時(shí)間：2022-04-13 05:44:58
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摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在我國電力行業(yè)中逐漸發(fā)展起智能化技術(shù)。作為近年來興起的高新技術(shù)，智能化技術(shù)是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能理論進(jìn)行結(jié)合的一種技術(shù)。雖然該技術(shù)的發(fā)展時(shí)間還比較短，但因其自身的優(yōu)勢，已在我國各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。本文首先概述智能化技術(shù)及其在電氣工程自動(dòng)化中應(yīng)用現(xiàn)狀，并對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與思想及應(yīng)用進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制；智能化技術(shù)；電氣工程
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，也帶動(dòng)了部分與電力相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。智能化技術(shù)的發(fā)展已成為電力行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。目前，隨著智能化技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動(dòng)了電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的不斷發(fā)展。隨著智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)控制中的廣泛應(yīng)用，大大推動(dòng)了電氣設(shè)備的智能化發(fā)展，并有效提高了電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，從而促進(jìn)我國供電企業(yè)的發(fā)展。
1 智能化技術(shù)
智能化技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)中一種重要的分支，其研究重點(diǎn)是通過計(jì)算機(jī)編程與設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)信息的收集、分析、判斷及自動(dòng)識(shí)別文字圖像等能力，以幫助人類在解決生活、工作中的各種問題。智能化技術(shù)是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、gps定位技術(shù)及精密傳感技術(shù)等進(jìn)行綜合應(yīng)用的技術(shù)。通過應(yīng)用智能化技術(shù)，能有效改善操作者的工作環(huán)境，并降低其勞動(dòng)強(qiáng)度，對操作者的工作效率與質(zhì)量能起到有效的提高作用[1]。另外，智能化技術(shù)在危險(xiǎn)性較高的施工領(lǐng)域中應(yīng)用，從而有效提高危險(xiǎn)性施工的安全性。在電氣工程自動(dòng)化中，智能化水平與自動(dòng)化程度得到有效的提高，不僅降低了設(shè)備的維護(hù)成本，還能有效提高其可靠性，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化操作。
2 在電氣工程自動(dòng)化中智能化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1 電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)
智能化技術(shù)能有效優(yōu)化電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，該優(yōu)化過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，既要運(yùn)用到電機(jī)電氣設(shè)備、電路及電磁場等方面的知識(shí)，還要求設(shè)計(jì)者必須要具備過硬的專業(yè)素質(zhì)與豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。在傳統(tǒng)的電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，主要是依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手工式的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)出現(xiàn)一定的不合理性與局限性，不利于電氣產(chǎn)品的全面發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，其在電氣設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，從而有效縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，且能有效提高產(chǎn)品的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。通過引進(jìn)智能化技術(shù)，能有效提升電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量[2]。
2.2 智能化控制
智能化技術(shù)在數(shù)據(jù)信息的收集與處理、運(yùn)行管理、操作控制、運(yùn)行監(jiān)控、畫面顯示、故障錄波、在線分析及參數(shù)的修改與設(shè)定上得到有效的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)這些方面的智能化控制，而部分控制功能于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。
2.3 智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的發(fā)展
智能化技術(shù)的研究與開發(fā)是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制的主要方向，其主要進(jìn)行電子電氣技術(shù)信息的收集和處理，在電氣工程自動(dòng)化控制中得到廣泛的應(yīng)用，且具有較強(qiáng)的實(shí)用性與適應(yīng)性。智能化技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)中的重要分支技術(shù)，其在電氣工程自動(dòng)化控制中的取得一定的成功，且已成為電氣工程技術(shù)發(fā)展的主要方向。
3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與思想
3.1 設(shè)計(jì)原則
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則就是要實(shí)現(xiàn)最大化的滿足生產(chǎn)工藝與機(jī)械設(shè)備對電氣控制的要求。其要求就是電氣設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，要求以檢測元件與工作循環(huán)圖等形式進(jìn)行提供，對于要求調(diào)速的設(shè)備，還要給出相應(yīng)的調(diào)速指標(biāo)。另外，在適應(yīng)控制要求的基礎(chǔ)上，要求設(shè)計(jì)方案必須要具有簡單性與經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)要有效處理好電氣設(shè)備與生產(chǎn)工藝之間的關(guān)系，并從設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)成本上進(jìn)行兩種關(guān)系的協(xié)調(diào)，并選用合理的電器元件，從而保證電氣設(shè)備的安全性與可靠性。
3.2 設(shè)計(jì)思想
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想就是要實(shí)現(xiàn)集中式的監(jiān)控，且設(shè)備運(yùn)行維護(hù)方便，對控制站的防護(hù)要求較低，且系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度較低等。但這樣的設(shè)計(jì)思想就要求將系統(tǒng)中的各種功能集中到相同的處理器上進(jìn)行處理。因此，該處理器上的處理任務(wù)非常繁重，從而對處理器的速度造成極大的影響。而遠(yuǎn)程監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)就是能有效節(jié)約大量的材料、安裝費(fèi)用，且可靠性與實(shí)用性較高。目前，現(xiàn)場總線監(jiān)控方式在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，且智能設(shè)備的安裝，可直接連接監(jiān)控系統(tǒng)通信，從而起到降低安裝成本與工作量。同時(shí)，現(xiàn)場總
線監(jiān)控的功能具有獨(dú)立、靈活、可靠性，也是電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢[3]。
4 在電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)的應(yīng)用
4.1 智能控制
在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)，能有效實(shí)現(xiàn)電氣工程控制的遠(yuǎn)程化、自主化、高效化及無人操作化，從而為智能化技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。目前，智能化控制技術(shù)在電氣自動(dòng)化技術(shù)中的普遍應(yīng)用已充分將智能化技術(shù)的優(yōu)勢充分地體現(xiàn)出來，并為該技術(shù)在社會(huì)各領(lǐng)域發(fā)展中提供良好的基礎(chǔ)。
4.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)
在傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)控制中，也會(huì)經(jīng)常涉及到電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，但由于電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)程序非常繁瑣，并對設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技術(shù)與工作經(jīng)驗(yàn)要求比較高，且需要結(jié)合電氣、電磁力等知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此，傳統(tǒng)中的自動(dòng)化系統(tǒng)主要是由設(shè)計(jì)者依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手工設(shè)計(jì)的，不僅達(dá)標(biāo)率非常低，且系統(tǒng)維護(hù)、修理難度比較大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)方案都是利用計(jì)算機(jī)輔助軟件與cad輔助設(shè)計(jì)完成的，不僅能有效縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，還能有效提高設(shè)計(jì)方案的使用性能與質(zhì)量。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用遺傳算法是智能化技術(shù)的具體形式，其在先進(jìn)性與實(shí)用性上的功能比較強(qiáng)大，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的有效優(yōu)化[4]。
4.3 故障診斷
電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)在長期的運(yùn)行中，電氣設(shè)備出現(xiàn)故障現(xiàn)象是無可避免的，而在電氣設(shè)備故障發(fā)生前，通常都會(huì)出現(xiàn)一系列與故障有關(guān)的征兆，因此需要采用有效的措施進(jìn)行及時(shí)、有效的處理。而智能化技術(shù)的應(yīng)用，就能對系統(tǒng)中的故障進(jìn)行有效、準(zhǔn)確、全方位的診斷。由于變壓器是電氣設(shè)備的組成部分，對電氣設(shè)備的正常運(yùn)行均有重要的意義。因此，電氣設(shè)備監(jiān)測人員要加強(qiáng)對其運(yùn)行情況檢測的重視，且要加強(qiáng)對設(shè)備的定時(shí)與不定時(shí)檢測與維修。但電氣故障由于長時(shí)間的運(yùn)行，其故障的產(chǎn)生是無可避免的，因此，必須要及時(shí)、準(zhǔn)確地找出故障部位與故障原因，并進(jìn)行及時(shí)、有效的檢修，以將電氣故障引起的損失降低最低。而智能化技術(shù)無疑是檢修故障的最佳選擇。在運(yùn)用智能化技術(shù)診斷變壓器故障時(shí)，最重要的診斷方法則是分析變壓器滲漏油的分解氣體，以快速、有效地找出變壓器故障的大體位置，并根據(jù)大體的位置逐漸縮小范圍進(jìn)行尋找，直到找到故障的具體位置，從而進(jìn)行有效的檢修[5]。通過智能化技術(shù)的應(yīng)用，不僅能有效減少對故障的診斷與檢修時(shí)間，還能有效預(yù)防故障對電氣設(shè)備造成嚴(yán)重的損害，還提升電力設(shè)備的運(yùn)行效率。
5 結(jié)束語
綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人工智能技術(shù)越來越成熟，隨著該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各種施工均實(shí)現(xiàn)了智能化。因此，在電氣工程自動(dòng)化中運(yùn)用智能化技術(shù)，能有效促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)，從而有效促進(jìn)企業(yè)的健康發(fā)展。
【摘要】隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)的不斷進(jìn)步，對礦產(chǎn)資源的需求越來越大。我國是產(chǎn)煤大國，同時(shí)，對煤炭的消耗量也很大。因此，政府對于煤礦的供需問題、管理問題都給予了高度的重視，加上我國每年發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率比較頻繁，基于對礦工人身安全負(fù)責(zé)的問題，經(jīng)過不斷研究，發(fā)現(xiàn)瓦斯爆炸等事故的發(fā)生與煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的不合理性密切相關(guān)。因此，完善煤礦通風(fēng)系統(tǒng)成為現(xiàn)階段一個(gè)重大的研究課題，將先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用到煤礦通風(fēng)系統(tǒng)，是促進(jìn)其合理化的一個(gè)重要途徑。本文通過介紹煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的重要性以及自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，對整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的控制流程加以闡述，推動(dòng)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的不斷趨于成熟和完善。
【關(guān)鍵詞】煤礦通風(fēng)系統(tǒng)；自動(dòng)化控制技術(shù)；應(yīng)用
煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的完善性是加強(qiáng)煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵手段，將自動(dòng)化控制技術(shù)積極應(yīng)用到煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，對煤礦的通風(fēng)狀況進(jìn)行監(jiān)管與控制，及時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，可以加強(qiáng)礦井通風(fēng)的效果，可降低瓦斯爆炸等災(zāi)害事故的發(fā)生，對災(zāi)害的發(fā)生也可以做出預(yù)警，從而，為煤礦的安全生產(chǎn)提供保障。
一、煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的重要性
我國是產(chǎn)煤大國，也是煤炭消耗大國，煤炭資源的生產(chǎn)和利用在很大程度上直接影響著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，煤炭生產(chǎn)的安全性管理也顯得頗為重要。其中，對煤礦安全生產(chǎn)影響最大的因素就是煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。煤炭通風(fēng)系統(tǒng)是保障礦井工人安全的必要措施，為了使他們在井下能夠用正常呼吸，利用通風(fēng)機(jī)為井下礦工輸送空氣，由于井下有很多濃度較高的有害氣體，通風(fēng)系統(tǒng)還可以稀釋這些有害氣體，直到這些氣體的濃度達(dá)到安全值。為了提高礦井工人對井下環(huán)境的適應(yīng)能力，通風(fēng)系統(tǒng)的另一個(gè)功能就是將井下的水蒸氣和熱量排出來，為礦工提供相對適宜的作業(yè)環(huán)境。
煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的合理性還可以大大降低瓦斯爆炸事件和火災(zāi)等事故的發(fā)生，也可以增強(qiáng)礦井的抗震、抗災(zāi)性能。每年因?yàn)橥咚贡ㄊ鹿仕鶐淼娜松韨龊徒?jīng)濟(jì)損失是十分重大的，國家制訂了一系列保障礦井工人生命安全的條例和措施，對井下空氣質(zhì)量和空氣含量的指標(biāo)都越來越嚴(yán)格，為井下的衛(wèi)生條件和空氣質(zhì)量的改善也會(huì)起到積極作用，改變礦井內(nèi)的空氣成分，增加空氣的含氧量，降低二氧化碳的濃度，稀釋礦塵和有害氣體的濃度，使整個(gè)礦井內(nèi)空氣的氣壓、溫度和濕度都發(fā)生了改變。努力為礦工提供相對舒適的工作環(huán)境，確保井下通風(fēng)的質(zhì)量，對礦工自身的身體健康狀況也提供了有力的保障。
二、煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)的必要意義
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)通過自動(dòng)化控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)，提高煤礦生產(chǎn)的可靠性和管理水平。構(gòu)建煤礦通風(fēng)自動(dòng)化控制體系，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)管和無人值班，不僅提高了工作效率，還節(jié)約了人力資源。
