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近年來,我國工業發展逐漸朝著自動化、信息化、智能化方向發展,越來越多的自動化控制系統被應用在工業生產中,然而工業自動化控制系統應用現狀卻不理想,各種各樣的干擾源對于自動化控制系統的穩定、正常運行產生了直接影響,所以應充分了解工業自動化控制系統受到的干擾情況,有針對性地進行抗干擾處理,提高工業自動化控制系統運行的穩定性。
1工業自動化控制系統的干擾分析
1.1傳導干擾
(1)信號線引入干擾。
電流通過信號線過程中產生感應磁場,相鄰信號線受到感應磁場影響會產生一定的感應電流,隨著感應電流的增大,和檢測開關相連接的接收設備會受到干擾影響,由于信號線中電流持續流過,會影響和信號線相連接的自動化控制系統正常運行,使得控制器邏輯數據不穩定,甚至發生死機或者錯誤動作。
(2)設計施工干擾。
工業自動化控制系統在施工設計階段,由于操作、設備型號、調試、安裝、工程技術設計等因素,安裝設計過程中,接地系統混亂或者控制器、高頻發生器或者開關高功率設備之間的距離較短,造成工業自動化控制系統設計施工干擾。
(3)電源線干擾。
工業現場的電源線干擾非常常見,其主要來自兩個方面,一方面是工業自動化控制系統受到供電電源耦合影響;另一方面,干擾信號通過供電電源系統進入自動化控制系統。工業自動化控制系統主要通過電網電源供電,其運行過程中經常受到很多因素的干擾和影響,例如,電網短路暫態沖擊、大功率用電設備停止或者開啟、電網波動等都會影響工業自動化控制系統的正常運行。
1.2輻射干擾
工業自動化控制系統受到的輻射干擾主要是指電弧電路、高頻感應設備、雷電、射頻設備等產生的干擾,對于這種干擾源,在實際應用中沒有很好的方法進行消除,而可以通過減弱或者直接切斷電磁干擾傳播途徑,采用裝設防雷設備、合理布置線路、保護隔離、等位機屏蔽或者聯機等措施,保障工業自動化控制系統的安全運行。
2工業自動化控制系統的抗干擾技術
2.1軟件設計
工業自動化控制系統設計過程中,采用慣性濾波、限幅濾波、中位值濾波、平均值濾波等方法通過計算機程序對系統信號實現數學處理,消除或者減少干擾信號的強度、數量,保障輸入信號的穩定性和可靠性,這種方法計算機程序很容易移植,便于修改系統參數,有效提高數字濾波的穩定。
2.2管線設計
為了減少工業自動化控制系統的干擾,應優化管線設計,包括通信線、電源線、信號線管道等,電源線設置應和通信管線保持足夠距離,并且使用金屬管道覆蓋通信管線,正確敷設電纜線路,結合抗干擾、經濟性、實用性等因素,選擇合適的信號電纜線,其中最常見的是雙芯屏蔽雙絞線,電纜線敷設過程中應注意以下問題:其一,對于不同信號,敷設不同電纜線路,結合傳輸信號類型,分層敷設電纜線路;其二,不能使用同一根多芯電纜同時傳輸數字信號和模擬信號,電纜和電源線不能共用;其三,不能在同一個線槽中放置電源線纜和信號線纜,避免平行、近距離的進行敷設施工,若電源線纜和信號線纜必須放置在一起,兩種線纜應保持60cm以上的距離;其四,大功率電動機應和信號線纜保持適當的距離。
2.3電源設計
若工業生產現場包含變頻器和大功率器件,對于電源線路采取科學有效的抗干擾措施,對電源設備進行有效隔離,在進線電源分級部位設置避雷器,使用隔離變壓器設置在PLC電源輸入端,對于隔離變壓器的次級繞組和初級繞組,裝設屏蔽層,然后做好可靠接地,通過雙絞線作為二次側接線。
2.4接地設計
工業生產現場環境變化會干擾信號線,發生誤動作、測量精度下降、死機、程序跑飛、系統數據混亂等現象,這主要是由于接地系統設置不合理,對于工業自動化控制系統應做好接地設計,通過正確、合理的接地設計,有效抑制工業自動化控制系統受到電磁干擾影響,在實際應用中包括信號屏蔽接地、系統接地和安全接地。工業自動化控制系統接地設計過程中,嚴格區分保護接地和工作接地,保護接地電阻不能超過2歐姆,強電設備接地點和接地極接地點之間保持10m以上的距離,埋設在工業生產現場建筑物周圍10m的區域。信號源接地設計,在信號側接地設置屏蔽層,若信號線中間如果有接頭,做好絕緣處理,牢固連接屏蔽層,防止信號線多點接地,連接多芯對絞電纜線和屏蔽雙絞線,相互連接好各個屏蔽層,然后進行絕緣處理以后,選擇合適接地位置進行單點接地。另外,計算機接入信號之前,在大地和信號線之間連接電容,有效減少共模干擾,將濾波器裝設在信號兩極之間,減少差模干擾。
2.5選擇合適器件
結合不同電子設備的特性,選擇合適的器件,例如,通過設置RC、AD雙積分濾波器,使電流信號和電壓信號轉換傳輸過程中消除高頻干擾,有效減少差模干擾。采用雙絞線和差動輸入器,做好單邊接地、屏蔽地線和光電隔離,消除共模干擾。
3結束語
工業自動化控制系統在實際應用中容易受到各種各樣的干擾影響,而干擾抑制是一項非常復雜、系統的項目,應綜合考慮多方面因素,在施工設計過程中結合自動化控制系統的規格和型號,做好各方面的抗干擾設計,提高工業自動化控制系統的安全性和可靠性。
參考文獻:
[1]李世發.基于工業自動化控制系統的抗干擾措施的研究[J].硅谷,2011(13):86.
[2]趙琳,翟諾,申敏.工業控制系統中應用的PLC抗干擾技術[J].自動化技術與應用,2008(09):129-131+76.
[3]宋家杰.PLC控制系統中的工程問題研究[D].南京理工大學,2004.
