自動(dòng)化控制系統(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]十篇自動(dòng)化控制系統(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):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2011)03-0013-02

    高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有組成設(shè)備多、位置分散、設(shè)備間聯(lián)鎖關(guān)系強(qiáng)、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣、安全性可靠性要求高等方面特點(diǎn),基于PLC的高爐控制系統(tǒng),在考慮高爐煉鐵系統(tǒng)特點(diǎn)和要求的基礎(chǔ)上,充分利用了PLC可靠性高、性能優(yōu)異、功能豐富、擴(kuò)展性好、易于使用等方面的優(yōu)勢,給出了針對(duì)性強(qiáng)和個(gè)性化的解決方案。

    1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    高爐控制是集機(jī)械、電氣控制和計(jì)算機(jī)應(yīng)用為一體的技術(shù),采用以PLC為核心的,集中與分散相結(jié)合的自動(dòng)化控制系統(tǒng),系統(tǒng)由1個(gè)中央控制室和上料系統(tǒng)、高爐本體、熱風(fēng)爐、除塵等四個(gè)控制站組成,通過高速100Mbps光纖工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,自動(dòng)化過程監(jiān)控系統(tǒng)的布局及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1。料批控制程序及選倉配料控制、料流調(diào)節(jié)閥開度控制及溜槽傾動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)控制為重點(diǎn);料車卷揚(yáng)、探尺卷揚(yáng)、布料器傾動(dòng)上料系統(tǒng)、熱風(fēng)、布袋除塵,既要滿足基本工藝要求,還要滿足設(shè)計(jì)提出的工藝要求。

    為了適應(yīng)工藝操作,在各控制站設(shè)槽下及上料操作站、高爐本體操作站、熱風(fēng)爐操作站和布袋除塵操作站。所有的數(shù)字量輸出點(diǎn)都采用繼電器與外部設(shè)備進(jìn)行電氣隔離,模擬量輸入輸出信號(hào)都采用帶光電隔離的模塊。

    1.1 通信網(wǎng)絡(luò)

    對(duì)于高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言,自動(dòng)化系統(tǒng)主要由二級(jí)控制系統(tǒng)和二層通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。這樣的系統(tǒng)布置也是為了在生產(chǎn)的過程中保證系統(tǒng)的完整性和合理性,確保系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。整個(gè)通信系統(tǒng)使用的是工業(yè)以太網(wǎng),各個(gè)操作室都可以獨(dú)立完成各自的任務(wù),根據(jù)生產(chǎn)上的臨時(shí)需要,各自獨(dú)立的控制,每個(gè)操作臺(tái)與中央控制室采用高速工業(yè)以太網(wǎng)連接進(jìn)行信息傳遞,這樣就可以真正的做到資源共享,互調(diào)數(shù)據(jù)等,同時(shí)構(gòu)成了完整的過程監(jiān)控系統(tǒng)。

    1.2 操作方式

    整個(gè)高爐的生產(chǎn)操作由各個(gè)操作臺(tái)還有中央操作室相互配合完成。對(duì)于地面上的么個(gè)操作臺(tái)實(shí)現(xiàn)集中手動(dòng)、自動(dòng)控制兩種方式,其實(shí)最要的是進(jìn)行工藝和電氣參數(shù)的設(shè)定,運(yùn)行方式的選擇和開爐前后的一般操作等等,包括自動(dòng)控制,軟手動(dòng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場各電控設(shè)備的控制。每個(gè)操作臺(tái)主要用于手動(dòng)操作,并且在自動(dòng)方式下實(shí)施人工干預(yù)。

    2、系統(tǒng)功能

    本文所介紹的高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)是一個(gè)集順序控制,過程控制,數(shù)據(jù)采集以及工況監(jiān)視連帶數(shù)據(jù)管理為一體的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。對(duì)生產(chǎn)上所用到的電動(dòng)機(jī)和閥門等連帶相關(guān)成套機(jī)電設(shè)備的開關(guān)量控制,包括各個(gè)部分的聯(lián)鎖起動(dòng),聯(lián)鎖關(guān)機(jī),自動(dòng)聯(lián)鎖控制,單步聯(lián)鎖控制,系統(tǒng)單步調(diào)試于一體。并在過程控制中數(shù)據(jù)的采集和處理(包括開關(guān)量和模擬量),帶有完善的報(bào)警功能。開關(guān)量和模擬量報(bào)警的顯示并有相關(guān)的記錄和打印功能,針對(duì)生產(chǎn)上的歷史曲線圖、實(shí)時(shí)曲線圖、電氣儀表圖和棒形圖顯示和打印。按照功能和結(jié)構(gòu)劃分,高爐系統(tǒng)分為四個(gè)分系統(tǒng):槽下及上料控制系統(tǒng)、高爐本體系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)和除塵控制系統(tǒng)。

    3、系統(tǒng)特點(diǎn)

    高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng),采用冗余的以太網(wǎng)絡(luò)、PROFIBUS-DP總線網(wǎng)絡(luò)將中心控制室計(jì)算機(jī)和PLC系統(tǒng)主站、PLC系統(tǒng)主站與遠(yuǎn)程I/O分站聯(lián)系起來,構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng),具體特點(diǎn)如下:

    3.1 高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)完善、強(qiáng)大的功能

    支持冗余CPU配置,功能更強(qiáng)、速度更快。同時(shí),配有品種齊全的功能模塊,充分滿足用戶各種類型的現(xiàn)場需求。即使在惡劣、不穩(wěn)定的工業(yè)環(huán)境下,依然可正常工作;無風(fēng)扇設(shè)計(jì)提高了系統(tǒng)的可靠性;在運(yùn)行過程中,模塊可進(jìn)行帶電熱插拔。

    3.2 高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)冗余解決方案

    本文所介紹的高爐程控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為冗余配置,其中包括電源冗余,CPU冗余,以太網(wǎng)絡(luò)冗余,PROFIBUS-DP總線網(wǎng)絡(luò)冗余等等。無論生產(chǎn)過程中哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可以不影響生產(chǎn),也因此可以認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)最大限度地保證了系統(tǒng)的可靠性以及安全性。

    3.3 高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)集中管理、分散控制

    高爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主站和遠(yuǎn)程兩種模式,I/O從站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并最終由系統(tǒng)主站統(tǒng)一管理系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備,對(duì)于遠(yuǎn)程I/O分站而言,其功能只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與設(shè)備驅(qū)動(dòng)。這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分合理的,既滿足了系統(tǒng)設(shè)備間聯(lián)鎖關(guān)系強(qiáng)的要求,又滿足了系統(tǒng)設(shè)備位置分散的要求。

    3.4 高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)開放性

    高爐程控系統(tǒng)其實(shí)是一個(gè)開放性的系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)、PROFIBUS-DP總線網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用最廣泛和開放性最好的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò),在各個(gè)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,系統(tǒng)軟件支持DDE、OPC、ODBC、SQL,同時(shí)提供了豐富的API編程接口,可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展或與全廠輔控網(wǎng)、MIS和其他子系統(tǒng)進(jìn)行無縫連接。

    參考文獻(xiàn)

篇（2）

1 前言

日常工業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)生產(chǎn)設(shè)備都設(shè)有數(shù)字模擬控制系統(tǒng)，如，電動(dòng)機(jī)、電磁閥、溫度開關(guān)、產(chǎn)品計(jì)量、流量控制等，都是通過PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。可見，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。

2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)備選型

PLC主要是對(duì)工業(yè)設(shè)備的外部系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，系統(tǒng)控制設(shè)備規(guī)模依具體情況而定，可能是單個(gè)設(shè)備、多個(gè)設(shè)備組合或者對(duì)工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)有效控制。市場上PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)品型號(hào)眾多，不同類型PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)適用不同范圍。選購時(shí)，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，分析、統(tǒng)計(jì)出被控設(shè)備的數(shù)字量、模擬量并估算出內(nèi)存，確保余量適度，同時(shí)，應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)廠家的品牌形象、售后服務(wù)、技術(shù)保障、網(wǎng)絡(luò)通信等因素，最終，選擇性價(jià)比較高的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)機(jī)型。當(dāng)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(nèi)自主品牌有：研華、研祥、合力時(shí)等。選購PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，主要從以下幾個(gè)方面考慮：.

2.1 結(jié)合實(shí)際，確定控制系統(tǒng)規(guī)模

選購前，應(yīng)結(jié)合被控制設(shè)備的生產(chǎn)工藝流程、控制程度來確定所采購的PLC系統(tǒng)規(guī)模。通常PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)按規(guī)模分為大、中、小三種。初等PLC控制系統(tǒng)主要適用于小規(guī)模生產(chǎn)，控制過程開關(guān)量為主，I/O點(diǎn)數(shù)不大于128 點(diǎn)的單個(gè)設(shè)備；中等規(guī)模PLC控制系統(tǒng)主要適用于生產(chǎn)過程較復(fù)雜，閉環(huán)控制且I/O點(diǎn)數(shù)在128—512 點(diǎn)范圍之間的被控制設(shè)備；大規(guī)模PLC控制系統(tǒng)主要適用于生產(chǎn)過程規(guī)模大、自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制，I/O點(diǎn)數(shù)在512點(diǎn)以上被控制設(shè)備。

2.2 結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，確定I/O 點(diǎn)類型

PLC系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)和類型選擇應(yīng)根據(jù)被控制設(shè)備的生產(chǎn)工藝、復(fù)雜程度要求來決定。對(duì)PLC系統(tǒng)的適度估計(jì)，可節(jié)省成本。因PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的電流輸出端所承載負(fù)載不同，設(shè)備電流輸出選用材料也不同，恰當(dāng)?shù)碾娏鬏敵鰧?duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)用有至關(guān)重要的作用。

2.3 選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)編程工具

PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)編程工具主要分為三種：普通手持編程器，只對(duì)普通語句進(jìn)行編程， “成本低、體積小、易調(diào)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(dòng)化控制系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)編程，此種編程采用計(jì)算機(jī)同系統(tǒng)軟件包相結(jié)合的編程方式，“成本高、不易調(diào)試”，但此方式效率最高，多用于中等和高等PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)系統(tǒng)。

3 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。

3.1 硬件設(shè)計(jì)

PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括電路的輸入和輸出兩個(gè)部分。首先，輸入電路設(shè)計(jì)。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(tǒng)中的隔離變壓器也可采用雙隔離技術(shù)，以減小干擾。PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入電路電源所帶負(fù)載應(yīng)嚴(yán)格注意容量大小，同時(shí)作好短路保護(hù)準(zhǔn)備，這對(duì)PLC的系統(tǒng)安全意義重大。其次，輸出電路設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需求，各種指示燈、變頻裝置采用晶體管輸出，此種材質(zhì)較適用于高頻工作，如果PLC系統(tǒng)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(fù)載能力強(qiáng)”的特點(diǎn)。如，PLC輸出電路的電磁線圈為感性負(fù)載，如果斷電時(shí)就會(huì)對(duì)系統(tǒng)電路產(chǎn)生電流沖擊，所以，針對(duì)直流感性負(fù)載時(shí)并接結(jié)續(xù)二極管，能夠有效吸收交流負(fù)載，保護(hù)PLC系統(tǒng)。三是抗干擾設(shè)計(jì)。近年來，晶閘管可控整流和變頻調(diào)速裝置的廣泛應(yīng)用為交流電網(wǎng)的帶來了污染，同時(shí)也給PLC控制系統(tǒng)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(shè)計(jì)

在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，好的設(shè)計(jì)思想是最為主要的。軟件設(shè)計(jì)的主要根據(jù)系統(tǒng)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，具體表現(xiàn)形式為程序編寫。

一是系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思想。通常情況下，軟件程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序。基本程序即可單獨(dú)進(jìn)行簡單的生產(chǎn)程序控制又可以同其它和程序組合成模塊進(jìn)行復(fù)雜控制。基本程序主要有順序結(jié)構(gòu)、條件分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等三種方式。模塊化程序設(shè)計(jì)是將一個(gè)總體控制目標(biāo)程序劃分成多個(gè)進(jìn)行不同任務(wù)的程序模塊，然后逐一編寫、調(diào)試，最終將不同程序模塊組成完整的程序來執(zhí)行總體任務(wù)。在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，多數(shù)設(shè)備都采用此種程序設(shè)計(jì)思想，因?yàn)橄到y(tǒng)中每個(gè)模塊都是獨(dú)立單元，單元之間又相互具有連接關(guān)系，容易修改，適用復(fù)雜控制要求的生產(chǎn)過程，極大地縮短了掃描時(shí)間。

二是系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)。系統(tǒng)控制的I/O點(diǎn)數(shù)分配應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)流水線從前至后的原則，將系統(tǒng)內(nèi)的I/O信號(hào)數(shù)據(jù)匯總、集中編寫地址，以便集中維護(hù)。系統(tǒng)的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器不能夠重復(fù)使用一個(gè)編號(hào)。此外，程序中大量使用的內(nèi)部繼電器或者中間標(biāo)志位（不是I/O位），也須集中編址、分配，同時(shí)，列出I/O分配表、內(nèi)部繼電器的中間標(biāo)志位分配表。

4 做好系統(tǒng)程序的調(diào)試工作

4.1 I/O端子測試

一是用手工方式對(duì)PLC系統(tǒng)輸入端子逐一進(jìn)行驗(yàn)證，端子指示燈點(diǎn)亮，表示正常；否則，應(yīng)檢查接線和I/O點(diǎn)。二是編寫程序，系統(tǒng)輸出電源正常的情況下，運(yùn)用程序來檢查系統(tǒng)中所有輸出端子指示燈是否正常，端子指示燈點(diǎn)亮，表示正常，否則，應(yīng)檢查接線和I/O點(diǎn)。

4.2 系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試主要指按控制要求將系統(tǒng)的電源、外部電路與輸入、輸出端子連接好，并將PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)同現(xiàn)場的外部設(shè)備連接好，然后在PLC系統(tǒng)中加載程序，并運(yùn)行和調(diào)試。通常情況下，應(yīng)將PLC控制單元的工作方式設(shè)置為正常運(yùn)行，并保持充足的時(shí)間來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。在正式調(diào)試前，工作人員應(yīng)將PLC系統(tǒng)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)備全面、徹底地檢查，經(jīng)確認(rèn)無誤后，方可加載外部電源。

5 小結(jié)

綜上所述，在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，硬件設(shè)計(jì)最為主要，它直接影響著系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，此外，對(duì)軟件進(jìn)行有效管理能夠更好發(fā)揮硬件的功能，可見，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，只有反復(fù)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，才能夠應(yīng)用自如，在實(shí)際工作應(yīng)用中起到良好效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]李琦，于永濤.淺談PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)抗干擾的措施[J].黑龍江冶金，2011（31）.

篇（3）

摘 要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各種新的技術(shù)系統(tǒng)層出不窮，并在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用，其中目前人們熱議的一個(gè)話題就是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，它對(duì)于提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展具有重要性意義，但是就一些傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，其連接和處理需要采用很多的連接線才能夠?qū)崿F(xiàn)，這不僅使得系統(tǒng)的建立需要消耗很多的人力、物力、財(cái)力，而且不利于統(tǒng)一管理，高效維護(hù)，各種故障短路等問題一直阻礙著系統(tǒng)的正常工作運(yùn)行，給生產(chǎn)效率帶來了影響.近年來，基于電氣自動(dòng)化控制化技術(shù)以及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展，并積極運(yùn)用于很多的領(lǐng)域，并在其中充當(dāng)著重要的角色.在這種背景下，對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

關(guān)鍵詞 ：PLC；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；探究

中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-260X（2015）01-0058-02

工業(yè)自動(dòng)化的水水平是衡量一個(gè)國家生產(chǎn)發(fā)展、生產(chǎn)力發(fā)展水平的一個(gè)重要指標(biāo)，它對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，電氣自動(dòng)化作為工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分，因此電氣自動(dòng)化技術(shù)也是我們必須予以重視的關(guān)鍵技術(shù)之一.而基于可編程控制器基礎(chǔ)上的PLC技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展不僅大大提高了當(dāng)然的電氣自動(dòng)化控制水平，更是克服了以往控制系統(tǒng)的很多缺點(diǎn)，解決了很多技術(shù)上的難題，帶來了很大的便利，具有非常好的應(yīng)用前景，值得推廣和應(yīng)用.為了更好的加強(qiáng)對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的了解，更好的發(fā)揮PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的積極作用，本文也從PLC技術(shù)和PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述出發(fā)，對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容進(jìn)行了分析，希望給讀者一定的啟示.

1 PLC技術(shù)和PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述

1.1 PLC技術(shù)

我們常說的PLC技術(shù)，其實(shí)是可編程控制器的一種簡稱，它是在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種新技術(shù)，本身其實(shí)也是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種表現(xiàn)，但是這種技術(shù)卻為當(dāng)前的電子自動(dòng)化生產(chǎn)創(chuàng)造出了一種專業(yè)性很強(qiáng)的自動(dòng)化的控制器，并且日趨成熟，在電氣自動(dòng)化控制中得到了不斷地應(yīng)用.盡管當(dāng)前的PLC技術(shù)在原來的基礎(chǔ)上得到了很大程度的發(fā)展和改變，但是我們?nèi)詫⑵涠x為PLC.在一定的運(yùn)行程序下，根據(jù)用戶的不同需求，并通過相關(guān)的軟件進(jìn)行控制，按照既定的命令和順序進(jìn)行處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于電氣自動(dòng)化的控制.一般情況下，處理器在執(zhí)行了一條又一條命令程序中徘徊.相比傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)具有非常少的接線量，除了系統(tǒng)的輸入、輸出端需要進(jìn)行接線以外，其他的線路一般都是不需要實(shí)際的線路進(jìn)行連接的，而是僅僅通過相關(guān)的軟件進(jìn)行連接.另外這種系統(tǒng)所涉及到的信息獲取、處理和存儲(chǔ)都是按照既定的程序進(jìn)行的，一般情況下是不需要進(jìn)行調(diào)整和變化的.

和普通的計(jì)算機(jī)相比，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也包括電源、處理器、存儲(chǔ)器以及相應(yīng)的功能處理模塊，每一個(gè)組成部分都是系統(tǒng)得以運(yùn)行的基礎(chǔ)，都對(duì)PLC的作用發(fā)揮十分關(guān)鍵.其中的電源組件更是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它更是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，一旦電源不能夠正常工作，其他的一切功能都難以實(shí)現(xiàn).另外處理器是系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理和相應(yīng)信息的轉(zhuǎn)化，它對(duì)于系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在其強(qiáng)大的處理功能上.在復(fù)雜的電氣自動(dòng)化的控制環(huán)境下，個(gè)功能模塊以及系統(tǒng)組件的相互作用、相互配合是進(jìn)行自動(dòng)化控制的重要保證.

1.2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述

對(duì)于PLC控制系統(tǒng)來說，每一種控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)都是為了滿足被控制對(duì)象的基本工藝要求，都是為了更好的提高自動(dòng)化控制水平和生產(chǎn)的質(zhì)量和效率.但是在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，除了要按照一定的生產(chǎn)工藝要求以外，還應(yīng)遵循一定的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，以下將作簡單的分析.

（1）要最大限度的滿足被控制對(duì)象的基本工藝要求，這是優(yōu)化設(shè)計(jì)的最基本原則.在對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該對(duì)于控制系統(tǒng)的基本用途和重要應(yīng)用環(huán)境等進(jìn)行必要的調(diào)查研究，并且搜集和整理相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，通過這些準(zhǔn)備工作與專業(yè)的設(shè)計(jì)人員形成一份詳細(xì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，同時(shí)還要協(xié)同各方面關(guān)系，積極解決設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題.

（2）在不影響PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)基本使用功能的前提下，要盡可能的對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，力求以更簡單的設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的控制效果，從而實(shí)現(xiàn)既經(jīng)濟(jì)合理又簡單方便的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案.

（3）在控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)該始終保證安全、可靠這一條設(shè)計(jì)主線，保證PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)效率和質(zhì)量不斷提升的過程中，還應(yīng)該努力保證系統(tǒng)的使用安全和可靠.

（4）PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目的就是提高生產(chǎn)效率，這個(gè)過程需要伴隨著很多工藝和生產(chǎn)路線的的改進(jìn)，其中在PLC容量的選擇過程中，應(yīng)該堅(jiān)持和實(shí)際緊密聯(lián)系在一起，合理確定容量，應(yīng)該留有適當(dāng)?shù)挠嗟匾驯蝗展穬?yōu)化改造使用.

