系數(shù)進行提高。在實際操作中，傳統(tǒng)的控制器如果要控制的對象動態(tài)方程相對復雜，那么控制器就不能對其進行有效控制，導致被控對象的模型設計受到阻礙。工作中運用智能化技術，模型設計不需要進行，這樣就排除了不能對模型設計進行預測的情況。

2.3智能化控制器處理數(shù)據(jù)具有一致性

所有輸入的數(shù)據(jù)都能夠利用智能化控制器對其進行處理得到工作預估結果。通常來說，控制對象具有可變性，所以需要控制的對象各不相同，這就使得控制器表現(xiàn)出不同的控制效果。面對具有多樣性的控制對象，智能化技術也不能達到全面對控制對象進行控制。這就為日后的智能化控制器指引了研究方向，讓智能化控制器能夠根據(jù)具體被控對象的特征進行分類控制。

2.4提高了電氣工程系統(tǒng)控制水平

智能化技術在電氣工程中的使用能夠提高對系統(tǒng)的控制水平，首先能夠對電氣工程相關的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行有效控制，同時還能排查出電氣工程中存在的安全隱患，對其進行預警并實施反饋調節(jié)。通過這樣的方式有效減少電氣工程運行中的故障發(fā)生率。

3智能化技術在電氣自動化控制中的具體應用

3.1神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)

現(xiàn)如今，神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)在電氣工程自動化中有較廣泛的應用，這一系統(tǒng)包含兩個子系統(tǒng)，一個是利用電氣動態(tài)參數(shù)而使用在定子電流的辨別控制上，另一個利用機電系統(tǒng)參數(shù)而使用在轉子速度的辨別控制上。神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的構造具有多層的前饋性，在控制過程中最常使用的是反向學習算法。智能神經(jīng)網(wǎng)絡函數(shù)估計器抗噪音干擾能力較好，同時又擁有很好的一致性，不用借助控制模型，這一系列優(yōu)勢決定了智能神經(jīng)網(wǎng)絡的應用范圍，最常用的是模式識別和信號處理，對于電氣傳動來說有很好的控制效果。在診斷系統(tǒng)以及條件監(jiān)控決策時候，智能神經(jīng)網(wǎng)絡具有良好的可靠性，主要是因為它能夠使用并行結構進行控制。

3.2智能控制

智能技術在電氣自動化控制中的應用使得電氣工程的操作得到改善。首先，在控制上實現(xiàn)了無人操作技術，電氣工程操作更加高效、自主，無人操作技術的實現(xiàn)使得人工投入減少，工人勞動強度降低。其良好的使用效果也給智能化技術提供了更好的發(fā)展平臺；其次，智能化技術的應用對其性能優(yōu)越性予以了肯定，這就為智能化技術拓展應用領域打下基礎。

3.3優(yōu)化設計

電氣工程自動化控制過程中不可避免的會融入電氣設備的設計，通常來說設計是一項繁雜的工作，要對所有涉及到的知識有深入的了解，還要知道如何運用這些知識；除了對相關知識的掌握，充足的工作經(jīng)驗也是不可缺少的因素。實驗和經(jīng)驗有機結合手工完成設計是傳統(tǒng)上最常用的方法，所以得到的方案要想達標較難，修改起來費時費力。隨著智能化技術的出現(xiàn)，方案設計都利用計算機完成，在節(jié)省設計時間的基礎上，提升設計方案的質量，同時使得設計方案具有更佳的使用性能。在對設計進行優(yōu)化的過程中，通常使用智能化設計中的遺傳算法，這一方法的實用性非常強，智能化技術的應用使得設計得到合理優(yōu)化。

3.4故障診斷

在電氣工程系統(tǒng)工作過程中，不可避免會有設備故障的情況發(fā)生，通常情況下，故障的發(fā)生不會是突然的，都會有不同的征兆存在，在電氣工程中使用智能化技術就能對故障進行有力的診斷。在電氣設備的使用中，變壓器占有重要地位，所以技術人員對變壓器的監(jiān)測十分重視，這就需要對變壓器進行不定時的檢測，通過這一工作環(huán)節(jié)能夠減小故障率但是不能杜絕故障發(fā)生。對于變壓器監(jiān)測工作來說使用智能化技術就能第一時間對故障進行診斷，最大程度降低電氣故障的發(fā)生。在變壓器的智能化技術診斷工作中，針對變壓器滲漏出油體的分解氣做出相應的分析，是對變壓器進行診斷的主要方式，用最短的時間對變壓器的故障范圍進行確定，最終找到準確的故障發(fā)生點之后完成檢修工作。通過智能化技術，首先對故障診斷及檢修速度進行提升，其次還杜絕了故障損害電氣設備的情況發(fā)生，有效延長了電氣設備的使用壽命。