1PLC技術及自動化控制系統概念
1.1PLC技術
工業自動化水平是衡量國家經濟生產力水平的關鍵性標準,在這個過程中,工業自動化模式的發展,有利于促進國民經濟的健康、可持續運作。隨著科學技術的不斷創新及應用,電氣自動化系統已經成為工業發展體系的關鍵構成部分,該系統實現了對計算機技術、網絡技術等的應用,自動化控制器是該技術系統的核心部件。在實踐工作中,PLC自動化控制系統實現了對處理器、電源、存儲器等設備的結合性應用,通過對各個設備應用功能的結合,有利于提升自動化控制系統的運作效率。在這個過程中,電源設備是該系統正常運作的基礎,一旦電源設備不能正常發揮其功能,就會導致控制系統停滯的狀況。在控制系統運作環節中,處理器是該系統的核心構成要素,在工作場景中,其需要進行相關數據信息的處理及轉化,其具備良好的處理功能,為了應對電氣自動化的復雜性工作環境,必須實現功能系統、設備運作及管理系統、監督系統等的協調。
1.2自動化控制系統優化概念
為了提升PLC自動化控制系統的運作效率,必須進行相關優化設計原則的遵守,滿足被控制對象的工作要求,針對控制系統的基本功能及環境應用狀況,展開積極的調查及研究,滿足該系統優化設計工作的要求。這需要進行系統相關運作數據資料的整理及分析,進行系統設計及應用方案的優化選擇。為了提升系統的整體運作效率,進行系統設計方案的科學性、規范性、簡約性設計是必要的,從而降低系統的整體運作成本,實現系統綜合運作效益的提升,確保系統整體運作的安全性及可靠性。為了提升系統的生產效率,進行PLC自動化控制目標的制定是必要的,進行工作實際與系統運作狀況的結合,實現PLC容量模塊的合理配置。
2PLC自動化控制系統設計方案
2.1硬件設計模塊
為了實現自動化控制系統的穩定性運作,必須為其創造一個良好的硬件設計環境,這就需要進行硬件設計方案的優化,實現其內部各個工作模塊的協調,進行控制系統工作總目標的制定。
2.2輸入電路設計模塊
輸入電源是PLC自動化控制系統正常運作的基礎,控制系統的供電電源具備良好的工作適應范圍。為了滿足現階段自動化控制系統的工作要求,需要進行電源抗干擾性的增強,降低環境對輸入電源的工作影響,這就需要進行電源凈化原件的安裝,實現隔離變壓器、電源濾波器等的使用。在隔離變壓器工作模塊中,進行雙層隔離方案的應用是必要的,實現屏蔽層的構建,降低外部環境高低頻脈沖的影響。在輸入電路設計過程中,需要進行電源容量的控制,優化電源的短路防護工作,確保電源系統的穩定性、安全性運作,提升輸入電源的整體容量,為了提升電路的整體安全性,需要專門安裝相應型號的熔絲。
2.3輸出電路設計模塊
在輸出電路設計過程中,需要遵循自動化控制系統的相關生產工作要求,進行電路設計準備體系的健全,在這個過程中,通過對晶體管等的利用,進行變頻器調速信息、控制信息等的輸出,實踐證明,通過對晶體管的利用,可以實現PLC控制系統運作效率的增強。在頻率較低的工作環境中,需要進行繼電器設備的選擇,將其作為輸出電路設備,該工程流程比較簡單,且具備較高的工程應用效益,有利于增強自動化控制系統的整體負載能力。在這個過程中,為了避免出現浪涌電流的沖擊狀況,需要在直流感性負載旁進行續流二極管的安裝,進行浪涌電流的有效性吸收,實現PLC自動化控制系統的穩定性運作。
2.4抗干擾設計模塊
為了降低外部環境對系統運作的干擾,可以進行隔離方法的使用,在這個過程中,通過對超隔離變壓器的使用,進行系統高頻干擾狀況的隔離。這也可以進行屏蔽方法的使用,進行干擾源傳播途徑的阻斷,提升控制系統的整體抗干擾性,在實際工作場景中,可以將PLC工作系統放于金屬柜內,金屬柜具備良好的磁場屏蔽及靜電屏蔽功能。為了減少控制系統運作過程中的干擾狀況,進行布線分散干擾模式的應用是必要的,確保弱點信號線、強電動力線路等的分開走線。
3結語
為了實現社會經濟的穩定性發展,必須進行PLC自動化控制方案的優化,實現硬件設計模塊、軟件設計模塊、抗干擾模塊等的協調,提升控制系統的整體運作效益。
參考文獻
[1]李懷智.試析PLC自動化控制系統的優化設計[J].中國新技術新產品,2011(11).
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.12.009
近年來,我國工業發展逐漸朝著自動化、信息化、智能化方向發展,越來越多的自動化控制系統被應用在工業生產中,然而工業自動化控制系統應用現狀卻不理想,各種各樣的干擾源對于自動化控制系統的穩定、正常運行產生了直接影響,所以應充分了解工業自動化控制系統受到的干擾情況,有針對性地進行抗干擾處理,提高工業自動化控制系統運行的穩定性。
1工業自動化控制系統的干擾分析
1.1傳導干擾
(1)信號線引入干擾。電流通過信號線過程中產生感應磁場,相鄰信號線受到感應磁場影響會產生一定的感應電流,隨著感應電流的增大,和檢測開關相連接的接收設備會受到干擾影響,由于信號線中電流持續流過,會影響和信號線相連接的自動化控制系統正常運行,使得控制器邏輯數據不穩定,甚至發生死機或者錯誤動作。(2)設計施工干擾。工業自動化控制系統在施工設計階段,由于操作、設備型號、調試、安裝、工程技術設計等因素,安裝設計過程中,接地系統混亂或者控制器、高頻發生器或者開關高功率設備之間的距離較短,造成工業自動化控制系統設計施工干擾。(3)電源線干擾。工業現場的電源線干擾非常常見,其主要來自兩個方面,一方面是工業自動化控制系統受到供電電源耦合影響;另一方面,干擾信號通過供電電源系統進入自動化控制系統。工業自動化控制系統主要通過電網電源供電,其運行過程中經常受到很多因素的干擾和影響,例如,電網短路暫態沖擊、大功率用電設備停止或者開啟、電網波動等都會影響工業自動化控制系統的正常運行。
1.2輻射干擾
工業自動化控制系統受到的輻射干擾主要是指電弧電路、高頻感應設備、雷電、射頻設備等產生的干擾,對于這種干擾源,在實際應用中沒有很好的方法進行消除,而可以通過減弱或者直接切斷電磁干擾傳播途徑,采用裝設防雷設備、合理布置線路、保護隔離、等位機屏蔽或者聯機等措施,保障工業自動化控制系統的安全運行。
2工業自動化控制系統的抗干擾技術
2.1軟件設計
工業自動化控制系統設計過程中,采用慣性濾波、限幅濾波、中位值濾波、平均值濾波等方法通過計算機程序對系統信號實現數學處理,消除或者減少干擾信號的強度、數量,保障輸入信號的穩定性和可靠性,這種方法計算機程序很容易移植,便于修改系統參數,有效提高數字濾波的穩定。
2.2管線設計
為了減少工業自動化控制系統的干擾,應優化管線設計,包括通信線、電源線、信號線管道等,電源線設置應和通信管線保持足夠距離,并且使用金屬管道覆蓋通信管線,正確敷設電纜線路,結合抗干擾、經濟性、實用性等因素,選擇合適的信號電纜線,其中最常見的是雙芯屏蔽雙絞線,電纜線敷設過程中應注意以下問題:其一,對于不同信號,敷設不同電纜線路,結合傳輸信號類型,分層敷設電纜線路;其二,不能使用同一根多芯電纜同時傳輸數字信號和模擬信號,電纜和電源線不能共用;其三,不能在同一個線槽中放置電源線纜和信號線纜,避免平行、近距離的進行敷設施工,若電源線纜和信號線纜必須放置在一起,兩種線纜應保持60cm以上的距離;其四,大功率電動機應和信號線纜保持適當的距離。
2.3電源設計
若工業生產現場包含變頻器和大功率器件,對于電源線路采取科學有效的抗干擾措施,對電源設備進行有效隔離,在進線電源分級部位設置避雷器,使用隔離變壓器設置在PLC電源輸入端,對于隔離變壓器的次級繞組和初級繞組,裝設屏蔽層,然后做好可靠接地,通過雙絞線作為二次側接線。
2.4接地設計
工業生產現場環境變化會干擾信號線,發生誤動作、測量精度下降、死機、程序跑飛、系統數據混亂等現象,這主要是由于接地系統設置不合理,對于工業自動化控制系統應做好接地設計,通過正確、合理的接地設計,有效抑制工業自動化控制系統受到電磁干擾影響,在實際應用中包括信號屏蔽接地、系統接地和安全接地。工業自動化控制系統接地設計過程中,嚴格區分保護接地和工作接地,保護接地電阻不能超過2歐姆,強電設備接地點和接地極接地點之間保持10m以上的距離,埋設在工業生產現場建筑物周圍10m的區域。信號源接地設計,在信號側接地設置屏蔽層,若信號線中間如果有接頭,做好絕緣處理,牢固連接屏蔽層,防止信號線多點接地,連接多芯對絞電纜線和屏蔽雙絞線,相互連接好各個屏蔽層,然后進行絕緣處理以后,選擇合適接地位置進行單點接地。另外,計算機接入信號之前,在大地和信號線之間連接電容,有效減少共模干擾,將濾波器裝設在信號兩極之間,減少差模干擾。
2.5選擇合適器件
結合不同電子設備的特性,選擇合適的器件,例如,通過設置RC、AD雙積分濾波器,使電流信號和電壓信號轉換傳輸過程中消除高頻干擾,有效減少差模干擾。采用雙絞線和差動輸入器,做好單邊接地、屏蔽地線和光電隔離,消除共模干擾。
3結束語
工業自動化控制系統在實際應用中容易受到各種各樣的干擾影響,而干擾抑制是一項非常復雜、系統的項目,應綜合考慮多方面因素,在施工設計過程中結合自動化控制系統的規格和型號,做好各方面的抗干擾設計,提高工業自動化控制系統的安全性和可靠性。
參考文獻:
[1]李世發.基于工業自動化控制系統的抗干擾措施的研究[J].硅谷,2011(13):86.
