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近年来,我国工业发展逐渐朝着自动化、信息化、智能化方向发展,越来越多的自动化控制系统被应用在工业生产中,然而工业自动化控制系统应用现状却不理想,各种各样的干扰源对于自动化控制系统的稳定、正常运行产生了直接影响,所以应充分了解工业自动化控制系统受到的干扰情况,有针对性地进行抗干扰处理,提高工业自动化控制系统运行的稳定性。
1工业自动化控制系统的干扰分析
1.1传导干扰
(1)信号线引入干扰。
电流通过信号线过程中产生感应磁场,相邻信号线受到感应磁场影响会产生一定的感应电流,随着感应电流的增大,和检测开关相连接的接收设备会受到干扰影响,由于信号线中电流持续流过,会影响和信号线相连接的自动化控制系统正常运行,使得控制器逻辑数据不稳定,甚至发生死机或者错误动作。
(2)设计施工干扰。
工业自动化控制系统在施工设计阶段,由于操作、设备型号、调试、安装、工程技术设计等因素,安装设计过程中,接地系统混乱或者控制器、高频发生器或者开关高功率设备之间的距离较短,造成工业自动化控制系统设计施工干扰。
(3)电源线干扰。
工业现场的电源线干扰非常常见,其主要来自两个方面,一方面是工业自动化控制系统受到供电电源耦合影响;另一方面,干扰信号通过供电电源系统进入自动化控制系统。工业自动化控制系统主要通过电网电源供电,其运行过程中经常受到很多因素的干扰和影响,例如,电网短路暂态冲击、大功率用电设备停止或者开启、电网波动等都会影响工业自动化控制系统的正常运行。
1.2辐射干扰
工业自动化控制系统受到的辐射干扰主要是指电弧电路、高频感应设备、雷电、射频设备等产生的干扰,对于这种干扰源,在实际应用中没有很好的方法进行消除,而可以通过减弱或者直接切断电磁干扰传播途径,采用装设防雷设备、合理布置线路、保护隔离、等位机屏蔽或者联机等措施,保障工业自动化控制系统的安全运行。
2工业自动化控制系统的抗干扰技术
2.1软件设计
工业自动化控制系统设计过程中,采用惯性滤波、限幅滤波、中位值滤波、平均值滤波等方法通过计算机程序对系统信号实现数学处理,消除或者减少干扰信号的强度、数量,保障输入信号的稳定性和可靠性,这种方法计算机程序很容易移植,便于修改系统参数,有效提高数字滤波的稳定。
2.2管线设计
为了减少工业自动化控制系统的干扰,应优化管线设计,包括通信线、电源线、信号线管道等,电源线设置应和通信管线保持足够距离,并且使用金属管道覆盖通信管线,正确敷设电缆线路,结合抗干扰、经济性、实用性等因素,选择合适的信号电缆线,其中最常见的是双芯屏蔽双绞线,电缆线敷设过程中应注意以下问题:其一,对于不同信号,敷设不同电缆线路,结合传输信号类型,分层敷设电缆线路;其二,不能使用同一根多芯电缆同时传输数字信号和模拟信号,电缆和电源线不能共用;其三,不能在同一个线槽中放置电源线缆和信号线缆,避免平行、近距离的进行敷设施工,若电源线缆和信号线缆必须放置在一起,两种线缆应保持60cm以上的距离;其四,大功率电动机应和信号线缆保持适当的距离。
2.3电源设计
若工业生产现场包含变频器和大功率器件,对于电源线路采取科学有效的抗干扰措施,对电源设备进行有效隔离,在进线电源分级部位设置避雷器,使用隔离变压器设置在PLC电源输入端,对于隔离变压器的次级绕组和初级绕组,装设屏蔽层,然后做好可靠接地,通过双绞线作为二次侧接线。
2.4接地设计
工业生产现场环境变化会干扰信号线,发生误动作、测量精度下降、死机、程序跑飞、系统数据混乱等现象,这主要是由于接地系统设置不合理,对于工业自动化控制系统应做好接地设计,通过正确、合理的接地设计,有效抑制工业自动化控制系统受到电磁干扰影响,在实际应用中包括信号屏蔽接地、系统接地和安全接地。工业自动化控制系统接地设计过程中,严格区分保护接地和工作接地,保护接地电阻不能超过2欧姆,强电设备接地点和接地极接地点之间保持10m以上的距离,埋设在工业生产现场建筑物周围10m的区域。信号源接地设计,在信号侧接地设置屏蔽层,若信号线中间如果有接头,做好绝缘处理,牢固连接屏蔽层,防止信号线多点接地,连接多芯对绞电缆线和屏蔽双绞线,相互连接好各个屏蔽层,然后进行绝缘处理以后,选择合适接地位置进行单点接地。另外,计算机接入信号之前,在大地和信号线之间连接电容,有效减少共模干扰,将滤波器装设在信号两极之间,减少差模干扰。
