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【關鍵詞】電氣自動控制 性能 分類 功能
電氣控制體系通常能分為控制對象和控制器兩個組成部分,被控制的過程與生產設備是控制對象,自動化的儀表及設備是控制器。現階段隨著電動化產生能力的逐步增強,自動控制體系的功能也更加重要,是企業電氣系統順利運行的關鍵性支持體系。
1電氣自動控制體系的性能與分類
1.1性能要求
企業電氣自動控制體系具有的性能,通常能夠總結成兩方面。第一方面是跟隨輸入,就是當系統所具有的輸入參量出現變化后,自動控制系統所具有的輸出參量也要隨之變化。例如弧焊機器人焊縫控制和跟蹤焊接軌跡的系統,其控制器輸出要根據輸入軌跡的變化而產生變化。但也會特殊的例子,例如部分控制系統進行數據輸入過程中,沒有因為時間推移而出現變化,所以輸出參量也不需要在不同時間出現變化。無論輸出參量有沒有伴隨時間而產生變化,其都能夠滿足輸入的基本原則。第二方面是性能上需要系統具有抗干擾性,電氣自動控制工作過程中,很多外界因素會影響和干擾其正常工作,造成系統輸入出現明顯偏差。因此為了確保控制系統可以順利、正確的輸出數據,就要進一步提高其抗干擾的能力。
1.2具體分類
企業電氣自動控制如果根據控制系統結構進行分類,應該分為復合式、閉環式、開環式控制系統;如果根據系統任務進行分類,應該分為程度控制、隨動控制、調節等系統;如果根據系統數學模型進行分類,應該分為非線性和線性控制系統,以涵蓋非時變和時變系統;根據系統信息予以分類,應該分為離散性和系統性控制體系。另外,還應該按照系統的智能化程度、規模、變量等予以分類。
2電氣自動控制體系表現出的功能
運用IE和Windows NT為電氣自動控制的規范語言。在此領域中,因為人機界面可以實現靈活控制與集成,逐步成為發展趨勢,受到各界的喜歡。自動控制系統能夠自動化操作電氣設備及生產過程,進而減少人工作業的困難程度,充分增強設備的運行質量。其功能主要體現在以下幾個方面。(1)控制功能。當機器設備損壞時,電氣自動控制體系可以自行將電路切斷,以確保系統不被破壞。這是大部分電氣設備中應用自動控制體系的主要因素。電氣自動化控制中安裝的控制回路可以保障機器線路的高效、安全運行,體現出控制作用。(2)監控功能。現在企業電氣自動控制體系具有側重點不同的監控功能。這是因為電是設備控制系統中明顯的自變量,而電是難以用肉眼看見的,機器設備難以在外表上看出其是否斷電。因此需要運用具有特殊功能的傳感器,對不同信號予以設置,選擇傳感器實施轉化,進而監控系統出現的變化。當自動控制體系發現系統出現異常時,就會報警引起工作人員重視,進而建立人機一體化的模式。(3)保護功能。企業電氣機械設備在運行時會出現難以預料的問題,其功率、電流和電壓等環節會高于線路和設備設定的限度及范圍,自動控制系統可以對信號故障進行檢測并自動處理線路及設備問題,屬于保護性機器設備。(4)智能化功能。企業發展因為自動控制設備所具有的智能化而開拓新方向。現在,企業在運用太網系統過程中,獲得大量經驗,智能化設備也得到飛躍發展。因為智能化技術的可靠性、穩定性及安全性特別好,它可以不需要人工操作,只使用計算機就可以實現較滿意的控制效果。(5)測量功能。可以對電氣線路上的不同參數進行測量,工作者可以收到的電子信號只能顯示出機器的表向工作狀態,要進一步測定機器設備的功率、電流、電壓,就必須要使用科技含量高的電氣設備。自動控制系統就設計有自動測量上述數據的功能,為企業控制電氣設備提供方便。
3電氣自動控制體系的未來發展
(1)控制技術逐步提高。電氣自動化系統的應用和普及是以不斷發展的科學技術為前提的,隨著飛快進步的科學技術,自動控制系統也逐步提高其創新性,尤其是現在市場開放、競爭激烈的情況下,企業為了增強自己的競爭力,不斷提高創新能力,重視研發和引進自動控制系統的知識產權,同時推動此系統各項技術的完善與創新。(2)向著標準化、統一化方向發展。電氣自動控制體系的標準化和統一化是隨著系統廣泛應用而不斷提高的,其能夠降低維護系統的周期,也可以全面保障系統的高效率、高質量運行。此外統一化和標準化還能夠以客戶需求為基礎,提高系統的服務能力,讓各個企業間實現數據交換和傳輸,達到信息共享的目的。(3)向著專業化方向發展。自動控制系統在應用、安裝及設計中都離不開專業人才,要重視人才的教育和培訓。在此環節中,體現出自動控制系統必須向著專業化的方向發展。現在部分企業在運用自動控制系統過程中,深刻的認識到專業技術和專業人才的重要性,更加積極的培訓和引進人才,并進一步提高了系統專業化程度。(4)向著安全化方向發展。在現在經濟環境中,工業化是促進經濟發展的關鍵性因素,隨著電氣自動化程度的逐步增強以及系統的逐步完善,自動化控制系統也逐步提高其安全性,體現出安全化的發展趨勢,這也是電氣自動化工程深入發展的關鍵性前提與保障。
4結語
經濟發展的同時,我國文化、社會、經濟的各個方面都獲得了空前的發展,并取得很大成就。隨著工業化水平的逐步提高,電氣自動化在不同領域體現出重要作用,其縮減生產成本、提高生產效率以及生產的安全性、科學性、可靠性。本文介紹電氣設備自動控制系統的分類和性能需要,分析控制系統具有控制功能、監控功能、保護功能、智能化功能和測量功能,并進一步研究其發展趨勢,為安全化、專業化、標準化發展控制體系做出貢獻。
參考文獻:
關鍵詞:污水處理廠;電氣工程;自動控制
引言
我國城市地區的人口數量每年都在增加,管網配套設施也在逐步完善,污水系統儲存了大量的污水,尤其是在夏季,如果污水超過了標準,這些污水就沒有辦法處理,只能直接排出,污染了城市周邊的環境。因此,解決城市污水處理系統的負荷問題很重要。不同地區的污水廠進水量是不一樣的,有的污水廠可以處理很多污水,但是該地區卻沒有那么多污水,相反有的地區污水產量很多,但是污水廠處理能力較差,造成了能耗和水量不匹配的現象,二沉池負荷如果很高,就會引起偏流,污水處理工作就更復雜和困難,無法實現有效的調節。高負荷的二沉池很容易發生翻泥問題,出水的質量也會受到不同程度的影響。現在的污水處理方法還有待完善,需要分析實際情況之制定針對性的解決辦法,有利于我國城市污水處理工作有序進行。