[2]趙琳,翟諾,申敏.工業控制系統中應用的PLC抗干擾技術[J].自動化技術與應用,2008(09):129-131+76.
[3]宋家杰.PLC控制系統中的工程問題研究[D].南京理工大學,2004.
中圖分類號:TG315 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(b)-0037-01
計算機系統與自動化系統的結合,可實現對生產線的數據采集、跟蹤、管理、存儲、打印,通過現場總線互聯與控制室內人機界面組成一個全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動控制系統。
1 系統概述
生產線自動化現場總線控制系統主要由工業控制計算機、主控PLC、安全PLC組成。總線控制系統采用兩層總線結構,上層采用以太網,下層采用PROFIBUS-DP總線。工業控制計算機、主控PLC通過工業以太網總線連接到交換機上,保證實現數據高速實時通訊?,F場設備層采用PROFIBUS-DP為通訊總線,進行實時數據傳輸。安全PLC通過PROFIBUS-DP總線與主控PLC進行通訊。
PROFIBUS-DP總線與各分設備通過DP耦合器進行通訊,為避免單根總線電纜故障導致整個控制系統癱瘓,DP耦合器統一放到總控室控制柜中。
安全總線采用PILZ公司的安全PLC,現場安全門開關、各分設備的急停開關通過硬線接到總控室安全PLC的IO模塊上,傳輸急停、安全門等安全信號,保證人身、設備安全。
2 控制方式
生產線運行控制功能主要是協調、控制、保障整條鍛造生產線安全、可靠、高效的運行,根據工藝要求把生產線分成四個區域。
中頻爐、去氧化皮及傳送裝置區域;
輥鍛機、輥鍛機械手區域;
16000T壓力機、主機工位轉移、主機出料機器人、噴霧機械手區域;
切邊機、扭拐機、精整壓力機、扭拐用機器人、精整用機器人、切邊出料及傳送車區域。
采用分區域啟動、分區域控制的方式來完成整個生產線的控制??偩€通過檢測各個單機設備的運行狀態,在某一區域或某一設備故障時,指揮其它設備動作,根據不同的狀態對各單機設備發出不同的指令(等待,再恢復,或是全線停車)。
控制方式可分為自動控制、區域聯動和手動控制。進行自動控制時,由主控PLC按預先編輯的程序對生產線進行控制。生產線正常啟動時,系統默認進行自動控制方式運行。區域聯動方式用于實現區域內部的設備聯動控制,以實現區域的單獨控制或區域內設備聯調。
3 上位機監控系統
監控系統主要由以太網交換機、工業控制計算機、主控PLC和安全PLC組成,工業控制計算機負責生產的管理和生產線的控制,是監控系統的核心,主要實現以下幾個功能。
(1)生產線的監視功能
生產線的監視功能通過監控組態軟件實現對現場設備的運行狀態的顯示,以及控制系統中相關參數的顯示,以圖形化的形式顯示生產線的狀態,幫助操作人員及時了解生產的信息。監視功能又分為系統總體監視功能、分類設備監視功能和趨勢顯示功能。
(2)生產線的數據采集和記錄功能
工業控制計算機將現場生產相關數據進行采集,并將數據存儲到數據庫,供操作人員進行數據分析時使用。
(3)生產線的控制功能
生產線控制功能實現設備控制功能、前橋或曲軸模式選擇功能和設備管理與維護功能。
(4)生產線的報警處理功能
監控系統提供豐富的報警功能,用于顯示、處理生產線的報警信息,具體內容包括:報警顯示功能、報警處理功能、報警等級功能和報警歸檔功能。
報警顯示功能:監控系統提供報警頁面、硬件報警、報警匯總等頁面,實現了報警信息的實時文字顯示。
報警處理功能:當產生報警后,操作員需要對報警信息進行處理,操作包括:確認、屏蔽、使能。打開頁面,右擊某條報警信息,彈出報警處理菜單,操作員通過點擊相關菜單項完成處理操作。報警處理操作包括確認、屏蔽和使能三種方式。
報警等級功能:報警等級分為2級,分別是緊急報警、警告信息。每條報警信息都有一個報警等級,在報警信息列表中等級高的報警被優先響應。另外,不同等級的報警使用不同顏色的文字區分。
報警歸檔功能:生產線所有報警信息都會被歸檔到本地硬盤文件中。另外,針對不同的報警信息產生相應的動作,如確認、使能等處理操作都會被歸檔。操作員可以通過“報警匯總”頁面查看近期的報警歷史記錄;另外還可以通過監控系統的報表功能來對報警歷史記錄進行查看、生成報表和打印。
(5)顯示和打印功能
監控系統提供豐富的統計報表功能,“報表系統”可以按日、周、月或時間范圍生成數據報表、操作記錄報表、報警信息報表等。操作員可以進行報表的查看和打印操作。
(6)權限功能
監控系統提供2種操作權限來保證系統安全,分別為運營操作級和系統管理級。系統管理級是指在對監控系統進行軟件維護、故障維修等管理時的權限分級,該級別的用戶及權限設置通過組態軟件來實現。
運營操作級是指監控系統在運營狀態下的用戶操作權限分級,可根據用戶需求設置不同的操作級別,當系統運行時,用戶需輸入合法的用戶信息,才能被允許進入監控系統,并能提供相應的權限操作。
4 結語
控制系統在體系結構、網絡構成、軟硬件配置和功能實現上采用綜合自動化監控技術進行方案細化設計和系統配置,充分考慮系統的擴充性、擴展性、統一性、資源共享性和技術先進性,滿足萬噸鍛造生產線的生產需求和未來擴充的需要;在保證系統技術先進性的基礎上對可靠性、穩定性、安全性、可維護性和人機交互友好性的實現,滿足了鍛造生產線在溫度、濕度、灰塵、防水、抗震、抗干擾和電磁兼容性的要求。
參考文獻
1 前言
對于電梯控制系統而言,電梯作為一個自動化程度較高的設備,在運行過程中對自動化系統的功能和安全性要求較高。要想滿足電梯的運行需要,就要在電梯設計過程中重點做好自動化系統的設計,確保自動化系統在功能和安全性方面滿足電梯控制系統的實際需要?;谶@一認識,我們應認真分析電梯自動化控制系統的特點,以及電梯在控制方面的要求,同時全面有效的掌握電梯自動化控制系統的設計要點,做好自動化控制系統的設計,為電梯設計提供有力的支持。
