自动化控制设计大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇自动化控制设计范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

1 前言

自动化技术在开发我国矿业资源、促进矿业经济发展、实现矿山生产现代化的进程中起着不可替代的作用。因此，将自动化技术应用于传统煤炭企业的改造具有现实意义，它可以提高企业现代管理水平，改变煤炭工业的形象。在上世纪的60年代逐渐兴起的遥感技术，以其具有高速、精确、快捷等特点，被广泛的应用于农业领域、资源领域、环境领域、生态领域、地质及海洋领域等。煤矿区是一种不同的背景、不同的要素之间互相作用而形成的相对复杂的区域，人们的高强度的开采使自然环境遭到了严重的破坏，极大的改变了生态环境，造成了大气和水体等方面环境污染，当然也引发许多的地质灾害，笔者经过对今年来的有关这方面的科技成果的前提上，提出了遥感技术领域应用在煤矿有关领域的具体的三个方向：煤矿区环境污染的监测、煤矿区生态环境的调查及煤矿区地质灾害的分析。遥感技术的广泛应用为煤矿区提供了先进技术和方法储备，为服务于煤矿区资源的环境保护，实现煤炭资源的可持续性开发提供有价值的参考。

2 遥感技术的概述

早在1981年，我国第一个煤炭遥感的专门机构就正式成立了，承担着国家科学委员会“六、五”等重点科研的课题。总结并发现煤层和煤系在地面的光场内及热场波谱特征，建立了煤碳层热红外的辐射分带模式，确定煤炭遥感理论的基础，建立遥感技术对煤炭地区地质调查的工作方法及程序。在1984年，“煤炭部的遥感地质中心”正式的成立，通过对设备的引进及技术的改造，遥感技术的应用领域也随着进一步的扩大，煤矿生产过程中的水害方面的防治、矿井突水方面的预测、矿区的地质灾害及环境调查、煤矿区火烧区域调查监测等发挥着重要的作用。完成“鄂尔多斯地区构造特征遥感地质的研究”项目，很好的奠定煤炭遥感地位。在1986年，煤航遥感的应用研究院正式成立，随着科学技术的进步，计算机软件及硬件的技术快速发展和计算机技术广泛的普及，促使遥感技术也发生突破性飞跃，煤炭资源的调查评价、矿区灾害的调查监测、生态环境的调查和动态监测、煤矿信息管理的系统研究方面，使遥感技术优势得到充分的发挥。前后完成许多诸如“云南三江地区煤炭资源的调查级评价”等复杂项目，取得一系列的高水平研究的成果。在这20多期间，我国有关单位和人员经过了不断的探索、力求创新发展，现在煤炭遥感等方面的技术已经形成航空高光谱和航天的高分辨率、地面的探测及GPS与GIS相结合相对完善的遥感技术研究应用体系，完成各种遥感技术应用的科学研究的项目达到200多项，获得了国家级和省部级的奖励30多项，取得良好社会效益与经济效益。虽然煤炭遥感总应用的水平和西方发达国家相比较仍然有一些差距，但是在煤炭的资源调查和评价方面、煤田火区的调查和动态监测方面研究水平已经正在不断的接近，甚至可以达到世界领先水平。

3 煤矿领域的遥感技术应用

3.1 煤矿区环境污染的监测

第一、大气污染的监测

矿区的大气污染一般来源是工业生产产生的污染和交通运输产生的污染，以及生活污染，主要的污染物有气态的污染物、气溶胶类污染物。在工业生产的过程中所需要的动能、热能及电能来源是燃烧化石等燃料。在工艺生产的过程中排放及泄漏气体污染物和粉尘所造成煤矿区的大气污染。除此之外，矿区的交通运输及居民的生活需要，燃烧矿物燃料向大气排放烟尘和油烟也能致使大气污染。

遥感技术的应用与煤矿区大气污染环境监测理论基础：第一、大气污染可以直接影响到空气中微粒的分布和构成，影响到电磁波在大气中的传播，并利用特定的波段实现其对大气污染中成分直接的分析。第二、空气污染会影响到植被的生长。特定的波长会对植被的光谱特产生很多影响。因此，对植被光谱的特征定量诊断和分析，从而可以反推出大气污染。

第二、地表水污染的监测

煤炭的开采对水污染有着多源性。伴随着煤炭的开采产生的矿井水中一般都含有大量悬浮物，有的表现出高矿化度及酸性或含放射性元素和氧化物，如果直接外排将会对地表上的水资源产生比较大的污染。煤矸石若在雨水淋滤的作用下逐渐形成酸性水。会对周围的水环境造成严重的污染。大型矿井中的工作机械用油泄露，其中一部分会随着矿井水排到地面导致污染环境。另一部分会流到井下也造成污染。除此之外，矿区中的固体废弃物、液态的污染物及空气污染会直接影响到区域地表及地下水资源，将导致严重水污染。卫星遥感技术应用在矿区的水污染监测，主要通过增强的方法来突显出影像中得水体分布情况。运用一种密度分割的方法对矿区不同波段的水体进行分化等级，建立有效水资源污染的遥感技术解译标志。从而实现对地表水污染程度宏观的调查。与此同时，高光谱遥感技术在水资源环境的监测分析和水体污染的定量分析及水质参数的提取等方面应用有明显的优势。

第三、其他的污染监测

矿山中的固体废弃物是由于矿产开采、加工等过程中产生了的废弃岩石，其中煤矸石的排放量最多。矸石山的堆积会引发大气、水、土壤的污染等方面问题。并且会使矿区的景观破坏，会严重影响到附近居民生活及植物生长。遥感监测矿区的土壤污染，主要是通过遥感技术影像对土壤污染区进行定性识别和划分。其次是对植物生长的状态及参数来反推出土壤的污染状况。与此同时用遥感数据来反演出土壤中的污染元素浓度及其他参数。运用高光谱技术遥感信息能定量反演出污染元素和污染物的浓度，进而实现对于土地污染及监测和分析，也能提高监测的效率。除此之外，矿山中的开采通过对视觉、噪音等影响附近居民的生产生活环境，从而构成看到潜在环境的污染源。

3.2 煤矿区生态环境的调查

第一、植被覆盖信息的提取

矿区开采的过程中，在矿山建设工业广场、修简易公路、砍伐附近树木、搭建工人大棚、堆放矿区中的废石废渣等，都会对地表的植被有着较大的破坏，降低本区域的植被覆盖率。与此同时，煤矿区的生产和建设中造成土壤的坚硬和板结，有机质和养分及水分的缺乏。造成了土地的贫瘠，土地养分的短缺，土地承载力的下降，植物会难以生存，将导致矿区很大面积的人工裸地形成。会极大破坏矿区的生态系统。从矿区各个年份和不同类型的影像数据，并运用一些遥感图像方面的处理软件平台，提取和计算出归一的化植指数，再根据类似元二分线性的模型估算出矿区植被的覆盖率。同时，用非监督分类的方法对煤矿区植被的覆盖率进行分类和赋色，进而得出这若干年植被的生长状况和时空变化。