1污水處理廠電氣自動化控制系統
計算機控制系統的優勢就在于可以收集和整理信息,并對后臺設備進行監控,有效的控制各元素、控制對象和進行控量等,有利于污水處理廠的設備和工作能夠順利運行。我國城市污水處理廠的效率需要提高,才能滿足社會需求。計算機控制系統對自動化控制體系有至關重要的作用,能夠有效地對控制量進行分析和管控,從而達到電氣自動化控制,提高城市污水處理廠的工作效率。對電氣自動化控制系統來說,污水處理過程量每一項數據都需要記錄,對比有關參數完成對城市污水處理工作的分析和控制。所以,整個電氣自動化控制系統,需要以PLC程序設計和VB程序設計為建設基礎。而PLC程序設計可以自動檢測系統功能,VB程序設計確保PLC和PC實現數據共享,及時得到采集數據的反饋。所以,自動化控制體系建設工作,需要以污水處理廠控制數據為基礎,并根據實際情況建立系統,達到人機一體化的目的。
2自控系統的應用
2.1PLC控制站設計
污水廠在處理污水的時候,會因為處理技術不穩定影響到污水的處理效果。如果能將PLC技術應用到污水處理當中,就可以提高污水處理工作的質量。PLC控制站的可以讓工作人員了解生活污水等污水排放完以后所滯留的時間,并掌握污水處理過程中產生的一系列化學反應,根據系統內的微生物代謝情況,選擇合適的處理方式清除微生物上面附著的細菌,避免水資源再次被污染,也可以加快水分子的氧化和分解速度。根據污水處理廠的污水處理技術來看,成功安裝PLC控制站、檢測儀器、把污水處理控制中心建立在地面,電氣工程自動控制系統可以通過PLC控制系統掌握各項污水數據信息,這種控制模式相比于傳統的控制模式更為先進,而且應用了計算機網絡技術,數據更準確。在調節數據配置的過程中,不同的污水處理環節要選擇相應的處理技術。設計人員在設計污水處理廠監控系統的時候,一定要根據分層設計原則進行。電氣工程自動控制系統一共有兩層,包括現場控制單元和中控室層,通過PLC模塊可以確保設備的監管工作順利進行。現場監控部門可以接收到中控室層的所有信息,并把這些信息傳送到中控室層,整個自控系統的內部是存在一個獨立的網絡監控系統。根據PLC模塊實際的工作情況,設計人員可以單獨完成對污水處理廠內部設備的監管工作。
2.2自控儀表的設計
為了能夠提高污水廠處理污水的工作質量,準確的檢測相關參數,并及時分析污水處理過程,可以在污水自動化控制系統內部安裝一個檢測儀表,整個安裝過程需要結合實際情況完成。檢測儀表的主要作用就是對污水處理流程、現場施工情況、數據參數等進行采集,并把這些數據信息發送給PLC控制站。之后,PLC控制站再發送給中央管理層,讓工作人員可以及時控制這些信息。設計儀表系統時,要把儀表安裝在一個合理的地方,有利于儀表對液體、壓力、流量和pH等測量的有效性,降低數據信息的誤差,提高污水處理質量和效率。
2.3完善控制體系,實現全廠監
污水處理廠自控系統設計過程中,應確保中控室系統結構完好,污水廠所有地方都需要安裝。(1)電氣和自控的設計,系統需要更高的功率才能達到污水處理要求。在選擇計算機系統的時候,合適的組態軟件的使用有利于對整個系統的控制,確保自動化控制系統功能完善。(2)全自動化控制系統的設計要求比較嚴格,以大局觀設計系統,確保每一個流程都可以被覆蓋到,并不斷地完善程序設計,從而實現高效的控制。(3)計算機控制體系結構對污水處理工作很關鍵,尤其是自控體系建設時,要結合實際情況,實現對整個污水處理廠的監控,提高自動控制的質量和效率。
2.4檢測及控制
對于電氣自控系統,粗、細格柵具有很好的過濾作用,因為污水里經常會有比較大的垃圾,格柵會把這些大型垃圾分離出去。粗格柵前后都安裝了超聲波液位差計,起到控制粗格柵開關的作用。進水泵控制可以采用變頻控制,水泵設計成固定的水位,自控系統根據水位的高低,就會自動控制水泵工作狀態,從而提高污水處理質量。細格柵和粗格柵的技術手段一樣。經過上面的一系列分析,了解了自動控制系統對整個污水處理工作的作用,而自動化技術可以讓污水處理變得更加高效。
3提升電氣自控系統的污水處理效果
污水處理系統中,電氣系統的消耗量和污水處理效率都很重要,也是當前我國污水處理廠主要面對的問題。降低能源損耗,提高污水處理設備的效率,有利于污水處理系統的工作效率。因此,可以在污水處理系統中應用PLC模塊,達到分層管理,減少信息之間的傳輸,簡單化污水處理系統內部結構,提高各個系統的西能,整合數據信息,實現對整個污水處理系統的監控,也是污水處理系統自動化控制的基礎。為確保電氣工程自控系統能夠有效地應用在污水處理系統中,工作人員需要分析整體的污水處理情況,加強對各個環節的管理,中央處理器適合分散的管理方式,可以降低污水處理系統所受到的異常干擾,提高整個系統的靈活性,整個電氣工程自控系統都會影響到污水處理的效果,工作人員要確保污水處理系統的各項數據信息準確無誤,并符合標準參數,以提高污水處理的質量和效率。
關鍵詞:電氣 自動控制 系統 設計 基本任務
電氣控制系統設計的基本任務是根據生產機械對控制系統的要求,設計和編制出設備制造和使用維修過程中所必須的圖紙、資料,包括電氣原理圖、電氣元器件布置圖、安裝接線圖等,編制外購元器件目錄、單臺材料消耗清單、設備說明書等資料。
1.電氣控制系統設計的基本要求
由于系統從初步設計、技術設計到產品設計過程中的每一個環節都與產品質量和成本密切相關,因此設計工作首先要樹立科學的設計思想,樹立工程實踐的觀點。正確的設計思想和工程觀點是高質量完成設計任務的保證。電氣控制系統設計的基本要求是:①熟悉所設計設備的總體技術要求及工作過程,取得電氣設計的依據,最大限度地滿足生產機械和工藝對電氣控制系統的要求。②優化設計方案,妥善處理機械與電氣的關系,通過技術經濟分析,選用性能價格比最佳的電氣設計方案,在滿足要求的前提下,設計簡單合理、技術先進、工作可靠、維修方便的電路。③正確合理地選用電器元器件,盡可能減少元件的品種和規格。 ④取得良好的平均無故障時間(MTBF)指標,確保使用的安全可靠。⑤謹慎積極地采用新技術、新工藝。⑥設計中貫徹最新的國家標準。
2.電氣控制系統設計的基本內容和設計步驟
以電力拖動控制系統設計為例,電氣控制系統的設計包含原理設計與工藝設計兩個基本部分,現分述如下。
2.1 電氣控制系統的原理設計