2 電梯的控制要求分析
電梯控制系統可分為電力拖動系統和電氣控制系統兩個主要部分。電力拖動系統主要包括電梯垂直方向主拖動電路和轎廂開關門電路。電梯垂直方向主拖動電路采用OMRON變頻器控制電動機,來達到調速的目的。而自動門機安裝于轎廂頂上,他在帶動轎門啟閉的同時,通過機械聯動機構帶動層門和轎門同步啟閉。從目前電梯的實際運行來看,電梯在控制方面的要求主要表現在以下方面:
2.1 電梯的控制系統必須滿足快速性要求
電梯在運行過程中,對運行速度有著嚴格的要求,只有滿足速度性要求,達到快速性標準,才能有效提高電梯的運行效率,滿足電梯的使用要求。
2.2 電梯的控制系統必須滿足平穩性要求
電梯在運行中,除了要滿足速度要求之外,還要保證整體運行平穩,使乘客感到舒適,或者保證貨物處在安全的狀態。所以,穩定性是電梯控制必須滿足的要求。
2.3 電梯的控制系統必須滿足安全性要求
電梯作為一種特殊舉升工具,安全性要求十分關鍵。要想保證電梯在運行中安全平穩,就要設置必要的安全控制機構,實現對電梯的有效控制。
3 電梯的自動化控制系統設計要點
對于電梯系統而言,自動化控制系統是保證電梯系統正常運行的關鍵,對電梯運行起到了重要的保障作用?;谶@一認識,做好電梯自動化控制系統設計十分必要。結合電梯自動化控制系統設計實際,其設計要點主要表現在以下幾個方面:
3.1 電梯的自動化控制系統的硬件組成
電梯的PLC控制系統的組成如圖所示。包括按鈕編碼輸入電路、樓層傳感器檢測電路、發光二極管記憶燈電路、調速電路、轎箱開關電路、樓層顯示電路及一些其他輔助電路等。
對于電梯自動化控制系統而言,硬件部分是電梯自動化控制系統功能實現的重要保證,只有做好硬件系統設計,才能提高電梯自動化控制系統的功能?;趯﹄娞葑詣踊刂葡到y的分析,電梯自動化控制系統的硬件部分相對簡單,各部分硬件的設定與對應的控制功能都有一定的關聯性,對滿足電梯控制需要具有重要作用。因此,做好硬件部分設計,對提高電梯自動化控制系統功能和滿足電梯自動化控制系統工作需要具有良好的支持。只有根據電梯的自動化控制要求做好硬件部分設計,才能保證電梯的各部分控制功能得到有效實現。
3.2 電梯的自動化控制系統的設計
根據所確定的電梯層數、控制方式等,列出被控制對象輸入輸出的設備名稱,并根據所需要的輸入輸出點數進行統計,根據統計的數據,增加10%~20%的可擴展余量后就得到了輸入輸出點數的估計數據。
對于電梯自動化控制系統而言,控制程序的設計師確保電梯自動化控制系統功能全部實現的關鍵,同時也是與硬件部分設計相對應的重要設計內容。結合電梯自動化控制系統設計實際,在自動化控制系統程序設計中,應重點把握以下原則:首先,電梯自動化控制系統應具有快速響應特征,能夠及時的分析和處理電梯控制信號。其次,電梯自動化系統應具有較好的穩定性,應能夠在信號較多時快速處理并保持信號穩定。再次,電梯自動化控制系統程序,應具有良好的兼容性,應在電梯維修過程中便于其他程序的接入,提高電梯運行的整體效果。
3.3 電梯自動化控制系統的過程環節設計
(1)開關門環節
開關門是電梯運行過程中的基本環節,為了保證電梯正常運行,在電梯自動化控制系統設計中,應做好開關門環節的功能設計,并把握最佳的開關門時間,提高電梯使用的便利性。
(2)層樓信號的產生與清除環節
在電梯使用過程中,層樓信號是不斷出現,鑒于有些層樓信號是重復無意義的,電梯自動化控制系統應根據層樓信號實際編制具體的層樓信號產生與消除程序,保證信號處理正常。
(3)停層信號的登記與清除環節
在停層信號的處理過程中,做好停層信號的登記是保證電梯能夠停到指定位置的重要手段。電梯停止之后,在上行或者下行之前,需要有專門的程序對停層信號進行清除。
(4)外呼信號的登記與清除環節
外呼信號登記與清除與停層信號的控制類似,其要點在于應把握外呼信號的發生時機,并做好外呼信號的登記,根據實際需要在外呼信號產生之后對其進行清除。
(5)電梯的定向環節
電梯只有上行或者下行兩種選擇,做好電梯的定向控制,是保證電梯正常運行的關鍵措施?;谶@一認識,在電梯的自動化控制程序中,做好定向環節的控制設計是十分必要的。
(6)停層過程環節
停層過程是電梯在要達到指定位置進行??康倪^程,在這一過程中,要保證電梯的平穩性并控制電梯的速度。因此,停層過程環節的自動控制設計十分關鍵。
(7)停車制動過程環節
電梯在運行過程中,達到指定位置后會實施停層動作,為了保證動作的有效性,停車制動程序的設計是十分必要的,其中停車制動應把握快速性和平穩性原則。
(8)啟動加速、穩速運行、停車制動環節
在電梯自動化控制系統中,啟動加速、穩速運行和停車制動程序的設計,是自動化控制系統的關鍵,在設計過程中,應把握安全、快速、平穩的原則。
4 結論
通過本文的分析可知,電梯作為一個自動化程度較高的設備,在運行過程中對自動化系統的功能和安全性要求較高。要想滿足電梯的運行需要,就要在電梯設計過程中重點做好自動化系統的設計,確保自動化系統在功能和安全性方面滿足電梯控制系統的實際需要。基于這一認識,我們應認真分析電梯自動化控制系統的特點,以及電梯在控制方面的要求,同時全面有效的掌握電梯自動化控制系統的設計要點,做好自動化控制系統的設計,為電梯設計提供有力的支持。
參考文獻:
[1]周霞,常呈建;基于單片機的并聯電梯控制系統[J];江南大學學報(自然科學版);2002(04).
[2]譚青,謝堅;電梯立體車庫能耗最優化控制決策[J];起重運輸機械;2003(02).
[3]林建杰;液壓電梯閉式回路節能型電液控制系統研究[D];浙江大學;2005年.