現(xiàn)階段我國煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的合理性還不夠完善，自動(dòng)化設(shè)備的使用大多比較分散、陳舊，這些因素對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全性、可靠性造成了直接的影響，對故障等的記錄不準(zhǔn)確、也無法實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的自我診斷，不能對整個(gè)通風(fēng)體系做到監(jiān)控管理，并作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，降低了通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。因此，在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)具有重大的必要意義，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，使煤礦通風(fēng)系統(tǒng)和安全生產(chǎn)管理不斷趨于完善，是至關(guān)重要的。
三、自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用
（一）自動(dòng)化控制技術(shù)的含義
自動(dòng)化控制技術(shù)通過通信網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)，對控制原件和設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的檢測和管理，這些元件都帶有通信接口，為實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測與控制提供了便利。其中，無線傳感器的應(yīng)用最為廣泛。
在對井下的工作人員進(jìn)行定位時(shí)，需要根據(jù)目標(biāo)的移動(dòng)特征來獲取有效信息和數(shù)據(jù)，建立目標(biāo)移動(dòng)的實(shí)際路線，gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號(hào)還無法對井下工作人員的位置進(jìn)行追蹤，因此，利用無線傳感器中的數(shù)據(jù)編排和數(shù)據(jù)查詢功能來獲取定位信息，確定井下人員的移動(dòng)狀態(tài)，對他們的活動(dòng)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于控制安全生產(chǎn)管理，對他們做出調(diào)度和事故預(yù)警。無線傳感器中還包括多點(diǎn)定位網(wǎng)絡(luò)，這樣就優(yōu)化了分布方式，改變了傳統(tǒng)的單水平軸線網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)方式，進(jìn)一步適應(yīng)和滿足了地下復(fù)雜的地質(zhì)和開采條件。多水平的跨層網(wǎng)絡(luò)會(huì)加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控性能，使布設(shè)方法更加合理化。自動(dòng)化控制技術(shù)中還包含著高
度的算法設(shè)計(jì)，對系統(tǒng)定位信息進(jìn)行核算和處理，不需要通過信號(hào)源，可以直接進(jìn)行計(jì)算，降低了硬件設(shè)施的投入成本，也提高了運(yùn)行效率。在4m之內(nèi)，可以避免干擾信號(hào)，對井下定位的基本需求沒有太大影響。高精度的系統(tǒng)定位算法設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括對盲區(qū)范圍、定位精度等的計(jì)算，隨著計(jì)算方法的不斷改進(jìn)，其適應(yīng)范圍也逐步擴(kuò)大。
（二）通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對于風(fēng)量的調(diào)節(jié)是關(guān)鍵內(nèi)容。可以通過設(shè)置變頻裝置，改變通風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小。另一種方法是通過改變百葉窗的角度和風(fēng)門的角度調(diào)節(jié)風(fēng)量。另外，采用定時(shí)控制裝置，實(shí)現(xiàn)對井下通風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制，加置爆破開關(guān)，在爆破后就會(huì)自動(dòng)通風(fēng)，為保障通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行提供了可靠保障。通過檢測元件，對井下空氣的溫度變化或者氣體濃度的改變，來進(jìn)項(xiàng)控制工作也是加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)效果的主要途徑，但這一技術(shù)有待進(jìn)一步研究和完善，也是未來煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中對自動(dòng)化控制技術(shù)新的發(fā)展方向。
（三）煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中對自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用原理
煤礦通風(fēng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)要接收和傳輸不同的信號(hào)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。依靠頻分制和時(shí)分制來完成多路信號(hào)的傳輸，按照不同頻率和不同時(shí)序一次傳輸信號(hào)，其中頻分制是最普遍的多路信號(hào)傳輸方式，因其電路簡單，不容易發(fā)生故障。
首先要對井下環(huán)境的狀況進(jìn)行深入了解，包括掌握井下氣壓、空氣的溫度和濕度，空氣中成分的含量以及有毒氣體的密度、濃度，這些數(shù)據(jù)的測量主要是通過傳感器來完成，通過光譜法和紅外線吸收來測量井下氧氣和二氧化碳的濃度，測量風(fēng)壓的時(shí)候依靠差壓變送器。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和分析，才能指導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中對自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用原理，如圖1所示。
圖1 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中對自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用原理
自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，對完善通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行和加強(qiáng)通風(fēng)效果起到了關(guān)鍵性的作用，安全生產(chǎn)和提高管理效率提供了保障。
四、結(jié)語
煤炭通風(fēng)系統(tǒng)在整個(gè)煤炭生產(chǎn)和管理過程中，占據(jù)著重要的地位。通風(fēng)系統(tǒng)對保障煤炭安全生產(chǎn)和礦井工人的人身安全及健康狀況都具有重要的意義。降低了煤炭生產(chǎn)事故的發(fā)生概率，盡可能地降低經(jīng)濟(jì)損失，帶來了很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中對自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，有效地提高了煤炭通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)質(zhì)量，便于對通風(fēng)狀況進(jìn)行整體把握和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了煤炭通風(fēng)系統(tǒng)的智能化監(jiān)控與管理。自動(dòng)化控制技術(shù)操作起來也簡單便捷，成為通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用中的核心內(nèi)容，使煤炭通風(fēng)系統(tǒng)不斷得趨于完善。
【論文關(guān)鍵詞】：電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)思想；系統(tǒng)功能
【論文摘要】：文章通過介紹電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，討論了目前電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想（以發(fā)電廠為例子），展望了將來電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。設(shè)各智能化水平的提高使得對現(xiàn)場設(shè)備狀況的精確掌握成為可能，通訊技術(shù)的發(fā)展則為大容量的數(shù)據(jù)傳輸提供了平臺(tái)。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，基于pc的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點(diǎn)正在被更多的采納。
一、電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能
根據(jù)單元機(jī)組的運(yùn)行和電氣控制的特點(diǎn)，應(yīng)將發(fā)電機(jī)一變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入ecs監(jiān)控。其基本功能 為：
1．發(fā)變組出口220kv/500kv斷路器、隔離開關(guān)的控制及操作。
2．發(fā)變組保護(hù)、廠高變保護(hù)、勵(lì)磁變壓器保護(hù)控制。
3．發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。包括啟勵(lì)、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，pss(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)的投退。
4．220kv/500kv開關(guān)自動(dòng)同期并網(wǎng)及手動(dòng)同期并網(wǎng)。
5．6kv高壓廠用電源監(jiān)視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動(dòng)啟動(dòng)等。
6．380v低壓廠用電源監(jiān)視、操作、低壓備自投裝置控制。
7．高壓啟/備變壓器控制和操作(2臺(tái)機(jī)共用)。
8．柴油發(fā)電機(jī)組和保安電源控制和操作。
9．直流系統(tǒng)和lps系統(tǒng)的監(jiān)視。
對于發(fā)變組保護(hù)等主保護(hù)和安全自動(dòng)裝置，因其設(shè)備已經(jīng)很成熟而且要求全部在dcs中實(shí)現(xiàn)其功能尚有一定難度，可能增加相當(dāng)大的費(fèi)用，故可以保留。但是它們與dcs間要口求接，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動(dòng)裝置信息，并可以通過dcs進(jìn)行事故追憶。
二、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想
1．集中監(jiān)控方式
這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加隨之而來的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)， 隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜，查線不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線或傳動(dòng)過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。
2．遠(yuǎn)程監(jiān)控方式
遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場總線(如lonworks總線，can總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。
3．現(xiàn)場總線監(jiān)控方式
目前，對于以太網(wǎng)(ethernet)、現(xiàn)場總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展， 這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、i/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨(dú)立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
三、探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
opc(oijeforprocess control)技術(shù)的出現(xiàn)，iec61131的頒布，以及microsoft的windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得未來的電氣技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。iec61131已成為了一個(gè)國際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。
pc 客戶機(jī)／服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和internet技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和it平臺(tái)的融和，電子商務(wù)的普及將加速著這一過程。internet／intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對當(dāng)前生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控，在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對未來的自動(dòng)化產(chǎn)品，如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。相對應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。
目前，現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，電氣工程及其自動(dòng)化已邁向生產(chǎn)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如何培養(yǎng)和造就社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的具有工程實(shí)際應(yīng)用能力的電氣工程人才，集科學(xué)性、先進(jìn)性、整體性、特色于一身的課程建設(shè)；理論與實(shí)踐、知識(shí)與技能緊密結(jié)合的既能“動(dòng)口”也能“動(dòng)手”的“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè)；立足人才培養(yǎng)目標(biāo)，按照高質(zhì)量、高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)的原則，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)資源的整合方面對電氣工程及其自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)行了探討。
1 電力系統(tǒng)中自動(dòng)化控制技術(shù)
1．1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化
電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要組成部分，由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備等，其主要是通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的，下級電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備(如測量控制等裝置)等構(gòu)成。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的主要功能是：電力生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、電力負(fù)荷預(yù)測、自動(dòng)發(fā)電控制(省級電網(wǎng)以上)、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度(省級電網(wǎng)以上)并適應(yīng)電力市場運(yùn)營的需求等。
1．2 變電站自動(dòng)化
變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監(jiān)視和電話人工操作，提高工作效率，擴(kuò)大對變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運(yùn)行水平。變電站自動(dòng)化的內(nèi)容就是對站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點(diǎn)是全微機(jī)化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設(shè)備；二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，盡量采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜；操作監(jiān)視實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化：運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化除了滿足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
1．3 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)(dcs)
發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)(dcs)一般采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由過程控制單元(pcu)、運(yùn)行員工作站(0s)、工程師工作站(es)和冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng))組成。過程控制單元(pcu)由可冗余配置的主控模件(mcu)和智能i／0模件組成。mcu模件通過冗余的i／0總線與智能fo模件通訊。pcu直接面向生產(chǎn)過程，接受現(xiàn)場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關(guān)量、脈沖量等信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理后進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成生產(chǎn)過程的監(jiān)測、控制和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。