電氣控制系統原理設計主要包括以下內容。
2.1.1擬訂電氣控制設計任務書(技術條件)
設計任務書是整個系統設計的依據,同時又是今后設備竣工驗收的依據。因此設計任務書的擬訂是一個十分重要而且必須認真對待的問題。在很多情況下,設計任務下達部門對本系統的功能要求、技術指標只能描述一個粗略輪廓,涉及設備使用中應達到的各種具體的技術指標及其他各項基本要求實際是由技術領導部門、設備使用部門及承擔機電設計任務部門等幾方面共同協商,最后以技術協議形式予以確定的。
電氣控制設計任務書中,除簡要說明所設計設備的型號、用途、工藝過程、動作要求、傳動參數、工作條件外還應說明以下主要技術指標及要求:①控制精度、生產效率要求;②電氣傳動基本特性如運動部件數量、用途、動作順序、負載特性、調速指標、起動、制動要求等;③自動化程度要求;④穩定性及抗干擾要求;⑤聯鎖條件及保護要求;⑥電源種類、電壓等級、頻率及容量等要求;⑦目標成本與經費限額;⑧驗收標準及驗收方式;⑨其他要求,如設備布局、安裝要求、操作臺布置、照明、信號指示、報警方式等等。
2.1.2選擇拖動方案與控制方式
電力拖動方案與控制方式的確定是設計的重要部分,在總體方案正確的前提下,才能保證生產設備各項技術指標實施的可能性。在設計過程即使個別控制環節或工藝圖紙設計不當,可以通過不斷改進、反復試驗來達到設計要求,但如果總體方案出現錯誤,則整個設計必須重新開始。因此,在電氣控制設計主要技術指標確定并以任務書格式下達后,必須認真做好調查研究工作,要注意借鑒已經獲得成功并經過考驗的類似設備或生產工藝,列出幾種可能的方案,并根據自己的條件和工藝要求進行分析后作出決定。
2.1.3確定電動機的類型、容量、轉速,并選擇具體型號
拖動方案決定以后,就可以進一步選擇電動機的類型、數量、結構形式及容量、額定電壓與額定轉速等要求。電動機選擇的基本原則是:電動機的機械特性應滿足生產機械提出的要求,要與負載特性相適應,以保證工作中運行穩定并具有一定的調速范圍與良好的起動、制動性能。工作過程中電動機容量能得到充分利用,即溫升盡可能達到或接近額定溫升值。電機的結構形式應滿足機械設計提出的安裝要求,并能適應周圍環境工作條件。
應該強調,在滿足設計要求情況下優先考慮采用結構簡單,價格便宜,使用維護方便的交流異步電動機。
2.2 電氣控制系統的工藝設計
工藝設計的主要目的是便于組織電氣控制裝置的制造,實現原理設計要求的各項技術指標,為設備的調試、維護、使用提供必要的圖紙資料。工藝設計的主要內容如下。
2.2.1根據電氣原理圖及選定的電器元件,設計電氣設備的總體配置,繪制電氣控制系統的總裝配圖及總接線圖。
總圖應反映出電動機、執行電器、電器箱各組件、操作臺、電源以及檢測元件的分布狀況和各部分之間的接線關系與連接方式。這部分設計資料供裝配、調試及日常維護使用。
2.2.2按照原理框圖或劃分的組件,對總原理圖進行編號,繪制各組件原理電路圖,列各部分的元件目錄表,并根據總圖編號統計出各組件的進出線號。
2.2.3根據組件原理電路及選定的元件目錄表,設計組件裝配圖(電器元件布置與安裝圖)、接線圖,圖中應反映各電器元件的安裝方式與接線方式。
這些資料是組件裝配和生產管理的依據。
2.2.4根據組件裝配要求,繪制電器安裝板和非標準的電器安裝零件圖紙,標明技術要求。
這些圖紙是機械加工和外協作加工所必須的技術資料。
2.2.5設計電氣箱。
根據組件尺寸及安裝要求確定電氣箱結構與外形尺寸,設置安裝支架,標明安裝尺寸、面板安裝方式、各組件的連接方式、通風散熱以及開門方式。在電氣箱設計中,應注意操作維護方便與造型美觀。
2.2.6 根據總原理圖、總裝配圖及各組件原理圖等資料,進行匯總,分別列出外購件清單、標準件清單以及主要材料消耗定額。這些是生產管理(如采購、調度、配料等)和成本核算所必須具備的技術資料。■
參考文獻
[1] 賀家李、沈從炬,電力系統繼電保護原理,北京: 中國電力出版社,1994.
[2] 范輝、陸學謙,電氣監控系統納入DCS的幾點體會,電力自動化設備,2001, 21(3): 52-54.
關鍵字:建筑鋼結構;設計;工程造價;控制
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。現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]周艷惠.電氣自動化控制系統的設計[R].中國新技術新產品.2010年2期.
關鍵詞:選煤廠;密度控制
Abstract: Coal production process, coal is a high-tech investment in a natural way, is to reduce human and efficiency, reduce processing costs, maximize economic benefits of effective measures. Heavy medium density automatic control system as one of the most important aspects, which links the level and stability of the production process for coal quality and yield of the product plays a decisive role. Coal in the conventional control method, the density control system is mainly the relationship between the devices is a latch control circuit implemented by hardware, the implementation of more complex, the reliability is poor, if the change in locking relationship is even more difficult the plus difficult.