第二、土地利用及覆盖信息的提取

遥感技术应用于煤矿研究中最广泛地方是煤矿区的土地利用分类、环境调查、变化监测。长期煤矿的开采对煤矿区土地和生态环境都造成了严重破坏。尤其是露天煤矿区的土地复垦和生态重建等问题成为煤矿区生态问题中最为重要的研究性内容。热点地区（珠江三角洲、长江三角洲、环渤海湾）和脆弱地区（东北一带，干旱半干旱带）相关的研究已经趋于成熟。在遥感技术与地理信息系统的支持下，以煤矿区相遥感的影像作为数据源。依据矿区土地使用分类的特点及需要。用最大似然法来监督分类和人机相互解译结合的方式来解译。计算出土地利用的程度综合性指数和动态度指数等。有效的分析矿区的土地利用方面的僵盖状况，从而反映出区域土地使用变化结构特征和各个利用土地类型变化方向的演变规律。

第三、景观生态的分类研究

矿区由于是矿业生产有着特殊规律。例如生态环境的扰动和效益递减等规律的影响，生态景观与农地、林地、城市等景观不同。景观变化也会比一般农地和城市的景观更显著。在煤矿区地物遥感技术信息的提取基础上，根据突出的景观演化与生态类型的变化、空见尺度的选择分析和定量研究相结合的原则，构建出有景观类型、景观组及景观系多类分层的煤矿区生态的分类体系。与此同时，基于不同的尺度，煤矿区多时相、多传感器和多分辨率等遥感技术影像的景观分类也是研究的热点。

3.3 煤矿区地质灾害的分析

第一、煤矿塌陷的调查

地下煤炭的开采导致矿区塌陷已经是目前煤矿区主要的地质灾害。因开采塌陷而造成土地的塌陷，致使原来平整的土地逐渐变成凹凸不平，造成了水土流失和季节性或常年性积水的现象，给工业和农业的生产带来巨大损失。用遥感技术能快速且准确的确定塌陷位置及其范围，进一步分析土地塌陷对矿区土地利用有着重要的影响的意义。

第二、草地荒漠化的分析

煤炭开发对于草地的影响体现：草地被直接破坏和草地的荒漠化。采矿扰动是一种人为的驱动力，在生态脆弱区，破坏了草地饿生态系统结构及功能。致使草地的生态系统自我调节的功能下降，破坏了原有的生态系统平衡，导致生态系统脆弱且不稳定。会对草地荒漠化的产生和发展起到重大推动作用。煤矿区的草地荒漠化进行分析比较好的方法是：利用光谱混合分解模型光谱删来提取出沙壤比例及植被盖度。通过主成分饿变换及散度分析，选取植被、沙壤、阴影、轻壤，并利用无约束线性光谱混合分解模型对不同时相的遥感图像进行混合像元分解，采用了逐像元线性内插的方法，构建出不同时段的植被盖影像。

第三、其他地质灾害的调查

煤矿区土地的沉降往往会引起地面的塌陷裂缝、山体滑坡等地质的灾害。通过结合大量的野外调查，可以从遥感技术影像中的各个位置、不同色调及形态等，构建滑坡、地裂缝、崩塌等矿区地质灾害影像的识别标志。滑坡壁会在遥感影像中呈亮白色，常出现于比较高的山坡；在形态上会呈弧形或簸箕形；山底常被人类干扰呈浅蓝色。崩塌在影像上是白色和浅蓝色相混合的现象，往往出现在较陡峭地势的山区，形态表现是漏斗状和片状分布，总体上的面积比较大，人工干扰的因素相对比较弱。地裂缝则在遥感影像中表现为不规则的线，灰白色的色彩，与周边褐色的荒地形成了对比。

4 结论

随着我国经济的快速发展，能源的需求量不断增大，尤其是煤炭资源在我国能源中的比重依然很大，这就对煤矿自动化技术快速发展提出了要求。遥感技术在应用于煤炭的开采和矿区生态环境的分析发挥着重要的作用。因此，煤矿的自动化控制中自然少不了对遥感技术的需求和应用。本文通过对遥感技术在煤矿各个领域中的应用，重点分析了煤矿区环境污染的监测、生态环境的调查和地质灾害的分析和研究，来阐述煤炭自动化控制中的遥感技术。

[参考文献]

[1]戴立乾，赵鸿燕.媒矿区煤尘污染遥感监测研究卟河南科学。2011.27.

[2]张娟，彭胜龙，靳云鹏.等遥感监刺技术在煤矿区环境地质问题中的应用UJ企业导报.2010（11）.

篇（2）

随着时代的发展和科学技术的不断进步，传统的工业生产模式已经不能很好的适应当下社会发展的需要，现代化的自动运转模式逐渐成为当下工业生产发展的重点和难点，特别是最近几年，大量现代化的数字模拟系统在工业生产中被广泛的应用，除了对其整体的生产效率起到重要的推动作用之外，对于整个工业生产运营模式的发展也起到了十分关键的促进作用。

1 PLC自动化控制系统硬件设计分析

作为整个PLC自动化控制系统中至关重要的组成部分，其硬件设备质量的好坏将会对整个系统的运行效率和质量产生非常重要的影响，根据本文对现阶段PLC自动化控制系统运行的具体情况的调查研究发现，其硬件设计大致可以划分为输出电路和输入电路两大部分。首先，对于输出电路来说，其主要是将系统运行过程中所产生的各种信息通过变频器或指示灯等向外进行传输，同时在这一过程中整个系统处于高频率的运行状态之中，对于整个系统的运行负载能力也将产生非常重要的影响，将会产生非常强大的抗负载能力；对于输入电路来说，现阶段在我国工业生产运行中应用比较广泛的电源类型是DC 24V，这种状态下的输入电路能够最大程度上的保证电路运行的安全性，极大的降低了电路系统发生短路现象的概率，同时由于其现代化的运行模式，其所产生出的输入电路的功率也达到了传统功率的两倍以上，在现阶段PLC自动化控制系统中得到了十分广泛的推广和应用。

2 PLC自动化控制系统输入电路设计分析

作为近些年来在我国工业生产中占据重要地位的技术内容，PLC自动化控制系统对整个工业生产和发展都起到了非常重要的推动作用，在其整个系统中输入电路占据着非常重要的作用。根据本文对现阶段我国工业生产的总体发展情况进行调查研究发现，应用最为普遍的是AC85-240V的电压，这种模式下的电压相对比较稳定，因此其在大部分工业生产中得到了广泛的应用，同时由于电压的特殊性和稳定性，其所受到来自外界的干扰也相对较少。在进行该种电压安装的过程中，相关技术人员首先要根据工业生产的实际情况以及对电压的需要对其电源进行相应的净化，在这一过程中最为重要的设备即隔离变压器和电压滤波器，二者通过相互配合，共同作用c整个电压系统的安装，同时在整个安装的过程中为了保证工业生产的顺利进行，还需要进行双层隔离技术的引进，尽量避免由于高低频脉冲对于整个系统运行的干扰。除此之外，值得注意的是，在系统的安装过程中还需要根据实际的安装情况对输入电路进行及时的测试，如果在这一过程中发现电压超过负荷的情况需要及时对其进行调整，防止出现短路现象给整个工业生产的正常运行造成严重的损害。

3 PLC自动化控制系统输出电路设计分析

对于PLC自动化控制系统输出电路来说：

（1）相关技术人员需要根据实际的电路需要和工业生产的具体情况制定相应的设计方案，在设计过程中需要根据电路的运行情况对整个系统的指示灯和晶体管部分进行格外的关注，确保其在高频率的电压和电流输出的过程中能够满足PLC自动化系统的运行需要，防止其出现荷载量过高的情况；