運(yùn)行員工作站(0s)和工程師工作站(es)提供了人機(jī)接口。運(yùn)行員工作站接收pcu發(fā)來的信息和向pcu發(fā)出指令，為運(yùn)行操作人員提供監(jiān)視和控制機(jī)組運(yùn)行的手段，工程師工作站為維護(hù)工程師提供系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置和修改、系統(tǒng)診斷和維護(hù)等手段。
2 電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不斷推動(dòng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)步
隨著上世紀(jì)八十年代單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了全面的更新?lián)Q代。國產(chǎn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)和引進(jìn)的pc機(jī)技術(shù)為電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化、電廠監(jiān)控系統(tǒng)、變電站綜合自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。開發(fā)的應(yīng)用軟件可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、匯總、分類、分析、存檔、顯示、打印、報(bào)警、完成操作控制等任務(wù)。這～ 時(shí)期自動(dòng)化存在的主要問題是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、通信協(xié)議等方面缺乏工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的設(shè)備不能互連；計(jì)算機(jī)與各設(shè)備的通信一般為星形點(diǎn)對點(diǎn)連結(jié)，主要采用低速率的串／并行口通信方式，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性不太好，設(shè)備配置的靈活性也較差。
隨著上世紀(jì)90年代高性能工作站、服務(wù)器及軟件技術(shù)、信息處理技術(shù)、特別是高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電廠監(jiān)控、變電站自動(dòng)化、配電自動(dòng)化的技術(shù)水平上了一個(gè)新臺(tái)階，產(chǎn)品逐步發(fā)展成為一種開放式、分布式、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的新模式。與上一代產(chǎn)品相比可以大幅度減少電力電纜、通信電纜的用量，設(shè)備體積小還減少了占地面積等從而降低了建設(shè)成本，同時(shí)大幅度提高了系統(tǒng)的技術(shù)性能，增加了設(shè)備配置的靈活性、互換性和可維護(hù)性，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。最近幾年以來，各種嵌入式產(chǎn)品的出現(xiàn)，例如嵌入式高性能微處理器、嵌入式計(jì)算機(jī)、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式以太網(wǎng)等產(chǎn)品使電力系統(tǒng)中的裝置類設(shè)備如測量控制設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、數(shù)據(jù)通信控制器等得以再次更新?lián)Q代，裝置的硬件電路和應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)簡化，產(chǎn)品性能大大提高，裝置信息處理速度更快，功耗更低，功能擴(kuò)展能力更強(qiáng)。
3 當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化依賴it技術(shù)向前發(fā)展的重要技術(shù)
當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化依賴于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)繼續(xù)向前發(fā)展的主要熱點(diǎn)有：① 電力一次設(shè)備智能化；② 電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測；③ 光電式電力互感器；④ 適應(yīng)光電互感器技術(shù)的新型繼電保護(hù)及測控裝置；⑤特高壓電網(wǎng)中的二次設(shè)備開發(fā)。
3．1 電力一次設(shè)備智能化
常規(guī)電力一次設(shè)備和二次設(shè)備安裝地點(diǎn)一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強(qiáng)信號(hào)電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設(shè)備智能化是指一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮將常規(guī)二次設(shè)備的部分或全部功能就地實(shí)現(xiàn)，省卻大量電力信號(hào)電纜和控制電纜，通常簡述為一次設(shè)備自帶測量和保護(hù)功能。如常見的“智能化開關(guān)”、“智能化開關(guān)柜”、“智能化箱式變電站”等。
電力一次設(shè)備智能化主要問題是電子部件經(jīng)常受到現(xiàn)場大電流開斷而引起的高強(qiáng)度電磁場干擾，關(guān)鍵技術(shù)是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)問題。
3．2 電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測
對電力系統(tǒng)一次設(shè)備如發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、變壓器、斷路器、開關(guān)等設(shè)備的重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行長期連續(xù)的在線監(jiān)測，不僅可
以監(jiān)視設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，而且還能分析各種重要參數(shù)的變化趨勢，判斷有無存在故障的先兆，從而延長設(shè)備的維修保養(yǎng)周期，提高設(shè)備的利用率，為電力設(shè)備由定期檢修向狀態(tài)檢修過度提供保障。近年來電力部門投入了很大力量與大學(xué)、科研單位合作或引進(jìn)技術(shù)，開展在線狀態(tài)檢測技術(shù)研究和實(shí)踐并取得了一些進(jìn)展，但由于技術(shù)難度大，專業(yè)性強(qiáng)，檢測環(huán)境條件惡劣，要開發(fā)出滿意的產(chǎn)品還需一定時(shí)日。
3．3 光電式電力互感器
電力互感器是輸電線路中不可缺少的重要設(shè)備，其作用是按一定比例關(guān)系將輸電線路上的高電壓和大電流數(shù)值降到可以用儀表直接測量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，以便用儀表直接測量。其缺點(diǎn)是隨電壓等級的升高絕緣難度越大，設(shè)備體積和質(zhì)量也越大；信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍小，導(dǎo)致電流互感器會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，或發(fā)生信號(hào)畸變；互感器的輸出信號(hào)不能直接與微機(jī)化計(jì)量及保護(hù)設(shè)備接口。因此不少發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成功研究出新型光電式和電了式互感器，國際電工協(xié)會(huì)已了電子式電壓、電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)也有大專院校和科研單位正在加緊研發(fā)并取得了可喜成果。目前主要問題是材料隨溫度系數(shù)的影響而使穩(wěn)定性不夠理想。另一關(guān)鍵技術(shù)是，光電互感器輸出的信號(hào)比電磁式互感器輸出的信號(hào)要小得多，一般是毫安級水平，不能像電磁式互感器那樣可以通過較長的電纜線送給測控和保護(hù)裝置，需要在就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過光纖接口送出，模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等電子電路部分在結(jié)構(gòu)上需要與互感器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。在這里，電磁兼容、絕緣、耐環(huán)境條件、電子電路的供電電源同樣是技術(shù)難點(diǎn)之一。
3．4 適應(yīng)光電互感器技術(shù)的新型繼電保護(hù)及測控裝置
自從電力系統(tǒng)采用光電互感器技術(shù)后，與之相關(guān)的二次設(shè)備，如測控設(shè)備，繼電保等裝置的結(jié)構(gòu)與內(nèi)部功能將發(fā)生巨大的變化。首先節(jié)省了裝置內(nèi)部的隔離互感器、a／d轉(zhuǎn)換電路及部分信號(hào)處理電路，從而提高了裝置的響應(yīng)速度。但需要解決的重要關(guān)鍵技術(shù)是為滿足數(shù)值計(jì)算需要對相關(guān)的來自不同互感器的數(shù)據(jù)如何實(shí)現(xiàn)同步采樣，其次是高效快速的數(shù)據(jù)交換通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。
4 結(jié)束語
根據(jù)以上所述，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是電力系統(tǒng)的重要工作，因此，我們的工作人員應(yīng)對其不斷進(jìn)行探索和研究，提高了電力安全可靠性。還要結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析。從而保證電力系統(tǒng)工作的安全與發(fā)展。
【摘 要】自動(dòng)化控制器plc自20世紀(jì)90年展以來，其發(fā)展速度越來越快，自動(dòng)化控制技術(shù)也日益完善。本文分析了plc技術(shù)在自動(dòng)化控制中的重要地位、傳統(tǒng)plc技術(shù)與現(xiàn)代plc技術(shù)的區(qū)別以及現(xiàn)代plc的應(yīng)用和未來發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制；plc；發(fā)展趨勢
0 引言
自動(dòng)化控制是一種通過利用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其他信息實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度和管理。在自動(dòng)化的控制下能夠達(dá)到增加產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低消耗、提高產(chǎn)品安全性的目的。自動(dòng)化控制是現(xiàn)代控制領(lǐng)域中最重要的一項(xiàng)技術(shù)，對提高生產(chǎn)效率具有重要意義，在科學(xué)水平不斷進(jìn)步的今天，自動(dòng)化控制技術(shù)打上科技進(jìn)步的列車，呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。
1 plc技術(shù)在自動(dòng)化控制中的重要地位
自動(dòng)化控制技術(shù)自20世紀(jì)發(fā)展以來，其發(fā)展速度越來越快，對自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。自動(dòng)化控制技術(shù)主要包含三個(gè)層析，按照自下而上的順序可以分為基礎(chǔ)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化。在自動(dòng)化控制技術(shù)中，較為核心的部分就是基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化。在傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)中，plc和dcs在基礎(chǔ)自動(dòng)化中占據(jù)核心地位，而管理自動(dòng)化和過程自動(dòng)化由計(jì)算機(jī)和小型機(jī)組成。在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，80%的plc在i/0少于128點(diǎn)的小型系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛，且80%的plc應(yīng)用在20個(gè)梯形圖指令中就可以將問題解決[1]。從應(yīng)用的觀點(diǎn)來看，這一統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)向我們展示了傳統(tǒng)plc自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的重要作用，對滿足工業(yè)控制簡單實(shí)用、成本低廉、穩(wěn)定可靠的要求具有重要意義，從這一面來看，plc在控制領(lǐng)域占有穩(wěn)固的地位，從其發(fā)展至今不會(huì)輕易退出其發(fā)展的舞臺(tái)。plc技術(shù)之所以有如此重要的作用，與plc產(chǎn)品追求密不可分。plc在其發(fā)展中根據(jù)自身技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的需求為基本，同時(shí)與新數(shù)字技術(shù)和新信息技術(shù)緊密結(jié)合，且在推廣應(yīng)用過程中采用的是iec61131國際標(biāo)準(zhǔn)，編程的語言較為校準(zhǔn)，傳統(tǒng)的編程語言可以體現(xiàn)在現(xiàn)代的軟件中，plc的體系結(jié)構(gòu)、控制任務(wù)和控制要求等多方的軟件描述進(jìn)行了改造[2]。從1990年以來，plc在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的核心地位仍是巋然不動(dòng)。
2 傳統(tǒng)plc與現(xiàn)代plc之間的區(qū)別
傳統(tǒng)plc技術(shù)與現(xiàn)代plc技術(shù)之間的差別主要體現(xiàn)在cpu模塊、軟件模型等幾方面。從硬件來看，傳統(tǒng)plc技術(shù)cpu模塊只有一塊，儲(chǔ)存器的容量有限，在100kb以下，i/0以開關(guān)量為主，運(yùn)算速度上，傳統(tǒng)plc掃描時(shí)間更長，一般為幾十至幾百ms，背線總線采用的是傳統(tǒng)的低速系統(tǒng)總線。而現(xiàn)代plc的cpu模塊不再局限于一塊，可以多塊cpu模塊，儲(chǔ)存器的容量較大，且可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置，i/0有高低速開關(guān)量、模擬量和其他不同類型的信號(hào)，運(yùn)算速度較快，可以達(dá)到0.2ms，背板總線采用的是高速背板總線或與低速串行總線并存。從軟件方面來看，傳統(tǒng)plc技術(shù)采用的是符合iec61131.3軟件模型且可以運(yùn)行，編程語言上采用的是較為靈活且通用的編程語言，如c、c+等，操作系統(tǒng)上，采用的是基于pc的實(shí)施商用時(shí)鐘；現(xiàn)代plc軟件模型采用的是符合iec61131.3軟件模型，在編程語言上，采用的是iec61131.3模型標(biāo)準(zhǔn)編程語言，操作系統(tǒng)的掃描方式采用了時(shí)間驅(qū)動(dòng)和事件驅(qū)動(dòng)，且可以按照程序功能設(shè)置不同的掃描周期[3]。從技術(shù)層面上，傳統(tǒng)plc與現(xiàn)代plc之間的區(qū)別根本上體現(xiàn)在軟件模型的不同?，F(xiàn)代plc軟件模型在完整地接觸編程語言以外的全部內(nèi)容上表現(xiàn)較為出色，使現(xiàn)代plc突破了傳統(tǒng)plc的硬件體系結(jié)構(gòu)，使得現(xiàn)代plc技術(shù)簡單實(shí)用、成本低廉、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)更加突出，其應(yīng)用范圍也較為廣泛。
3 現(xiàn)代plc的應(yīng)用以及展望
3.1 現(xiàn)代plc的應(yīng)用范圍
由于現(xiàn)代突破了傳統(tǒng)plc的硬件體系結(jié)構(gòu)，其簡單實(shí)用、成本低廉、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)更加突出，因此在自動(dòng)化領(lǐng)域受到廣泛的親睞，成為了現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的主導(dǎo)力量。從應(yīng)用范圍上看，plc的應(yīng)用范圍主要開關(guān)量的邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、模擬量控制、過程量控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信6種。開關(guān)量的邏輯控制，plc可以借助邏輯控制和順序控制來替代繼電器，因此，plc在開關(guān)量邏輯控制方面應(yīng)用最為廣泛。運(yùn)動(dòng)控制在機(jī)床、機(jī)器人。裝配機(jī)械等方面運(yùn)用較為廣泛。模擬量控制，因plc技術(shù)具有可以將流量、溫度等模擬量數(shù)值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的功能，如此一來，就可以實(shí)現(xiàn)cpu處理控制和由轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)模擬量控制。過程控制，由于多路模擬量控制和i/o模塊，這樣就可以實(shí)
現(xiàn)閉環(huán)控制。數(shù)據(jù)處理，由于plc具有強(qiáng)大的運(yùn)算和處理能力，在數(shù)據(jù)采集、分析和處理中具有強(qiáng)大的優(yōu)勢。聯(lián)網(wǎng)通信，由于plc的連接功能較完善，不同系統(tǒng)之間可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信、數(shù)據(jù)信息共享和交換，從而形成多級分布式控制系統(tǒng)[4]。
3.2 現(xiàn)代plc的應(yīng)用應(yīng)注意的問題
plc所處的環(huán)境溫度具有一定的限制，一般處于0℃至50℃之間，因此在安裝plc的時(shí)候，要注意與發(fā)熱量較大設(shè)備上[5]。如果plc所安裝部位的溫度突破了其極限，則有可能造成控制失效，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的后果。由于plc的溫度范圍較小，所以在應(yīng)用plc時(shí)，要確保plc安裝于較大空間內(nèi)，且空間內(nèi)的通風(fēng)散熱效果較為理想，使plc的各個(gè)基本單元和擴(kuò)展單元之間的間隔要在30.5mm以上。開關(guān)柜上面的通風(fēng)百葉窗，可有可無，但是如果環(huán)境溫度處于50℃以上，那么就需要采取措施，如安裝風(fēng)扇來使通風(fēng)效果增強(qiáng)，進(jìn)而降低溫度，確保plc能夠正常工作。plc工作環(huán)境的濕度也需要進(jìn)行控制，要控制在85%以內(nèi)，對凝露現(xiàn)象也要注意控制，以避免其絕緣性遭到破壞。plc工作環(huán)境要保持平穩(wěn)狀態(tài)，不能出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)現(xiàn)象，為保證plc工作環(huán)境的穩(wěn)定性，可以采取一些減震措施。plc工作電源選擇上，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源，從而保證plc反饋信息的準(zhǔn)確性，提高plc工作的可靠性。