Keywords: Coal; density control
中圖分類號:TD94文獻標識碼:A
· 概述
重介密度控制系統基于PLC (可編程控制器) 的應用將重介質選煤過程工藝參數的檢測、自動控制及生產管理等功能集于一體, 構成一個獨立的子系統。使得密度控制系統中主要設備的閉鎖關系通過軟件編程得以實現, 完成對重介質密度進行準確的適時控制和調節, 從而達到提高產品質量, 減少噸煤介質損耗的目的。
· 原理
重介密度控制系統按密度的不同將煤和矸石進行分類,煤和矸石的密度均大于1,也就是說需要分類的兩種物品密度均大于水,所以不能在水中將煤與矸石進行有效的分類,這就需要配置大于水的液體,重介懸浮液應運而生。重介懸浮液由固體和液體兩部分組成,固體小顆粒均勻分散在液體中。一般情況下重介懸浮液由磁鐵礦粉配制而成。在實際生產中,固相和液相包括磁鐵礦粉、煤泥和水。當原煤放入液體中后根據阿基米德原理,大于液體密度的下沉,小于液體密度的則上升,由此可以將煤和矸石很好的分離。
重介質選煤是一種高效率的重力選煤方法.在重介質選煤過程中,重介質懸浮液工藝參數(密度、流量、粘度和煤泥含量)的變化對分選效果有顯著的影響.如密度的波動直接影響產品的質量,煤泥含量的增加會導致粘度的增加,使分選效果變壞.因而,實現對重介質懸浮液參數變化進行快速準確地檢測和穩定控制是十分重要的,對改善產品質量、提高分選效率和選煤廠的經濟效益具有顯著的作用。
在重介分析生產自控方面采用可編程控制器進行PID控制來提高控制精度。
密度控制系統分為密控柜手動控制、計算機自動控制和計算機手動控制三部分。密度控制系統可通過上位機控制,即能夠在電腦上對系統密度進行自動控制,也能夠在密控柜上手動控制系統密度。所有的參數既能在電腦上顯示,也能夠在密控柜上用儀表顯示。
選廠自動化監控系統要求運用可編程序控制器、計算機網絡、光纖通信等技術對選廠指定設備進行自動控制。該系統能夠實現實時信息自動采集、傳輸、處理入庫、動態監測監控、遠程數據傳輸等功能,實行選礦系統的密度自動和手動控制。
系統上位機組態畫面通過組態王完成,系統界面應該包括以下畫面:
重介質密度控制流程圖畫面;實時數據報表畫面;歷史數據報表畫面;實時趨勢曲線畫面;歷史趨勢曲線畫面;重介密控參數設置及顯示畫面;重介密控棒圖畫面;重介密控PID參數設置畫面;系統登陸畫面;系統使用幫助畫面,每個畫面的功能要求全部實現,從而保證系統的結構性和穩定性。
· 重介工藝參數自動控制功能及技術指標
實現重介質懸浮液密度的在線檢測及自動控制,在正常生產時,要求懸浮液密度控制精度小于±0.005g/cm3。
實現合格介質桶液位在線檢測及控制,及上下限報警功能。
實現合格介質桶磁性物含量的在線檢測及煤泥含量的控制。
實現重介旋流器入口壓力遠傳顯示。
生產管理系統:以工控機為核心的控制系統實現工藝流程以及各種工藝參數數據采集、顯示;具有工藝參數實時與歷史數據的記錄與查詢,具有工藝參數趨勢曲線顯示、打印報表等;并予留與上位機的通訊接口。
控制系統具有自動/手動轉換功能。
· 控制系統的配置
該控制系統由差壓密度計、液位計、磁性物含量計、工業控制計算機、智能控制器、電動加水控制裝置、分流控制裝置、控制柜、儀表柜等組成。
· PLC選擇和控制系統工作原理
PLC 選擇著重要看如下幾個方面: PLC 性能(品牌)、容量和外設。好的品牌的PLC 具有系統運行可靠, 故障率低, 以及豐富的I/O 接口, 可對各種設備進行很好的控制; 通過以太網模塊可在上位機上做出直觀的設備開、停或流程顯示; 先進的模塊化結構, 便于用戶自行設計、組合和較強的可維護性; 編程采用梯形圖結構, 易學易操作。可編程控制器PLC 已經成為工業自動化領域中最重要、應用最多的控制設備, 采用以PLC 為核心并配以旋轉光電編碼器等傳感器為檢測元件, 既簡化了硬件設計, 又提高了系統的可靠性和穩定性, 勢必將得到用戶的肯定。本系統采用西門子S7300系列PLC作為控制器,利用S7300/400編程軟件STEP7進行梯形圖編程開發。
按照密度控制系統的設計要求對PLC所需要的輸入點和輸出點進行完整的統計。例如:旋流器壓力、磁性物含量、測量密度、合格介質桶液位等等。
密度控制系統工作原理是利用PLC 內部P ID 功能塊, 分析采集密度計、液位計等現場檢測設備的輸入信號(4mA~ 20mA ) , 將檢測到的過程變量與設定值進行比較, 通過模擬量輸出模塊, 輸出4mA~ 20mA 信號來驅動加水調節閥、分流閥等電動執行機構, 達到對壓力、密度、液位自動控制的目的。P ID 控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容, 根據被控過程的特性確定P ID 控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小, PID參數的確定主要依賴工程經驗。PID控制是最早發展起來的控制策略之一,由于其算法、結構、調整都比較簡單,且容易為工程技術人員所掌握,而被廣泛應用于工業過程控制。
下面詳細列出比較重要的三個控制方面:
a.重介質懸浮液密度控制
根據工藝流程的特點,重介質懸浮液密度在正常生產過程中,合格介桶中懸浮液密度一般為增加的趨勢,液位則是降低的趨勢。因此,在懸浮液密度控制回路中,通過自動調節加水量來穩定懸浮液密度。
b.煤泥含量自動控制
在重介質選煤過程中,懸浮液中煤泥含量對分選效果的影響可分為直接影響和間接影響,直接影響主要表現在給產品脫介帶來很大困難,污染精煤產品。間接影響主要體現在影響懸浮液的流變性(懸浮液粘度)和穩定性,從而影響分選效果。為此,一般重介選煤工藝中,常采用調節精煤弧形篩下分流量中的穩定懸浮液中煤泥含量,本方案采用在線檢測合格介質懸浮液中磁性物含量信號,以及密度信號通過數學模型公式,由計算機計算出煤泥含量并加以控制。
c.合格介質桶液位超限控制
為了保證正常生產的要求, 合格介質桶的液位既不能低也不能過高,以防止出現打空泵或溢流現象,同時確保生產過程中的水量平衡。因而,在設計監控系統時,設計了液位超限控制功能。控制回路采用開關量控制方法,當合格介質桶的液位出現高位報警時,循環懸浮液以最大分流量至煤泥桶,直至解除液位的較高報警;當合格介質桶的液位發生下限報警時,控制系統自動打開補加水閥門,同時自動關閉分流量,合格介質桶的液位增加到較高報警解除。