2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)是自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是保證PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要組成部分，硬件設(shè)計(jì)主要包括輸入電路設(shè)計(jì)和輸出電路設(shè)計(jì)以及抗干擾設(shè)計(jì)三個(gè)部分，以下也將作簡單的論述和分析.

2.1.1 PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計(jì)分析

對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)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(yīng)范圍比較廣，因此應(yīng)用也比較多.而為了更好的減少外界環(huán)境對(duì)于電源的干擾，我們應(yīng)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(shù)，這樣可以通過屏蔽層的減少高低頻脈沖干擾.對(duì)于輸入電路的設(shè)計(jì)，一般采用DC 24V的輸入電源，但是如果電源帶有負(fù)載時(shí)，一定要注重電源的容量，同時(shí)要做好電源的短路防護(hù)的準(zhǔn)備工作，這對(duì)于保障系統(tǒng)的正常安全運(yùn)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(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該在電源之路或是適當(dāng)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(tǒng)的輸出電路設(shè)計(jì)

在輸出電路設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該根據(jù)基本的生產(chǎn)工藝要求，做好相關(guān)的電路設(shè)計(jì)準(zhǔn)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(diào)速應(yīng)該使用晶體管進(jìn)行輸出，特別是頻率過高的PLC控制系統(tǒng)更是需要晶體管作為支撐.而當(dāng)頻率過低時(shí)，我們則首選繼電器作為輸出，不僅設(shè)計(jì)簡單，而且也可以提升系統(tǒng)的負(fù)載能力.另外對(duì)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該在直流感性負(fù)載的旁邊接上續(xù)流二極管，它可以吸收浪涌電流，達(dá)到有效保護(hù)PLC的目的.

2.1.3 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷加深，如何更好的降低外界因素對(duì)于PLC的干擾，已經(jīng)成為了優(yōu)化設(shè)計(jì)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要內(nèi)容.目前晶閘管以及變頻調(diào)速設(shè)置的廣泛應(yīng)用在帶來系統(tǒng)功能不斷強(qiáng)化同時(shí)，也帶來了更多的污染以及相關(guān)干擾問題，而控制系統(tǒng)的防干擾設(shè)計(jì)也是我們優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)必須解決的問題.對(duì)于PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，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(dòng)化控制系統(tǒng)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(duì)于高頻干擾進(jìn)行隔離，以此來達(dá)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(duì)于PLC控制系統(tǒng)來說，可以將其直接置于金屬柜之中，金屬柜可以對(duì)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(qiáng)電動(dòng)力線路以及弱電信號(hào)線進(jìn)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(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的同時(shí)可以著手軟件的設(shè)計(jì)工作.軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是PLC應(yīng)用的最關(guān)鍵的問題，程序的編寫是軟件設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn).在控制工程的應(yīng)用中，良好的軟件設(shè)計(jì)思想是關(guān)鍵，優(yōu)秀的軟件設(shè)計(jì)便于工程技術(shù)人員理解掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護(hù).PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思想.由于生產(chǎn)過程控制要求的復(fù)雜程度不同，可將程序按結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序.基本程序既可以作為獨(dú)立程序控制簡單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序.把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分成多個(gè)具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成總?cè)蝿?wù)的完整程序，這種方法叫做模塊化程序設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)思想和方法對(duì)于系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)作用極大.

3 結(jié)束語

PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下的電子操作系統(tǒng)，能夠在無任何保護(hù)措施的工作情況下使用.但是當(dāng)其工作環(huán)境過分惡劣或者充滿了電磁干擾的時(shí)候，程序便會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，這將導(dǎo)致設(shè)備失靈乃至殃及整個(gè)系統(tǒng).這將要求廠家提高PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠，提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力另一方面設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)也要多加重視，多方合作消除干擾.由此對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)也顯得尤為重要.PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)系統(tǒng)性非常強(qiáng)的系統(tǒng)化工程，其影響因素也是多方面，而要想實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)和改進(jìn)還需要在反復(fù)的實(shí)踐和設(shè)計(jì)的過程中不斷地進(jìn)行總結(jié)和優(yōu)化.本文主要是從系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對(duì)于控制系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)行分析的，其中很多都是在工作中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，僅供大家參考.

參考文獻(xiàn)：

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〔2〕王玉鐸.PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探究[J].中國科技投資,2013（Z4）:111.

篇（4）

引言

伴隨煤炭產(chǎn)業(yè)近年來的飛速發(fā)展，煤礦現(xiàn)代化程度不斷增加，而這一成果的達(dá)成則同大量自動(dòng)化電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用密不可分，譬如井下瓦斯涌出量的監(jiān)測、井下通風(fēng)狀況測量、井下水泵的控制等。正是通過這些電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，井下工人工作環(huán)境得以改善的同時(shí)其工作強(qiáng)度也得以顯著降低。但隨著電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的不斷增多，如何對(duì)其系統(tǒng)構(gòu)建開展有效的優(yōu)化，從而降低系統(tǒng)構(gòu)建成本，并提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，成為進(jìn)一步推動(dòng)煤礦企業(yè)良性發(fā)展的必要舉措。

1電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備選型優(yōu)化

現(xiàn)階段，市場上各類用于電氣自動(dòng)化控制的PLC（可編程邏輯控制器）系統(tǒng)種類繁多，不同種類與品牌其應(yīng)用性能上也存在一定的差別，因此在進(jìn)行電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備選型上應(yīng)對(duì)下述問題進(jìn)行充分考慮。

1.1明確礦井電氣自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)模

構(gòu)建礦井電氣自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)必須立足礦井自身實(shí)際，明確自身系統(tǒng)規(guī)模后，再進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備型號(hào)選擇。以常見的西門子PLC系統(tǒng)為例，當(dāng)僅僅對(duì)井下瓦斯涌出量進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，適宜選擇SIEMENS-S7-200等各類微型PLC控制系統(tǒng)；當(dāng)需要監(jiān)測礦井井下水文變化進(jìn)而調(diào)控水泵房設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，由于涉及較為復(fù)雜的邏輯與閉環(huán)控制，適宜選擇SIEMENS-S7-300等中型規(guī)模PLC控制系統(tǒng)；當(dāng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)用于對(duì)整個(gè)井下安全作業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行綜合監(jiān)控，并實(shí)時(shí)針對(duì)井下作業(yè)進(jìn)行安全管理時(shí)，系統(tǒng)需要涉及通訊、智能監(jiān)控和監(jiān)測等多種功能，因此適宜選擇SIEMENS-S7-400等大型PLC控制系統(tǒng)[1]。

1.2明確I/O點(diǎn)類別

進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，應(yīng)依據(jù)系統(tǒng)實(shí)際使用需求和被控制對(duì)象通知難易程度，對(duì)I/O（輸入輸出端口）點(diǎn)的類別及數(shù)量進(jìn)行選擇，并制作相應(yīng)的使用清單，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)控制量，提前預(yù)留一定的軟硬件余量，避免浪費(fèi)的同時(shí)對(duì)設(shè)備后期擴(kuò)容進(jìn)行一定的預(yù)估。此外，還需依據(jù)井下生產(chǎn)作業(yè)實(shí)際用電情況，對(duì)各電氣設(shè)備輸出點(diǎn)頻率進(jìn)行明確，進(jìn)而對(duì)輸出端所采用的裝置類型進(jìn)行確定。

1.3編程工具的適當(dāng)選取

就現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)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(jì)算機(jī)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(yù)設(shè)語句表進(jìn)行編程操作，不僅效率低下且適用范圍相對(duì)狹窄，只能滿足簡單操作的微型PLC編程需求；圖形編程器運(yùn)用梯形圖進(jìn)行編程操作，具備直觀簡潔的特點(diǎn)，能被運(yùn)用于中型PLC編程；而采用計(jì)算機(jī)軟件編程則是最為高效、簡潔的方法，不過受限于計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)難度大、成本高，同時(shí)難以進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際調(diào)試，因此僅被應(yīng)用于礦井大型PLC控制程序構(gòu)建中。有鑒于此，在編程工具的選擇上，礦井必須結(jié)合自身實(shí)際，從經(jīng)濟(jì)優(yōu)化與使用優(yōu)化的雙重角度出發(fā)，選擇適宜的工具進(jìn)行編程作業(yè)[2-3]。

2電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備架構(gòu)優(yōu)化

2.1硬件優(yōu)化

硬件架構(gòu)作為礦井電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心之一，其結(jié)構(gòu)的良好與否同整個(gè)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定有著密切關(guān)系。所以，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改造，具體從下述幾點(diǎn)著手：a)輸入電路優(yōu)化。對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)輸入電路的優(yōu)化改造，應(yīng)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(yè)環(huán)境的惡劣性及當(dāng)前國內(nèi)礦山供電環(huán)境的不穩(wěn)定性，為確保整個(gè)電路輸入系統(tǒng)具備良好的抗干擾性能，以維持整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的持久、穩(wěn)定，應(yīng)對(duì)輸入電路增設(shè)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(shù)，將變壓器初級(jí)和次級(jí)兩級(jí)屏蔽層由電氣中性點(diǎn)接地，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖干擾的有效屏蔽；b)輸出電路優(yōu)化。針對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)輸出電路的優(yōu)化，應(yīng)結(jié)合礦井實(shí)際，使用晶體管對(duì)各類標(biāo)示與調(diào)試設(shè)備進(jìn)行輸出，以確保其有效適應(yīng)設(shè)備的高頻動(dòng)作，并增加電路反應(yīng)效率。以井下水泵機(jī)房電氣自動(dòng)化控制為例，當(dāng)PLC控制系統(tǒng)輸出頻率為6min1次時(shí)，可選用繼電裝置進(jìn)行輸出，以確保電路結(jié)構(gòu)簡明的同時(shí)具備良好的抗干擾性能。不過，PLC系統(tǒng)在攜帶有感性負(fù)載進(jìn)行輸出時(shí)，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)極易形成浪涌電流導(dǎo)致其芯片的損毀。對(duì)此，應(yīng)在其它電路并接續(xù)流二極管，以便能對(duì)浪涌電流進(jìn)行吸收，避免其對(duì)芯片造成損害[4]；c)抗干擾優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)井下電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)外界干擾的有效抵抗也應(yīng)是其日常管理的要點(diǎn)之一。由于井下作業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)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(wǎng)中的干擾多源于繞組將電容耦合導(dǎo)致，適宜選用1:1的的變壓裝置，并使中性點(diǎn)通過電容進(jìn)行接地；(b)布設(shè)金屬外殼實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的電磁屏蔽，同時(shí)金屬外殼還可充當(dāng)接地端，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)靜電、電磁脈沖和空間輻射等外界干擾對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)面影響；(c)優(yōu)化布線，借由將強(qiáng)弱電力線路的分隔布設(shè)，并采用雙絞線屏蔽電纜充當(dāng)信號(hào)傳輸線，從而起到有效的抗干擾功效。