3.3 自動(dòng)化控制器件plc展望
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，plc技術(shù)也趁著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的東風(fēng)乘風(fēng)破浪，在plc技術(shù)上逐漸形成了pac技術(shù)。在工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展中，自動(dòng)化控制器件由最初的plc控制，發(fā)展到pc控制，再由傳統(tǒng)plc控制轉(zhuǎn)向現(xiàn)代plc技術(shù)和pac技術(shù)。plc技術(shù)的發(fā)展使其在自動(dòng)化市場中的地位更加牢固。而在plc技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的pac技術(shù)以其異型和異構(gòu)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)相互交換共享的優(yōu)勢，成為未來自動(dòng)化控制的主要發(fā)展趨勢。
4 結(jié)語
plc自動(dòng)化控制技術(shù)是科技發(fā)展的必然結(jié)果，自20世紀(jì)90年代以來，plc技術(shù)歷經(jīng)多個(gè)發(fā)展階段，不斷使自動(dòng)化控制技術(shù)得到優(yōu)化，在自動(dòng)化控制領(lǐng)域應(yīng)用也日益廣泛，相信在未來plc控制技術(shù)會(huì)更加完善，使工業(yè)自動(dòng)化水平提升到更高的平臺(tái)。
摘要：配網(wǎng)自動(dòng)化對于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要，本文介紹了配電自動(dòng)化的優(yōu)化自動(dòng)化系統(tǒng)控制方式，并對其操作要點(diǎn)進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；控制方式；操作要點(diǎn)
配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)是指利用通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常運(yùn)行和發(fā)生事故時(shí)的監(jiān)控、保護(hù)和供電企業(yè)的有關(guān)管理部門有機(jī)德爾融合在一起，能夠極大改善供電質(zhì)量，與用戶建立更見密切更加負(fù)責(zé)的緊密關(guān)系。根據(jù)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，配網(wǎng)自動(dòng)化可以分為配電管理系統(tǒng)自動(dòng)化、饋線自動(dòng)化（fa）、變電站自動(dòng)化（dms 主站）、用戶自動(dòng)化（需方管理dsm）in 個(gè)層次的內(nèi)容。電力配網(wǎng)具備電壓雙控，分布網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以通過tcp / ip協(xié)議和電壓互感器調(diào)度服務(wù)器和控制機(jī)獲得控制參數(shù)，包括功率因數(shù)、電壓參數(shù)。本文對配網(wǎng)自動(dòng)化控制方式與操作要點(diǎn)進(jìn)行探討，希望對讀者有所幫助。
一、配電網(wǎng)優(yōu)化自動(dòng)化系統(tǒng)框架
作為配電網(wǎng)優(yōu)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心，上位機(jī)優(yōu)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償器綜合協(xié)調(diào)遠(yuǎn)程投切控制。當(dāng)變電站的每一條饋線同時(shí)帶多臺(tái)補(bǔ)償器時(shí)，由于補(bǔ)償器之間的都是獨(dú)立運(yùn)行的，所以上機(jī)位就可以協(xié)調(diào)和控制每個(gè)補(bǔ)償器的正常運(yùn)行。在變電站的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，可以隨時(shí)的配電網(wǎng)的運(yùn)行情況以及饋線出口參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和管理，在變電站運(yùn)行時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的外網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，然后配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)就可以通過變電站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的tcp/tp協(xié)議接口，獲得不同饋線的首端參數(shù)，并且能夠?qū)Χ鄠€(gè)不同的補(bǔ)償器進(jìn)行有效的控制，保證其正常運(yùn)行。配電網(wǎng)優(yōu)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)，應(yīng)該是可以變化的系統(tǒng)，因?yàn)樵谡麄€(gè)電力系統(tǒng)工作時(shí)，往往會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)的辯護(hù)，這樣會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償器的容量、參數(shù)和位置也發(fā)生變化，因此配電自動(dòng)化系統(tǒng)必須是一個(gè)可以靈活變化的系統(tǒng)。
二、投切控制策略
通過優(yōu)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)與變電站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（scada）進(jìn)行相互溝通與聯(lián)系，可以將各個(gè)補(bǔ)償線路首端參數(shù)，包括有功功率、無功功率和功率因素進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)異常，上位機(jī)控制系統(tǒng)將會(huì)對出現(xiàn)問題的線路的補(bǔ)償器發(fā)送投入或者切除的命令，以保證整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
（一）投入控制策略
首先，應(yīng)該對功率因數(shù)進(jìn)行判斷，如果功率因數(shù)小于系統(tǒng)所設(shè)定的補(bǔ)償下限，那么將會(huì)投入當(dāng)前線路特定電容器抵償武功。根據(jù)線路和電容之間的拓?fù)?，電容器可以按照電容器容量逐漸遞減的方式進(jìn)行投入，而當(dāng)遇到相同的電容器時(shí)，則按照序號(hào)的遞減進(jìn)行排序投入。如果第一次投入的電容器不能滿足無功優(yōu)化狀態(tài)，則還要進(jìn)行再次的補(bǔ)償投入，優(yōu)化自動(dòng)化喜用自動(dòng)檢測到?jīng)]有滿足的狀態(tài)下，會(huì)自動(dòng)的重新選取電容器投入運(yùn)行，經(jīng)過多次的檢測和補(bǔ)償投入，最終會(huì)使整個(gè)配電網(wǎng)達(dá)到無功優(yōu)化狀態(tài)。①
（二）切除控制策略
當(dāng)無功功率小于0的時(shí)候，系統(tǒng)將會(huì)發(fā)送無功反送信息，這就說明線路的無功補(bǔ)償過多，產(chǎn)生了過補(bǔ)的問題。這時(shí)則必須切除已經(jīng)投入的電容器，按照先拆除與無功功率值最接近的電容器的順序進(jìn)行拆除。對于已經(jīng)投入的電容器，則按照容量遞增，序號(hào)遞增的原則進(jìn)行排序，選擇與無功功率最接近的電容器進(jìn)行一次切除。如果系統(tǒng)檢測到仍然存在過補(bǔ)的現(xiàn)象，則在下一個(gè)周期進(jìn)行切除電容器，以此類推，經(jīng)過多次的檢測和切除，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)非過補(bǔ)狀態(tài)。
（三）控制器投切控制方式
控制器設(shè)置有整定窗口，可以根據(jù)需要設(shè)定上下限值作為整定值。如果系統(tǒng)的控制器檢測到的電壓高于整定值，那么將會(huì)下達(dá)指令進(jìn)行電容器的切除；如果檢測電壓低于整定值，那么就會(huì)投入電容器。執(zhí)行上位機(jī)的命令，命令為投入時(shí)，整定窗口上移，整定值高于實(shí)際電壓，命令為切除時(shí)，整定窗口下移，整定值低于實(shí)際電壓，從而將整定窗口調(diào)節(jié)到最佳優(yōu)化?？刂破魍ㄟ^gprs取得與上位機(jī)聯(lián)系，但是如果上位機(jī)發(fā)送的連接確認(rèn)包沒有得到控制器的反饋信息，那么控制器將會(huì)獨(dú)立工作，自動(dòng)進(jìn)行電容器的投入和切除，直到與上位機(jī)取得聯(lián)系后會(huì)再次受控。
三、通信方式控制
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，通信手段也不斷增加，在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中，信息高速建設(shè)可供選擇的通信方式很多，應(yīng)該根據(jù)不同情況選擇不同的通信方式，以滿足經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠的原則。當(dāng)前，我國配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)使用的通信方式主要由光纖通信和移動(dòng)通信
兩種方式。②兩者之間的比較如下表所示：
總之，配電網(wǎng)自動(dòng)化是當(dāng)今電力系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢，因此，必須對配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和控制，合理操作，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制的技術(shù)發(fā)展越來越快，工業(yè)控制技術(shù)使得工廠的生產(chǎn)效率大幅提高，而工業(yè)控制器plc、工業(yè)pc等的應(yīng)用也大幅度提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，本文主要對工業(yè)控制進(jìn)行一下初步的了解。
0 引言：
工業(yè)自動(dòng)化控制主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。即是工業(yè)控制，或者是工廠自動(dòng)化控制。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)，電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。
工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀(jì)80年代初，隨著改革開放的春風(fēng)，國外先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“plc，變頻器，觸摸屏，伺服電機(jī)，工控機(jī)”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國的制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，為中國現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。
1 工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表
1.1 plc（可編程序控制器）
plc—可編程序控制器的英文為programmable logic controller，1968年美國gm(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求
①編程簡單，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序；?、诰S護(hù)方便，采用插入式模塊結(jié)構(gòu)；③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；④體積小于繼電器控制裝置；⑤數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；⑥成本可與繼電器控制系統(tǒng)競爭；?、呖芍苯佑?15v交流電壓輸入；⑧輸出量為115v、2a以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等；⑨通用性強(qiáng)，易于擴(kuò)展；⑩用戶程序存儲(chǔ)器容量至少4kb。
為了實(shí)現(xiàn)通用汽車提出的要求，第一臺(tái)適合其要求的plc（可編程序控制器）于1969年在美國成功制造出來，自從第一臺(tái)出現(xiàn)之后，隨之，日本、德國、法國也相繼開始了plc 的研發(fā)，并得到了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在主要生產(chǎn)plc 的廠家分別是：德國西門子、aeg，日本的三菱、美國ab，ge法國的te公司等。
我國的plc研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國隨國外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國外的plc。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，plc的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，plc在我國的應(yīng)用越來越廣泛，對提高我國工業(yè)自動(dòng)化水平起到了巨大的作用。
目前，我國不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)plc，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門a-b公司，北京和利時(shí)和杭州和利時(shí)，浙大中控等。
1.2 工控pc
由于基于pc的控制器被證明可以像plc一樣，并且被操作和維護(hù)人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用pc控制方案?；趐c 的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠(yuǎn)角度看，pc控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。
由于plc受pc控制的威脅最大，所以plc供應(yīng)商對pc的應(yīng)用感到很不安。
事實(shí)上，他們現(xiàn)在也加入到了pc控制“浪潮”中。
近年來，工業(yè)pc在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)pc主要包含兩種類 型：ipc工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如at96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化對工業(yè)pc的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和 冗余配置要求很高，現(xiàn)有的ipc已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是其他工控機(jī)，而ipc將占據(jù)管理自 動(dòng)化層。國家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動(dòng)化重大專項(xiàng)，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的pc-based控制系統(tǒng)，在3-5年內(nèi)，占領(lǐng)30%(50%的國內(nèi)市場，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
幾年前，當(dāng)“軟plc”出現(xiàn)時(shí)，業(yè)界曾認(rèn)為工業(yè)pc將會(huì)取代plc。然而，時(shí)至今日工業(yè)pc并 沒有代替plc，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因;另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng)windowsnt的原因。一個(gè)成功的pc-based控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)： 一是所有工作要由一個(gè)平臺(tái)上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A(yù)見，工業(yè)pc與plc的競爭將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度 高。工業(yè)pc不可能與低價(jià)的微型plc競爭，這也是plc市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)pc和plc之間，這些融 合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。
2 工控行業(yè)儀器儀表發(fā)展
工控儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成 自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；推進(jìn)具有自主版權(quán)自動(dòng)化軟件的商品化。
2.1 電工儀器儀表
電工儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)管理系統(tǒng)。2005年，中低檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率要達(dá)到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率達(dá)到80%。
2.2 科學(xué)測試儀器
科學(xué)測試儀器重點(diǎn)發(fā)展過程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)所需的汽車零部件動(dòng)平衡、動(dòng)力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主，到2005年在總產(chǎn)值中占50%～60%。
2.3 環(huán)保儀器儀表