4結束語

綜上，智能化技術應用在電氣工程自動化控制上有助于電氣工程行業(yè)的進一步發(fā)展。在電氣工程中運用智能化技術能夠讓電氣工程自動化控制變成現(xiàn)實，在提高企業(yè)生產效率的同時降低人力投入。電氣工程自動化控制智能化技術具有無法比擬的優(yōu)勢，這就決定了在電氣工程中得到良好的應用效果，在控制、設計，故障診斷等方面都得到有效運用。隨著電氣工程自動化控制要求越來越嚴格，就需要技術研究人員不斷探索，讓智能化技術的應用有更好的效果。

作者:劉姜偉 單位:江蘇自動化研究所

自動化控制論文:凈水廠自動化控制系統(tǒng)設計

摘要：

本文結合某凈水廠的工藝流程，分析了自動化控制系統(tǒng)的軟件及硬件設計選型。

關鍵詞：

工藝流程；計算機管理系統(tǒng)；硬件設計；軟件設計；PLC

1凈水廠概況

浙江某凈水廠設計規(guī)模為10萬m3/d，供水水源為水庫水，原水經(jīng)7kmDN800引水管道進入凈水廠，供水系統(tǒng)為全程重力自流供水，出廠水經(jīng)消毒后重力自流至城區(qū)配水管網(wǎng)。

2工藝流程

本工程凈水處理系統(tǒng)工藝流程為：源水來自水庫，依次進入綜合池、V型濾池、清水池，經(jīng)處理后，輸送至城市管網(wǎng)。本工程污水處理系統(tǒng)工藝流程為：綜合池產生的污泥排入排泥水調節(jié)池、提升至濃縮池濃縮后，進入污泥脫水機房，脫水后污泥外運。濾池的反沖洗水經(jīng)回用水池提升至綜合池回用。本工程各類藥劑投加點：礬投加至管道混合器，石灰和高錳酸鉀投加至管道混合器前，粉末活性炭投加至折板反應池中部，氯氣投加至管道混合器前、清水池進水管和清水池出水管。

3中央控制室計算機管理系統(tǒng)

中央控制室計算機管理系統(tǒng)設于生產調度大樓的中控室，采用具有C/S（客戶機/服務器）結構形式的計算機網(wǎng)絡，同時可支持B/S（瀏覽器/服務器）結構形式，并可以與上級系統(tǒng)和周邊系統(tǒng)鏈接，現(xiàn)場站與中央控制室之間通過工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。中央控制站主要完成全廠的數(shù)據(jù)通信和調度管理。計算機系統(tǒng)建立在開放的、可靠的網(wǎng)絡環(huán)境中，系統(tǒng)中的硬件和軟件都具有可靠性、開放性和先進性。操作員站采用基于客戶機/服務器結構的Windows7操作系統(tǒng)，服務器操作系統(tǒng)采用WindowsServer2008操作系統(tǒng)。

3.1計算機管理系統(tǒng)設計

全廠控制網(wǎng)絡分三層。第一層為信息層：由2臺監(jiān)控計算機、2臺數(shù)據(jù)服務器、1臺WEB服務器、1臺工程師站、網(wǎng)絡打印機等的基于IEEC802.3標準的以太網(wǎng)組成，在中央控制室設置1套100/10Mbps24口工業(yè)以太網(wǎng)交換器，用超五類網(wǎng)線相連，形成星形拓撲結構。第二層為控制層：由中控室監(jiān)控計算機至廠內現(xiàn)場主站基于IEE802.3標準的工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)組成。第三層為設備層：由現(xiàn)場控制主站至設備控制箱、現(xiàn)場儀表基于IEC61158標準的現(xiàn)場總線或常規(guī)I/O組成。