2.2軟件優(yōu)化

軟件作為電氣自動(dòng)化運(yùn)行控制的核心所在，其優(yōu)化程度對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化后工作效率的提升有著直接性影響。通常來說，軟件的優(yōu)化改良應(yīng)同硬件設(shè)施的優(yōu)化同步開展，其具體內(nèi)容可分為以下幾點(diǎn)：a)軟件結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對(duì)于軟件設(shè)計(jì)而言，其分為模塊設(shè)計(jì)與基本程序設(shè)計(jì)兩大類。對(duì)于井下生產(chǎn)作業(yè)而言，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)必須實(shí)時(shí)根據(jù)礦井生產(chǎn)狀況進(jìn)行調(diào)控，所以適宜選用模塊化設(shè)計(jì)，從而為后續(xù)功能拓展提供便利。首先，將整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制對(duì)象劃分為多個(gè)子任務(wù)模塊，隨后對(duì)不同模塊進(jìn)行單獨(dú)編寫與調(diào)試，最后再將單獨(dú)的各模塊整合成為完整的一個(gè)程序。通過這種設(shè)計(jì)方式，整個(gè)礦井的自動(dòng)化電氣控制系統(tǒng)便能依據(jù)井下生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的快速調(diào)節(jié)，確保整個(gè)系統(tǒng)始終運(yùn)行的高效、高質(zhì)[5-6]；b)程序設(shè)計(jì)過程優(yōu)化。對(duì)于程序的優(yōu)化而言，其核心要點(diǎn)便是實(shí)現(xiàn)I/O節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)化分配，依據(jù)井下生產(chǎn)狀況對(duì)I/O節(jié)點(diǎn)井下按需分配的同時(shí)，對(duì)各個(gè)I/O節(jié)點(diǎn)的控制盡可能實(shí)現(xiàn)集中調(diào)控，以便于后期維護(hù)作業(yè)的開展。與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中各定時(shí)與計(jì)數(shù)裝置進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，從而更好地推動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行效率及可靠性的提升。此外，為進(jìn)一步增加系統(tǒng)運(yùn)行速度，在控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)上應(yīng)秉承簡潔明了的基本原則，方便指令編寫輸入的同時(shí)盡可能降低所占內(nèi)存。而對(duì)于PLC芯片中的各類觸點(diǎn)，則可通過合理設(shè)計(jì)進(jìn)行多次的重復(fù)使用，而無需借助復(fù)雜指令降低觸點(diǎn)使用頻率。譬如，井下瓦斯監(jiān)測裝置的開啟/關(guān)閉通過一個(gè)按鈕來實(shí)現(xiàn)控制，就能通過二分頻以達(dá)成。通過這種方法，整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中I/O節(jié)點(diǎn)使用量可明顯降低，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約與系統(tǒng)運(yùn)行效率提升的雙贏。

3結(jié)語

伴隨現(xiàn)代科技的突飛猛進(jìn)，電子技術(shù)日益在煤礦生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用，并對(duì)礦井生產(chǎn)效率的提升起到良好推動(dòng)。不過，鑒于礦井電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式的多種多樣，其不僅適用環(huán)境存在極大差異，同時(shí)運(yùn)行效率與運(yùn)行成本也各不相同。所以，煤礦在進(jìn)行自身電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)必須立足自身實(shí)際，積極創(chuàng)新系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)備選型與整體架構(gòu)，從而在降低運(yùn)行成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升，進(jìn)而為礦井的長久可持續(xù)發(fā)展及現(xiàn)代化建設(shè)提供助推力。

參考文獻(xiàn)：

［1］張紅梅.電氣自動(dòng)化的改進(jìn)方法實(shí)施策略研究［J］.煤，2015(1)：69-70.

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［3］張悅，王玲.煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.煤礦機(jī)械，2013(11)：246-248.

［4］劉學(xué)成.金橋煤礦井下排水系統(tǒng)優(yōu)化［J］.煤礦安全，2016(2)：127-129.

篇（5）

引言

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)深入煤礦生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并取得良好的應(yīng)用成果。煤礦生產(chǎn)離不開數(shù)字處理與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，這需要專業(yè)的控制裝置，而嵌入式PLC自動(dòng)電氣控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，因此在煤礦工業(yè)領(lǐng)域得到十分廣泛的應(yīng)用。本文立足于煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，深入研究優(yōu)化電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的方案，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

1.1參數(shù)測量與控制

就電氣控制系統(tǒng)而言，溫度控制、礦井水泵的開合控制都是其核心內(nèi)容，將直接反映煤礦的電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，因此優(yōu)化電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)對(duì)于煤礦的生產(chǎn)工作具有十分重要的意義。通常情況，測量設(shè)備的熱電阻作為對(duì)應(yīng)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(nèi)[1]。通過將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。電氣控制系統(tǒng)在企業(yè)的日常煤礦生產(chǎn)工作中扮演著關(guān)鍵角色，可以借助監(jiān)控層與網(wǎng)絡(luò)連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯含量的計(jì)算、通風(fēng)情況的檢測、采集數(shù)據(jù)的工作，動(dòng)態(tài)的對(duì)單元過程、設(shè)備進(jìn)行控制。而管理監(jiān)控層的應(yīng)用主要是利用組態(tài)，采集數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化處理相關(guān)信息數(shù)據(jù)的目的。

1.2PLC控制器

PLC控制器作為自動(dòng)化的控制設(shè)備能夠用于煤礦生產(chǎn)電氣設(shè)備的控制工作。煤礦生產(chǎn)電氣控制系統(tǒng)主要采用PLC（可編程控制器）支持煤礦生產(chǎn)電氣設(shè)備的整體運(yùn)作。一般來說，自動(dòng)化煤礦生產(chǎn)電氣設(shè)備的PLC可編程控制器主要由CPU主站單元、數(shù)字量輸出模塊、擬量輸出模塊、特殊通訊模塊、數(shù)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(diǎn)，從而方便系統(tǒng)直接對(duì)煤礦生產(chǎn)電氣設(shè)備進(jìn)行控制，另外，在轉(zhuǎn)速、頻率方面擬量輸入模塊都有很大進(jìn)步，不但能夠用于采集信號(hào)，還能保證操作員用于多線操作。此外，擴(kuò)展單元將煤礦生產(chǎn)電氣設(shè)備分為上下部分，配置16點(diǎn)數(shù)字輸出模塊，從而增強(qiáng)電氣控制系統(tǒng)對(duì)電氣設(shè)備損壞報(bào)警系統(tǒng)等部分的控制，增加數(shù)字信號(hào)的交換頻率，在低成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高性能的煤礦生產(chǎn)設(shè)備電子控制系統(tǒng)構(gòu)成，控制執(zhí)行元件工作的時(shí)序，從而達(dá)到理想的煤礦生產(chǎn)效果[2]。

1.3信息采集系統(tǒng)

采集信息是PLC的主要功能，作用于煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)核心部分。通過通訊模塊，將礦井下情況的信號(hào)以參數(shù)的形式傳送至可編程控制器中，并根據(jù)煤礦生產(chǎn)的電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行的情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以便在突況發(fā)生時(shí)及時(shí)反饋給相關(guān)技術(shù)人員。另一方面，能夠通過主從站之間的信息交換，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的工作狀態(tài)，不斷將運(yùn)行信息以聲光的方式發(fā)送，可以進(jìn)行連鎖保護(hù)，這是電控系統(tǒng)本身具有的一個(gè)重要功能[3]。1.4電磁閥在煤礦生產(chǎn)作業(yè)之中，所使用的電磁閥可以通過進(jìn)氣系統(tǒng)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(yè)的工作環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，存在著大量腐蝕性物質(zhì)，這些腐蝕性物質(zhì)會(huì)影響煤礦生產(chǎn)電氣設(shè)備的正常使用。如何提高煤礦生產(chǎn)電氣設(shè)備的抗腐蝕性成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。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(qiáng)的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)作業(yè)的進(jìn)氣系統(tǒng)中。

2煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)架的優(yōu)化

2.1硬件部分的優(yōu)化

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件部分是煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心部分，直接影響煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，與煤礦生產(chǎn)的效率息息相關(guān)，因此加強(qiáng)硬件部分的優(yōu)化，對(duì)于煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)架具有十分重要的意義。在設(shè)計(jì)煤礦電氣控制系統(tǒng)硬件時(shí)，應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)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(dòng)化控制系統(tǒng)正確運(yùn)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(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的信號(hào)具有一定的干擾，因此為了保證電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行，要適當(dāng)增強(qiáng)系統(tǒng)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(jí)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(diào)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(tǒng)輸入電路存在過載的情況，會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，影響煤礦電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)正常工作。除了優(yōu)化系統(tǒng)輸入電路，還要優(yōu)化系統(tǒng)輸出電路，采用晶體管輸出是輸出電路的重要優(yōu)化方面，一方面，采用晶體管進(jìn)行輸出能夠適應(yīng)高頻動(dòng)作，并且晶體管的抗干擾能力較強(qiáng)，能夠保證電路不受其它信號(hào)的干擾。另一方面，以煤礦的水泵機(jī)房為例，使用晶體管進(jìn)行輸出能夠有效簡化輸出動(dòng)作，避免PLC芯片在使用過程中損毀。

2.2軟件的優(yōu)化設(shè)計(jì)