通過對以上兩種電氣自動化控制系統設計的分析,在選用不同方式設計的過程中,會給電氣自動化控制系統帶來一些負面的影響,也有一些問題是需要處理的,這都將會對電氣自動化控制系統的正常運行帶來一定的影響[3]。而現場總線監控方式設計,主要是基于計算機網絡技術的基礎上,實現系統的智能化控制?,F場總線監控方式設計的過程中,不僅可以有效的節省安裝工作量以及安裝材料等,同時對提高系統的控制性能也有著極大的作用,并且,在計算機網絡技術的支持下,整個電氣自動化控制系統的運行可靠性較高,網絡組態也顯得更加靈活等,同時也能減少隔離設備,不同的間隔將會發揮出不同的作用,避免了相鄰元件出現連鎖癱瘓的現象,有效的提升了自動化控制系統的運行性能。另外,現場總線監控方式設計主要采用的是智能化設備就地安裝的形式,有效的減少了電纜的投入數量,進而達到節約系統設計成本的目的。
2提高電氣自動化控制系統性能的主要策略分析
提高電氣自動化控制系統性能的策略有很多,例如:(1)合理控制電氣設備外部環境的不利因素,主要是對濕度、溫度等環境的控制,不僅要保障電氣自動化控制系統的運行效率,同時也應更好的延長其使用壽命[4];(2)合理選用性能較好的電氣元器件,由于電氣自動化控制系統由多個電氣元器件所組成,為了避免電氣元器件出現問題,應合理選用性能較好的電氣元器件,這樣才能提高設備的耐久性,更有利于設備的長期穩定運行;(3)加強對設備的防護工作,尤其是設備散熱的情況下,為了避免熱量過大對設備帶來危害,應積極做好設備的散熱保護措施,確保設備性能運行環境的安全性,不僅有利于設備的正常運行,同時對提高系統的使用效能、消除安全隱患等有著極大的作用;(4)在對電氣自動化控制系統進行設計的過程中,應結合系統運行的實際情況來對其進行全面的考慮,這樣才能保證電氣自動化控制系統設計的有效性,并將其作用充分的發揮出來,提升電氣自動化控制系統運行效率。
隨著時代的發展和科學技術的不斷進步,傳統的工業生產模式已經不能很好的適應當下社會發展的需要,現代化的自動運轉模式逐漸成為當下工業生產發展的重點和難點,特別是最近幾年,大量現代化的數字模擬系統在工業生產中被廣泛的應用,除了對其整體的生產效率起到重要的推動作用之外,對于整個工業生產運營模式的發展也起到了十分關鍵的促進作用。
1 PLC自動化控制系統硬件設計分析
作為整個PLC自動化控制系統中至關重要的組成部分,其硬件設備質量的好壞將會對整個系統的運行效率和質量產生非常重要的影響,根據本文對現階段PLC自動化控制系統運行的具體情況的調查研究發現,其硬件設計大致可以劃分為輸出電路和輸入電路兩大部分。首先,對于輸出電路來說,其主要是將系統運行過程中所產生的各種信息通過變頻器或指示燈等向外進行傳輸,同時在這一過程中整個系統處于高頻率的運行狀態之中,對于整個系統的運行負載能力也將產生非常重要的影響,將會產生非常強大的抗負載能力;對于輸入電路來說,現階段在我國工業生產運行中應用比較廣泛的電源類型是DC 24V,這種狀態下的輸入電路能夠最大程度上的保證電路運行的安全性,極大的降低了電路系統發生短路現象的概率,同時由于其現代化的運行模式,其所產生出的輸入電路的功率也達到了傳統功率的兩倍以上,在現階段PLC自動化控制系統中得到了十分廣泛的推廣和應用。
2 PLC自動化控制系統輸入電路設計分析
作為近些年來在我國工業生產中占據重要地位的技術內容,PLC自動化控制系統對整個工業生產和發展都起到了非常重要的推動作用,在其整個系統中輸入電路占據著非常重要的作用。根據本文對現階段我國工業生產的總體發展情況進行調查研究發現,應用最為普遍的是AC85-240V的電壓,這種模式下的電壓相對比較穩定,因此其在大部分工業生產中得到了廣泛的應用,同時由于電壓的特殊性和穩定性,其所受到來自外界的干擾也相對較少。在進行該種電壓安裝的過程中,相關技術人員首先要根據工業生產的實際情況以及對電壓的需要對其電源進行相應的凈化,在這一過程中最為重要的設備即隔離變壓器和電壓濾波器,二者通過相互配合,共同作用c整個電壓系統的安裝,同時在整個安裝的過程中為了保證工業生產的順利進行,還需要進行雙層隔離技術的引進,盡量避免由于高低頻脈沖對于整個系統運行的干擾。除此之外,值得注意的是,在系統的安裝過程中還需要根據實際的安裝情況對輸入電路進行及時的測試,如果在這一過程中發現電壓超過負荷的情況需要及時對其進行調整,防止出現短路現象給整個工業生產的正常運行造成嚴重的損害。
3 PLC自動化控制系統輸出電路設計分析
對于PLC自動化控制系統輸出電路來說:
(1)相關技術人員需要根據實際的電路需要和工業生產的具體情況制定相應的設計方案,在設計過程中需要根據電路的運行情況對整個系統的指示燈和晶體管部分進行格外的關注,確保其在高頻率的電壓和電流輸出的過程中能夠滿足PLC自動化系統的運行需要,防止其出現荷載量過高的情況;
(2)現階段在我國工業生產的過程中經常會出現帶有電磁線圈的輸出電路,對于這部分電路進行設計的時候,為了防止其在后期的運行過程中出現由于電路問題而導致的一系列的浪涌沖擊現象,相關部門需要在其外圈部分進行續流二極管的接入,其不僅能夠有效保證整個電路的順利運行,同時對于設備的安全性也起到了非常重要的加強,因此在現階段PLC自動化系統中的到了十分廣泛的應用。
4 PLC自動化控制系統抗干擾電路設計分析
PLC自動化系統在其運行的過程中經常會受到來自外界的各種電磁波等其他因素對其產生的干擾,對于整個工業生產系統的有序運行也將產生非常不利的影響,隨著現階段科學技術的不斷進步,相關技術人員經過多年的反復研究和論證發現,可以通過相應的技術和手段去對系統的抗干擾性進行不斷的加強,使其能夠更好的運行?,F階段在我國PLC自動化系統運行中應用的最為廣泛的抗干擾的措施主要有以下三種:
(1)隔離作為抗干擾設計中應用最為廣泛的一種,其通過將系統運行周邊出現的電容耦合進行隔離的方式去對整個系統的高頻干擾進行隔離;
(2)屏蔽,屏蔽技術也是現階段我國PLC自動化系統重應用較為廣泛的一種,其通過將干擾源利用現代化的技術將其屏蔽到金屬柜之中以此來確保整個設備和系統處于一種正常運行的狀態之下,該種方式應用起來較為簡單,同時其抗干擾性能相對較好,因此在現階段我國大部分PLC自動化系統重都得到了十分廣泛的應用;
(3)布線,所謂的布線主要指的是將干擾源進行分散的一種形式,在現階段的PLC自動化系統重應用也較為廣泛。
5 結語
本文通過對現階段在我國社會主義現代化建設和發展中占據重要地位的PLC自動化控制系統優化設計方面的內容進行一系列的分析和討論,并具體提出設計思路,希望能在未來我國工業生產和建設發展中起到一定的促進作用,更好的推動我國的發展和進步。
參考文獻
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[2]黃建華.基于PLC在自動化立體倉庫控制系統中的優化設計[J].工業控制計算機,2013(11).