· 密度控制系統工作過程和控制算法
密度控制系統原理框圖如下:
圖1密度控制系統原理框圖
密度控制系統工作過程: 通過人工添加介質, 在介質泵出口管道上加一臺密度計, 桶上方管處加電動門, 人工加介質時可通過泵打循環來測定介質密度, 由密度計進行測定, 待介質密度達到要求時停止加介; 分選時,由高密度介質桶通過相應泵將介質打到分選機, 此時介質密度由另一密度計進行測定。如介質密度大于分選密度, 通過控制系統控制調節閥加水, 以降低密度,保證密度的穩定與符合要求; 如介質密度低于分選密度, 可通過調節分流以加大進入稀介桶的量, 通過磁選機選后進入高密度介質桶, 保證密度符合分選要求。系統運行過程中, 高密度介質加定量的循環水, 以補充水位及保持密度穩定。密度控制系統以密度設定作為系統輸入, 以密度計反饋信號作為反饋輸入, PLC 對系統輸入及反饋輸入計數、量化, 并由算法計算比例閥的開度信號, 通過模擬量輸出模塊, 輸出4mA~ 20mA 模擬信號驅動各種電動執行器。
控制系統運行前,合格介質桶首先進行鼓風動作,從而使懸浮液混合均勻。懸浮液混合均勻后開泵動作,系統運行。運行時密度計在測量位置將測量密度信號轉換為4mA~ 20mA 電流信號輸出,該信號傳輸通過程序對模擬量的采集以及相應處理運算最終傳送到PLC的PID調節器,調節器進行以下控制:
過程值(PV ) 小于設定值(SP) , 介質密度偏低,經重介旋流器分選后, 會有部分精煤進入中煤系統, 部分中煤進入矸石系統, 選煤效率降低。密度低, 調節器輸出4mA 信號, 關閉加水調節閥, 如果密度仍然達不到生產所需密度值, 則向合格介質桶補加介質, 以達到所需密度值。
過程值(PV ) 大于設定值(SP) , 介質密度偏高, 經重介旋流器分選, 中煤進入精煤系統, 矸石進入中煤系統, 產品質量降低。密度高, 經調節器輸出4mA 20mA信號, 傳送到加水調節閥, 向合格介質管內加水, 密度逐步降低, 密度值等于設定值時, 調節器不輸出, 加水閥關閉。
根據洗煤工藝和經驗值式子,得到相應的密度控制公式:
A=7/9B+1/3C+1000
其中:A為循環介質密度;B為磁性物含量;C煤泥含量。
結合密度控制系統的尋六七的入口壓力、介質桶液位和原煤灰分值給出密度控制算法,通常煤泥含量和原煤灰分值由上位機輸入給定。
重介密度控制系統本身具有一套完整的自動檢測、自動調節、遠程控制的功能,可以完成重介選煤生產工藝工程中各項物理參數的顯示、報警和調節功能,從而保證沒多大質量、產量和生產過程的可靠性、穩定性以及延續性。
· 結束語
重介密度控制系統使用可編程控制器PLC將檢測到的過程變量與設定值進行比較,采集到的過程變量如密度值、液位值為4mA~ 20mA 模擬信號,通過模擬量采集模塊采集到PLC經程序的邏輯運算和數據處理來參與控制。通過模擬量輸出模塊輸出4mA~ 20mA 模擬信號來驅動各執行器,從而達到控制重介選煤的關鍵參數--分選密度、壓力、磁性物含量、給煤量等的目的,響應速度很快,按預先設定的程序實現自動、有序的控制,大幅度提高了運行的安全性和可靠性。
部分截圖如下:
參考文獻
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【關鍵詞】電氣自動化;設計;措施
1 電氣控制對象的特點和要求
(1)電氣控制系統相對熱機設備而言控制信息采集量小、對象少,操作頻率低,但強調快速性、準確性。
(2)電氣設備保護自動裝置要求可靠性高,動作速廖決;同時對抗干擾要求較高。
(3)熱力系統控制處理信息量大,系統復雜,以過程控制為主,電氣控制系統(ECS)主要以數據采集系統和順序控制為主,聯鎖保護較多。
2 電氣自動化控制系統的設計思想
2.1 集中監控
控制站的防護要求低、運行維護方便以及系統設計較為容易是集中監控方式最大的優點,但這也給其帶來了弊端,那就是將控制系統中的各個主要功能都集中到一個處理器中進行運轉,使處理器的工作任務量增加,阻礙了其運行速度,影響工作的效率。當電氣控制設備全部進入到監控狀態時,隨著被監控對象數量的不斷增加導致的結果是主機冗余下降、企業投資增加、電纜數量增加且長距離的電纜運輸也將在一定程度上影響著控制系統的可靠性以及穩定性。因為長距離的電纜查線不方便,也增加了維護量,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,因此在采用集中監控方式時要對上述問題進行很好的處理。
2.2 遠程監控
隨著科技的發展,遠程會議、遠程視頻、遠程監控等技術逐漸成熟,而遠程監控方式的運用具有節約電纜、減少安裝費用的支出、節約材料、提高了可靠性、組態較為靈活等優勢,但是這種方式并不適合全廠的電氣自動化系統的構建,因為其現場總線的通訊速度相對低于其他方式,而且電廠的電器通訊量巨大,因此遠程監控方式通常情況下適用于小型的系統監控,這是我們在設計電子自動化控制系統時需要著重注意的地方。
2.3 現場總線監控
當前在變電站綜合自動化控制系統中已經普遍采用了以太網(Ethemet)、現場總線等計算機網絡技術,而且在多年的實踐摸索中也已經積攢了豐富的經驗,加上當今智能化研究的進步以及智能化設備的迅速發展,都極大的推動了電氣自動化控制系統的發展。尤其是現場總線監控方式不但可以針對不同的問隔設定不同的功能,也可以根據具體的間隔情況進行合理設計,其還具有遠程監控方式的全部優勢,可以大量的減少隔離設備、模擬量變送器等使用,并且針對于智能化設備可就地安裝,進而節省了大量的材料費以及安裝維護工作量,減少了企業的資本投入,也降低了企業成本,這是我們在設計充分加以使用和發揮其作用的方式。
3 提高控制設備可靠性的措施
任何電氣控制設備設計的再精良也需要穩定的可靠性作為支撐,因此要提高控制設備的可靠性,就需要從實際出發,對控制設備的特點,元器件的正確選擇與使用、散熱防護、氣候防護等方面進行詳細的研究,進而采用相應的可提高其可靠性的設計方法,以設計出合格的產品,具體要求如下:
3.1 電子元器件的選用