（2）现阶段在我国工业生产的过程中经常会出现带有电磁线圈的输出电路，对于这部分电路进行设计的时候，为了防止其在后期的运行过程中出现由于电路问题而导致的一系列的浪涌冲击现象，相关部门需要在其外圈部分进行续流二极管的接入，其不仅能够有效保证整个电路的顺利运行，同时对于设备的安全性也起到了非常重要的加强，因此在现阶段PLC自动化系统中的到了十分广泛的应用。

4 PLC自动化控制系统抗干扰电路设计分析

PLC自动化系统在其运行的过程中经常会受到来自外界的各种电磁波等其他因素对其产生的干扰，对于整个工业生产系统的有序运行也将产生非常不利的影响，随着现阶段科学技术的不断进步，相关技术人员经过多年的反复研究和论证发现，可以通过相应的技术和手段去对系统的抗干扰性进行不断的加强，使其能够更好的运行。现阶段在我国PLC自动化系统运行中应用的最为广泛的抗干扰的措施主要有以下三种：

（1）隔离作为抗干扰设计中应用最为广泛的一种，其通过将系统运行周边出现的电容耦合进行隔离的方式去对整个系统的高频干扰进行隔离；

（2）屏蔽，屏蔽技术也是现阶段我国PLC自动化系统重应用较为广泛的一种，其通过将干扰源利用现代化的技术将其屏蔽到金属柜之中以此来确保整个设备和系统处于一种正常运行的状态之下，该种方式应用起来较为简单，同时其抗干扰性能相对较好，因此在现阶段我国大部分PLC自动化系统重都得到了十分广泛的应用；

（3）布线，所谓的布线主要指的是将干扰源进行分散的一种形式，在现阶段的PLC自动化系统重应用也较为广泛。

5 结语

本文通过对现阶段在我国社会主义现代化建设和发展中占据重要地位的PLC自动化控制系统优化设计方面的内容进行一系列的分析和讨论，并具体提出设计思路，希望能在未来我国工业生产和建设发展中起到一定的促进作用，更好的推动我国的发展和进步。

参考文献

[1]袁传信.PLC自动化控制系统优化设计探究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015（01）.

[2]黄建华.基于PLC在自动化立体仓库控制系统中的优化设计[J].工业控制计算机，2013（11）.

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1 前言

对于电梯控制系统而言，电梯作为一个自动化程度较高的设备，在运行过程中对自动化系统的功能和安全性要求较高。要想满足电梯的运行需要，就要在电梯设计过程中重点做好自动化系统的设计，确保自动化系统在功能和安全性方面满足电梯控制系统的实际需要。基于这一认识，我们应认真分析电梯自动化控制系统的特点，以及电梯在控制方面的要求，同时全面有效的掌握电梯自动化控制系统的设计要点，做好自动化控制系统的设计，为电梯设计提供有力的支持。

2 电梯的控制要求分析

电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿厢开关门电路。电梯垂直方向主拖动电路采用OMRON变频器控制电动机，来达到调速的目的。而自动门机安装于轿厢顶上，他在带动轿门启闭的同时，通过机械联动机构带动层门和轿门同步启闭。从目前电梯的实际运行来看，电梯在控制方面的要求主要表现在以下方面：

2.1 电梯的控制系统必须满足快速性要求

电梯在运行过程中，对运行速度有着严格的要求，只有满足速度性要求，达到快速性标准，才能有效提高电梯的运行效率，满足电梯的使用要求。

2.2 电梯的控制系统必须满足平稳性要求

电梯在运行中，除了要满足速度要求之外，还要保证整体运行平稳，使乘客感到舒适，或者保证货物处在安全的状态。所以，稳定性是电梯控制必须满足的要求。

2.3 电梯的控制系统必须满足安全性要求

电梯作为一种特殊举升工具，安全性要求十分关键。要想保证电梯在运行中安全平稳，就要设置必要的安全控制机构，实现对电梯的有效控制。

3 电梯的自动化控制系统设计要点

对于电梯系统而言，自动化控制系统是保证电梯系统正常运行的关键，对电梯运行起到了重要的保障作用。基于这一认识，做好电梯自动化控制系统设计十分必要。结合电梯自动化控制系统设计实际，其设计要点主要表现在以下几个方面：

3.1 电梯的自动化控制系统的硬件组成

电梯的PLC控制系统的组成如图所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。

对于电梯自动化控制系统而言，硬件部分是电梯自动化控制系统功能实现的重要保证，只有做好硬件系统设计，才能提高电梯自动化控制系统的功能。基于对电梯自动化控制系统的分析，电梯自动化控制系统的硬件部分相对简单，各部分硬件的设定与对应的控制功能都有一定的关联性，对满足电梯控制需要具有重要作用。因此，做好硬件部分设计，对提高电梯自动化控制系统功能和满足电梯自动化控制系统工作需要具有良好的支持。只有根据电梯的自动化控制要求做好硬件部分设计，才能保证电梯的各部分控制功能得到有效实现。

3.2 电梯的自动化控制系统的设计

根据所确定的电梯层数、控制方式等，列出被控制对象输入输出的设备名称，并根据所需要的输入输出点数进行统计，根据统计的数据，增加10%～20%的可扩展余量后就得到了输入输出点数的估计数据。

对于电梯自动化控制系统而言，控制程序的设计师确保电梯自动化控制系统功能全部实现的关键，同时也是与硬件部分设计相对应的重要设计内容。结合电梯自动化控制系统设计实际，在自动化控制系统程序设计中，应重点把握以下原则：首先，电梯自动化控制系统应具有快速响应特征，能够及时的分析和处理电梯控制信号。其次，电梯自动化系统应具有较好的稳定性，应能够在信号较多时快速处理并保持信号稳定。再次，电梯自动化控制系统程序，应具有良好的兼容性，应在电梯维修过程中便于其他程序的接入，提高电梯运行的整体效果。