軟件是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的核心，因此加強(qiáng)軟件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠有效提高煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率。一般來說，煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)可與硬件的優(yōu)化設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，一方面，軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，能夠保證煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的同步性。另一方面，軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，還能有效避免設(shè)計(jì)中不兼容的情況發(fā)生，從而提高煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與合理性。煤礦電氣自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)的核心在于將軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為梯形圖，將軟件設(shè)計(jì)分為軟件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與軟件程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)步驟。煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件部分，與常規(guī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)別無二致，然而在模塊化設(shè)計(jì)的過程中，煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件部分與常規(guī)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)就截然不同了。由于煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)是后續(xù)功能拓展的關(guān)鍵，因此初始設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)煤礦日常任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在同一的系統(tǒng)下將任務(wù)分為多個(gè)子任務(wù)模塊，然后再進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試，最后將其組合成一個(gè)完整的程序。因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員要深入調(diào)查煤礦作業(yè)的流程，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)要求優(yōu)化煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的日常運(yùn)行效率。

2.3抗干擾優(yōu)化設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)是煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)必須考慮的問題，由于煤礦工作環(huán)境較為復(fù)雜，井下作業(yè)工作環(huán)境十分惡劣，因此加強(qiáng)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)抗干擾優(yōu)化設(shè)計(jì)十分必要。電磁脈沖是系統(tǒng)芯片的天敵，一旦電磁脈沖超過可承受的范圍，會(huì)引起系統(tǒng)崩潰。因此抗干擾優(yōu)化設(shè)計(jì)主要針對(duì)防腐與防信號(hào)干擾兩個(gè)方面來探討。加強(qiáng)電氣控制集裝箱、配電箱的防腐處理，是防止電機(jī)出現(xiàn)故障、保證煤礦生產(chǎn)的電氣設(shè)備正常運(yùn)行的保障。可以通過防腐處理技術(shù)，將電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)軸與外殼進(jìn)行清理維護(hù)。此外，防腐涂料的應(yīng)用也是加強(qiáng)電氣控制技術(shù)的重要手段，相關(guān)工作人員需要針對(duì)容易生銹的控制集裝箱的外殼進(jìn)行防腐處理，從而保障煤礦生產(chǎn)的電氣設(shè)備內(nèi)部元件的穩(wěn)定性。在電氣基礎(chǔ)設(shè)施與控制集裝箱的安裝工作中，要求相關(guān)工作人員考察安裝地點(diǎn)的施工條件，從而按照有利于電氣設(shè)備控制的方向進(jìn)行整體布局，一定程度上能夠提升電氣設(shè)備對(duì)煤礦生產(chǎn)作業(yè)的整體調(diào)控能力。而采用隔離變壓器抗干擾能夠有效規(guī)避電磁脈沖對(duì)系統(tǒng)芯片的損壞，保證煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，采用金屬外殼也對(duì)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(zhì)地的工作柜中，能夠屏蔽大多數(shù)電磁脈沖及空間輻射，保證煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3結(jié)語

隨著電子技術(shù)發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，也促進(jìn)煤礦生產(chǎn)效率的提高。然而，如何對(duì)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，還需要設(shè)計(jì)人員不懈努力，進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉琴.煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2013(11)：281-282.

篇（6）

中圖分類號(hào)：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2013）36-0443-02

0、引言

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展，其在提高設(shè)備運(yùn)行效率、保證設(shè)備使用效果以及實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制等方面發(fā)揮著重要作用。因此，探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域以及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、發(fā)展趨勢等，對(duì)于拓寬電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，提高設(shè)備的運(yùn)行效率具有重要作用。

1、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用

當(dāng)前，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)中，其對(duì)于保證電氣設(shè)備的正常使用，提高設(shè)備的使用效率有積極意義。下面將以發(fā)電廠電力系統(tǒng)為例，探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用。

1.1 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理功能

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理，就是將計(jì)算機(jī)作為基本處理系統(tǒng)，通過其輸入、輸出與處理三個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)搜集電廠各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)、分析各個(gè)運(yùn)行參數(shù)、確認(rèn)參數(shù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)功能。在此基礎(chǔ)上，通過電氣動(dòng)作、異常報(bào)警、報(bào)表打印以及事故記錄等方式輸出處理結(jié)果，最終達(dá)到對(duì)電廠電氣部分進(jìn)行控制的目的。

1.2 生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行控制功能

在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的控制工作中，大部分的生產(chǎn)設(shè)備都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的電氣控制。以電廠的汽輪機(jī)為例，傳統(tǒng)的汽輪機(jī)采用液壓回路控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。隨著現(xiàn)代液壓控制技術(shù)的提高以及電液控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽輪機(jī)設(shè)備、電氣元件以及電液轉(zhuǎn)換設(shè)備的持續(xù)更新，尤其是高壓抗燃油伺服機(jī)構(gòu)的使用，使得電液比例控制能夠很好的與汽輪機(jī)的機(jī)械性能匹配起來，達(dá)到對(duì)設(shè)備轉(zhuǎn)速、功率、級(jí)后壓力進(jìn)行控制的目的。

還是以汽輪機(jī)的控制為例，從盤機(jī)開始，通過沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)、升速、切換、并網(wǎng)、符合加載等一系列措施，直到能夠正常發(fā)電為止。汽輪機(jī)的電液控制系統(tǒng)參與到電網(wǎng)的一次調(diào)頻當(dāng)中，根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷需求對(duì)其發(fā)電功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)改變。不但確保了機(jī)組的正常運(yùn)行，而且有效的延長了汽輪機(jī)組的使用壽命，在保證汽輪機(jī)組正常發(fā)電的同時(shí)，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)控功能

隨著現(xiàn)代大型機(jī)電設(shè)備在生產(chǎn)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，其逐步向高速、大功率、高精度的方向發(fā)展，這也給其控制系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)。在實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制之前，其首先需要了解設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，這就需要控制系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控能力。

依然以電廠汽輪機(jī)為例，隨著汽輪機(jī)機(jī)組功率的增加，控制系統(tǒng)需要控制的儀表數(shù)目也在不斷增加，控制系統(tǒng)在控制過程中需要對(duì)這些儀表進(jìn)行監(jiān)控，以獲得機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，得到其運(yùn)行狀況。當(dāng)前，主要的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括設(shè)備的轉(zhuǎn)速、位移、偏心度、膨脹量以及振動(dòng)等，然后通過連鎖控制的方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)視，確保了整套系統(tǒng)的安全性。

1.4 其他應(yīng)用功能

除了上述的相關(guān)應(yīng)用之外，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)還涉及到主設(shè)備的旁路系統(tǒng)控制、主機(jī)械設(shè)備的協(xié)調(diào)等功能。其主要功能在于確保輸入與輸出系統(tǒng)之間的平衡，使得電氣控制系統(tǒng)得以控制各種驅(qū)動(dòng)類型的機(jī)械設(shè)備。

2、幾種典型的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

面對(duì)各種不同形態(tài)的被控制設(shè)備，電氣控制系統(tǒng)在控制過程中需要采取針對(duì)性的控制措施才能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行控制。因此，在電氣控制系統(tǒng)的實(shí)際使用過程中需要采取對(duì)應(yīng)的方式對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以提高控制系統(tǒng)的適應(yīng)性。

2.1 集中監(jiān)控式控制系統(tǒng)

該種監(jiān)控方式的優(yōu)點(diǎn)在于其運(yùn)行與維護(hù)過程相對(duì)簡便，而且對(duì)控制中心的防護(hù)性要求不高，可以通過較為簡單的方式就能夠完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但是，因?yàn)椴捎眉惺娇刂葡到y(tǒng)時(shí)，其將整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到了一個(gè)處理器中進(jìn)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(tǒng)的處理速度，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的響應(yīng)速度下井，影響控制系統(tǒng)的控制性能。因?yàn)橄到y(tǒng)的所有電器設(shè)備都進(jìn)入到了監(jiān)控范圍當(dāng)中，但是隨著監(jiān)控設(shè)備的升級(jí)改造，其需要控制的對(duì)象不斷增加，這導(dǎo)致主機(jī)設(shè)備的冗余下降、控制線纜增加、控制系統(tǒng)的投資不斷加大，從而影響到控制系統(tǒng)的可靠性。因此，該種方式的控制系統(tǒng)主要用于結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、控制對(duì)象比較單一的系統(tǒng)中。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控方式控制系統(tǒng)

該種控制系統(tǒng)具有節(jié)約控制線纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、節(jié)約系統(tǒng)用材、可靠性高以及組態(tài)靈活等特點(diǎn)。由于該系統(tǒng)中大量使用了多種現(xiàn)場總線，例如CAN總線、LONWORKS總線等，其使得系統(tǒng)的通信速度不斷提高，系統(tǒng)的響應(yīng)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(tǒng)主要用于小型系統(tǒng)或者子系統(tǒng)的控制中，不適宜對(duì)整個(gè)大型設(shè)備，例如電廠的所有電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制系統(tǒng)的構(gòu)建。

2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控方式控制系統(tǒng)

當(dāng)前，基于以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線技術(shù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)光復(fù)應(yīng)用到各種變電設(shè)備的綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，而且已經(jīng)積累下了豐富的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了設(shè)備電氣自動(dòng)化的迅速發(fā)展，這些都給電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

現(xiàn)場總線控制方式使得控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)更加具有針對(duì)性，其對(duì)不同子系統(tǒng)具有對(duì)應(yīng)的控制功能，這樣可以提高各個(gè)子系統(tǒng)控制的針對(duì)性。采用該種控制系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程架空，同時(shí)還可以減少控制系統(tǒng)中各種隔離設(shè)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(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的就地安裝，通過將之與監(jiān)控系統(tǒng)的通信連接，減少了控制線纜的使用，在提高設(shè)備運(yùn)行速度的同時(shí)，節(jié)省了安裝與維護(hù)費(fèi)用，提高了系統(tǒng)使用的經(jīng)濟(jì)效益。另外，控制系統(tǒng)中各個(gè)裝置的功能是相對(duì)獨(dú)立的，而且各個(gè)裝置之間只通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)間靈活的組態(tài)使得系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性得到迅速提高。基于以上理由，其正逐步成為現(xiàn)代電器控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

篇（7）

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的高速發(fā)展，人們平均生活平的不斷提升，快節(jié)奏、高質(zhì)量和節(jié)能已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的主流思想。同理，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是以這三點(diǎn)為最終目標(biāo)，創(chuàng)建高效率、高質(zhì)量、高水平的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。下面簡要介紹電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述