3.2計算機管理系統(tǒng)硬件設計

服務器及控制計算機選用DELL產品。工業(yè)以太網(wǎng)交換機采用MOXA品牌，PLC和觸摸屏均采用施耐德公司的產品。不間斷電源選用APC產品。

1）計算機技術性能

（1）CPU：酷睿i5-4570（四核，3.20GHzTurbo，6MB）。

（2）內存：DDR34GB。

（3）硬盤：SATA串行硬盤500G。

（4）光驅：光驅DVD±RW。（5）顯示器：24寸寬屏液晶顯示器。

2）數(shù)據(jù)服務器技術性能

（1）CPU：英特爾至強六核E5-2630。

（2）內存：4GBRDIMM，1600MT/s，低電壓，單列，x4帶寬。

（3）硬盤：300GB15KRPM6Gbps近線SAS熱插拔硬盤*4。

（4）光驅：DVD。

3）工業(yè)以太網(wǎng)交換機技術性能

（1）工業(yè)級以太網(wǎng)產品，符合標準的IEE802.3以太網(wǎng)標準，支持STP/RSTP協(xié)議，可構建快速冗余以太環(huán)網(wǎng)，單臺自愈時間≤30ms。

（2）帶有SNMP管理單元。

（3）支持Port-basedVLAN協(xié)議，可以對網(wǎng)絡進行靈活的子網(wǎng)劃分。

（4）支持QoS，對信息設定不同的優(yōu)先權。

4）UPS不間斷電源技術參數(shù)

（1）雙變換在線式。

（2）具有較強的抗過載能力，至少要能夠達到125%的過載。

（3）具有人性化觸控式按鍵，清晰易懂的LED界面，可完整顯示UPS狀態(tài)、負載、電池容量、電池更換指示等詳細信息。

（4）能夠在130V~275V輸入電壓范圍內正常使用。

（5）具備短路保護裝置，發(fā)生故障時自動停機，故障消除后自動恢復。

（6）具備防雷擊保護裝置。

3.3計算機管理系統(tǒng)軟件設計

工業(yè)監(jiān)控軟件采用亞控公司的KingSCADA開發(fā)平臺，在此平臺上設計開發(fā)用戶所需的生產管理系統(tǒng)。根據(jù)生產過程工藝儀表采集到的數(shù)據(jù)，生產設備運行中狀態(tài)信號和電氣數(shù)據(jù)以及化驗數(shù)據(jù)和其他信息等，協(xié)調和管理全廠的生產調度，打印生產報表、繪制趨勢曲線圖，報警及事件記錄。生成凈水廠的生產工藝流程、變配電系統(tǒng)實時動態(tài)圖，反映生產工藝流程的實時數(shù)據(jù)、完成報警、歷史數(shù)據(jù)、歷史趨勢曲線的存儲、顯示和查詢。生成各類生產運行管理的班報、日報、月報和年報表。在線生產成本分析系統(tǒng)具有對任意一個或多個時間段的生產成本進行統(tǒng)計、查詢、比較、分析等功能，為生產決策提供可靠依據(jù)。

4自動化控制系統(tǒng)

自動化控制系統(tǒng)采用PLC控制器，通過采集現(xiàn)場儀表的生產實時數(shù)據(jù)和控制設備的狀態(tài)信息，根據(jù)現(xiàn)場工藝的要求，實現(xiàn)凈水廠的過程控制、順序控制、連鎖控制、設備的開機、停機等各種操作，完成凈水廠的自動控制。自動化控制系統(tǒng)集成了計算機技術、通信技術、高性能PLC及智能化儀表。集中管理生產過程中的信息，以實現(xiàn)整體操作、維護、管理和優(yōu)化；同時，也使得控制風險分散，提高系統(tǒng)可靠性。

4.1控制系統(tǒng)站點分布

本工程在廠區(qū)設置5個PLC主站和11個PLC濾池子站。5個PLC主站分別為：綜合池PLC主站、反沖洗泵房PLC主站、脫水機房PLC主站、加藥間PLC主站、加氯間PLC主站，每個濾格設置一個濾池子站，共11個濾池子站。PLC主站與SCADA服務器組成100M工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)。所有PLC主站按無人值守的運行管理方式。