環(huán)保儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)品，2005年技術(shù)水平達(dá)到20世紀(jì)90年代后期國際先進(jìn)水平，國內(nèi)市場占有率達(dá)到50%～60%，到2010年國內(nèi)市場占有率達(dá)到70%以上。
2.4 儀器儀表
儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產(chǎn)品，品種占有率達(dá)到70%～80%，高檔產(chǎn)品市場占有率達(dá)60%以上；通過科技攻關(guān)、新品開發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到國際20世紀(jì)90年代末水平，部分產(chǎn)品接近國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
2.5 信息技術(shù)電測儀器
信息技術(shù)電測儀器主要發(fā)展電測儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動(dòng)測試技術(shù)，綜合自動(dòng)化測試系統(tǒng)，新型元器件測量技術(shù)及測試儀器，在線測試技術(shù)，信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測試技術(shù)，多媒體測量技術(shù)以及相應(yīng)測試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等。
摘要：當(dāng)前，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為電力系統(tǒng)的 發(fā)展 趨勢。文章就變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：變電站 自動(dòng)化 系統(tǒng)
0 引言
隨著 科學(xué) 技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)不可避免地進(jìn)入了微機(jī)控制時(shí)代，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。
1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的概念
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以其簡單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點(diǎn)逐步為國內(nèi)用戶所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用。
1.1 系統(tǒng)概念
1.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想 完整的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)除在各控制保護(hù)單元保留緊急手動(dòng)操作跳、合閘的手段外，其余的全部控制、監(jiān)視、測量和報(bào)警功能均可通過 計(jì)算 機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來完成。變電站無需另設(shè)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，監(jiān)控系統(tǒng)完全滿足遙信、遙測、遙控、遙調(diào)的功能以及無人值班之需要。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來看有以下特點(diǎn)：①分布式設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用模塊化、分布式開放結(jié)構(gòu)，各控制保護(hù)功能均分布在開關(guān)柜或盡量靠近開關(guān)的控制保護(hù)柜上的控制保護(hù)單元，所有的控制、保護(hù)、測量、報(bào)警等信號(hào)均在就地單元內(nèi)處理成數(shù)據(jù)信號(hào)后經(jīng)光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，各就地單元相互獨(dú)立，不相互影響。②集中式設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用模塊化、集中式立柜結(jié)構(gòu)，各控制保護(hù)功能均集中在專用的采集、控制保護(hù)柜，所有的控制、保護(hù)、測量、報(bào)警等信號(hào)均在采集、控制保護(hù)柜內(nèi)處理成數(shù)據(jù)信號(hào)后經(jīng)光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。③簡單可靠。由于用多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的繼電器，可大大簡化二次接線。分布式設(shè)計(jì)在開關(guān)柜與主控室之間接線；而集中式設(shè)計(jì)的接線也僅限于開關(guān)柜與主控室之間，其特點(diǎn)是開關(guān)柜內(nèi)接線簡單，其余接線在采集、控制保護(hù)柜內(nèi)部完成。④可擴(kuò)展性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)可考慮用戶今后變電站規(guī)模及功能擴(kuò)充的需要。⑤兼容性好。系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)化之軟硬件組成，并配有標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊接口以及就地的i/o接口，用戶可按照自己的需要靈活配置，系統(tǒng)軟件也能容易適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的急速發(fā)展。
1.1.2 系統(tǒng)規(guī)范 采用目前最為流行的 工業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)軟件，unix操作系統(tǒng)，x窗口人機(jī)接口及tcp/ip 網(wǎng)絡(luò) 通訊規(guī)約。為滿足開放系統(tǒng)之要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般采用：可攜性軟件設(shè)計(jì)——容許硬件技術(shù)發(fā)展后之軟件轉(zhuǎn)換；標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品——容許整個(gè)系統(tǒng)高度兼容性能。
1.2 系統(tǒng)功能 系統(tǒng)與用戶之間的交互界面為視窗圖形化顯示，利用鼠標(biāo)控制所有功能鍵等標(biāo)準(zhǔn)方式，使操作人員能直觀地進(jìn)行各種操作。一般來說，系統(tǒng)應(yīng)用程序菜單為樹狀結(jié)構(gòu)，用戶利用菜單可以容易到達(dá)各個(gè)控制畫面，每個(gè)菜單的功能鍵上均有文字說明用途以及可以到達(dá)哪一個(gè)畫面，每個(gè)畫面都有報(bào)警顯示。
所有系統(tǒng)之原始數(shù)據(jù)均為實(shí)時(shí)采集。
系統(tǒng)應(yīng)用程序的每一項(xiàng)功能均能按用戶要求及系統(tǒng)設(shè)計(jì)而改編，以符合實(shí)際需要，并可隨變電站的擴(kuò)建或運(yùn)行需要而靈活地進(jìn)行擴(kuò)充和修改。一般情況下系統(tǒng)可按以下基本功能配置：①系統(tǒng)配置狀況；②變電站單線圖；③報(bào)警表；④事件表；⑤遙控修改繼電器整定值；⑥操作閉鎖；⑦電量報(bào)表；⑧趨勢圖。
1.2.1 變電站單線圖 單線圖可顯示變電站系統(tǒng)接線上各控制對象的運(yùn)行狀態(tài)并動(dòng)態(tài)更新，例如：①饋線開關(guān)之狀態(tài)，開關(guān)的狀態(tài)可用顏色區(qū)別。②開關(guān)的操作由鼠標(biāo)選擇對應(yīng)之開關(guān)或刀閘。③每路饋線之測量值可在同一畫面上顯示。④繼電器整定值可修改。
1.2.2 數(shù)據(jù)采集、處理 采集有關(guān)信息，如開關(guān)量、測量量、外部輸入訊號(hào)等數(shù)據(jù)，傳至監(jiān)控系統(tǒng)作實(shí)時(shí)處理，更新數(shù)據(jù)庫及顯示畫面，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其他功能提供必需的運(yùn)行信息。
1.2.3 運(yùn)行監(jiān)視 系統(tǒng)的運(yùn)行狀況可通過文字、表格、圖像、聲音或光等方式為值班人員及時(shí)提供變電所安全監(jiān)控所必需的全部信息。
①報(bào)警。按系統(tǒng)實(shí)際需要，用戶可以指定在某些事件發(fā)生時(shí)或保護(hù)動(dòng)作時(shí)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，如一般可設(shè)置在以下情況發(fā)出報(bào)警：開關(guān)量突變(如保護(hù)跳閘動(dòng)作)；斷路器位置錯(cuò)位；模擬量超過整定值；變壓器保護(hù)動(dòng)作(如瓦斯、溫度)。模擬量之越限值可在線修改。每個(gè)報(bào)警均有時(shí)間、報(bào)警信息及確認(rèn)狀態(tài)顯示。②事件。系統(tǒng)中所有動(dòng)作事件，如繼電保護(hù)動(dòng)作，斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的操作等。均可自動(dòng)打印及存入系統(tǒng)硬盤記憶，如設(shè)置對以下情況的事件進(jìn)行記錄：所有報(bào)警信息；操作人員確認(rèn)有關(guān)報(bào)警；開關(guān)的操作；繼電器動(dòng)作和狀態(tài)信息；系統(tǒng)通訊狀況。每個(gè)事件均有時(shí)間及有關(guān)信息文字說明，并可自動(dòng)打印記錄。③調(diào)整繼電器整定值。可通過系統(tǒng)主機(jī)或集中控制柜修改各繼電器的保護(hù)功能和整定值。所有遙改功能均為在線方式，修改完成后的定值將直接傳回對應(yīng)的繼電器儲(chǔ)存。④操作閉鎖。系統(tǒng)對所有操作對象均可設(shè)定閉鎖功能，以防止操作人員誤操作。⑤模擬量采集及報(bào)表產(chǎn)生。采集的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存於系統(tǒng)硬盤作為編輯報(bào)表的基礎(chǔ)。按變電站實(shí)際輸入的信號(hào)，可制作出不同的報(bào)表：有功電量日、月、年報(bào)表；饋線電流日、月、年報(bào)表。⑥趨勢圖。趨勢圖提供操作人員快速及直觀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，趨勢圖可分為圖形式或表格式兩種。
2 微機(jī)自動(dòng)保護(hù)裝置的應(yīng)用
一個(gè)35kv變電所改造工程中，成功地將國產(chǎn)的變電站微機(jī)保護(hù)裝置系統(tǒng)運(yùn)用于終端變電站。施工圖設(shè)計(jì)初期采用的是傳統(tǒng)的電磁式繼電器保護(hù)，并設(shè)置了信號(hào)屏。
2.1 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)與傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的比較 傳統(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)與微機(jī)保護(hù)裝置系統(tǒng)的主要區(qū)別，在于用微機(jī)控制的多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的電磁式繼電器，并取消了傳統(tǒng)的信號(hào)屏等裝置，相應(yīng)的信號(hào)都輸入至 計(jì)算 機(jī)。為便于集中控制，采用集中式設(shè)計(jì)——將所有的控制保護(hù)單元集中布置，整個(gè)變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡單清晰，所有設(shè)備由微機(jī)保護(hù)屏、微機(jī)采集屏、交直流屏和監(jiān)控系統(tǒng)組成。屏柜的數(shù)量較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式大量減少。由于各種微機(jī)裝置均采用 網(wǎng)絡(luò) 通訊方式與當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊而不是傳統(tǒng)的接點(diǎn)輸出到信號(hào)控制屏，因此二次接線大量減少。同時(shí)由于采用了技術(shù)先進(jìn)的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)來取代占地多、操作陳舊的模擬控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便。
2.2 微機(jī)保護(hù)的系統(tǒng)配置及監(jiān)控系統(tǒng) 系統(tǒng)保護(hù)由下列裝置組成：①線路保護(hù)裝置。②主變保護(hù)裝置——可完成變壓器的主、后備保護(hù)。③綜合保護(hù)裝置。④線路保護(hù)裝置。⑤電容器保護(hù)裝置。⑥備用電源自投裝置。⑦小電流接地檢測裝置。⑧綜合數(shù)據(jù)采集裝置。⑨監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能——數(shù)據(jù)采集、控制操作、畫面制作、監(jiān)視顯示、事故處理、制表與打印。
2.3 設(shè)計(jì)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意的問題
2.3.1 由于控制和保護(hù)單元都是采用微機(jī)裝置，故一些必要的開關(guān)量和模擬量應(yīng)從開關(guān)柜引至微機(jī)采集、保護(hù)屏。根據(jù)控制和保護(hù)要求的不同，輸入的量也不同。
2.3.2 開關(guān)柜與微機(jī)裝置之間的端子接線較簡單，大量的二次接線在微機(jī)采集控制單元和保護(hù)單元內(nèi)部端子連接。
2.3.3 傳統(tǒng)的繼電保護(hù)整定 計(jì)算 結(jié)果不能直接輸入到計(jì)算機(jī)，須轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)整定值。
該變電所投產(chǎn)運(yùn)行后，除開始操作人員對微機(jī)系統(tǒng)不熟悉原因使用過控制保護(hù)單元的緊急手動(dòng)按鈕外，基本上都在微機(jī)裝置和監(jiān)控計(jì)算機(jī)上操作，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好。
3 小結(jié)
變電站微機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)目前運(yùn)用得還不夠廣泛，但在先進(jìn)技術(shù)不斷 發(fā)展 的今天，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)以其系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和面向未來的概念正逐步取代了繁瑣而復(fù)雜的傳統(tǒng)控制保護(hù)系統(tǒng)。
摘要：針對油田集輸泵站生產(chǎn)操作和管理落后的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了自動(dòng)化控制系統(tǒng)。描述了opto22 me計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，以及它在集輸泵站分離器崗的應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果證明，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測、控制集輸處理過程中各生產(chǎn)部位的工藝參數(shù)，保證油氣集輸生產(chǎn)的安全進(jìn)行，優(yōu)化現(xiàn)場操作條件，提高生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：油田集輸泵站；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；實(shí)時(shí)監(jiān)控；分離器；應(yīng)用
一、前言
勝利油田現(xiàn)河首站投產(chǎn)于1965年，作為一個(gè)老站，設(shè)備陳舊老化，事故率、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、職工勞動(dòng)強(qiáng)度大的矛盾日益突出，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，集輸處理量不斷增加。由于監(jiān)測參數(shù)量多，以往靠人工檢測儲(chǔ)油罐液面、油水界面對盤庫不準(zhǔn)，手動(dòng)控制脫水器界面難度高，這些因素給首站生產(chǎn)操作和管理帶來很大困難。為適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，使生產(chǎn)和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，根據(jù)首站現(xiàn)狀，2004年實(shí)施了集輸泵站的自動(dòng)化改造，并成功地用于集輸泵站的自動(dòng)化生產(chǎn)中。
二、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)介紹
（一）me控制系統(tǒng)簡介
根據(jù)首站現(xiàn)狀，采用美國opto22公司的me計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)作為首站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的骨干結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)采用上、下位機(jī)方式，在現(xiàn)場采用多級cpu進(jìn)行控制處理，各i/o模塊對輸入輸出信號(hào)能提供4000v的隔離，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性、靈活性優(yōu)于其他系統(tǒng)。系統(tǒng)的上位機(jī)主要由工控機(jī)、控制軟件組成；下位機(jī)主要由控制器、智能板、i/o模塊組成。上位機(jī)與控制器通過100mb/s以太網(wǎng)進(jìn)行通信，控制器與智能板通過rs485進(jìn)行串行通信，i/o模塊直接插在智能板上。控制軟件從上位機(jī)通過以太網(wǎng)下載至控制器。
該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：一是可靠性高、二是可維護(hù)性高、三是智能化、四是實(shí)用性強(qiáng)。
（二）me控制系統(tǒng)構(gòu)成
站內(nèi)設(shè)有一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，分為兩級控制，上位機(jī)控制設(shè)在主控室，負(fù)責(zé)全站工藝流程數(shù)據(jù)管理，根據(jù)不同工藝流程，將控制崗位劃分為分離器崗、計(jì)量崗和外輸崗，每個(gè)崗位均設(shè)現(xiàn)場控制機(jī)一套，負(fù)責(zé)工藝流程顯示、數(shù)據(jù)采集與控制。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.現(xiàn)場控制單元