1.1電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步在我國各個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，為我國工業(yè)生產(chǎn)以及統(tǒng)一化管理提供可靠的技術(shù)支持。該控制系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很大程度上提高生產(chǎn)效率和精確度，也使得應(yīng)用、檢修更加簡單、便捷。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過電纜將計(jì)算機(jī)、CPU智能儀表等主要設(shè)備相連接，利用中央控制器對(duì)其統(tǒng)一控制管理，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)逐漸向信息化、智能化的方向發(fā)展。

1.2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化技術(shù)，隨著近幾年飛速的發(fā)展已經(jīng)取得很大的進(jìn)步，其一般具有工作效率高、精確度高、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)、批量連鎖防護(hù)功能和反應(yīng)敏銳的優(yōu)勢，但是該控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，其信息量少、操作頻率低、控制對(duì)象局限等缺點(diǎn)，需要我們進(jìn)一步研發(fā)，不斷優(yōu)化電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

1.3電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能主要包括自動(dòng)控制和保護(hù)功能、檢測和維修的功能、監(jiān)視功能和測量功能。自動(dòng)控制和保護(hù)功能是指電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的控制與保護(hù)，例如設(shè)備出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)安全開關(guān)切斷設(shè)備電源，保護(hù)設(shè)備；在該系統(tǒng)控制過程中，設(shè)備可能出現(xiàn)不可預(yù)知的故障，因此也要具備自動(dòng)檢測故障以及維修的功能；監(jiān)視功能是利用傳感器等設(shè)備，檢測人眼無法察覺的變量，通過收集的各個(gè)變量來判定該設(shè)備是否處于正常狀態(tài)，還可以檢測設(shè)備周圍環(huán)境質(zhì)量；測量功能是利用測量儀器對(duì)線路相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測量，確實(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。

2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由間隔層、通訊層和監(jiān)控層三個(gè)層次組成。間隔層位于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的底層，該層需要針對(duì)系統(tǒng)所控制的對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)；通訊層位于系統(tǒng)的中間層，是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵，在間隔層與監(jiān)控層之間建立通訊渠道；監(jiān)控層位于系統(tǒng)的最頂層，該層是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心部位，是由現(xiàn)場控制層、信息管理層、中心監(jiān)控層和遠(yuǎn)程設(shè)備層等部分組成。

3電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)中分別體現(xiàn)不同的功能，現(xiàn)場控制層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、相關(guān)控制參數(shù)的設(shè)置等內(nèi)容。我們以數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)為例簡要分析其設(shè)計(jì)要點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)主要分為模擬量數(shù)據(jù)采集、數(shù)字量數(shù)據(jù)采集和電能量數(shù)據(jù)采集三個(gè)部分。在交流電路中模擬量數(shù)據(jù)采集某個(gè)周期內(nèi)交流電壓信號(hào)、電流信號(hào)的瞬時(shí)值，并將模擬值通過A/D轉(zhuǎn)換，后經(jīng)過運(yùn)算處理，得到被測電壓的有效參數(shù)；數(shù)字量數(shù)據(jù)的采集，其中主要包括斷路器運(yùn)行狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、繼電器保護(hù)信號(hào)等數(shù)字量的采集；電能量數(shù)據(jù)的采集包括有功電能與無功電能數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊中的模擬量數(shù)據(jù)、數(shù)字量和電能量數(shù)據(jù)需要通過數(shù)據(jù)傳輸模塊處理、傳輸至采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，并將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至上層系統(tǒng)，上層系統(tǒng)接收系統(tǒng)，發(fā)出控制命令，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為其他模塊可識(shí)別的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊之間的相互通訊。

3.2數(shù)據(jù)傳輸模塊的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)傳輸模塊是給基于多通道數(shù)據(jù)傳輸通道模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)傳輸模塊主要負(fù)責(zé)類型、性質(zhì)、傳輸目的等不同參數(shù)進(jìn)行處理，同時(shí)完成接受數(shù)據(jù)的分析處理，將分析后的數(shù)據(jù)傳輸至電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用平臺(tái)。數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)時(shí)需要注意在保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的前提下提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩M可能降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求，即將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過通訊模塊后，將其直接傳送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行分類打包，然后將其送入該數(shù)據(jù)專用的傳送通道進(jìn)行傳送，該類傳輸數(shù)據(jù)具有不同類型傳輸具有相對(duì)的獨(dú)立想和完整性。

3.3監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式主要分為集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場總線監(jiān)控三種設(shè)計(jì)方式，每種設(shè)計(jì)都具備其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，我們?cè)谶@里淺要分析：集中監(jiān)控設(shè)計(jì)具有便于維護(hù)、控制站防護(hù)要求低、系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單。集中控制系統(tǒng)主要是將該系統(tǒng)各個(gè)功能集中在處理器上，因此處理器需要承擔(dān)很大的負(fù)擔(dān)，處理器任務(wù)過重很可能影響其處理器的運(yùn)行速度。隨著電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制對(duì)象逐漸擴(kuò)充，該處理器的任務(wù)越加沉重，從而造成主機(jī)冗余下降、電纜數(shù)量增加、增加成本、可靠性降低等一系列問題；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以很大程度上節(jié)約成本，例如電纜費(fèi)用、安裝費(fèi)用等。該系統(tǒng)相對(duì)于集中控制系統(tǒng)更為可靠與更佳靈活，但是該系統(tǒng)的通訊量相對(duì)較低，僅適用于小型系統(tǒng)監(jiān)控，不適用于企業(yè)全體電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)施；現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計(jì)是對(duì)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的充分應(yīng)用，該設(shè)計(jì)方式的系統(tǒng)更具針對(duì)性，不同間隔具有不同功能，該設(shè)計(jì)方式具有遠(yuǎn)程監(jiān)控的所有優(yōu)勢，同時(shí)還可以進(jìn)一步降低成本，例如隔離設(shè)備、I/O卡件、模擬量變送器等費(fèi)用的降低，智能設(shè)備與系統(tǒng)通過通訊線進(jìn)行連接，一定程度上降低安裝成本等。各個(gè)裝置、功能都具有相對(duì)的獨(dú)立性和完整性，裝置之間僅僅用網(wǎng)絡(luò)連接，具有很強(qiáng)的靈活性，其中任意裝置出現(xiàn)故障，并不影響系統(tǒng)中其他設(shè)備的運(yùn)行，大大提升系統(tǒng)的可靠性，因此該設(shè)計(jì)方式廣泛受到現(xiàn)代化市場的歡迎，具有降低成本、提高效率、維護(hù)便捷、靈活性高、可靠性高等優(yōu)勢。

4結(jié)束語

綜上所述，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)目前已經(jīng)走入現(xiàn)代化市場，受到各大企業(yè)的熱烈歡迎，為了提升企業(yè)自身的競爭實(shí)力，緊跟時(shí)代的步伐，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、創(chuàng)新性是該系統(tǒng)的關(guān)鍵之一，從而進(jìn)一步提升我國工業(yè)自動(dòng)化綜合水平。

參考文獻(xiàn)

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篇（8）

0.引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高科技產(chǎn)業(yè)如雨后春筍，蓬勃發(fā)展。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)力量，已經(jīng)逐漸成為各個(gè)尖端產(chǎn)業(yè)、領(lǐng)域不可缺少的技術(shù)支持。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)被成功應(yīng)用于國防、遠(yuǎn)程監(jiān)控、機(jī)械行業(yè)加工、電網(wǎng)系統(tǒng)中，大力提升了這些領(lǐng)域的生產(chǎn)效率，同時(shí)也帶來了非常大的經(jīng)濟(jì)收益。目前，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)正在向著開放、信息化的方向發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著越來越重要的作用。所以，科學(xué)、合理的利用電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)，具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

1.電氣自動(dòng)化及電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

電氣自動(dòng)化（Electrical automation），專業(yè)名稱是電氣工程及其自動(dòng)化，其應(yīng)用非常廣泛，設(shè)計(jì)到諸多領(lǐng)域，從航空航天到一個(gè)非常不起眼的兒童玩具，隨處可見他的身影。

隨著大規(guī)模集成電路、數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的自動(dòng)化程度也顯著提高。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要是指變電站的自動(dòng)化。變電站作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)直接影響著整個(gè)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化程度，將電網(wǎng)調(diào)度與電網(wǎng)自動(dòng)化完美的結(jié)合，以保證通過電氣設(shè)備終端將電能成功的輸出。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行情況的監(jiān)控具有重要的意義，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化運(yùn)行可以幫助調(diào)度人員及時(shí)、準(zhǔn)確的了解電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，有效提升了電網(wǎng)運(yùn)行過程中的安全性和可靠性，保證電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

現(xiàn)在，許多高校開設(shè)該專業(yè)，意在培養(yǎng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電控技術(shù)、管理技術(shù)為以一體的高科技人才。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括自動(dòng)控制、信息處理、電子技術(shù)、試驗(yàn)技術(shù)、以及電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)等諸多技術(shù)。一直以來，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)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(lǐng)域人才的培養(yǎng)，但隨著國際性大企業(yè)入駐我國，該領(lǐng)域的人才仍然緊缺。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制系統(tǒng)是國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的攻堅(jiān)力量，是引領(lǐng)未來經(jīng)濟(jì)長期繁榮發(fā)展的決定性因素，并與人們的生活息息相關(guān)，現(xiàn)在其發(fā)展已相對(duì)成熟。目前，電氣自動(dòng)化已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)核心力量，在國防、農(nóng)業(yè)、工業(yè)中被廣泛使用，在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

2.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用

現(xiàn)在，我們對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，分析一下電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制系統(tǒng)在該領(lǐng)域的重要作用。

2.1電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著信息化產(chǎn)業(yè)步伐加快，計(jì)算技術(shù)已經(jīng)被成功應(yīng)用與諸多領(lǐng)域，數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，這其中離不開電氣自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮的重要作用。計(jì)算機(jī)由五部分組成，輸入設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、運(yùn)算器、控制器和輸出設(shè)備，是數(shù)據(jù)處理的硬件基礎(chǔ)。比如，在電廠中的數(shù)據(jù)處理中，以電氣自動(dòng)化為技術(shù)支持的處理機(jī)可以處理所有的參數(shù)、報(bào)表打印、記錄、輸入顯示、性能計(jì)算等數(shù)據(jù)，也就是所，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)承當(dāng)了電廠中所有數(shù)據(jù)處理工作，大大減輕了人員的負(fù)擔(dān)，并提高了數(shù)據(jù)處理的速度和精確度。