3.3 电梯自动化控制系统的过程环节设计

（1）开关门环节

开关门是电梯运行过程中的基本环节，为了保证电梯正常运行，在电梯自动化控制系统设计中，应做好开关门环节的功能设计，并把握最佳的开关门时间，提高电梯使用的便利性。

（2）层楼信号的产生与清除环节

在电梯使用过程中，层楼信号是不断出现，鉴于有些层楼信号是重复无意义的，电梯自动化控制系统应根据层楼信号实际编制具体的层楼信号产生与消除程序，保证信号处理正常。

（3）停层信号的登记与清除环节

在停层信号的处理过程中，做好停层信号的登记是保证电梯能够停到指定位置的重要手段。电梯停止之后，在上行或者下行之前，需要有专门的程序对停层信号进行清除。

（4）外呼信号的登记与清除环节

外呼信号登记与清除与停层信号的控制类似，其要点在于应把握外呼信号的发生时机，并做好外呼信号的登记，根据实际需要在外呼信号产生之后对其进行清除。

（5）电梯的定向环节

电梯只有上行或者下行两种选择，做好电梯的定向控制，是保证电梯正常运行的关键措施。基于这一认识，在电梯的自动化控制程序中，做好定向环节的控制设计是十分必要的。

（6）停层过程环节

停层过程是电梯在要达到指定位置进行停靠的过程，在这一过程中，要保证电梯的平稳性并控制电梯的速度。因此，停层过程环节的自动控制设计十分关键。

（7）停车制动过程环节

电梯在运行过程中，达到指定位置后会实施停层动作，为了保证动作的有效性，停车制动程序的设计是十分必要的，其中停车制动应把握快速性和平稳性原则。

（8）启动加速、稳速运行、停车制动环节

在电梯自动化控制系统中，启动加速、稳速运行和停车制动程序的设计，是自动化控制系统的关键，在设计过程中，应把握安全、快速、平稳的原则。

4 结论

通过本文的分析可知，电梯作为一个自动化程度较高的设备，在运行过程中对自动化系统的功能和安全性要求较高。要想满足电梯的运行需要，就要在电梯设计过程中重点做好自动化系统的设计，确保自动化系统在功能和安全性方面满足电梯控制系统的实际需要。基于这一认识，我们应认真分析电梯自动化控制系统的特点，以及电梯在控制方面的要求，同时全面有效的掌握电梯自动化控制系统的设计要点，做好自动化控制系统的设计，为电梯设计提供有力的支持。

参考文献：

[1]周霞，常呈建；基于单片机的并联电梯控制系统[J]；江南大学学报（自然科学版）；2002（04）.

[2]谭青，谢坚；电梯立体车库能耗最优化控制决策[J]；起重运输机械；2003（02）.

[3]林建杰；液压电梯闭式回路节能型电液控制系统研究[D]；浙江大学；2005年.

篇（4）

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0075-01

作为自动化领域中的一条重要分支，电气自动化控制系统在实现电气自动化过程中发挥着举足轻重的作用，是电力企业实现自动化生产的重要环节，为推进电力企业自动化、现代化具有重要作用。[1]因此加强电气自动化控制系统的设计工作，应充分认知电气自动化控制系统的重要作用，提高电气自动化控制系统的性能，发挥其在电力生产中的作用。

1 电气自动化控制系统的设计思路

1.1 集中监控方式

采用集中监控方式设计电气自动化控制系统，这种方式把系统的各个功能集中在一个处理器上进行处理，方便员工对其运行和维护，降低了对控制站的防护要求，在用这种方式进行设计时，操作较为简单。但是采用集中式设计电气自动化系统也有诸多弊端：首先系统各功能集中在同一处理器，使处理器负担过重，降低了处理速度；其次，这种方式需要电力企业加大投入，增加电缆，从而确保系统对全部设备的监控，使电力生产成本大为增加；最后，远距离的电缆往往带来不利的影响因素，使系统可靠性大为降低，甚至使隔离刀偏离，影响设备的正常运转。所以集中监控的方式虽然便于集中处理，但也有诸多弊端，不利于降低电力生产升本，减少了电力企业的经济效益。[2]

1.2 远程监控方式

采用远程监控方式设计电气自动化控制系统可以为电厂节约了安装费用和安装材料，提高了控制系统的可靠性，使系统组态较为灵活。但是由于这种设计方式中的很多总线的通讯速度较低，使这种设计方式的使用范围受到很大限制，一般应用于小系统监控中。

1.3 现场总线监控方式

现场总线监控设计方式是建立在计算机网络技术的应用以及智能化电气设备发展的基础上。现场总线监控设计方式不仅节省了安装从材料、提高了系统控制性能，而且大量减少了隔离设备，再加上计算机网络技术的应用使得整个系统可靠性更高、网络组态更为灵活，且在不同的间隔能发挥其不同的作用，相邻两个元件不会出现连锁瘫痪效应，大大提升了自动化控制系统的性能。现场总线监控方式的智能化设备采用就地安装的形式，从而减少了电缆数量，节约了投资成本，为电力企业带来了巨大的经济效益和社会效益。现场总线监控方式设计电气自动化控制系统代表了未来电气自动化的发展方向，为电气自动化设计和发展提供重要的依据。[3]

2 提高电气自动化控制系统的性能

电气自动化控制系统性能的提升涉及多方面因素，主要有对电子元器件的选择、电子设备环境、控制设备的选择、设备的散热防护等。只有选择恰当的点在元器件，加强对电子设备环境的控制，结合具体的实际情况，设计符合实际应用情况的控制设备，同时做好设备的散热防护工作，才能使电气自动化控制系统正常运转，使之在电力传输中发挥其巨大作用。

2.1 选用性能较好的电子元器件

电子元器件是电气自动化控制系统的重要组成部分，电子元器件性能的好坏关系到电气自动化控制系统的性能的好坏，性能好的元器件除了能对其所处的外部环境有较好的适应之外，还能提高设备的耐久性，降低元器件更换频率，降低生产成本，同时对系统正常运转有巨大的促进作用。相反，性能差的元器件则会提高成本，也给系统性能带来损害。所以在选择电子元器件事要谨慎对待，注意电子元器件的稳定性和可靠性，对其质量进行严格的监测和认定，同时在投入使用之后，要对其使用状况进行记录，从而为电子元器件更换提供依据。[4]

2.2 控制电子设备外部环境的不利因素

电子设备所处的外部环境一般比较复杂，对电子设备的使用情况和使用寿命有较大的影响。较好的外部环境是电子设备正常运行的具有重要作用，从而为系统性能的提升提供重要的保障。通常遇到恶劣的外部环境，如霉菌多、湿度大、空气污染严重这样的恶劣环境，则会使设备受到严重的侵蚀，使水分或其他增加绝缘材料的导电物质侵入到电子设备内部，使电子设备性能降低，甚至造成设备的损坏，从而使自动化控制系统性能降低，甚至不能正常运转，影响电厂效益，所以要提高电气自动化控制系统的性能，需要控制电子设备外部不利的环境因素。

2.3 控制设备要与实际情况相结合

电气自动化控制设备在设计之初应充分考虑其适用性。在设备设计时，根据实际情况的需要对零部件以及相适应的软件系统进行技术参数的考察，再同具体的实际需要进行设计，才能使设计出的控制设备，技能和实际需求相符合，又能提高控制系统的性能，降低开发成本，使其具有较高的性价比。

2.4 加强设备散热防护工作

设备散热防护是电气自动化控制系统性能正常发挥的又一重要保障，同时也是系统元器件使用寿命和功能正常发挥的重要保障，加强设备的散热防护，不仅仅使系统性能正常发挥，而且延长了元器件及设备的使用寿命，使控制系统体现出极高的经济性，为电厂降低了成本，提高了经济效益。设备的散热防护做得不到我则会影响其可靠性，甚至会造成设备的损坏，导致控制系统的瘫痪。所以，在设备防护中，要注重设备的散热防护，使设备在使用过程中所产生的热量及时排解出去，特别是对于功率较大的设备应在设备上加上散热器，同时在功率大的设备周围应避免了敏感的半导体分离器的使用，从而消除隐患，提高系统使用性能。[5]

3 结语

电气自动化控制系统在实现电气自动化过程中发挥着举足轻重的作用，是电力企业实现自动化生产的重要环节，为推进电力企业自动化、现代化具有重要作用。在电气自动化设计中要结合科学的设计思路，将自动化控制系统的设计与应用利益广泛的计算机网络技术相结合，做好提高系统性能的各项工作，从而真正发挥电气自动化控制系统在电力输送中的巨大作用，推动我国电气自动化发展。

参考文献

[1] 石一辉，张承学，易攀，等.差分算法在电力系统高频信号分析过程中的研究[J].电工技术学报，2008（3）.