現(xiàn)場控制單元分布于聯(lián)合站的各個(gè)崗位，負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制策略的實(shí)現(xiàn)，是智能聯(lián)合站的核心部件。其采集數(shù)據(jù)主要包括：每臺(tái)分離器的液位、入口壓力和溫度、出口匯管壓力和溫度、脫水泵房和外輸泵房的進(jìn)出口壓力、溫度、流量泵的電流和電壓、每臺(tái)流量計(jì)的來油溫度和壓力。
各控制單元和上位監(jiān)控站同時(shí)作為控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，能進(jìn)行高速對等通訊。me控制系統(tǒng)采用的現(xiàn)場控制單元主控器為snap-lcm4 主控器，可支持串口、arcnet、以太網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)多種通訊方式組合，滿足工業(yè)現(xiàn)場的要求。me控制系統(tǒng)采用snap-b3000單元處理器，其主要功能是可完成和主控器之間的多種通訊方式，并對主控器的要求作出快速的響應(yīng)；實(shí)現(xiàn)i/0的智能化，處理簡單的邏輯功能，對本單元的i/0點(diǎn)進(jìn)行定期掃描。
2.上位機(jī)監(jiān)控站
上位機(jī)監(jiān)控站可以通過組態(tài)構(gòu)成各種功能畫面，借助于這些畫面可以完成對生產(chǎn)過程的監(jiān)視及控制。它主要顯示參數(shù)總貌、工段、細(xì)目、趨勢、流程圖畫面、設(shè)備啟停狀態(tài)及pid調(diào)節(jié)功能、系統(tǒng)顯示畫面示意及各種報(bào)表功能，系統(tǒng)數(shù)據(jù)覆蓋了全部生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，便于形成完整的實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，圖2和圖3分別為分離器區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示畫面和工藝流程顯示畫面。
聯(lián)合站的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)進(jìn)入信息中心的數(shù)據(jù)庫中，通過分析軟件，可及時(shí)形成各類分析圖表。使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)頁瀏覽器可以對系統(tǒng)信息進(jìn)行監(jiān)測，生產(chǎn)運(yùn)行情況、設(shè)備情況、計(jì)量數(shù)據(jù)、油氣產(chǎn)量等數(shù)據(jù)一目了然。
三、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在分離器崗的現(xiàn)場應(yīng)用及效益分析
（一）現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例
實(shí)例1：2005年3月12日凌晨3點(diǎn)，操作人員發(fā)現(xiàn)1#分離器采油六隊(duì)的液位由原來的0.98mm降到0.65mm，壓力由0.28mpa降到0.23mpa，及時(shí)到現(xiàn)場進(jìn)行檢查，排除了分離器的故障，經(jīng)過分析判斷，認(rèn)為是采油六隊(duì)的來液量減少，立即與采油六隊(duì)聯(lián)系。經(jīng)過巡線，發(fā)現(xiàn)是采油隊(duì)一個(gè)計(jì)量站的外輸管線穿孔。由于首站發(fā)現(xiàn)及時(shí)，使采油隊(duì)在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，避免了場地污染等事態(tài)的擴(kuò)大。
（二）有助于操作人員準(zhǔn)確調(diào)節(jié)油氣分離器
油氣分離器工作的好壞，以分離質(zhì)量和分離程度來衡量，分離質(zhì)量差，不但隨氣體流失了本該納入液相的輕質(zhì)油，降低了原油的質(zhì)量和數(shù)量，而且氣管線中存在的液相原油會(huì)增大阻力損失，嚴(yán)重時(shí)甚至堵塞氣管線，分離程度不好，造成出油管串氣，減少產(chǎn)氣量。采用自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)后，操作人員能夠根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)節(jié)，使分離器液位始終保持在1/2～2/3的位置，保證了分離器的分離效果，減小過多的氣體造成沉降罐內(nèi)液體的攪動(dòng)，提高了原油計(jì)量的準(zhǔn)確性，并最大限度地增加產(chǎn)氣量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
四、結(jié)論
本文介紹的自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能先進(jìn)，在油田集輸泵站中，能夠適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，使生產(chǎn)和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測、控制集輸處理過程中各生產(chǎn)部位的工藝參數(shù)， 有效防止生產(chǎn)事故的發(fā)生，具有推廣使用價(jià)值。
摘要：隨著我國改革開放的深入，我國的工業(yè)發(fā)展開始進(jìn)入一個(gè)新的臺(tái)階。而隨著工業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境問題卻也不可忽視。在這眾多問題之中又以與我們的密切相關(guān)的水環(huán)境污染為問題之首。對這些污水進(jìn)行控制特別是自動(dòng)化控制也應(yīng)該成為社會(huì)的研究問題之一。本文就從污水處理自動(dòng)化控制展開探討，而提出了污水處理自動(dòng)化的控制設(shè)計(jì)思路以及設(shè)計(jì)要求，同時(shí)對控制系統(tǒng)組成以及功能也做出了探討分析，希望你能為污水的處理控制以及環(huán)境的保護(hù)有點(diǎn)益處和貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng) 應(yīng)用現(xiàn)狀 plc控制
引言：近年來, 我國的污水處理技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化控制技術(shù)的飛快發(fā)展以及我國電氣設(shè)備市場上各種各樣繼電器以及傳感器等電氣設(shè)備的改進(jìn)和發(fā)展也開始有了一個(gè)新的發(fā)展。 而對污水處理采用現(xiàn)代先進(jìn)自動(dòng)化控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是整個(gè)污水處理行業(yè)的必然發(fā)展方向,而且采用現(xiàn)代先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠給污水處理系統(tǒng)帶來的高質(zhì)量、低消耗以及穩(wěn)定可靠的運(yùn)行, 而且這也能同時(shí)使的污水處理技術(shù)得到長足的發(fā)展和應(yīng)用。
1.污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用以及應(yīng)用的現(xiàn)狀
污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)在當(dāng)前社會(huì)的污水處理有著其不可忽視的作用但是在污水處理的應(yīng)用之上的現(xiàn)狀卻是不容樂觀，下面簡述一下污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用以及應(yīng)用現(xiàn)狀。
污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用主要在于能夠?qū)ξ鬯奶幚磉M(jìn)行整個(gè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制，而達(dá)到污水處理系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行以及能夠降低系統(tǒng)運(yùn)行成本的同時(shí)而保證了污水處理的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)真正的無人值守的污水處理的目的。不僅如此，污水處理自動(dòng)化也能夠?yàn)榄h(huán)保部門的污水監(jiān)控提供技術(shù)的支持。
盡管污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用如此明顯，但是現(xiàn)在的應(yīng)用現(xiàn)狀卻是有點(diǎn)令人堪憂。由于地域的不同以及資金的局限，在很多的公司對污水處理的系統(tǒng)還是依靠污水處理系統(tǒng)采用的檢測為手段，而進(jìn)行檢測的儀表基本為國產(chǎn)的離線儀表達(dá)不到污水處理的要求。不僅如此污水處理的監(jiān)測手段也是先取樣后測量, 而以測量結(jié)果調(diào)整污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，這種不連續(xù)的污水處理系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)不到時(shí)代的需求。
2.污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)要求
污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)根據(jù)不同的污水污染程度而有著不同要求，所以污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)要求要根據(jù)這些而做到具體。在設(shè)計(jì)思路上，應(yīng)該充分考慮到污水處理工藝的要求，做到處理的工藝過程協(xié)調(diào)統(tǒng)一并能夠?qū)崿F(xiàn)中央化的控制。而在設(shè)計(jì)的要求上主要應(yīng)該注意三點(diǎn)也就是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的三個(gè)模塊。第一，時(shí)序控制模塊。也就是通山的定時(shí)控制裝置, 也就是指的是特定時(shí)間啟動(dòng)的特定的設(shè)備。第二，反饋控制模塊。也就是對污水處理的情況進(jìn)行控制和檢測保證系統(tǒng)的優(yōu)化控制。第三，數(shù)據(jù)資料模塊。也就是系統(tǒng)對數(shù)據(jù)以及資料的采集，數(shù)據(jù)庫的管理等功能，而以便工作人員對系統(tǒng)的分析管理。
3.污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成和實(shí)現(xiàn)以及功能擴(kuò)展
污水處理自動(dòng)化的控制系統(tǒng)在有了設(shè)計(jì)思路之后以及設(shè)計(jì)要求之后那么就是對系統(tǒng)的組成以及系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)的功能擴(kuò)展了，下面對對這三大塊進(jìn)行探討分析和闡述。
3.1污水
理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成
污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成主要也可以分為三個(gè)方面。第一那就plc的運(yùn)用，在污水處理過程之中，對控制的要求極大，所以可編程控制器(plc) 因可以控制幾十點(diǎn)的小型plc 到上千點(diǎn)的大型plc而能夠很好的符合在污水處理之中的控制要求，而且其可靠性和較高的性價(jià)比在污水處理控制系統(tǒng)中也是極有優(yōu)勢的。第二，污水處理自動(dòng)化系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)的組成。對這個(gè)組成的原則可靠，經(jīng)濟(jì)而易于維護(hù)。而具體到面那就是以中央控制層進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控，而現(xiàn)場控制層進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集以及現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行，至于就地動(dòng)手層那就是現(xiàn)場的控制開關(guān)做到分散管理。而這三層組成能夠?qū)ο到y(tǒng)做到進(jìn)行集中管理而控制分散的原則。第三，系統(tǒng)安全裝置。也就是系統(tǒng)的安全保障。污水的處理系統(tǒng)過于復(fù)雜也導(dǎo)致系統(tǒng)的故障可能性高，好的安全裝置能夠避免事故的發(fā)生。
3.2污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
要做到污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，那么就應(yīng)該對系統(tǒng)裝置有一些要求，特別是系統(tǒng)的硬件和軟件的組成要有所甄別以及選取，以便能夠做到系統(tǒng)的優(yōu)化控制。而污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件來說，系統(tǒng)的硬件應(yīng)該主要由監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)(上位機(jī)) 、pl c( 可編
程控制器)以及屬于控制和檢測的電氣控制柜現(xiàn)場監(jiān)測儀表等組成。而系統(tǒng)的軟件更要注意了，按照國內(nèi)污水處理的要求以及目前目前系統(tǒng)人機(jī)界面開發(fā)軟件來看，首先就是通用流行的in to u c h 、fix、w iz co n 、kin g v ie w , 另外就是一些國內(nèi)的plc 廠家自主開發(fā)的r s v ie w 、e o n e etp、w in e e 等。而且國內(nèi)污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)基本上也都是在經(jīng)典的w ind ow s 或nt 上開發(fā)以及運(yùn)行,而 常用于在w ind ow s 和nt 上的數(shù)據(jù)庫引擎有sql se rv e r 以及m ysql和in teth a se，所以在運(yùn)用時(shí)應(yīng)該據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇運(yùn)用，以實(shí)現(xiàn)污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的最佳運(yùn)行。
3.3污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展
污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)由于其選擇的處理系統(tǒng)以及各種硬件軟件的使用借助也能夠?qū)崿F(xiàn)一些功能性的擴(kuò)展。第一，那就是上位機(jī)的功能擴(kuò)展。這項(xiàng)功能主要基于plc的運(yùn)用，在plc 保證基本系統(tǒng)控制功能的同時(shí),而又能夠極好的運(yùn)用系統(tǒng)資料庫的歷史數(shù)據(jù)以及存檔的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過系統(tǒng)自己對比分析,而得到了系統(tǒng)工藝處理的優(yōu)化參數(shù), 在使用上位機(jī)將現(xiàn)有的自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)擴(kuò)展成為了一個(gè)擁有動(dòng)態(tài)模擬與優(yōu)化控制的模擬優(yōu)化控制系統(tǒng),從而 提高控制水平。第二，控制系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展，由于plc模塊化的功能能夠使得在加入合適的軟件功能之下就能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展。第三，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制的功能性擴(kuò)展。這是基于污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為核心的特點(diǎn)，而采用目前國內(nèi)市場成熟的有關(guān)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基于internet的遠(yuǎn)程性控制，而做到對污水處理系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
結(jié)束語：總而言之，污水的處理現(xiàn)在已經(jīng)是社會(huì)的問題也是環(huán)境保護(hù)的重要點(diǎn)，在我國環(huán)保的產(chǎn)業(yè)內(nèi)容中，午睡的處理還是占有很大的分量的，所以做好污水處理的工作是有其必要性的。而污水的自動(dòng)化控制出路系統(tǒng)在如今的社會(huì)看來有著不可替代的功能，它的管理功能，運(yùn)行效果以及科學(xué)的管理和過程的控制都是如今污水處理必不可少的。但是，作為污水處理控制自動(dòng)化的從業(yè)人員在好好地利用污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的同時(shí)也應(yīng)該要更加努力的深入研究，而為我國的污水處理事業(yè)做出自己的貢獻(xiàn)。
【摘要】工業(yè)電氣工程之所以得到迅速發(fā)展，與自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用密不可分。本文根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，研究了工業(yè)電氣工程中自動(dòng)化控制技術(shù)的主要方式，并以此為基礎(chǔ)，總結(jié)出工業(yè)電氣工程中自動(dòng)化控制技術(shù)的強(qiáng)化管理措施，分析出自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)電氣工程中的具體作用，為今后自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)電氣工程；自動(dòng)化控制技術(shù)；強(qiáng)化管理
前言
隨著我國社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，促進(jìn)了工業(yè)電氣工程行業(yè)的進(jìn)步。電氣控制在工作過程中具有精度高、操作簡單等特點(diǎn)，并通過與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣工程生產(chǎn)中的無人參與、減少人工操作等環(huán)節(jié)，提高工業(yè)身產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)力投入。工業(yè)電氣工程中的自動(dòng)化控制技術(shù)，不僅為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供可靠性，也成功將勞動(dòng)力從繁、危險(xiǎn)的環(huán)境中解放出來。
1工業(yè)電氣工程中自動(dòng)化控制技術(shù)的主要控制方式
1.1遠(yuǎn)程控制方式