變壓器是電廠重要的設(shè)備，變壓器一旦發(fā)生故障，對(duì)其故障檢修是非常困難的。這時(shí)，如能夠有效利用以電氣自動(dòng)化為依托的色譜分析方法，通過對(duì)故障時(shí)所產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分析，并通過計(jì)算氣體的含量比值，從而判斷出故障的位置。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，其內(nèi)部材料中會(huì)產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w，在這種情況下。我們同樣可以利用光譜分析方式進(jìn)行檢測，局部一氧化碳含量高的地方就很可能是故障產(chǎn)生的地方。所以說，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)為多種數(shù)據(jù)處理方式提供了有力的硬件系統(tǒng)保障，不僅僅是電力供電系統(tǒng)中。現(xiàn)在之所以被稱為是信息時(shí)代，就是說我們生活在一個(gè)充滿數(shù)據(jù)的時(shí)代，而數(shù)據(jù)的處理都必須依靠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，可見，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性不可代替。

2.2電器自動(dòng)化系統(tǒng)在汽機(jī)旁路系統(tǒng)中的應(yīng)用

汽機(jī)旁路系統(tǒng)的主要功能主要是是保證散熱過多，解決鍋爐最低負(fù)荷，協(xié)調(diào)汽輪機(jī)空載流量，這也是汽機(jī)旁路系統(tǒng)最初的設(shè)計(jì)目的。該系統(tǒng)由高壓和低壓兩部分組成，在各個(gè)旁路上安裝有截止閥，這些截止閥的控制系統(tǒng)就是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)分析旁路系統(tǒng)中速度的大小和運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的力矩，來確定閥門的開度。

2.3電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在液壓調(diào)節(jié)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)漸漸被液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)所控制，成為當(dāng)前工業(yè)諸多領(lǐng)域中使用的重要技術(shù)。隨著電器自動(dòng)化系統(tǒng)的成功應(yīng)用于液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，電解液的轉(zhuǎn)換速率有了明顯提高，元器件的可靠性進(jìn)一步得到了保證，穩(wěn)定性也在逐步增強(qiáng)。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，成功的調(diào)節(jié)了汽機(jī)配套設(shè)備之間的協(xié)同關(guān)系。在電廠發(fā)電系統(tǒng)中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)有效調(diào)節(jié)了設(shè)備內(nèi)的液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)系統(tǒng)一次調(diào)頻，改變了電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷量，對(duì)整個(gè)設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)起著決定性作用。可見，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅保證了機(jī)組安全運(yùn)行，并對(duì)延長機(jī)組壽命和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

2.4參數(shù)控制

目前，汽輪機(jī)的發(fā)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(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)是一件非常困難的事情。這就需要在機(jī)組中設(shè)立專門的參數(shù)控制中心，以確保機(jī)組在正常運(yùn)行過程中，各參數(shù)保持在合理值范圍內(nèi)，利用電氣自動(dòng)化設(shè)備合理有效的監(jiān)控和處理異常情況。目前，隨著監(jiān)控系統(tǒng)功能的強(qiáng)大，所要控制的參數(shù)也在日益增多，系統(tǒng)對(duì)參數(shù)的準(zhǔn)確度的要求也越來越高。機(jī)組所有的功能都是由參數(shù)所控制的，而參數(shù)又是由電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所調(diào)節(jié)的，所以說電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)組正常運(yùn)行的關(guān)鍵，相關(guān)人員，必須加強(qiáng)對(duì)該系統(tǒng)的檢修和維護(hù)，切不可掉以輕心，而釀成不可收?qǐng)龅膰?yán)重后果。

2.5協(xié)調(diào)系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化

在整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)之中，鍋爐和汽輪機(jī)作為整個(gè)機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備，其兩者間的協(xié)調(diào)工作是非常重要的，這直接關(guān)系到機(jī)組能量的有效利用，對(duì)儲(chǔ)能和蓄能具有總要的意義。一般來講，電廠都會(huì)應(yīng)用電氣自動(dòng)化的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)二者的有序工作進(jìn)行科學(xué)有效的控制和協(xié)調(diào)，合理存儲(chǔ)輸入能量，對(duì)能量輸出嚴(yán)格控制，保證機(jī)組的有效工作。

3.結(jié)束語

做好電器自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用工作，符合信息化、智能化是未來工業(yè)的發(fā)展方向，是是企業(yè)能夠在未來的競爭激烈的市場中贏得發(fā)展先機(jī)的重要法寶。普及電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，將被列為政府相關(guān)職能部門工作的重點(diǎn)，這也是加快地區(qū)工業(yè)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)飛躍的重要途徑。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)雖然已經(jīng)得到非常充分的發(fā)展，但是其發(fā)展?jié)摿颓熬笆欠浅V闊的。其發(fā)展過程中必然存在一些問題，相信隨著科技的進(jìn)步和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)不斷得到完善，并為各領(lǐng)域的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和保障。

參考文獻(xiàn)：

篇（9）

中圖分類號(hào)：TM725 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）46-0030-01

水源井全自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(tǒng)，從而能夠自動(dòng)采集和控制水源井群水泵機(jī)組的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、處理和傳輸。

1.水源井群自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要功能

1.1顯示界面功能

水源井群的自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有顯示界面功能，包括系統(tǒng)維護(hù)、報(bào)表瀏覽、報(bào)警查詢、水源井群檢測、主控平臺(tái)等等。整個(gè)水源井群的設(shè)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(duì)每個(gè)設(shè)備的詳細(xì)信息進(jìn)行查看。系統(tǒng)連接的網(wǎng)絡(luò)圖可以在水源井群的檢測界面進(jìn)行顯示，通過報(bào)表瀏覽界面和報(bào)警查詢界面可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的流量曲線圖以及報(bào)警情況進(jìn)行查詢[1]。

1.2報(bào)警處理功能和故障診斷功能

任何系統(tǒng)都可能會(huì)出現(xiàn)故障，這就需要系統(tǒng)具備設(shè)備的故障檢測和處理功能。否則就會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。使用WINCC 6.0 開發(fā)的應(yīng)用程序能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警處理和故障診斷的功能，并在上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行集成。操作人員會(huì)收到相關(guān)提示，并進(jìn)行操作，從而對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行了解，對(duì)故障原因進(jìn)行判斷。系統(tǒng)還會(huì)向操作人員提供相應(yīng)的維修建議。

1.3報(bào)表和查詢功能

報(bào)表和查詢功能包括年報(bào)、季報(bào)、月報(bào)、日?qǐng)?bào)功能，還可以按照時(shí)間進(jìn)行自由報(bào)表。WINCC 6.0本身自帶歷史數(shù)據(jù)的查詢控件，可以在上位計(jì)算機(jī)上進(jìn)行使用，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的報(bào)表和查詢功能。

1.4開放

當(dāng)前使用的水源井群自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)自動(dòng)化和系統(tǒng)自動(dòng)化，是一種開放式、標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)。將以太網(wǎng)技術(shù)引入上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，通過以太接口來集成相應(yīng)的產(chǎn)品，使上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有開放性的特點(diǎn)。當(dāng)前業(yè)界已經(jīng)便接受了工業(yè)以太網(wǎng)這個(gè)通訊標(biāo)準(zhǔn)。

1.5可擴(kuò)展

在當(dāng)前的水源井全自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，其硬件設(shè)備使用的是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議。這是為控制系統(tǒng)今后的擴(kuò)展留出相應(yīng)的空間，從而實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展功能。

1.6可靠性和安全

使用高質(zhì)量軟件和大規(guī)模集成電路來組成系統(tǒng)的硬件電子設(shè)備，通過提高硬件電子設(shè)備的質(zhì)量，能夠延長硬件部分的平均故障間隔時(shí)間，從而提高整個(gè)水源井自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠性。通過冗余化后備能夠使系統(tǒng)的安全性得到保障[2]。

1.7遠(yuǎn)程監(jiān)控功能

要實(shí)現(xiàn)水源井群自動(dòng)化控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，主要是通過工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和無線GPRS。在水廠控制室，水廠工作人員可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控水源井群的工作情況進(jìn)行監(jiān)測。通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，還能夠?qū)λ淳涸O(shè)備的工作參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)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(huì)通過遠(yuǎn)程監(jiān)控在供水公司的調(diào)度室反映出來，企業(yè)的主管領(lǐng)導(dǎo)也可以對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。

1.8維護(hù)便利

模塊和系統(tǒng)的維護(hù)可以使用標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，通過定時(shí)的維護(hù)和升級(jí)，能夠使系統(tǒng)部件得到更新，延長系統(tǒng)的使用壽命。

2.水源井群自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成部分

以水源井群的平面分布圖和工藝為基礎(chǔ)，在水源井群自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中使用了遠(yuǎn)程測控終端供水調(diào)度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括通訊網(wǎng)絡(luò)、水源井現(xiàn)場控制站、中央監(jiān)控系統(tǒng)等幾個(gè)主要部分。

2.1通訊網(wǎng)絡(luò)

該系統(tǒng)主要使用GPRS作為通訊網(wǎng)絡(luò)。GPRS是一種分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，其基礎(chǔ)是GSM系統(tǒng)。在偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，以及少量和頻繁的數(shù)據(jù)傳輸或者突發(fā)性和間斷的數(shù)據(jù)傳輸中都可以使用GPRS。其具有以下幾個(gè)方面的主要優(yōu)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(dá)到171.2 kbps。

②登錄速度快。使用GPRS省略了長時(shí)間撥號(hào)的連接過程，可以使用全新的分組服務(wù)。

③費(fèi)用節(jié)約。只有在產(chǎn)生通信量時(shí)，GPRS才會(huì)計(jì)費(fèi)。

④永久在線。有無線專線網(wǎng)絡(luò)相似的是，將GPRS激活之后，就可以永久在線。

2.2水源井現(xiàn)場控制站

在各水源井的控制柜內(nèi)設(shè)置水源井現(xiàn)場控制站，主控制器為RTU遠(yuǎn)程測控終端控制器。其可以對(duì)潛水泵的壓力、出口流量、水井液位、工況等參數(shù)進(jìn)行檢測，并向中央系統(tǒng)上傳，接收相應(yīng)的指令，遙測和遙控水源井。其具有以下幾個(gè)方面的功能。