篇（5）

中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0039-01

近年来,电气自动化控制系统在工业中的应用广泛,方便生活的同时也使得智能化水平不断扩大,能够应用于精准的控制仪器设备,并且大容量信息数据传输的实现,也应用依托在不断发展的家用电器的设备上。可见,电气自动化控制系统在生活中发挥着举足轻重的作用。在机械制造、航天领域、医术领域以及交通等领域电气自动化控制系统将得到普遍应用,而随着新技术的不断开发,电气自动化不断地融合进新的内容,诸如智能化系统和大容量的信息输送系统。进一步提高电气自动化在工业领域的应用。

一、电气自动化控制系统的功能

电气系统的控制,根据电池单元和电气控制的优点,包括在ECS监测。它的基本功能是:

1.出口220kV/500k变压器组断路器和保护开关的控制和操作。工厂监控系统的变压器保护。

2.220kV/500kV较上年同期并网的网络和手动自动开关。自动控制功能。的高电压和高电流的开关设备的体积,一般是操作系统用于控制分合闸,尤其是当设备发生故障,需要切换自动切断电路,有它自己的调整控制系统,用于电自动控制设备

3.6KV高压厂用电源监控,辅助电压快速切割设备状态监测工作,投票,手动启动。

4.380V LV辅助电源测量,操作,控制低电压器件,考虑。测量功能。灯和声音信号只能定性显示的设备的工作状态,如果你想知道的电气设备数量的工作,但还需要有各种仪器设备,测量线路的各种参数,如电压,电流, ,频率和功率的大小。在操作和监控设备,传统的组件的操作,控制了大部分的电器,仪器仪表及信号设备的计算机控制系统和电子元件可以更换,但仍然有一个小装置和地方的控制电路的应用,这也是微电脑全自动控制电路基础。

5.柴油发电机组的安全监控和运行。

6.直流系统的LPS系统的控制工作。

二、电气自动化控制系统组成及安装

电源供电回路。供电回路的供电电源有ac380v和220v等多种-保护回路-信号回路。能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路,如不同颜色的信号灯,不同声响的音响设备。自动与手动问路-制动停车回路-自锁及闭锁同路。编写程序的人员可以选择他们喜欢的编程语言进行编程。这样就使得培训时间大大缩短,节约系统利用的时间。当然该平台除了可以使用DK方式,还应该支持可视化开发,并能集成逻辑调试、测试和发送。这样经过测试后的程序可以适时地发送给主体,让它按照新的方式工作。另外如果选择在该平台做开发工作,那么所选的程序语言就不再是按部就班,可以按照不同的系统的需要系统来执行语言操作。

三、电气自动化控制系统的设计思想

总体的设计思想是集中监控方式、远程监控方式、现场总线监控方式相结合。集中控制方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易;远程监控方式。远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组装灵活等优点;现场总线监控方式。目前,对于以太网、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站整体的自动化系统中,且已经掌握了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了稳步的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了丰富的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的技术语言,这样可以按照控制的不同需要进行安装。

四、电气自动化控制系统的未来发展方向

PC控制系统是未来的发展趋势。该工厂是否接受新的系统,该系统在很大程度上取决于它的操作是否适合基本操作。如果控制系统的设计不考虑人的因素和个别的移动设备的设计操作。系统安装过程中,感觉最终让未来的维护和操作设备的工作人员了解安装过程中,这将使他们的情绪控制系统。 PC模块的设计,充分扩大产能,以满足发展的需要。通常情况下,一般只需要更换或更新控制系统,可以。但在安装控制系统的过程中,往往需要安装类似设备。电脑应用程序总是要考虑未来的福利,系统的扩展,以及目前的需求。很强的可操作性控制系统会为未来准备的备用设备,使成本和加速经济增长。随着的,OPC(OIJEforProcess Control)技术,IEC61131颁布,以及广泛的Microsoft Windows平台上的应用程序,使得相结合,电工技术,计算机被越来越多地发挥着不可替代的作用。 IEC61131已经成为国际标准,是主要的控制系统制造商广泛采用

参考文献:

篇（6）

机械自动化技术的应用在产品的生产中能够实现自动化连续的生产，从而节省劳动力达到提高效率的效果。机械自动化在机械制造业的发展中起着十分重要的地位和作用，是整个机械制造业的发展趋势所在。

1机械自动化的设计以及要求

机械自动化通常情况下是在设备在无人操作的前提下按照自动设定的程序进行工作。机械自动化主要是凭借着机械的方式实现制造过程的自动化生产和管理。因此机械的自动化突破了传统的机械制造方式以及生产过程，并且在生产中能够显著提高生产效率和经济效益，为提高产品的质量提供可靠的技术支撑，给企业带来极大的经济效益。机械自动化的设计技术不仅需要综合性的技术，还需要运用多门知识体系，涉及的范围较广，且具有较强的复杂性。机械自动化设计一般分为五个部分，首先是传感单元。传感单元是机械自动化技术发展的基础，主要的功能是在机械自动化系统中能够对机械工作的过程进行有效的监测，查看机械在工作过程中的运行状态和性能情况。其次是作用单元。该部分是系统前期重要的组成部分，主要的功能是对系统的能量进行施加，完成系统的既定目标。再次是程序单元。该部分作为系统最关键的一个部分和组成内容，对系统所做的工作等具有决定性的作用。再次是控制单元，该部分为系统的的自动化运行提供保障，能够对系统运行中的结构单元进行调节和控制，能够对传感单元的信息进行分析和调节，因此控制单元能够保障系统的顺利展开。最后是制定单元，该部分作为系统的核心部分，通过分析传感单元传递过来的信号和信息，并进行对比和分析，根据系统的规定发出指令。

2机械自动化系统的特征和应用

2.1机械自动化控制系统的特征

机械自动化控制系统的安全性和可靠性主要依靠的是自身的自动化设备，存在着自动的报警和停止的功能，这就使得在机械自动化生产的过程中一旦发生任何的安全事故，系统的安全性能大大提升，从而生产提供安全保障。自动化控制系统中采用电子设备和电子器件，为系统的稳定性提供保障。机械自动化在实际的运用中能够避免人工操作的失误，提高生产的精确度。通过机械自动化控制系统能够实时监测工作的状况，提高生产的效率。