1.燒結配料自動化控制系統應用的意義
一般來說,燒結機主要在大型黑色冶金燒結過程中廣泛應用,主要的作用是將成分、粒度不同的精礦粉和富礦粉燒結成塊,同時還有消除礦石中的硫、磷等雜質的作用,燒結機是抽風燒結作業中的主體設備。根據燒結機不同的燒結面積將其劃分成長度和寬度不同的各種規格,燒結面積越大,燒結產量就越高。但是,在某鋼有限公司使用燒結機進行燒結生產過程時,發現工作人員使用手工操作進行配料,影響了配料的精度,進而對燒結的效率、質量以及產量等有產生一定程度的影響,在很大程度上制約了燒結廠的發展。在燒結廠燒結配料過程中應用自動化控制系統可以借助計算機電子設備以及軟件系統實現對燒結配料的自動化智能化控制,工作人員可以進行智能化自動數據采集、記錄以及分析等工作,還能夠對燒結配料自動化控制系統的頻率和下料等項目進行調節控制,提高燒結配料環節的精度,進而提高燒結效率。另外,自動化控制系統還具有畫面共享功能,能夠利用一些先進的網絡通訊設備對配料生產車間、燒結主控室等數據進行畫面共享,方便工作人員對燒結配料生產過程進行監督。燒結配料自動化控制系統具有較高的穩定性、實時性以及完整性,可以大大減少工作人員的工作量,在提高燒結配料生產效率的同時,還能夠保證燒結配料過程中自動化控系統的穩定運行,對燒結廠乃至整個冶金行業的發展都十分有利。
2.燒結配料自動化控制系統的硬件設備
某鋼公司燒結配料自動化控制系統使用的是AI系列智能儀表,以太網傳輸作為主要的網絡傳輸為方式,并且還設立了服務器、燒結主控監控分站以及配料室監控分站。并且該自動化控制系統的下位控制設備也同樣是AI系列人工智能調節器,具體的控制流程是:借助服務器預先組態的地址實現對各臺調節儀表的訪問工作,然后發出控制信號,由調節器接收信號并對燒結配料設備進行控制。燒結配料自動化控制系統的主要硬件設備有以下幾個:
2.1現場硬件設備層
現場硬件設備就是指設備現場層,也就是燒結配料自動化控制系統中主要的操作設備等,一般由各種傳感器以及執行機構結合組成:雷達料位計以及皮帶秤等現場信號輸入設備,變頻器與圓盤電機等運行設備都屬于設備現場層。
2.2控制硬件設備層
控制硬件設備就是設備控制層,顧名思義主要的作用就是完成對整個燒結配料工程自動化控制系統的控制工作,主要由服務器以及AI系列儀表組成,其中AI系列儀表的主要作用是完成生產現場的信息采集,并將采集到的信息進行上傳,同時執行相關的控制指令??梢哉f是保證燒結配料自動化控制系統的完成工作的重要硬件設備之一。
2.3管理監控層
管理監控層的主要工作任務就是借助網絡瀏覽器對控制系統的人機交互接口進行的配料操作進行監控和管理,確保燒結配料自動化控制系統運行正常。管理監控層主要是對自動化控制系統的運行狀態、設定的參數以及預警顯示等進行監控記錄,并對這些數據資料進行一定程度的分析,以便工作人員及時發現問題,盡早解決。
3.燒結配料自動化控制系統的軟件設備
該燒結廠應用的自控系統的主要軟件是是一套基于WindowsXP以及Windows2000平臺的組態軟件,也就是UnityPro&IFIX系統。這套軟件可以快速構造并且生成上位監控系統,具有極高的易操作性和實用性。這套軟件系統基本上可以完成從數據采集到數據處理整個控制工作,并且還能夠進行報警處理、控制流程以及輸出報表等工作。這套本控制系統的人機接口界面有以下幾種:
3.1信息顯示畫面
信息顯示畫面顯示的內容主要包括:各皮帶秤、料位計等工藝設備當前的運行狀態信息,例如皮帶瞬時流量與累計量、手動位置與自動位置信息、部分故障信息(斷料、料位過高等),具體可以用不同顏色進行顯示,方便工作人員區分。
3.2設備控制畫面
設備控制畫面顯示的主要是對設備進行人工控制的相應功能按鈕,能夠保證設備自動化控制和人工控制之間的轉換。
3.3數據顯示畫面
數據顯示畫面主要有兩方面內容,一方面是當前的設備參數變化趨勢,工作人員可以根據當前數據曲線圖對設備的運行狀態進行判斷;另一方面是歷史設備參數變化趨勢,方便工作人員對數據資料進行對比分析,保證設備運行的穩定性。
3.4實時報警處理
主要作用是對自動化控制系統設備采集的數據信息進行分析處理,對發現的問題進行警報,同時根據系統中的異常情況處理指令對系統設備進行相應的控制。其中,對斷料故障信號進行解鎖和恢復操作就是報警處理軟件進行的主要操作之一。
4.燒結配料自動化控制系統的功能分析
4.1具有遠程監控的功能
該燒結配料自動控制系統主要采用的是現場總線控制系統。這種控制系統具有良好的遠程監控功能,在燒結配控室中設置一臺服務器,并在燒結主控室和配料室之間設置遠程監控站,就可以利用以太網對兩者之間的服務器進行連接,從而實現對燒結配料室的遠程監控,可以大大減輕工作人員的工作量,十分方便快捷,并且在很大程度上能夠提高工作人員對燒結主控室和配料室的了解程度,保證工作效率和工作質量。
4.2具有靜態圖形組態功能
該系統可以對運行畫面、實時數據畫面、數據傳輸畫面、換倉畫面、變料畫面、報警記錄畫面以及數據查詢畫面等進行記錄分析,并對這些畫面進行確認。工作人員可以根據這些畫面完成相應的環節監控工作,確保系統的平穩運行。
4.3具有自動配料功能
實現自動配料是在燒結配料工程中使用自動化控制系統的最主要目的,該系統可以對料線啟動、對齊料頭料尾進行自動化操作,保證配料的精度。并且在進行自動和手動操作更換時,還可以保持原有的平均流量不變,確保生產的穩定性,提高生產效率。
5.結語
綜上所述,在冶金作業中應用燒結配料自動化控制系統對企業的發展十分有利,并且對整個冶金行業的發展也有很大作用,但是隨著冶金技術和自動化控制技術的不斷改進和發展,工作人員也要對燒結配料自動化控制系統中存在的問題不斷進行研究,對自動化控制系統進行優化,提高燒結配料自動化控制系統的穩定性,提高燒結配料的運作效率,進而促進企業的良性發展。
參考文獻
[1]王淑妍.燒結機配料自動化控制系統研究與應用[J].中國新技術新產品,2012,(19):136.
中圖分類號:TQ05 文獻標識碼:A
Analysis on Prevent lightning Shield of Chemical Automation Control System
CHEN Daohui[1], ZHU Liyuan[2], JI Xing[1]
([1] Guangzhou Institute of Lightning Facility Detection, Guangzhou, Guangdong 511436;
[2]Qingyuan Weather Bureau, Guangzhou, Guangdong 511500)
AbstractIn recent years, withthe rapid development of China's computer technology, communication technology and chemical technology and automatic control technology , automatic chemical control system had been more universal use, but in recent years, chemical control signal lines, chemical instrumentation and computer room, etc. by lightning affect more and more serious, so chemical control system signal line shielding is very important and essential, but now our domestic shielding the signal line by way of a single termination or two or more grounding divergence, this paper analysis of single-point and two ground advantage, make the author's own control system for chemical signal line shielding point of view.
Key wordschemical; control system; prevent lightning; shield
1 化工控制系統屏蔽的相關規范要求
《GB 50217-1994電力工程電纜設計規范》――3.6.8 控制電纜金屬屏蔽的接地方式,應符合下列規定:
(1)計算機監控系統的模擬信號回路控制電纜屏蔽層,不得構成兩點或多點接地,宜用集中式一點接地。
(2)除(1)項等需要一點接地情況外的控制電纜屏蔽層,當電磁感應的干擾較大,宜采用兩點接地;靜電感應的干擾較大,可用一點接地,雙重屏蔽或復合式總屏蔽,宜對內、外屏蔽分用一點,兩點接地。
(3)兩點接地的選擇,還宜考慮在暫態電流作用下屏蔽層不致被燒斷。
《GB50057-2000建筑物防雷設計規范》――第6.3.1條規定:……當采用屏蔽電纜時其屏蔽層應至少在兩端等電位連接,當系統要求只在一端做等電位連接時,應采用兩層屏蔽,外層屏蔽按前述要求處理。
那么化工控制系統同時存在以上幾種情況,應該經過分析確定一種行之有效的屏蔽接地方式。
2 雷電損壞化工自動化控制系統的途徑
雷電可能影響化工自動化系統有三種方式:直擊雷、感應雷以及雷電波入侵。
(1)直擊雷,這一種方式雷電直接擊中化工自動化儀表或與之相連的化工設備,大量電流的通過化工設備流入與相連的地網,在接地裝置上產生很高的電阻壓降,即地電位升高,對化工自動化控制系統造成損壞。
(2)感應雷,某一回路的雷電過電壓通過相互之間感應產生雷電電磁脈沖,耦合到與之相近的弱電系統上,或者由于雷電在附近接閃的發生(包括雷電擊中建筑物的防雷裝置),化工自動化控制系統上空及周圍,產生交變的磁場,從與使到化工自動化控制系統的回路產生幅值較大的感應電動勢,使到化工自動化控制系統遭到損壞。
(3)雷電波入侵,雷電擊中與化工自化控制系統相連的電源線、信號線,過電壓通過線路耦合到自動化回路上,給系統告成損壞。
3 信號線屏蔽層接地
化工自動化控制系統的電源線和信號線,一般使用屏蔽電纜,但是這些屏蔽電蔽平衡特性較差,因此屏蔽線的完整性和有效接地對屏蔽電纜來說是有著十分重要的意義。屏蔽屋接地是為了減少弱電設備因受到電磁干擾,而影響其正常工作,但是接地方式到底是一端接地還是兩端接地,一直以來科學界都有著不同的聲音,兩端接地。特別是保持屏蔽的完整性,屏蔽效果就會好很多,不完整的屏蔽將極大地降低屏蔽效果;如果屏蔽只在一端接地,在非接地端的包皮對地將可能出現很高的暫態電壓。控制電纜屏蔽層兩端接地的優點是:(1)當控制電纜為母線暫態電流產生的磁通所包圍時,在電纜的屏蔽層中將感應出屏蔽電流,由屏蔽電流產生的磁通,將抵消母線暫態電流產生的磁通對電纜芯線的影響。假定屏蔽作用理想,兩者共同作用的結果,將使被屏蔽層完全包圍的電纜芯線中的磁通為零,屏蔽層形成了一個理想的法拉第籠,起到非常好的效果。(2)屏蔽層兩端接地,可以降低由于地電位升高產生的暫態感應電壓。當雷電經避雷器注入地網,使地網中的沖擊電流增大時,將產生暫態的電位波動,同時地網的視在接地電阻也將暫時升高,對弱電控制系統影響相當大。
但是屏蔽電纜的屏蔽層兩端接地時,如果系統中出現短線電流,或是直擊雷、感應雷、雷電波入侵等三種方式產生的過電壓時,由于電纜屏蔽層兩端接地電阻不一樣,造成電位不同,從與產生的地環環流,將對信號控制線路成干擾。
所以兩端接地還是一端接地,是一個更具爭議的問題。
4 結束語
因此化工自動化控制系統,雙層屏蔽,最外層屏蔽兩端接地,內層屏蔽一端等電位接地。此時,外層屏蔽由于電位差而感應出電流,因此產生降低源磁場強度的磁通,從而基本上抵消沒有外屏蔽層時所感應的電壓,這種方法集兩種接地的優點于一身,可以解決單點接地和兩點接地的缺點,對于化工自動化控制系統防雷電電磁感應起著很重要的作用。
參考文獻
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[2]許高峰,司馬文霞,顧樂觀.輸電線路雷電屏蔽問題研究的現狀和發展[J].高電壓技術,1999.25(12).