元器件是設備的組成部分,其性能的穩定性決定了設備整體的可靠性,因此在元器件的選擇上要根據電路性能的要求和工作環境的條件來選用合適的元器件。選擇時要對關鍵性的元器件進行質量的認定與檢測;嚴格比對同類元器件的型號、規格、品種以及生產廠商等之間的優缺點,以選擇在技術條件、技術性能、質量等級等均應滿足設備工作和環境的要求,并留有足夠的余量的元器件。另外,在使用過程中要對元器件表現出來的相關性能與數據進行及時的統計與分析以作為今后選用的依據。
3.2 電子設備的環境保護
電子設備在使用過程中潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對電子設備影響很大,輕者降低設備的靈敏度,重者直接或間接的損壞電子設備。其中以潮濕因素的影響最大,尤其是在溫度低、濕度大的環境下,當濕度達到飽和狀態時就會造成設備內的元器件以及印制電路板上產色和凝露現象,使其性能降低,導致故障的發生,另外當潮濕空氣侵襲電子設備時,元器件或材料表面會凝聚一層水膜,并由此滲透到內部,進而增加了絕緣材料的導電率,體積電阻率降低,介質損耗增加引發電氣短路、漏電、擊穿等問題,從而造成設備運行故障。
3.3 嚴格把控設備的設計開發
控制設備設計開發階段是設備可靠性的關鍵階段,只有設計的合理與科學才有可能生產出合格的產品,因此此階段,需要仔細研究設備、元器件、零部件的技術條件、技術環境,以分析出產品的設計參數,進而制定出合理的設計方案。其二在全面掌握產量設定產品結構形式和產品類型的基礎上,進行綜合、全面的構思,設定出產品的結構。使產品具有良好的操作維修性能和使用性能,以降低設備的維修費用和使用費用。
3.4 控制設備的散熱防護
控制設備的散熱防護是影響設備運行速度以及穩定性的重要因素,溫度對設備可靠性的影響是不容小覷的,因為電子設備在運行時會損耗一定功率,是以熱能的形式表現出來的,特點是一些功率較大的元器件在運行中產生的熱能更是相當驚人,此時如果不進行有效的降溫就有可能導致設備的損壞。另外當外界環境溫度較高時,設備工作時產生的熱能難以散發出去,也將使設備溫度升高。在實際工作中對于半導體分立器件要進行一定的散熱處理,而功率低于100 W 的一般不需要進行散熱;對于功率較大的半導體分立器件應加裝散熱器;對熱較為敏感的半導體分立器件在安裝時應盡量遠離耗散功率大的元器件,以免造成不必要的影響。
4 結束語
綜上所述,提高電氣自動化控制設備的設計能力以設計出高可靠性的設備是我們未來不斷研究和探索的方向,只有在設計環節中提高重視,通過采用各種技術處理措施,在使用過程中做到按照流程操作、及時維護與保養,才能保證設備的可靠性,也才會有滿意的成果。
參考文獻
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近20年來,我國自動化技術及其產品研發取得了很大的進展,在某些領域也實現了新的突破。然而,從整體來看,自動化技術并未形成產業規模,支柱型企業寥寥無幾。在經濟全球化背景下,電氣自動化控制系統在實際生活、生產中的使用范圍在不斷擴大。充分了解該系統的功能,并綜合當前的使用情況,科學預測電氣自動化系統的發展走勢,這對于社會發展和人們生活水平的提升,有很大促進作用。文章將結合筆者工作實踐,從多個角度來分析電氣自動化控制系統的應用情況及其發展走向。
【關鍵詞】電氣自動化控制系統 應用 發展
現階段,電氣自動化控制系統不僅給人們的生活帶來了便利,同時也促進了智能化水平的提升,使之能對各儀器設備實行控制。在現代航天飛機制造、醫學研究乃至交通等領域中,電氣自動化控制系統均已得到廣泛應用,且各種新領域仍在不斷開發,電氣自動化領域融入了信息傳輸系統、智能化系統等新的因素,對于電氣自動化水平的提高,有很大的推動作用。
1 電氣自動化控制系統的功能簡介
從單元機組的運行及電氣控制自身的特點來看,我們應將變壓器組、發電機及廠用電源等電氣系統全部納入ECS監控體系中。電子總動畫控制系統的功能主要可分為下列幾方面:
(1)控制220kV/500kV斷路器(發變組出口)、隔離開關等并進行相關操作。
(2)保護發變組、廠高變及勵磁變壓器等;進行啟勵或滅磁等操作,可用以切換控制方式和進行增磁、減磁操作;變組斷路器出口將形成同期并網,可實現開關自動化和手動操作;監視6kV高壓廠所使用的電源、電壓快切裝置狀態、低壓自投控制裝置及相關操作;控制380V低壓廠的電源自投裝置;對電源、柴油機組及其操作程序提供保護;對直流系統或者是LPS系統進行控制。
此外,理論上電力自動控制系統應通過DCS來對發變組提供主保護,并控制好安全自動裝置。盡管現階段自動化控制系統已和DCS實現初步連接,不過其主要是通過通訊方式來傳輸信息,以實現對事故進行追憶。
2 電氣自動化控制系統的應用
拿電力系統來說,電氣自動化控制系統主要可用于下列幾方面:
2.1 計算機處理系統
計算機處理系統大體包含如下功能:輸入和顯示參數、計算性能、打印報表、對異常情況進行報警、記錄事故序列和追憶歷史數據等等。
2.2 汽機電液調節系統
在我國,早期是利用液壓控制系統來控制汽機。1980年代后,控制設備、電業轉換器和電氣元件的可靠性得到了顯著提升,電調系統基本上都是汽機配套,能夠從轉速、調節壓后壓力和電功率等方面進行控制,以發揮啟動與閥門管理功能。汽輪發電機組一般是從盤車進行沖轉,依次經歷暖機、閥切換及升速等環節再予以運行,這不僅能確保機組的安全性,同時也延長了系統的運行時間及使用壽命。
2.3 汽機旁路系統
旁路控制系統大體是由高/低壓旁路壓力與溫度調節兩大系統組成。根據系統運作時所要求的力矩及速度,旁路閥門執行器可自主選擇電動或電液執行器。
2.4 汽機監視保護表
汽機一般是在機組啟動、運行或者是停機過程中,通過保護儀表來對其工作狀況進行監測,以免事故出現。上世紀80年代以來,國內的汽輪發電機組在單機容量上有所加大,這就需要我們積極研發和使用機械參數與之相適應的監視保護儀表,以及轉速、軸承蓋震動和偏心度等裝置,方可使機組連鎖保護系統發出信號,并對汽機進行監視與保護。
2.5 機、爐協調系統
在火電站主控系統中,協調控制系統是必不可少的部分。該系統的目標是對機組各輸入與輸出間的能量、質量進行控制,使之保持均衡;并持續消除運行中出現的內、外干擾現象,以適應電網對機組負荷提出的要求,使機組能運行通暢。協調控制系統的功能在于:協調電網的負荷調度,進行調頻、調峰,維持汽機和鍋爐的能量平衡(輸入及輸出),協調控制鍋爐內燃料、送風等子系統,調整輔機設備和機組出力等。
3 電氣自動化控制系統的發展趨勢