2.2机械自动化控制系统的应用

2.2.1机械自动化控制系统的构建机械自动化系统的构建主要是建立在数字模型的基础上的对其理论进行分析和研究，因此通过数字表达式对机械自动化控制系统输入输出变量以及对变量间的关系进行详细的分析和描述，能够设计出合理科学的系统。机械自动化控制系统通过微积分的方程式进行构建。图1为质块以及阻尼器和物种弹簧所构成的铅垂方向机械平移系统示意图。该图中对质块原来不动的位置作为运动坐标原点，外力作用质块在X轴上移动，其中质块运动的位移坐标为x(t)。然后通过达朗贝尔原理做出平衡的示意图，得到微积分的方程式为：Mx(t)+Bx(t)+kx(t)=f(t)通过这一案例能够看出质块静平衡位置作为运动坐标时，阻尼器的阻尼大小与相对运动是相反的。2.2.2机械自动化系统的具体应用机械自动化控制系统在汽车制造业运用的最为广泛。汽车制造过程中的焊装以及冲压和总装工艺中广泛应用。机械自动化控制系统在冲压车间利用能够提高工作的效率，压机间采用机械自动化装置进行连接，传递加工工件，这样在首台压机下完成冲压成形，在通过机械手传递给下一台。在这一过程中有紧急停止的装置，能够对传递过程中的危险事故进行紧急停止。在安全门的防护装置上能够对人员在压机内的危险情况进行有效的防护。压机部分主要采用的是安全电磁开关锁，能够延时锁定和解锁的释放，具有较高的安全性能。在钢铁制造行业中利用机械自动化控制系统在冷轧生产线和整卷钢板开卷中应用能够对人员的安全进行有效的保护。

3结语

机械自动化控制系统在各个行业中的应用有效地推动了产业的自动化程度，为各个行业的发展提供了有效的动力和长久的保障，在机械自动化的未来发展中将会更加注重高度的集约化和自动化的发展方向。

参考文献

篇（7）

1、电气控制对象的特点和要求

(1)电气控制系统相对热机设备而言控制信息采集量小、对象少,操作频率低,但强调快速性、准确性。

(2)电气设备保护自动装置要求可靠性高,动作速度快;同时对抗干扰要求较高。

(3)热力系统控制处理信息量大,系统复杂,以过程控制为主电气控制系统（ECS）主要以数据采集系统和顺序控制为主,连锁保护较多。

2、常规ECS系统的实现水平

目前,大多数电厂和DCS厂家所实现的ECS控制功能主要局限在以下几个方面:

(1)监视部分发电机———变压器组系统,励磁系统,高、低压厂用电系统及备用电源系统,220V直流系统和UPS电源系统,电气公用系统,所控电气设备开关、闸刀的状态监视;中央信号及事故报警,事故记录及追忆功能。

(2)控制部分发电机——变压器组单元电气一次设备的控制、联锁,发电机程序起停,ASS的投切;厂用工作电源,高、低压厂变与高、低压备变之间的正常切换操作;电气接地系统管理;220kV断路器、隔离开关的控制。应该说在传统的DCS系统中对电气量的监视、控制非常有限,尤其是对电气专用智能设备信息的采集更是少之又少,致使这些设备各自为政,对运行人员来说,无法在操作员站的监视器上了解相关信息。有时不得不采用大量的电流、电压变速器将部分模拟量采集进DCS系统;或者采用硬接线的方式接入DCS系统,使系统复杂、投资增加和资源浪费。

3、电气综合自动化系统的功能

根据单元机组的运行和电气控制的特点,应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为:

(1)发变组出口220kV／500kV断路器、隔离开关的控制及操作。

(2)发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。

(3)发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作,控制方式切换,增磁、减磁操作,PSS（电力系统稳定器）的投退。

(4)220kV／500kV开关自动同期并网及手动同期并网。

(5)6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。

(6)380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。

(7)高压启／备变压器控制和操作（2台机共用）。

(8)柴油发电机组和保安电源控制和操作。

(9)直流系统和LPS系统的监视。

对于发变组保护等主保护和安全自动装置,因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度,可能增加相当大的费用,故可以保留。但是它们与DCS间接口,控制采用硬接线,利用通讯方式传输自动装置信息,并可以通过DCS进行事故追忆。

4、电气自动化控制系统的设计

(1)集中监控方式这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂,查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

(2)远程监控方式远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线（如Lonworks总线,CAN总线等）的通讯速度不是很高,而电厂电气部分通讯量相对又比较大,所有这种方式适合于小系统监控,而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

(3)现场总线监控方式目前,对于以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I／O卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。

5、探讨电气自动化控制系统的发展趋势

OPC（OIJEforProcess Control）技术的出现,IEC61131的颁布,以及Microsoft的Windows平台的广泛应用,未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。

PC客户机／服务器体系结构、以太网和　Internet　技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动自动化和IT平台的融和,电子商务的普及将加速这一过程。Internet／Intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。

6、结语

篇（8）

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

引言

近年来,科学技术不断进步,计算机技术在各个领域得到了广泛的应用,而电气自动化控制系统的设计也离不开计算机网络技术的合理运用。随着社会的发展,自动化控制系统得到了人们的普遍关注,自动化控制系统不仅能够提高工作效率,较少工作错误,也能够节约人力成本,因此,电气自动化控制系统的设计对于变电站的发展有着重要的意义。

1.电气综合自动化系统的功能

根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能 为：

1.1发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。

1.2发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。

1.3发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS(电力系统稳定器)的投退。

1.4220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网。

1.56kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。

1.6380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。

1.7高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)。

1.8柴油发电机组和保安电源控制和操作。

1.9直流系统和LPS系统的监视。

对于发变组保护等主保护和安全自动装置，因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度，可能增加相当大的费用，故可以保留。但是它们与DCS间要口求接，控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装置信息，并可以通过DCS进行事故追忆。

2.新设计思想的内容和特点

由于现在高低压变配电设备中具有嵌入式控制装置、用电设备就地控制设备中具有的小型PLC控制器等,所以进行电气设计时,不用像传统设计时考虑集中的二次信号、计量、保护系统设备和自动化控制系统的预留互联条件,只要按用电设备要求、工艺控制要求进行高低压变配电系统、用电设备就地控制设备的一次电气设计。同时按工艺控制要求进行仪表系统设计。根据供电方条件、要求和用电设备的要求和特点进行高低压变配电系统二次计量、保护、控制的控制流程图设计；根据工艺控制要求和自动控制要求,进行配电系统末端的用电设备就地控制设备的控制流程图设计；在人机界面管理计算机上按上述各部分的控制流程图,以符合IEC113-3标准的组态工具软件进行控制系统监控软件组态,包括对仪表系统的组态。最后进行电气及其控制设备安装、电缆互联和敷设设计。这样的设计流程与传统的设计方式中电气设计、自动化设计过程是平行进行、并在过程中互提测控条件的方式有很大的不同,它简化了设计流程、将电气和自动化设计人员合二为一、提高设计时效。另外,自动化设计中组态工作无需象以往等待系统硬件定牌后才可进行,标准的组态工具软件和网络通信协议使不同的设备如同同一系统供应商的产品一样便捷的整合成系统。工程项目经过这样的设计后,得到的整个电气及其控制系统是完全为扁平化、开放化的。其优点是电气与自动化系统合一,从电气的角度看系统全部智能化,从控制系统的角度看系统彻底分散化,从网络的角度看扁平、开放的结构提供给用户更经济、易用、高效的共享数据。

3.电气自动化控制系统的设计思想

3.1集中监控方式

这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时， 隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸defu助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

3.2远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线，CAN总线等)的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系tongjian控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

3.3现场总线监控方式

目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展， 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线lianjie，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

4.新设计思想与未来技术发展趋势的契合

嵌入式控制装置将覆盖全部现场设备,现场总线通讯协议统一至最少的数量,嵌入式控制装置具有完全符合标准现场总线通讯协议的网络通讯功能,现场总线网络上的全部节点设备的数据库为分布式实时数据库,这些就如同PC及其外设的USB接口形成一样。同样智能化、分布式、扁平化的设备控制系统构成的生产过程,也是生产管理系统的主要组成部分,数据共享、快速、高效、可靠、低成本也是扁平化管理系统的特点。为了实现上述功能,在进行未来的设计工作中要求设计人员既要进行电气系统设计,又要能对嵌入式控制装置进行编程组态,同时还要完成基于现场总线通讯协议网络的构架及其监控软件(包括数据库)的组态。这样一个项目的设计工作过程无论从人员还是到流程亦是快速、高效、扁平化的。通过互联网设备供货商、项目设计人员、企业生产管理者均可对设备和生产流程进行离线或在线的技术支持和调整,这也得益于嵌入式控制装置和标准现场总线通讯协议网络的全面实现。

5.结束语

从上述内容可以看出电气设计、自动化设计过程是平行进行的,在过程中互提测控条件,在本方实施条件内容的同时,落实和确认对方条件内容；最后进行控制系统设备安装、电缆敷设设计。使得电气自动化之更加完善！

参考文献：

[1]贺家李、沈从炬，电力系统继电保护原理，北京: 中国电力出版社，1994.