①安全保護(hù)功能。如果出現(xiàn)了機(jī)組缺相、電壓過高、機(jī)組電流量過大的問題，現(xiàn)場控制站能夠進(jìn)行報(bào)警處理和預(yù)處理。

②過程控制。水源井有兩種工作方式：遠(yuǎn)程控制、就地控制。就地控制柜中的自動(dòng)和手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)能夠完成方式轉(zhuǎn)換。如果水源井群自動(dòng)化控制系統(tǒng)處于就地控制，則由現(xiàn)場控制站來對(duì)設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。如果水源井群自動(dòng)化控制系統(tǒng)處于遠(yuǎn)程控制，則現(xiàn)場控制站可以對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制。對(duì)單臺(tái)設(shè)備的控制也可以通過工作站的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)[3]。

③設(shè)備控制。能夠?qū)λ脵C(jī)組的停止和啟動(dòng)過程進(jìn)行控制，并對(duì)設(shè)備的故障狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和手自動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行控制。

④參數(shù)檢測。對(duì)電氣和壓力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、水井的出口流量和液位進(jìn)行監(jiān)控。

2.3中央監(jiān)控系統(tǒng)

中央程控系統(tǒng)包括閉路監(jiān)視系統(tǒng)、UPS 電源、CTRLINK100 M交換機(jī)一臺(tái)、Epson 彩色打印機(jī)兩臺(tái)、SIMATIC工作站兩臺(tái)。通過可視化監(jiān)控軟件能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操作和控制所有的系統(tǒng)設(shè)備，并對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)參數(shù)、工藝布置圖、歷史報(bào)警信號(hào)、實(shí)時(shí)報(bào)警信號(hào)、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行顯示。并且能夠同時(shí)修改設(shè)定參數(shù)、在線和離線編程，將生產(chǎn)管理報(bào)表編制和打印出來。將DELL 商用機(jī)設(shè)置在水廠廠長的辦公室，就可以使廠長對(duì)水源井群運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，在制定生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，也可以參照相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)。使用WINCC 6.0作為監(jiān)控軟件能夠?qū)崿F(xiàn)直觀檢測，并提供動(dòng)畫鏈接。

3.結(jié)語

本文簡要介紹了水源井群自動(dòng)化控制系統(tǒng)的，要功能和組成部分。水源井群自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)水源井群的無人值守，保障了供水的安全性、低耗性和優(yōu)質(zhì)性，實(shí)現(xiàn)了水源井群的工藝自動(dòng)化，起到了優(yōu)化管理、節(jié)能降耗、提高供水質(zhì)量的作用。

參考文獻(xiàn)

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電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以應(yīng)用在多項(xiàng)領(lǐng)域內(nèi)，為企業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的控制方式。目前，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)成熟的應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)等項(xiàng)目中，推進(jìn)了企業(yè)的進(jìn)步。各項(xiàng)企業(yè)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用下，獲取了較高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)的未來發(fā)展提出規(guī)劃，維護(hù)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，滿足現(xiàn)代化企業(yè)的需求。

一、 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能分析

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在企業(yè)運(yùn)營中，發(fā)揮重要的功能，是企業(yè)現(xiàn)代化運(yùn)營的核心，為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)利益[1]。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能應(yīng)用，促使其可應(yīng)用到不同的行業(yè)中，強(qiáng)調(diào)了控制系統(tǒng)應(yīng)用的廣泛性，滿足多類行業(yè)的需求。分析電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本功能，如下：

集中監(jiān)控功能。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集中監(jiān)控功能，為企業(yè)的運(yùn)營提供了諸多便捷，設(shè)置監(jiān)控室，再引入電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)可靠的監(jiān)控，也能在自動(dòng)化的狀態(tài)下，精準(zhǔn)的監(jiān)控企業(yè)運(yùn)營，為企業(yè)營造高效率的運(yùn)行環(huán)境。

高效率功能。企業(yè)引入電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，目的是在保障安全生產(chǎn)的同時(shí)，提高企業(yè)的效率，維護(hù)企業(yè)生產(chǎn)的流暢性，緩解社會(huì)發(fā)展對(duì)企業(yè)生產(chǎn)造成的壓力，進(jìn)而發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的高效率功能。

信息集成功能。我國部分企業(yè)對(duì)信息集成的要求非常高，充分利用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的信息集成功能，推進(jìn)企業(yè)的發(fā)展與建設(shè)，同時(shí)改進(jìn)企業(yè)的運(yùn)行方式，優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行。

二、 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用

分析電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用，主要在工業(yè)、服務(wù)業(yè)、交通以及農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，具體如下：

1、 工業(yè)應(yīng)用

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)促進(jìn)了工業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展，而且電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也起到了重要的作用。我國大部分工廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)的自動(dòng)化，積極引進(jìn)電氣自動(dòng)化設(shè)備，完善控制系統(tǒng)的應(yīng)用，進(jìn)而提高工業(yè)運(yùn)營的效益[2]。工業(yè)生產(chǎn)中，逐漸意識(shí)到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的價(jià)值，不斷推進(jìn)自動(dòng)化的發(fā)展，滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需求。

2、 服務(wù)業(yè)應(yīng)用

服務(wù)業(yè)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，集中體現(xiàn)在電子產(chǎn)品的服務(wù)方面，推進(jìn)了產(chǎn)品的自動(dòng)化發(fā)展。自動(dòng)化的電子產(chǎn)品，更新速度非常快，促使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)面臨著較大的壓力。近幾年，隨著電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展，服務(wù)業(yè)也表現(xiàn)出可觀的自動(dòng)化，例如：銀行自動(dòng)化、游樂設(shè)施自動(dòng)化等，提高了人們的生活質(zhì)量。例如：電子化的健身器材，其在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用下，可以根據(jù)人們自身的需要，提供參數(shù)設(shè)置的建議，也可以進(jìn)行自定義設(shè)置，體現(xiàn)健身器材的靈活性。服務(wù)業(yè)與人們的日常生活存在直接的關(guān)系，基于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，拓寬了服務(wù)業(yè)的發(fā)展領(lǐng)域，越來越多的服務(wù)性產(chǎn)品趨向于電氣自動(dòng)化。

3、 交通應(yīng)用

交通行業(yè)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用較為廣泛，如：交通工具、交通信號(hào)燈等，均體現(xiàn)了自動(dòng)化的優(yōu)勢。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在交通運(yùn)行中，起到重要的作用[3]。以交通工具為例，分析電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化主要體現(xiàn)在交通工具的元件制造方面，如：ABS、安全氣囊，通過電氣自動(dòng)化控制，確保交通元件的準(zhǔn)確性，保護(hù)駕乘人員的安全，為了配合交通系統(tǒng)的安全號(hào)召，交通行業(yè)拓寬了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，設(shè)置電子警察、自動(dòng)測速器等，提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

4、 農(nóng)業(yè)應(yīng)用

農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大支撐，為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，農(nóng)業(yè)研究人員將電氣自動(dòng)化應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及設(shè)備改進(jìn)中。例如：播種機(jī)、收割機(jī)等，均體現(xiàn)了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方式，一方面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)值，另一方面發(fā)揮電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢。目前，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的推進(jìn)，帶動(dòng)了農(nóng)業(yè)的積極發(fā)展，不僅表現(xiàn)出電氣自動(dòng)化設(shè)備的優(yōu)質(zhì)性，更是為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供可用的設(shè)備，以免農(nóng)業(yè)滯后。

三、 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的未來發(fā)展

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展前景很好，根據(jù)其在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用，分析未來的發(fā)展。

1、 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化發(fā)展

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在一定的差距，提出標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化的發(fā)展方式，采用修正、調(diào)試的方法，確保電氣自動(dòng)化控制技術(shù)能夠達(dá)到統(tǒng)一的運(yùn)行狀態(tài)。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，在未來發(fā)展中發(fā)揮重要的作用，其可形成獨(dú)立的運(yùn)營平臺(tái)，專門用于提供自動(dòng)化控制技術(shù)，輔助用戶開發(fā)，確保電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)、效率上都能滿足社會(huì)的需要。例如：電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化發(fā)展，可以在相同的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，完成產(chǎn)品開發(fā)到最終運(yùn)行的過程，便于提高電氣自動(dòng)化的發(fā)展能力。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化發(fā)展，可以降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本，其可適用于多個(gè)領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)，減少了設(shè)計(jì)更改的次數(shù)，由此可以有效控制設(shè)計(jì)成本的投入量。

2、 結(jié)構(gòu)通用化發(fā)展

結(jié)構(gòu)通用化一直是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，研究人員采取集中改造的方法，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的通用化，確保電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠具備通用的特征，為現(xiàn)場設(shè)備提供準(zhǔn)確的控制[4]。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)通用化理念，在計(jì)算機(jī)行業(yè)中有明顯的表現(xiàn)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)控制整個(gè)企業(yè)的運(yùn)營，完成輸入、輸出等多項(xiàng)工作，如果電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備結(jié)構(gòu)通用化的特點(diǎn)，就可以輔助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，統(tǒng)一操作，實(shí)現(xiàn)資源共享，企業(yè)的管理者可以通過計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)控制企業(yè)的運(yùn)營，而且電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通用化，還可降低管理的難度，利用計(jì)算機(jī)即可實(shí)現(xiàn)企業(yè)的現(xiàn)場控制，規(guī)范企業(yè)的運(yùn)營，確保計(jì)算機(jī)輸入、輸出的及時(shí)性和有效性。

結(jié)束語：

電氣自動(dòng)化控制是企業(yè)未來的發(fā)展趨勢，其在企業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，改善了企業(yè)的運(yùn)營方式，簡化了企業(yè)中的操作，為生活、生產(chǎn)提供諸多便利，推進(jìn)社會(huì)的自動(dòng)化發(fā)展。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中，提出了統(tǒng)一化、通用化的發(fā)展要求，完善控制系統(tǒng)的應(yīng)用模式。

參考文獻(xiàn)：

[1] 游池清.淺論電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2009，23：356.