OPC(OIJE for Process Control)技術的誕生,Windows平臺的普及和IEC61131的實施,很大程度上促進了電氣技術與計算機間的融合。未來,電氣自動化控制系統將呈現出統一化、智能化和創新化三大發展趨勢。首先,電氣自動化控制系統將實現對產品設計、維護等進行統一研究,且利用微軟公司的標準接口技術后,電氣自動化控制系統的信息資源將得到更充分的利用和共享,其項目成本也能有所下降。對電氣自動化控制系統而言,這無疑使一次很大的提升,標準化接口在保證產品質量的同時,還能為各廠家間的數據交換提供平臺。
其次,在科學技術不斷進步的今天,電氣自動化控制系統將逐步邁向智能化發展道路。電子信息和計算機技術對該系統的發展提供了技術支撐,在實際應用中,系統判斷和反應外界指令的準確性也能得到提升。智能化最大的優勢在于高效、便捷,通過機器便可完成多件事情,這為電氣自動化控制系統帶來了更大的發展空間。再者,國內電氣自動化控制系統已走過了幾十年的發展歷程,電子自動化系統取得了可觀的進展。但相比國外,國內企業大多只能生產檔次較低的電氣自動化控制系統,只有加大技術研發與資金扶持力度,不斷引進各種創新型人才,電氣自動化控制系統也將逐步從單一的設備轉變為集成系統,邁上更高的發展階層。
4 結論
電氣自動化控制系統的應用,能促進電氣領域自動化水平和運行管理效率的全面提升。與此同時,通過電氣化控制系統,企業還可有效降低其成本,使設備及生產線變得更加穩定、可靠。從現階段來看,電氣化自動控制系統在多個領域中得到了應用。隨著時代和科技的不斷發展,電氣自動化控制系統將為企業和整個社會帶來更大的經濟效益。
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關鍵詞:電氣自動化;現狀;策略;應用;趨勢
電氣自動化是工業現代化的重要標志和現代先進科學的核心技術,是使產品的操作、控制和監視,能夠在無人(或少人)直接參與的情況下,按預定的計劃或程序自動地進行的技術。其具有提高工作的可靠性、運行的經濟性、勞動生產率、改善勞動條件等作用。
一、電氣自動控制系統的功能
1.1設備自動控制
當系統中某個設備出現故障,開關可以自動斷開線路。
1.2自動保護措施
當系統中的設備在正在運行時出現故障時,有可能導致電流電壓瞬間大過允許的電流電壓值,為避免這種現象的發生,需要對故障信號進行識別,并在識別到故障時采取相應的保護措施。
1.3監控系統變化
對于系統中變量電的監控,應采用傳感器實時感知并回饋結果。
1.4實時測量
除了以上數據,還需要其他的一些信號、參數值才有助于對系統的監測及科學方案的提出,而對于這些需求值應該采用專業設備進行實時測量。
二、電氣自動化控制系統發展的影響因素
影響電氣自動化控制系統發展的因素主要體現在三個方面:
2.1電子信息技術水平。電子技術以及信息技術是確保電氣自動化具有較高安全性與可靠性的基礎,可以說電子技術以及信息技術對電氣自動化的影響是支配性和決定性的,它是電氣自動化控制系統發展的工具基礎;
2.2物理科學技術水平。電氣自動化應用過程屬于物理科學的范疇,所以物理科學技術水平勢必會對電氣自動化控制系統的發展起到明顯的推動作用;
2.3其他現代科技的發展水平。其他現代科技發展水平對電氣自動化控制系統發展的影響主要體現在這些現代科技對電子信息技術水平和物理科學技術水平的帶動方面,同時現代技術中日新月異的設計方法、分析方法等也會為電氣自動化控制系統帶來變革。
三、電氣工程自動控制系統管理分析
3.1 自動控制系統選用
自動控制設備是電氣工程中自動控制技術的重要基礎,對整個自動控制技術的效率和安全科學性產生重大影響。目前大致可以分為三種類型,這三種類型是我國使用做多的,包括作業類設備、信息搜集傳遞設備、控制處理類設備。其中作業設備是指通過作業類設備可以實現開關、換閘、變壓、穩壓等一系列的電氣工程操作,這種功能增加了機器操作,減少了人工直接操作帶來的危險,節省了人力和物力的同時,提高了工作效率的準確性,現遠程控制和精確動作。這就要求先進的作業設備,例如磁型開關、自動控制變壓裝置等高端的產品。所謂的信息搜集傳遞設備是指,可以通過控制中心,完成對系統的實時動態時時刻刻的了解,其主要的設備有電子信號轉換器、系統運行監控設備和網絡傳輸設備等。第三類是控制處理類設備,控制中心的主要任務是,通過控制中心完成對系統的有效調控,主要的作用是避免了危險的活動,及時的消除隱患。在國際上,比較先進的自動化系統有無人化、智能化和高效化,這將是未來發展研究的重要課題,也是其發展趨勢。
3.2建立自動控制的系統結構
確定自動控制系統的主要處理的問題,根據這些內容,建立針對性的功能和管理階層,是每個電氣自動系統的重中之重,也是首先要明確的任務。這就要求工作人員建立詳細的模塊式管理,包括機械的模式會和人員管理的模式化。例如,建立數據管理、電氣工程管理、電力設施養護、運行監控、人員管理、外部環境、幫助等。只有將工作中的各種針對性的任務分配的詳細妥當,才能為企業的發展帶來最大化的經濟效益。
3.3電氣自動化的系統處理
系統在電氣方面主要要通過設備接地信號處理、傳輸信號屏蔽、選擇合適的抗干擾措施,經過這些系統化的處理,大大減少了生產過程中容易出現的故障,保證系統中的恒定誤差與隨機誤差最小。而且在惡劣環境作業時,適應能力特別強,不必擔心由于外界的條件,耽誤作業的連續性。但是,在軟件的管理上,需要加強技術水平,加強軟件的循環隊列和流量交叉時間的統計分析,直接進行流量的波形分析。
3.4電氣工程管理的數字化
世界已經進入網絡時代,數字化的發展遍布世界的各個角落。工業的數量越來越多,導致電氣工程運行和檢測管理的數字化發展已經成為管理的重要公共項目之一。數字化的使用,可以大大降低人工的使用數量,并且減少工作過程中,對人身的直接危害,同時,還可以提高工作效率。只要人工進行合理的操作即可,減少了很多復雜的環節。所以說,要想快速的發展電氣自動化管理,必須堅強數字化的廣泛應用。
四、電氣自動化系統的未來發展趨勢
4.1電氣自動化控制系統的統一化
電氣自動化控制系統對于產品的安裝、調試、維護等功能的實現都起著重要的作用,減少了從設計到產品之間的時間,降低了生產成本。電氣自動化控制系統的主要發展趨勢就是能夠把電氣自動化系統通用化,電氣自動化網絡結構應該保障現場的設施、計算機的監管體系、企業工程的管理體系之間數據交流的暢通。