篇（9）

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0166-01

1化工企业电气自动化的设计

1.1电气自动化的设计原则

电气自动化应该满足生产设备和生产工艺对电气控制的要求；在满足控制要求的基础上，电气自动化的设计方案应该简单、经济、安全、可靠；对于生产机械与电气自动化的关系，应该从制造成本、工艺要求、结构复杂性、管理维护等方面进行妥善处理，很多生产机械都是通过机电结合控制方式实现控制要求；科学合理地选用生产中所需要的电器元件。

1.2电气自动化的设计理念

1.2.1现场总线监控

现场总线、以太网等计算机网络技术已经在变电站综合自动化系统中得到了广泛的应用，而且运行经验非常丰富，智能化电气设备的发展也十分迅速。另外，自动化设备的功能是独立的，组态相当灵活，不会导致系统的瘫痪，使整个系统具有可靠性。

1.2.2集中监控

集中监控有利于系统管理和维护，而且系统设计简单，控制站的防护要求不高。但是集中控制将整个系统的功能全部集中到一个处理器进行处理，因此处理器的任务非常繁重，会影响到处理器的处理速度。

1.2.3远程监控

远程监控能够节约大量电缆、节约安装费用、节约安装材料，而且远程监控的可靠性非常高、组态非常灵活。但是电厂电气部分通讯量很大，而远程监控现场总线的通讯速度比较低，因此远程监控适合于小系统监控，不适合全厂的电气自动化系统。

2电气自动化控制系统的设计

2.1集中监控方式

集中监控方式的优点在于其运行与维护都比较方便，对于控制站的防护没有过高要求，而且系统设计相对容易。然而，集中监控方式的主要特点为把系统各个功能都集中于一个处理器实施处理，这样一来，处理器的任务十分繁重，难免会影响到处理速度。因全部电气设备都进入监控，在监控对象不断增加的同时，出现了主机冗余下降，电缆数量不断增加，从而增加了投资，此外，由长距离电缆所引入的干扰很可能会对系统的可靠性造成影响。而隔离刀闸的操作闭锁以及断路器的联锁均采取硬接线，然而，隔离刀闸的助接点往往是不到位的，使得设备不能正常操作。另外，几种监控方式接线中的二次接线十分复杂，为查线增加了不便，同时加大了维护量，也可能因接线复杂，在查线、传动过程中导致错误操作。

2.2远程监控方式

远程监控方式的优点表现如下：节省安装费用与材料、节约大量电缆、具有较高的可靠性、组态比较灵活等。由于CAN总线等、Lonworks总线等各种现场总线并不具有较高的通讯速度，同时，电厂电气部分的通讯量很大，由此可见，远程监控方式对于小系统监控比较适用，而对于全厂电气自动化控制系统的构建却是不适应的。

2.3现场总线监控方式

当前，各种计算机网络技术在变电站的综合自动化系统中得到了广泛应用，如以太网（Ethernet）和现场总线等，电气自动化控制系统也已经积累了丰富的关于计算机网络技术应用的运行经验，随着智能化电气设备的快速发展，促进了网络控制系统在发电厂电气系统中的应用。其中，现场总线监控方式增加了电气自动化系统设计的针对性，对不同的间隔能够发挥不同的功能，从而能够以间隔的情况为根据，实施设计。现场总线监控方式不仅具有上文中远程监控方式的所有优点，也有利于大量隔离设备的减少，节约端子柜、模拟量变送器以及I/0卡件等。同时，智能设备是就地安装的，通过通信线与监控系统连接在一起，从而大大减少了控制电缆，也节约了大量的投资以及安装维护的工作量，最终降低了成本。此外，各个装置的功能是相对独立的，通过网络将这些装置连接起来，这种网络组态具有较强的灵活性，大大提高了整个系统运行的可靠性，其中，任何一个装置出现故障，只会影响到相应的元件，也不会使整个系统造成瘫痪。

3提高控制设备可靠性的方法

3.1保护电子设备的环境

潮湿、霉菌、灰尘、气压、盐雾和污染气体等恶劣环境都对正在使用的电子设备有很大的影响，较轻的表现为电子设备的灵敏度降低，严重的会使电子设备报废。在这些因素中，潮湿的影响最严重，特别是在湿度高、温度低的情况下，达到湿度饱和的情况下导致设备内部的元器件和印制电路板上出现凝露和产色现象，降低设备性能，致使设备不能使用；除此之外，当店子设备遭到潮湿空气后，材料会有一层水膜凝聚在表面，并且渐渐渗透到材料的内部，增加了绝缘材料的导电能力，降低体积电阻率，增加介质消耗导致电气漏电、短路甚至击穿，引发设备故障。

3.2切合实际开发控制

设备控制设备设计的开发阶段的关键是设备的可靠性，在设计的科学和切合实际才能产出实用的产品。所以在这个阶段，要认真研究设备、零部件、元器件的技术环境、技术条件，在这个基础上分析出设备的设计参数，从而制定使用的设计方案；然后在掌握了所有的基数和要求后，进行设想，设计出产品的结构，制作出具有实用且性价比搞的产品，方便使用且易于维修，降低设备的各种费用。

3.3控制设备的散热防护控制

设备的稳定性和运行速度的重要因素之一就是散热防护，温度严重影响设备的可靠性，主要原理是设备在运行时会产生热量，尤其是功率比较大的元器件在使用时产生的热更是不能忽略的，如果不能够即使把这些热量派出去就足以使设备损坏。而且，这些热量不能处理出去的话，也会升高设备本身的温度。所以，在实用时，这些热量是不能不散发出去的。对于功率小于100W的就不用考虑了；功率较大的半导体分离器是应该加上散热器；在消耗较大功率的元器件周围尽量不要安装热敏感的半导体分离器，消除这些隐患。

4结束语

随着电气化控制系统的不断应用，电气自动化也已经成为自动化领域的一门分支，在工业的需求下，电气自动化逐渐的自我完善和不断的更新。

参考文献：

篇（10）

一、电气综合自动化系统的功能

根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能 为：

1.发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。

2.发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。

3.发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS（电力系统稳定器）的投退。

4.220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网。

5.6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。

6.380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。

7.高压启/备变压器控制和操作（2台机共用）。

8.柴油发电机组和保安电源控制和操作。

9.直流系统和LPS系统的监视。

对于发变组保护等主保护和安全自动装置，因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度，可能增加相当大的费用，故可以保留。但是它们与DCS间要口求接，控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装置信息，并可以通过DCS进行事故追忆。

二、电气自动化控制系统的设计思想

1.集中监控方式

这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时， 隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2.远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线（如Lonworks总线，CAN总线等）的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

3.现场总线监控方式

目前，对于以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展， 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

三、探讨电气自动化控制系统的发展趋势

OPC（OIJEforProcess Control）技术的出现，IEC61131的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。

Pc 客户机/服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。Internet/Intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。

参考文献：

[1]贺家李，沈从炬.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，1994.