遠(yuǎn)程控制方式是工業(yè)電氣工程中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要控制方式，在生產(chǎn)過程中能夠幫助企業(yè)節(jié)省材料，提高生產(chǎn)效率和可靠性以及減少各種安裝費(fèi)用等，還能與其他技術(shù)進(jìn)行組合。一般來說，現(xiàn)場控制總線技術(shù)是遠(yuǎn)程控制中常見的一種方式。例如：由于工業(yè)電氣工程在生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行大量的信息通訊，一些小型企業(yè)在通訊中運(yùn)用到了CAN等總線通訊，但這種通訊方式在信息傳播速度上相對較慢，因此，該控制技術(shù)比較適用于小型系統(tǒng)監(jiān)控。
1.2集中控制方式
想要良好的實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)，就必須有控制作為其中媒介，通過工作人員的相關(guān)操作，從而為電氣自動(dòng)化技術(shù)施加一定約束，使其運(yùn)作形式規(guī)范化，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的創(chuàng)造。對于集中控制方式來說，在操作上較為簡單，同時(shí)也是自動(dòng)化控制技術(shù)中較為重要的控制技術(shù)。該技術(shù)的控制原理是將系統(tǒng)中全部功能集中到一個(gè)系統(tǒng)處理器中，這樣可以避免系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)功能分散，讓工業(yè)電氣生產(chǎn)變得簡單流暢。同時(shí)，也節(jié)省了工作人員對自動(dòng)化控制系統(tǒng)的保養(yǎng)時(shí)間與維護(hù)時(shí)間，只需對單一系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)即可，這在一定程度上節(jié)約了能源，并將工作效率提升[1]。但對于這種系統(tǒng)過于集中來說，也會(huì)出現(xiàn)一定弊端，主系統(tǒng)在工作過程中需要下達(dá)和接受繁雜的命令，稍有不慎，主系統(tǒng)就會(huì)因?yàn)楣ぷ髁窟^重出現(xiàn)損壞，最終影響整個(gè)生產(chǎn)效率，對工業(yè)電氣工程生產(chǎn)極為不利。
1.3現(xiàn)場總線控制方式
在現(xiàn)場總線控制方式使用過程中，具有較強(qiáng)的目的性，可以對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況也確定間隔設(shè)計(jì)。另外，這種現(xiàn)場總線控制不但包含了遠(yuǎn)程控制的優(yōu)點(diǎn)，還可以減少大量的模擬量變送器以及間隔設(shè)備的使用等，通過智能安裝和與監(jiān)控系統(tǒng)的對接，節(jié)省了大量維修和身產(chǎn)成本。在現(xiàn)場總線控制中，由于各個(gè)環(huán)節(jié)相互獨(dú)立，即使系統(tǒng)中的某一設(shè)備因?yàn)楣收隙Ｖ构ぷ?，也不?huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配合，可以將其他相似功能的設(shè)備接入到系統(tǒng)中，為整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供了保障。也正是因?yàn)樯鲜鰞?yōu)勢，現(xiàn)場總線控制方式在工業(yè)電氣工程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。
2如何加強(qiáng)工業(yè)電氣工程中的自動(dòng)化控制技術(shù)管理
2.1采用數(shù)字化控制
在經(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展的大環(huán)境中，在一定程度上推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的科技化、數(shù)字化發(fā)展。所以說，數(shù)字化建設(shè)必然會(huì)成為工業(yè)電氣工程中的主要建設(shè)項(xiàng)目。電氣工程的本身就是科技不斷發(fā)展的產(chǎn)物，近年來相關(guān)技術(shù)也得到了不斷發(fā)展和完善，使得工業(yè)電氣工程在發(fā)展建設(shè)中與數(shù)字化控制相結(jié)合，這在一定程度上推動(dòng)了自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
2.2實(shí)施系統(tǒng)處理機(jī)制
在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用過程中，電氣方面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要是通過抗干擾措施、傳輸信號(hào)屏蔽裝置以及接地信號(hào)處理等措施，這對于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行來說具有重要意義，體現(xiàn)出了系統(tǒng)處理機(jī)制的作用。另外，這種系統(tǒng)處理機(jī)制還可以對電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況和生產(chǎn)記錄進(jìn)行分析，更具其運(yùn)行狀態(tài)判斷其是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)異常，就會(huì)發(fā)出緊急警報(bào)，維護(hù)人員會(huì)根據(jù)報(bào)警信息迅速確定故障位置，將故障及時(shí)進(jìn)行排除，避免系統(tǒng)運(yùn)行受到影響。
2.3因地制宜選擇設(shè)備
自動(dòng)化控制設(shè)備時(shí)工業(yè)電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)備，而自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行情況直接影響到整個(gè)工業(yè)電氣工程的運(yùn)行效率和安全性。一般來說，自動(dòng)化控制設(shè)備主要有以下兩種：①控制處理類設(shè)備，包括處理器、終端控制設(shè)備等，通過控制處理類設(shè)備的相互作用，來對整體工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行有效調(diào)整，處理突發(fā)問題，最終保證系統(tǒng)能夠在正常情況下運(yùn)行。②信息搜集和傳遞設(shè)備，包括信號(hào)傳輸設(shè)備和電子信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備等。信息收集傳遞設(shè)備可以對整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，將信息反饋給控制中心，實(shí)現(xiàn)對自動(dòng)化系統(tǒng)中的所有設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證故障信息得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。
3自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)電氣工程中的具體應(yīng)用
3.1變電站
在工業(yè)電氣工程系統(tǒng)中，變電站是重要組成部分之一，對電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化實(shí)施也有重要促進(jìn)意義。在傳統(tǒng)變電站日常工作過程中，大多數(shù)都需要人工操作才能完成，比如說：數(shù)據(jù)收集、信息反饋等，但由于眾多因素的相互影響，人們在工作過程中很容易出現(xiàn)差錯(cuò)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)的整體運(yùn)行受到影響。通過在變電站中加入繼電保護(hù)和終端通信系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對變電站的整體綜合控制，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和命令下達(dá)，實(shí)現(xiàn)了即使沒有人員駐守，也能保證變電站的合理化運(yùn)行[2]。
3.2發(fā)電廠
發(fā)電廠DOS的分布控制如圖1所示，DOS控制也被稱為分散控制，采用分層分布的方式，由OS、ES、PCU以及以太網(wǎng)等設(shè)備構(gòu)成，主要的功能就是實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠中所有的信息收發(fā)工作。對于該功能的實(shí)現(xiàn)主要有以下兩個(gè)途徑：（1）根據(jù)DCS的向上傳遞部位的不同信息，系統(tǒng)會(huì)掌握主機(jī)以及其他工作站的實(shí)施狀況，通過監(jiān)控進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。（2）根據(jù)DCS接受到的下行指令，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對各個(gè)監(jiān)測部位的活動(dòng)展開協(xié)調(diào)工作，從而實(shí)現(xiàn)全面控制。與此同時(shí)，DCS因?yàn)閮?chǔ)存信息的功能不同，還可以對出現(xiàn)故障的部位提供一定的診斷和維修幫助，從而保證維護(hù)工作的順利進(jìn)行。通過在發(fā)電廠DCS中應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，不但能使工業(yè)電氣工程中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到合理優(yōu)化，加快信息傳遞效率，還能從根本上保證信息準(zhǔn)確率的提升，讓控制工作更加精確。
4總結(jié)
綜上所述，通過在工業(yè)電氣工程中使用自動(dòng)化控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，并提高工業(yè)身產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，從而推動(dòng)我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。在此基礎(chǔ)上來進(jìn)行發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)，可以方便工作人員對工業(yè)電氣工程進(jìn)行全面控制，降低人工作業(yè)內(nèi)容，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此，相關(guān)工作人員一定要重視自動(dòng)化控制技術(shù)的研究工作，為我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)基礎(chǔ)。
作者:邢麗敏 單位:天津市電力公司路燈處
【摘要】智能化技術(shù)是科技發(fā)展的產(chǎn)物，目前在電氣工程自動(dòng)化控制中有良好的應(yīng)用效果。智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中發(fā)揮著重要作用，在提升電氣工程質(zhì)量的同時(shí)還對其效率有很大程度的改善。本文首先介紹了智能化技術(shù)的理論基礎(chǔ)，之后針對智能化技術(shù)的特點(diǎn)，以及在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用展開詳細(xì)論述。
【關(guān)鍵詞】智能化；電氣工程；自動(dòng)化控制；應(yīng)用
前言
隨著科技的發(fā)展，智能化技術(shù)在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，目前應(yīng)用效果最佳的是在電氣工程自動(dòng)化控制中。對于電氣工程來說，自動(dòng)化控制是非常重要的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的控制方式弊端明顯，工作效率低，對電氣工程行業(yè)發(fā)展起到制約作用。智能化技術(shù)的出現(xiàn)就很好的解決了這些問題，它借助計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)完成人工智能，使得電氣工程自動(dòng)化控制更加精準(zhǔn)，工作效率大幅提高，讓我國電氣工程行業(yè)擁有更良好的發(fā)展環(huán)境，給其發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。
1智能化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)理論
智能化技術(shù)在具體應(yīng)用上具有很大價(jià)值，這項(xiàng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)包含的內(nèi)容非常豐富，涉及領(lǐng)域廣泛，所以智能化技術(shù)具有很強(qiáng)的綜合性，在很多領(lǐng)域都有很好的運(yùn)用成效。智能技術(shù)的應(yīng)用主要是在智能設(shè)備的開發(fā)上，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)讓設(shè)備獨(dú)立完成危險(xiǎn)系數(shù)較高的工作。在進(jìn)行智能技術(shù)研發(fā)的時(shí)候，工作重點(diǎn)一直放在電子電氣技術(shù)中。對于電氣自動(dòng)化控制的智能研究來說，研究電子電氣技術(shù)和信息處理技術(shù)是必須完成的內(nèi)容，這樣能夠讓最終技術(shù)具有良好的適用性和安全性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及，作為高端技術(shù)的智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制方面得到應(yīng)用。
2電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)的特點(diǎn)
隨著科技水平的提升，我國電氣自動(dòng)化技術(shù)得到發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到智能化水平，電氣工程控制實(shí)現(xiàn)智能化是最顯著的表現(xiàn)，和傳統(tǒng)意義上的控制相比具有自身獨(dú)特的特征。
2.1無人化控制
智能化技術(shù)具有顯著優(yōu)勢，在具體電氣工程自動(dòng)化控制中得到廣泛認(rèn)可。在進(jìn)行電氣設(shè)備調(diào)節(jié)時(shí)候使用智能化技術(shù)減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，只需要調(diào)節(jié)具體技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)無人操控。
2.2智能化控制器無需控制模型
與傳統(tǒng)使用的控制器相比，智能化控制器具有明顯優(yōu)勢，能夠有效對自動(dòng)化控制器的精密系數(shù)進(jìn)行提高。在實(shí)際操作中，傳統(tǒng)的控制器如果要控制的對象動(dòng)態(tài)方程相對復(fù)雜，那么控制器就不能對其進(jìn)行有效控制，導(dǎo)致被控對象的模型設(shè)計(jì)受到阻礙。工作中運(yùn)用智能化技術(shù)，模型設(shè)計(jì)不需要進(jìn)行，這樣就排除了不能對模型設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)測的情況。
2.3智能化控制器處理數(shù)據(jù)具有一致性
所有輸入的數(shù)據(jù)都能夠利用智能化控制器對其進(jìn)行處理得到工作預(yù)估結(jié)果。通常來說，控制對象具有可變性，所以需要控制的對象各不相同，這就使得控制器表現(xiàn)出不同的控制效果。面對具有多樣性的控制對象，智能化技術(shù)也不能達(dá)到全面對控制對象進(jìn)行控制。這就為日后的智能化控制器指引了研究方向，讓智能化控制器能夠根據(jù)具體被控對象的特征進(jìn)行分類控制。
2.4提高了電氣工程系統(tǒng)控制水平
智能化技術(shù)在電氣工程中的使用能夠提高對系統(tǒng)的控制水平，首先能夠?qū)﹄姎夤こ滔嚓P(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效控制，同時(shí)還能排查出電氣工程中存在的安全隱患，對其進(jìn)行預(yù)警并實(shí)施反饋調(diào)節(jié)。通過這樣的方式有效減少電氣工程運(yùn)行中的故障發(fā)生率。
3智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用
3.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
現(xiàn)如今，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電氣工程自動(dòng)化中有較廣泛的應(yīng)用，這一系統(tǒng)包含兩個(gè)子系統(tǒng)，一個(gè)是利用電氣動(dòng)態(tài)參數(shù)而使用在定子電流的辨別控制上，另一個(gè)利用機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)而使用在轉(zhuǎn)子速度的辨別控制上。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)造具有多層的前饋性，在控制過程中最常使用的是反向?qū)W習(xí)算法。智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)估計(jì)器抗噪音干擾能力較好，同時(shí)又擁有很好的一致性，不用借助控制模型，這一系列優(yōu)勢決定了智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍，最常用的是模式識(shí)別和信號(hào)處理，對于電氣傳動(dòng)來說有很好的控制效果。在診斷系統(tǒng)以及條件監(jiān)控決策時(shí)候，智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有良好的可靠性，主要是因?yàn)樗軌蚴褂貌⑿薪Y(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。
3.2智能控制
智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用使得電氣工程的操作得到改善。首先，在控制上實(shí)現(xiàn)了無人操作技術(shù)，電氣工程操作更加高效、自主，無人操作技術(shù)的實(shí)現(xiàn)使得人工投入減少，工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低。其良好的使用效果也給智能化技術(shù)提供了更好的發(fā)展平臺(tái)；其次，智能化技術(shù)的應(yīng)用對其性能優(yōu)越性予以了肯定，這就為智能化技術(shù)拓展應(yīng)用領(lǐng)域打下基礎(chǔ)。
3.3優(yōu)化設(shè)計(jì)