4.2控制系統(tǒng)硬件設計

根據(jù)生產設備、生產管理、工藝流程、構筑物位置分布相對分散的特點，系統(tǒng)選用施耐德電氣基于可編程序控制器（PLC）的控制系統(tǒng)。每個控制主站采用施耐德電氣的ModiconQuantum熱備系統(tǒng)（CPU67160系列）。11個濾格子站，采用施耐德電氣的ModiconM340（BMXP342020系列）控制系統(tǒng)。140CPU67160是ModiconQuantum系列最高端控制器，專用于雙機熱備冗余系統(tǒng)。CPU采用Pentium型芯片，主頻266MHz，內置RAM，并提供兩個PCMCIA擴展插槽，能夠很容易地滿足最大限度要求的程序擴展和數(shù)據(jù)保存。存儲器容量可以用PCMCIA卡（存儲程序、常數(shù)、變量名和注釋，備份文件等）進行擴展。集成Modbus、ModbusPlus、TCP/IP（熱備端口）、USB等多種通信端口，便于與其他設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。CPU上集成液晶顯示屏幕，用于顯示系統(tǒng)的運行、故障、通信等狀態(tài)信息和設置系統(tǒng)的相關參數(shù)。帶有后備電池的SRAM，可以在控制器斷電的情況下保存應用程序和數(shù)據(jù)。140CPU67160集成了100M的光纖通信端口，完成主備CPU模塊的數(shù)據(jù)同步。QuantumCPU使用可擦寫存儲器技術，支持控制器的執(zhí)行存儲和指令集。這一最新的非易失存儲器技術，在不更換存儲器卡的情況下只需通過Modbus或ModbusPlus即可實現(xiàn)操作系統(tǒng)更新。

4.3控制系統(tǒng)功能設計

各PLC現(xiàn)場控制站設計具有下列功能：

（1）具有實時監(jiān)測所屬監(jiān)控工藝流程范圍內的生產過程參數(shù)（壓力、流量、液位）、水質參數(shù)（溫度、濁度、PH值、余氯等），并對采集的上述參數(shù)進行處理同時供上位機儲存、顯示。

（2）具有實時監(jiān)測所屬監(jiān)控工藝流程范圍內主要設備的運行狀態(tài)，并對其進行采集、處理同時供上位機儲存、顯示。

（3）具有全自動控制或調節(jié)計量泵、水泵、鼓風機、閥門等設備。

（4）具有自動進行越限保護處理和設備故障自動進行保護。

（5）具有可靠的安全措施，具有保護口令，防止越權修改程序。

（6）系統(tǒng)具有較強的自檢功能和故障自恢復功能。能夠承受運行中的各種干擾。

4.4控制系統(tǒng)開放性和可擴展性

開放性的系統(tǒng)整體結構可以保證系統(tǒng)具有較長的生命周期，系統(tǒng)在投入運行以后可能會有一些變化調整，因此系統(tǒng)必須具有靈活的結構，具有良好的開放性，在軟件和硬件的配置上能靈活增減。具有強大的系統(tǒng)維護和診斷功能，保證系統(tǒng)安全、可靠的運行。自動化控制系統(tǒng)的可靠性是整個系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關鍵因素。PLC、網(wǎng)絡設備、監(jiān)控軟件等系統(tǒng)核心部件以及斷路器、開關電源、繼電器、接線端子等易損件均選用工業(yè)級、抗干擾能力強，在凈水廠自動化系統(tǒng)領域有長期運行經(jīng)驗的國內外知名品牌。整個自動化系統(tǒng)能夠在嚴格的工業(yè)環(huán)境下長期、穩(wěn)定地運行。系統(tǒng)組件的設計滿足國內、國際的安全標準，并且易配置、易接線、易維護、隔離性好，結構堅固，抗腐蝕，適應較寬的溫度變化范圍，能夠承受工業(yè)環(huán)境的苛刻條件。系統(tǒng)提供高度的在線維護性能。任何節(jié)點故障、離線或從系統(tǒng)中移去不會影響其他節(jié)點正常運行，具有標準的對外通信接口，便于與其他控制系統(tǒng)通信。選用高質量的設備搭建的系統(tǒng)架構，不僅可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運行，也將大大減少投運后的維護工作量、并節(jié)約二次投入的資金，同時避免因系統(tǒng)故障導致的損失。

作者：斯東浩 單位：浙江浙大中控信息技術有限公司