[2]范辉，陆学谦.电气监控系统纳入DCS的几点体会[J].电力自动化设备，2001，21（3）：52-54.

[3]薛葵.发电厂电气监控系统[J].电力系统装备，2002（1）：72-73.

[4]蒙宁海.火电厂厂用电系统监控方案的探讨[J].广西电力，2003，26（2）：44-47.

[5]林跃，秦岭.纳雍发电总厂ECS方案解决方法的探讨[J].贵州电力技术，2003，6（7）：3-5.

[6]曲兆卫，刘耀志，等.ECS系统在蒙华海电的应用[J].内蒙古电力技术，2003，21（5）：51，62.

篇（11）

PLC是把计算机的技术结合到了自动化的生产过程中的系统，并且发展得非常快，因为计算机技术与微电子技术的促进功能，它的功能也在逐渐地增加，产品的更新速度也不断地加快，已经成了现在自动化生产中不可或缺的系统之一。它应用在很多的工业设备生产与自动化的成产中，是现代最前沿的计算机的控制系统。

1.PLC系统的含义

PLC也可以称作可编程逻辑的控制设备。在国际上是这样定义的：一种采用数字进行运算和操作的电子化系统，是针对工业方面的应用进行设计的。它的储存设备中具备了可编写程序的作用，用来处理系统中的逻辑计算、定时以及顺序的控制之类的操作指令，还采用数字和模拟的各类输入与输出，进行各种设备或者生产程序的控制。

2.PLC控制系统的设计

2.1系统硬件方面的设计

硬件的设计是PLC中最关键的一个部分，它会影响到系统运转过程中的安全性、可靠性以及稳定性，其中包含了输出与输入电路。

（1）PLC控制系统中输入电路的设计。PLC通常都是采用二百四十伏的供电电源，所以使用的电源范畴也很广，但是为了抵抗干扰，需要添加电源的净化元件，隔离变压设备也能够应用双隔离的技术，就是变压设备的初级线圈和次级线圈的屏蔽层，和初级电气中性点来接地，次级线圈的屏蔽层来接入系统输入电路的地，来降低高频与低频脉冲产生的干扰。

PLC的输入电路电源通常都使用DC24V，并且它带负载的时候需要重视容量，防止发生短路的现象，对系统的供电安全与PLC的安全是非常关键的，由于这个电源发生过载或者是断裂都会对PLC的运转产生一定的影响，通常会选择电源容量是输入电路功率的二倍，输入电路的电源线路安装比较适合的熔丝，来预防短路的现象。

（2）PLC的控制系统中输出电路的设计。根据生产要求，各类指示灯和变频设备的启动与停止都要通过晶体管进行输出，它比较适用在高频的动作上，响应的时间短，要是PLC系统的输出频率是一分钟六次一下，就应该先在继电器进行输出，使用这样的方式，输出的电力设计就会变得容易，其抗干扰与带负载的能力也非常强。

要是系统所输出的带电磁线圈类的感性负载，那么负载断电的似乎就会给系统的输出带来电流的冲击，所以，对直流的感性负载需要在它的边上接上二极管，能够吸收冲击的电流，能够保护好系统。

如果PLC的扫描频率是十次每分钟以下的时候，不但能够使用继电器的输出，还能够使用系统输出驱动的中间几点起或是固态的继电器，再进行驱动的负载。

对两个比较重要的输出量来说，不但在PLC的内部进行互锁，应该在其外部也互锁，来强化系统运转的安全与可靠性。对一些比较普遍的交流开关类型的负载，如，交流接触设备、电磁阀等，需要使用微笑类型的中间继电器来进行驱动，房子系统的接点进行直接的驱动。

（3）PLC系统中抗干扰设计。工业领域的自动化技术不断地在发展，晶闸管可控整流与变频调速设备的应用也十分地广泛，这样就造成了交流电网方面的污染，也产生了很多的干扰性问题，所以，抗干扰就成了控制系统在设计的过程中一定要重视的问题。通常都会应用这样的方法：

1）隔离的方式：因为电网里产生的高频干扰是分布的电容之间耦合形成的，因此，应该使用一比一的超隔离变压设备，把中性点通过电容来接地。

2）屏蔽的方式：通常会使用金属的外壳来进行屏蔽，把PLC控制系统中设置在金属柜里。金属的外壳能够接地，来屏蔽经典与磁场，预防空间发生的辐射干扰。

3）布线的方式：强电的动力线路与弱电的信号线在走线的时候要分开，还需要有一些间隔。

2.2 PLC控制系统中软件的设计

在设计硬件的时候还可以进行软件的设计。对软件的设计主要是按照控制的标准把工艺的程序图变成了梯形图，在控制系统中的应用是最重要的问题，过程的编写则是设计软件的具体方式。在应用的过程中，好的软件设计方案是非常重要的。

2.2.1程序的设计理念

基本的程序：不但能够在独立的程序来控制比较简单的工艺生产，还能够成为组合中模块结构的单元程序，基本程序机构的方式有这几种：顺序结构、条件的分支以及循环结构。

模块化的程序：将一个总控制的目标程序分为很多的具备清晰子任务程序的模块，再分来进行编写与调试，最终组成一个完整的整体程序。这样的方式就被称为模块化的程序设计。

2.2.2 PLC控制系统中程序的设计要点

控制系统的I/O分配，按照生产线由前到后，点数会逐渐地增多，尽量将一个系统、设备或者是元件的信号都集中再编址，这样便于维护。定时设备与计数设备需要进行统一化的编号，不能够重复地使用一个编号，避免控制系统的可靠运转。程序里面经常用的内部中继电器或是中间的标志位，也需要进行统一的编号，再分配。在分配完地址之后，要将分配表与继电器或是标志位列出表格。

3.总结

本文主要论述了PLC自动化控制系统的设计，PLC控制系统在设计上属于步骤有顺序的系统项目工程，并且在工业化的自动控制方面有了十分广泛的运用，本文主要从系统的设计与实际的经验进行了归纳。PLC是把计算机的技术结合到了自动化的生产过程中的系统，并且发展得非常快，因为计算机技术与微电子技术的促进功能，它的功能也在逐渐地增加，产品的更新速度也不断地加快，已经成了现在自动化生产中不可或缺的系统之一。它应用在很多的工业设备生产与自动化的成产中，是现代最前沿的计算机的控制系统。 [科]

【参考文献】

[1]王文静.PLC控制系统在自动化生产过程中的设计要点[J].数字技术与应用，2011（5）.

[2]马云峰，樊俊秀.PLC系统设计分析[J].自动化技术与应用，2006（02）.