Abstract: electrical automation and control systems have been widely used in the field of modern manufacturing, space flight, medical research and transportation, with the development of new areas, electrical automation continuous integration into the new factors, such as intelligent systems and large-capacity information delivery systems. Further enhance China's technological level in the field of electrical automation, it has a tremendous impact.Key words: steel construction; design; project cost; control
中圖分類號:S24文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)02-
近年來,電氣自動化控制系統在生活中應用越加廣泛,方便生活的同時也使得智能化水平不斷提高,能夠更加精準的控制儀器設備,并且大容量信息數據傳輸的實現,也可以依托在不斷發展的通訊技術上。可見,電氣自動化控制系統在生活中的巨大作用。在現代制造、航天飛行、醫學研究以及交通等領域電氣自動化控制系統都得到廣泛應用,而隨著新領域的開發,電氣自動化不斷地融合進新的因素,諸如智能化系統和大容量的信息輸送系統。進一步提高我國在電氣自動化領域的科技水平,影響巨大。
一、電氣自動化控制系統的綜合功能簡述
結合目前常用單元機組的運作模式和電氣自動化的控制特點,可以將發電機上某一變壓器組同電源等電氣控制全部納入ESC監控模式下。它的綜合功效是:形成發變組斷路器220kV/500kV的出口,從而隔斷開關控制和操作;控制發電組、廠高變以及勵磁變壓器的保護程序;形成包括啟勵和滅磁操作以及切換增減磁控制方式的操作組成的發電機的重要勵磁系統;同時變組斷路器出口將自動形成開關自動化并允許手動操作的同期并網;高壓6kV廠用電源的監視及操作、廠用電壓快切裝置狀態的操作、監視及低壓自投控制裝置;380V的低壓廠用電源的系列自投裝置控制;允許兩臺機共用的變壓器操作控制程序;保安電源及柴油機組的操作控制程序;監視直流系統及LPS系統。同時,因為電力自動控制系統在發變組的主保護及安全自動裝置部分要求必須全部實現在DCS中,目前尚未得到發展,不過值得肯定到是,已經與DCS要扣實現連接,可以通過這一系統進行追憶事故的實現,這也屬于通訊信息自動化裝置。
二、主要功能
1、自動控制功能。高壓和大電流開關設備的體積是很大的,一般都采用操作系統來控制分、合閘,特別是當設備出了故障時,需要開關自動切斷電路,要有一套自動控制的電氣操作設備,對供電設備進行自動控制。
2、保護功能。電氣設備與線路在運行過程中會發生故障,電流(或電壓)會超過設備與線路允許工作的范圍與限度,這就需要一套檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動調整(斷開、切換等)的保護設備。
3、監視功能。電是眼睛看不見的,一臺設備是否帶電或斷電,從外表看無法分辨,這就需要設置各種視聽信號,如燈光和音響等,對一次設備進行電氣監視。
4、測量功能。燈光和音響信號只能定性地表明設備的工作狀態(有電或斷電),如果想定量地知道電氣設備的工作情況,還需要有各種儀表測量設備,測量線路的各種參數,如電壓、電流、頻率和功率的大小等。
在設備操作與監視當中,傳統的操作組件、控制電器、儀表和信號等設備大多可被電腦控制系統及電子組件所取代,但在小型設備和就地局部控制的電路中仍有一定的應用范圍。這也都是電路實現微機自動化控制的基礎。
三、電氣自動化控制系統組成
1、電源供電回路。供電回路的供電電源有AC380V和220V等多種。
2、保護回路。保護(輔助)回路的工作電源有單相220、36V或直流220、24V等多種,對電氣設備和線路進行短路、過載和失壓等各種保護,由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流組件和穩壓組件等保護組件組成。
3、信號回路。能及時反映或顯示設備和線路正常與非正常工作狀態信息的回路,如不同顏色的信號燈,不同聲響的音響設備等。
4、自動與手動問路。電氣設備為了提高工作效率,一般都設有自動環節,但在安裝、調試及緊急事故的處理中,控制線路中還需要設置手動環節,通過組合開關或轉換開關等實現自動與手動方式的轉換。
5、制動停車回路。切斷電路的供電電源,并采取某些制動措施,使電動機迅速停車的控制環節,如能耗制動、電源反接制動,倒拉反接制動和再生發電制動等。
6、自鎖及閉鎖同路。啟動按鈕松開后,線路保持通電,電氣設備能繼續工作的電氣環節叫自鎖環節,如接觸器的動合觸點串聯在線圈電路中。兩臺或兩臺以上的電氣裝置和組件,為了保證設備運行的安全與可靠,只能一臺通電啟動,另一臺不能通電啟動的保護環節,叫閉鎖環節。如兩個接觸器的動斷觸點分別串聯在對方線圈電路中。
四、電氣自動化控制系統的設計思想
1.集中監控方式
這種監控方式優點是運行維護方便,控制站的防護要求不高,系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統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控,伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加,投資加大,長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時, 隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線,由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位,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.遠程監控方式
遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用、,節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。由于各種現場總線(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監控,而不適應于全廠的電氣自動化系統的構建。
3.現場總線監控方式