4.2電氣自動化工程的生產將更加的安全
電氣自動化工程控制系統的一個發展方向就是安全防范技術的集成化,重點就是如何保證系統的安全性,即人、機、環境三者的安全實現。在非安全狀態時,用戶要如何選擇利用最低費用實現安全方案制定的問題。從硬件設備到軟件設備,從公共設施層到網絡層,對電氣自動化控制系統的安全與防范設計進行全面的研究。
4.3電氣自動化工程控制系統的創新技術
目前電氣自動化控制系統的發展正在從單一設備轉變成為向集成化多元化系統化的發展。電氣自動化工業企業應該不斷的提升自身的技術創新能力,對于具有自主知識產權的電氣自動化工程控制系統加大科研的投入,為電氣自動化的研究提供更加廣闊的空間。而政府同樣應該意識到電氣自動化工程控制系統在經濟發展當中的主導力量,加強政策上的扶持,建立和完善機制體系。企業應該打開自主創新的新局面,轉變經濟增長的模式,提高自主創新的實踐能力。
4.4電力系統中人工智能的應用
電力系統及其元件的故障診斷、運行分析、規劃設計等方面將模糊邏輯、專家系統以及進化理論應用到實際研究,并且結合電力工業發展的需要,開展了電力系統智能控制理論與應用的研究,同時也開展了在上述實用軟件研究的基礎上以提高電力系統運行與控制的智能化水平。
結語:電氣工程及其自動化技術在電力系統中的應用電力系統這一環節很復雜,含有很多環節。對于電氣控制系統的發展已經完全離不開自動化技術。也就是說,自動化技術的發展和革新帶來了電氣控制系統的迅速發展和進步。因此,對于電氣自動化控制系統的研究和探討就顯得越來越重要。
參考文獻:
【關鍵詞】電氣自動化 控制系統 應用 發展趨勢
一、引言
近年來隨者自動化控制系統在我們日常的現實生活中,得到了越來越廣泛的應用和發展,給人民的生活帶來了許多方便之處。科技的進步使電氣自動化控制系統的儀器與設備實現了大容量的數據傳輸,這就使得電氣自動化控制系統得到了更加廣闊的發展前景。對于電氣自動化控制系統不斷地自我改進,使電氣自動化控制系統成為我們日常生活中離不開的必需品,從而使得電氣自動化控制系統得到了進一步的提高,推動了社會的進步和發展。
二、電氣自動化控制系統的功能
對于現階段電氣自動化控制系統的基本形式和電氣自動化控制系統的基本特點。電氣自動化控制系統的功能有:控制發電組,并對變壓器產生保護作用,其次形成滅磁操作,同時具有切換控制磁的增減方式的操作;在此基礎上,同時具有自動和手動兩種形式操作同期并網;對于高壓6kV以上的工廠,能其所用電源進行必要的監視和基本的操作,這些操作包括對廠裝置狀態的操作、監視及低壓自動調節控制的裝置,對于380V的低壓廠來說,其所使用的電源的系列自投裝置控制;對于上圖是允許兩臺機共用的變壓器操作控制程序。對于電力自動控制系統必須全部實現在分散控制系統(簡稱DCS)中,對于這種模式來說,到目前為止,尚未得到充分的發展的,但是可以肯定的是其相關的技術已經有了較大的發展,因此對于分散控制系統這種模式在以后的將來肯定將會被廣泛應用。
三、電氣自動化控制系統的應用
(一)電氣自動化控制系統的應用
隨著IEC61131標準被廣泛接納,變成接口實現標準化。與此同時Windows也逐步的成為標準工控平臺。在此基礎上,使得網絡技術和PC在各行各業、方方面面得到廣泛發展和應用,從而很大限度的簡化了辦公平臺,同時為辦公平臺提供了易于維護的性能。我們主要針對電氣自動化控制在以下幾個方面的應用分析:監控方式集中化方面的應用、遠程和現場監控的實時呈現、工業上的應用進行分析和研究。
(二)電氣自動化控制系統在監控方式集中化方面的應用
對于綜合電氣自動控制系統的設計而言,最簡單有效的設計方法是通過集中監控的方式實現,這種模式對于控制站本身的性能要求并不高但是它具有維護簡便的特點,因此來說受到許多電氣自動控制方向人事的青睞。但是除了維護簡單,它還有相對比較嚴重的缺陷,就是必須加大對電纜的投資,此外一旦超過額定的距離限度,就會對抗干擾系統造成影響。在這種模式下,容易發生接線節點不到位的特點,這就必須經過二次接線,由于二次接線維護量大,一旦不慎,出現操作不當,就會帶來不必要的后果。
(三)電氣自動化控制系統在工業中的應用
自我國改革開放的口號提出以來。在工業方面,最大的改革和成就就是實現工業的自動化,工業的自動化離不開電氣自動化控制系統。據不完全統計,基本上所有的大中小型工廠都選擇性的使用電氣自動化控制系統的機器進行輔生產,由于電氣自動化控制系統的引入,極大推動工業的迅猛發展,這是我國能快速實現工業的自動化最重要的原因之一。在現階段,在十上提出以科學發展觀指導來發展工業,這位我國下階段工業的發展提供了指導方向和依據。
四、電氣自動化控制系統的發展趨勢
雖然我國電氣自動化控制系統技術及其應用方法取得了很大的發展,并在最近的十年間取得了巨大的成就,并且在某些方向有了自己的創造和發明,但是由于我國電力系統綜合自動化技術起步較晚,相較于國外的電氣自動化控制系統而言在很多方面與國外技術水平還有很大差距,因此我們必須通過學習和借鑒國外先進技術的同時,以我國的基本國情出發,并結合我國電氣自動化控制系統發展的實際情況,按照國外的方式提出一種自己的有效的發展模式。
近年來,隨著IED在電力自動化控制系統方面有了廣泛應用。為了盡可能快的達到國外的技術先進性,我國采用不同廠家IED設備的信息共享和互操作性,這就盡可能多的縮短了我國趕超其他發達國家的實踐。為了盡可能快的與國際接軌,我國內已經基于IEC61850標準,進行了電氣綜合自動化系統相關的產品的制作與研發,我們始終堅信在未來電氣綜合自動化系統相關的產品必將成為自動化系統的一個關鍵方向。
五、結語
綜上所述,雖然電氣自動化控制系統技術及其應用方面取得了較大的成就和發展,但是相較于國外先進的電氣自動化控制系統而言,我國的電氣自動化控制系統還遠沒有達到他們的水平。我們主要針對電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢進行分析和研究,相信隨著國家的大力支持,自動化控制系統必將在我們以后日常的現實生活中,得到了更廣闊的應用和發展。隨著國家的支持力度加大,對進一步的促進電氣自動化控制系統的發展打下了堅實的基礎,自動化技術在電力系統中的應用將會更加的深入。
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