電氣工程自動(dòng)化控制過程中不可避免的會(huì)融入電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，通常來說設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁雜的工作，要對所有涉及到的知識(shí)有深入的了解，還要知道如何運(yùn)用這些知識(shí)；除了對相關(guān)知識(shí)的掌握，充足的工作經(jīng)驗(yàn)也是不可缺少的因素。實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合手工完成設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)上最常用的方法，所以得到的方案要想達(dá)標(biāo)較難，修改起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力。隨著智能化技術(shù)的出現(xiàn)，方案設(shè)計(jì)都利用計(jì)算機(jī)完成，在節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間的基礎(chǔ)上，提升設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，同時(shí)使得設(shè)計(jì)方案具有更佳的使用性能。在對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化的過程中，通常使用智能化設(shè)計(jì)中的遺傳算法，這一方法的實(shí)用性非常強(qiáng)，智能化技術(shù)的應(yīng)用使得設(shè)計(jì)得到合理優(yōu)化。
3.4故障診斷
在電氣工程系統(tǒng)工作過程中，不可避免會(huì)有設(shè)備故障的情況發(fā)生，通常情況下，故障的發(fā)生不會(huì)是突然的，都會(huì)有不同的征兆存在，在電氣工程中使用智能化技術(shù)就能對故障進(jìn)行有力的診斷。在電氣設(shè)備的使用中，變壓器占有重要地位，所以技術(shù)人員對變壓器的監(jiān)測十分重視，這就需要對變壓器進(jìn)行不定時(shí)的檢測，通過這一工作環(huán)節(jié)能夠減小故障率但是不能杜絕故障發(fā)生。對于變壓器監(jiān)測工作來說使用智能化技術(shù)就能第一時(shí)間對故障進(jìn)行診斷，最大程度降低電氣故障的發(fā)生。在變壓器的智能化技術(shù)診斷工作中，針對變壓器滲漏出油體的分解氣做出相應(yīng)的分析，是對變壓器進(jìn)行診斷的主要方式，用最短的時(shí)間對變壓器的故障范圍進(jìn)行確定，最終找到準(zhǔn)確的故障發(fā)生點(diǎn)之后完成檢修工作。通過智能化技術(shù)，首先對故障診斷及檢修速度進(jìn)行提升，其次還杜絕了故障損害電氣設(shè)備的情況發(fā)生，有效延長了電氣設(shè)備的使用壽命。
4結(jié)束語
綜上，智能化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程自動(dòng)化控制上有助于電氣工程行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在電氣工程中運(yùn)用智能化技術(shù)能夠讓電氣工程自動(dòng)化控制變成現(xiàn)實(shí)，在提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)降低人力投入。電氣工程自動(dòng)化控制智能化技術(shù)具有無法比擬的優(yōu)勢，這就決定了在電氣工程中得到良好的應(yīng)用效果，在控制、設(shè)計(jì)，故障診斷等方面都得到有效運(yùn)用。隨著電氣工程自動(dòng)化控制要求越來越嚴(yán)格，就需要技術(shù)研究人員不斷探索，讓智能化技術(shù)的應(yīng)用有更好的效果。
作者:劉姜偉 單位:江蘇自動(dòng)化研究所
摘要：
本文結(jié)合某凈水廠的工藝流程，分析了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件及硬件設(shè)計(jì)選型。
關(guān)鍵詞：
工藝流程；計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)；硬件設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)；PLC
1凈水廠概況
浙江某凈水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬m3/d，供水水源為水庫水，原水經(jīng)7kmDN800引水管道進(jìn)入凈水廠，供水系統(tǒng)為全程重力自流供水，出廠水經(jīng)消毒后重力自流至城區(qū)配水管網(wǎng)。
2工藝流程
本工程凈水處理系統(tǒng)工藝流程為：源水來自水庫，依次進(jìn)入綜合池、V型濾池、清水池，經(jīng)處理后，輸送至城市管網(wǎng)。本工程污水處理系統(tǒng)工藝流程為：綜合池產(chǎn)生的污泥排入排泥水調(diào)節(jié)池、提升至濃縮池濃縮后，進(jìn)入污泥脫水機(jī)房，脫水后污泥外運(yùn)。濾池的反沖洗水經(jīng)回用水池提升至綜合池回用。本工程各類藥劑投加點(diǎn)：礬投加至管道混合器，石灰和高錳酸鉀投加至管道混合器前，粉末活性炭投加至折板反應(yīng)池中部，氯氣投加至管道混合器前、清水池進(jìn)水管和清水池出水管。
3中央控制室計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)
中央控制室計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)于生產(chǎn)調(diào)度大樓的中控室，采用具有C/S（客戶機(jī)/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)形式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)可支持B/S（瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)形式，并可以與上級系統(tǒng)和周邊系統(tǒng)鏈接，現(xiàn)場站與中央控制室之間通過工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。中央控制站主要完成全廠的數(shù)據(jù)通信和調(diào)度管理。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立在開放的、可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，系統(tǒng)中的硬件和軟件都具有可靠性、開放性和先進(jìn)性。操作員站采用基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的Windows7操作系統(tǒng)，服務(wù)器操作系統(tǒng)采用WindowsServer2008操作系統(tǒng)。
3.1計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
全廠控制網(wǎng)絡(luò)分三層。第一層為信息層：由2臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)、2臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器、1臺(tái)WEB服務(wù)器、1臺(tái)工程師站、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等的基于IEEC802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)組成，在中央控制室設(shè)置1套100/10Mbps24口工業(yè)以太網(wǎng)交換器，用超五類網(wǎng)線相連，形成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第二層為控制層：由中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)至廠內(nèi)現(xiàn)場主站基于IEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)組成。第三層為設(shè)備層：由現(xiàn)場控制主站至設(shè)備控制箱、現(xiàn)場儀表基于IEC61158標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線或常規(guī)I/O組成。
3.2計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
服務(wù)器及控制計(jì)算機(jī)選用DELL產(chǎn)品。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)采用MOXA品牌，PLC和觸摸屏均采用施耐德公司的產(chǎn)品。不間斷電源選用APC產(chǎn)品。
1）計(jì)算機(jī)技術(shù)性能
（1）CPU：酷睿i5-4570（四核，3.20GHzTurbo，6MB）。
（2）內(nèi)存：DDR34GB。
（3）硬盤：SATA串行硬盤500G。
（4）光驅(qū)：光驅(qū)DVD±RW。（5）顯示器：24寸寬屏液晶顯示器。
2）數(shù)據(jù)服務(wù)器技術(shù)性能
（1）CPU：英特爾至強(qiáng)六核E5-2630。
（2）內(nèi)存：4GBRDIMM，1600MT/s，低電壓，單列，x4帶寬。
（3）硬盤：300GB15KRPM6Gbps近線SAS熱插拔硬盤*4。
（4）光驅(qū)：DVD。
3）工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)性能
（1）工業(yè)級以太網(wǎng)產(chǎn)品，符合標(biāo)準(zhǔn)的IEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，支持STP/RSTP協(xié)議，可構(gòu)建快速冗余以太環(huán)網(wǎng)，單臺(tái)自愈時(shí)間≤30ms。
（2）帶有SNMP管理單元。
（3）支持Port-basedVLAN協(xié)議，可以對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活的子網(wǎng)劃分。
（4）支持QoS，對信息設(shè)定不同的優(yōu)先權(quán)。
4）UPS不間斷電源技術(shù)參數(shù)
（1）雙變換在線式。
（2）具有較強(qiáng)的抗過載能力，至少要能夠達(dá)到125%的過載。
（3）具有人性化觸控式按鍵，清晰易懂的LED界面，可完整顯示UPS狀態(tài)、負(fù)載、電池容量、電池更換指示等詳細(xì)信息。
（4）能夠在130V~275V輸入電壓范圍內(nèi)正常使用。
（5）具備短路保護(hù)裝置，發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)停機(jī)，故障消除后自動(dòng)恢復(fù)。
（6）具備防雷擊保護(hù)裝置。
3.3計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
工業(yè)監(jiān)控軟件采用亞控公司的KingSCADA開發(fā)平臺(tái)，在此平臺(tái)上設(shè)計(jì)開發(fā)用戶所需的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)過程工藝儀表采集到的數(shù)據(jù)，生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行中狀態(tài)信號(hào)和電氣數(shù)據(jù)以及化驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他信息等，協(xié)調(diào)和管理全廠的生產(chǎn)調(diào)度，打印生產(chǎn)報(bào)表、繪制趨勢曲線圖，報(bào)警及事件記錄。生成凈水廠的生產(chǎn)工藝流程、變配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖，反映生產(chǎn)工藝流程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、完成報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)、歷史趨勢曲線的存儲(chǔ)、顯示和查詢。生成各類生產(chǎn)運(yùn)行管理的班報(bào)、日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)表。在線生產(chǎn)成本分析系統(tǒng)具有對任意一個(gè)或多個(gè)時(shí)間段的生產(chǎn)成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢、比較、分析等功能，為生產(chǎn)決策提供可靠依據(jù)。
4自動(dòng)化控制系統(tǒng)
自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用PLC控制器，通過采集現(xiàn)場儀表的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和控制設(shè)備的狀態(tài)信息，根據(jù)現(xiàn)場工藝的要求，實(shí)現(xiàn)凈水廠的過程控制、順序控制、連鎖控制、設(shè)備的開機(jī)、停機(jī)等各種操作，完成凈水廠的自動(dòng)控制。自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、高性能PLC及智能化儀表。集中管理生產(chǎn)過程中的信息，以實(shí)現(xiàn)整體操作、維護(hù)、管理和優(yōu)化；同時(shí)，也使得控制風(fēng)險(xiǎn)分散，提高系統(tǒng)可靠性。
4.1控制系統(tǒng)站點(diǎn)分布
本工程在廠區(qū)設(shè)置5個(gè)PLC主站和11個(gè)PLC濾池子站。5個(gè)PLC主站分別為：綜合池PLC主站、反沖洗泵房PLC主站、脫水機(jī)房PLC主站、加藥間PLC主站、加氯間PLC主站，每個(gè)濾格設(shè)置一個(gè)濾池子站，共11個(gè)濾池子站。PLC主站與SCADA服務(wù)器組成100M工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)。所有PLC主站按無人值守的運(yùn)行管理方式。
4.2控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)管理、工藝流程、構(gòu)筑物位置分布相對分散的特點(diǎn)，系統(tǒng)選用施耐德電氣基于可編程序控制器（PLC）的控制系統(tǒng)。每個(gè)控制主站采用施耐德電氣的ModiconQuantum熱備系統(tǒng)（CPU67160系列）。11個(gè)濾格子站，采用施耐德電氣的ModiconM340（BMXP342020系列）控制系統(tǒng)。140CPU67160是ModiconQuantum系列最高端控制器，專用于雙機(jī)熱備冗余系統(tǒng)。CPU采用Pentium型芯片，主頻266MHz，內(nèi)置RAM，并提供兩個(gè)PCMCIA擴(kuò)展插槽，能夠很容易地滿足最大限度要求的程序擴(kuò)展和數(shù)據(jù)保存。存儲(chǔ)器容量可以用PCMCIA卡（存儲(chǔ)程序、常數(shù)、變量名和注釋，備份文件等）進(jìn)行擴(kuò)展。集成Modbus、ModbusPlus、TCP/IP（熱備端口）、USB等多種通信端口，便于與其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。CPU上集成液晶顯示屏幕，用于顯示系統(tǒng)的運(yùn)行、故障、通信等狀態(tài)信息和設(shè)置系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。帶有后備電池的SRAM，可以在控制器斷電的情況下保存應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。140CPU67160集成了100M的光纖通信端口，完成主備CPU模塊的數(shù)據(jù)同步。QuantumCPU使用可擦寫存儲(chǔ)器技術(shù)，支持控制器的執(zhí)行存儲(chǔ)和指令集。這一最新的非易失存儲(chǔ)器技術(shù)，在不更換存儲(chǔ)器卡的情況下只需通過Modbus或ModbusPlus即可實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)更新。
4.3控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
各PLC現(xiàn)場控制站設(shè)計(jì)具有下列功能：
（1）具有實(shí)時(shí)監(jiān)測所屬監(jiān)控工藝流程范圍內(nèi)的生產(chǎn)過程參數(shù)（壓力、流量、液位）、水質(zhì)參數(shù)（溫度、濁度、PH值、余氯等），并對采集的上述參數(shù)進(jìn)行處理同時(shí)供上位機(jī)儲(chǔ)存、顯示。
（2）具有實(shí)時(shí)監(jiān)測所屬監(jiān)控工藝流程范圍內(nèi)主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并對其進(jìn)行采集、處理同時(shí)供上位機(jī)儲(chǔ)存、顯示。
（3）具有全自動(dòng)控制或調(diào)節(jié)計(jì)量泵、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等設(shè)備。
（4）具有自動(dòng)進(jìn)行越限保護(hù)處理和設(shè)備故障自動(dòng)進(jìn)行保護(hù)。
（5）具有可靠的安全措施，具有保護(hù)口令，防止越權(quán)修改程序。
（6）系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自檢功能和故障自恢復(fù)功能。能夠承受運(yùn)行中的各種干擾。
4.4控制系統(tǒng)開放性和可擴(kuò)展性
開放性的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)可以保證系統(tǒng)具有較長的生命周期，系統(tǒng)在投入運(yùn)行以后可能會(huì)有一些變化調(diào)整，因此系統(tǒng)必須具有靈活的結(jié)構(gòu)，具有良好的開放性，在軟件和硬件的配置上能靈活增減。具有強(qiáng)大的系統(tǒng)維護(hù)和診斷功能，保證系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠性是整個(gè)系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。PLC、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、監(jiān)控軟件等系統(tǒng)核心部件以及斷路器、開關(guān)電源、繼電器、接線端子等易損件均選用工業(yè)級、抗干擾能力強(qiáng)，在凈水廠自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域有長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的國內(nèi)外知名品牌。整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠在嚴(yán)格的工業(yè)環(huán)境下長期、穩(wěn)定地運(yùn)行。系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)滿足國內(nèi)、國際的安全標(biāo)準(zhǔn)，并且易配置、易接線、易維護(hù)、隔離性好，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，抗腐蝕，適應(yīng)較寬的溫度變化范圍，能夠承受工業(yè)環(huán)境的苛刻條件。系統(tǒng)提供高度的在線維護(hù)性能。任何節(jié)點(diǎn)故障、離線或從系統(tǒng)中移去不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行，具有標(biāo)準(zhǔn)的對外通信接口，便于與其他控制系統(tǒng)通信。選用高質(zhì)量的設(shè)備搭建的系統(tǒng)架構(gòu)，不僅可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，也將大大減少投運(yùn)后的維護(hù)工作量、并節(jié)約二次投入的資金，同時(shí)避免因系統(tǒng)故障導(dǎo)致的損失。
作者：斯東浩 單位：浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司