目前,對于以太網(Ethernet)、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中,且已經積累了豐富的運行經驗,智能化電氣設備也有了較快的發展, 這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了良好的基礎?,F場總線監控方式使系統設計更加有針對性,對于不同的間隔可以有不同的功能,這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外,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,與監控系統通過通信線連接,可以節省大量控制電纜,節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,裝置之間僅通過網絡連接,網絡組態靈活,使整個系統的可靠性大大提高,任一裝置故障僅影響相應的元件,不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。
五、探討電氣自動化控制系統的發展趨勢
實際上,電氣自動化控制系統的發展趨勢應該是分散、開放并具備信息化特征的。分散的結果能保證網絡中每一個模塊職能的獨立從而分散系統危險實現系統運行的安全可靠;開放性的系統結構則是通過外部接口實現內外部系統的網絡連接;信息化則使所有的信息得到綜合分析處理,實現網絡科技與管理的結合、一體化,真正做到電氣自動化控制系統的不斷提升。未來的發展趨勢中,我國企業還需保證穩定的健康發展,認識不足并不斷的通過高新科技的學習鞏固基礎能力,發揮創新精神,才能開創出和諧的發展局面,為工業自動化的實現做貢獻。
參考文獻:
1 電氣自動化控制系統的功能
對于電氣自動化的控制系統,它主要的功能分為保護發變組、控制勵磁變壓器和廠高變這些方面。在電氣自動化的控制系統中,對設備進行啟勵和消滅磁的作用,同時可以進行增加磁和減少磁的是發電機勵磁系統。在工作的過程中,要進行及時的監控。如果處在高壓的廠里,可以用電源或者廠里用的電壓塊切換設備進行監控,如果是處在相對低壓的廠里的話,只用電源進行監控整個環節,同時要嚴格把控好低壓的自投裝置。在兩種機器共同操作時,就要進行操控柴油發電機組和保安電源。根據現在的狀況,發變組保護主要是起到安全保護的作用。對于DCS之間的連接,要利用硬接線控制操作,然后在自動裝置之間傳遞信息。上述主要是一些電氣自動化控制系統的功能和組成部分。
2 電氣自動化控制系統的設計
2.1 電氣自動化控制系統的設計的原則性要求
在進行電氣自動化控制設計的過程中,一定要滿足生產和生活對設備的需求。在設計時,主要參照的是機械和工藝的一些基本要求,要學會用檢測元件狀態表、執行元件動作節拍表和工作的循環圖這些來更明確的表達出設計理念。如果在電氣自動化的設計中有嚴格的技術性要求,就要設計出匹配的技術指標,比如像設備的轉向、制動和照明等等方面都能以生產的需要為標準來達到設計滿足技術的要求。在自動控制方面,主要是通過機電的結合來進行整體的控制,工藝的要求或者是制造成本等方面對自動控制設計方面的要求都比較高。在設計的同時,也要把握好成本的問題,在滿足要求的基礎上要盡可能的降低成本,做到以最低的成本達到最高標準的要求。在設計時還要做到選擇合適的電氣元件和保證系統的安全和可靠。這主要就是電氣自動化控制系統的設計原則要求,在滿足這些設計要求的同時,還需保證外觀上的美觀。
2.2 電氣自動化控制系統的設計的思想要求
關于電氣自動化控制系統的設計思想,首先我們可以關注到它的集中監控的方式上,對于集中監控,它在設計的思想上要求維護和運行比較方便,在控制站的保護作用上要求不高,系統的設計簡單易行即可。集中控制的方式是把各個功能都集合在一個處理器上面進行綜合處理,這樣處理器的工作量會太重,從而會導致工作的速度變慢。在機器運行的過程中,由于電纜的數量比較多和主機負荷過重,就會導致遠距離的干擾導致系統的安全性和可靠性變低。對于斷路器的閘刀用的是硬接線,那么經常會出現檢查線路的不方便和運行過程中的錯誤。接著,在電氣自動化控制系統的設計思想中還可以采用遠程的控制方式,這種方式可以節約費用、材料和電纜。通過這個方式的設計,就可以讓系統的可靠程度提高,運行也更加靈活。但是遠程控制的方式也有不足的地方,它主要適合于小系統的監控,對于大的系統的現場總線負責就無法應對,就會導致通信速度慢。還有一種設計思想是現場總線的方式?,F在現場總線和以太網已經廣泛的運用到電氣自動化當中,配合現代高智能化的技術的經驗和方法,使得電氣系統能夠利用網絡進行更好的操控。現場總線的監控方式兼顧著很多方面的優勢,同時也能自主完成一些任務。這種方式主要是通過網絡連接,可以更及時方便的監控,出現故障的概率很小。由于這種方式可以大量的減少端子柜、隔離設備以及模擬量變送器這些的使用,所以成本相應的也就降下來了。智能設備和監控系統可以通過通信線聯系,那么就沒有必要進行電纜的維護工作,減少了工作量。對于集中控制方式、遠程控制方式和現場總線方式,就是電氣自動化控制系統的主要設計思想要求。
3 電氣自動化控制系統的未來發展趨勢
3.1 電氣自動化控制系統朝著統一化和市場化發展
電氣自動化的技術是朝著統一化的方向發展的,如果能將電氣自動化所設計的電氣產品的設計、開機和維護這些方面都統一設計和管理,那么可以提高電氣自動化的全面發展。如果只是把開發的系統和運行的系統分開考慮,那么就還停留在原來的基礎上,要通用化,使系統之間存在聯系。對于現場的設施和管理數據這些方面都要保持穩定的連接狀態。另一方面,也要把電氣自動化控制系統推向市場化。如果一個電氣設備想要長久的被消費者所喜愛,就要對市場不斷的關注,讓要求符合大眾的口味,那么這樣才能保證產品是適應市場的。企業在制造時,對電氣自動化不僅要保證要求上滿足,同時要不斷的深化改革,進行先進技術上的研發,使電氣自動化的技術更貼合市場,這也是產業發展的必然的趨勢。
3.2 加強電氣自動化控制系統的標準化和安全性
電氣自動化的控制系統在引進了國際上一些標準化的技術之后,對于接口要求標準化,這樣成本就會降低,生產中的數據的資源也能及時的共享。如果企業采取微軟的操作系統,為了考慮到自動化的設計要求,就可以在辦公室使用IP系統。通過在管理系統和自動化控制之間用PC系統,用標準化的程序接口來進行企業之間的數據的交換,從而就解決了通信的問題。同時,我們也應該加強電氣自動化控制系統的安全性,在電氣自動化的控制中對安全的技術控制是一個重要的發展方向,就是要力求保證自動化系統的安全性。如果電氣自動化有的技術不能保證絕對的安全,那么要提高用戶的選擇安全性和明確使用時怎樣才能保證安全的知識。經過對我國現在的電氣自動化的研究,對于加強安全性的工作應該從保證最安全的指標開始管理,然后漸漸的下延到低的地方,無論是軟件還是硬件的設備,是共享的數據還是網絡的安全性,都應該全面的對電氣自動化控制系統進行安全性的保證。
3.3 電氣自動化控制系統朝著創新方向發展
無論是哪一種技術,都不能停滯不前,要不斷的創新。對于電氣自動化控制系統,在各種技術競爭激烈的情況下,自動化技術也要朝著創新的方向去發展。企業要不斷的吸收別人的經驗,然后自主進行研發,加大科研的投入量,這樣可以保證電氣自動化的創新空間更廣闊?,F在國家的各項政策和制度,也在加大對技術創新的扶持,所以在良好的政策形勢下,要把握時機,然后將企業朝著自主創新的方向發展,轉換模式,提升電氣自動化控制系統的創新能力,才能適應社會發展的需要。
4 結語
隨著各項技術的發展,傳統的技術設備已經逐漸的在淘汰,人們正在追求擁有自動化的控制系統的設備,這樣會給生活和生產帶來便利。基于現在我國的發展形勢,要加大對電氣自動化控制系統的研究,促進它朝著統一化、市場化、標準化、安全化和創新的方向發展。這樣電氣自動化的技術提高,就帶來了經濟的發展,為社會帶來更多的效益。
參考文獻
[1]張軍,李楠.淺談電氣控制系統(ECS)的應用和發展[J].自動化博覽,2009,7(06):66-74.