2.5选择合适器件
结合不同电子设备的特性,选择合适的器件,例如,通过设置RC、AD双积分滤波器,使电流信号和电压信号转换传输过程中消除高频干扰,有效减少差模干扰。采用双绞线和差动输入器,做好单边接地、屏蔽地线和光电隔离,消除共模干扰。
3结束语
工业自动化控制系统在实际应用中容易受到各种各样的干扰影响,而干扰抑制是一项非常复杂、系统的项目,应综合考虑多方面因素,在施工设计过程中结合自动化控制系统的规格和型号,做好各方面的抗干扰设计,提高工业自动化控制系统的安全性和可靠性。
参考文献:
[1]李世发.基于工业自动化控制系统的抗干扰措施的研究[J].硅谷,2011(13):86.
[2]赵琳,翟诺,申敏.工业控制系统中应用的PLC抗干扰技术[J].自动化技术与应用,2008(09):129-131+76.
[3]宋家杰.PLC控制系统中的工程问题研究[D].南京理工大学,2004.
1PLC技术及自动化控制系统概念
1.1PLC技术
工业自动化水平是衡量国家经济生产力水平的关键性标准,在这个过程中,工业自动化模式的发展,有利于促进国民经济的健康、可持续运作。随着科学技术的不断创新及应用,电气自动化系统已经成为工业发展体系的关键构成部分,该系统实现了对计算机技术、网络技术等的应用,自动化控制器是该技术系统的核心部件。在实践工作中,PLC自动化控制系统实现了对处理器、电源、存储器等设备的结合性应用,通过对各个设备应用功能的结合,有利于提升自动化控制系统的运作效率。在这个过程中,电源设备是该系统正常运作的基础,一旦电源设备不能正常发挥其功能,就会导致控制系统停滞的状况。在控制系统运作环节中,处理器是该系统的核心构成要素,在工作场景中,其需要进行相关数据信息的处理及转化,其具备良好的处理功能,为了应对电气自动化的复杂性工作环境,必须实现功能系统、设备运作及管理系统、监督系统等的协调。
1.2自动化控制系统优化概念
为了提升PLC自动化控制系统的运作效率,必须进行相关优化设计原则的遵守,满足被控制对象的工作要求,针对控制系统的基本功能及环境应用状况,展开积极的调查及研究,满足该系统优化设计工作的要求。这需要进行系统相关运作数据资料的整理及分析,进行系统设计及应用方案的优化选择。为了提升系统的整体运作效率,进行系统设计方案的科学性、规范性、简约性设计是必要的,从而降低系统的整体运作成本,实现系统综合运作效益的提升,确保系统整体运作的安全性及可靠性。为了提升系统的生产效率,进行PLC自动化控制目标的制定是必要的,进行工作实际与系统运作状况的结合,实现PLC容量模块的合理配置。
2PLC自动化控制系统设计方案
2.1硬件设计模块
为了实现自动化控制系统的稳定性运作,必须为其创造一个良好的硬件设计环境,这就需要进行硬件设计方案的优化,实现其内部各个工作模块的协调,进行控制系统工作总目标的制定。
2.2输入电路设计模块
输入电源是PLC自动化控制系统正常运作的基础,控制系统的供电电源具备良好的工作适应范围。为了满足现阶段自动化控制系统的工作要求,需要进行电源抗干扰性的增强,降低环境对输入电源的工作影响,这就需要进行电源净化原件的安装,实现隔离变压器、电源滤波器等的使用。在隔离变压器工作模块中,进行双层隔离方案的应用是必要的,实现屏蔽层的构建,降低外部环境高低频脉冲的影响。在输入电路设计过程中,需要进行电源容量的控制,优化电源的短路防护工作,确保电源系统的稳定性、安全性运作,提升输入电源的整体容量,为了提升电路的整体安全性,需要专门安装相应型号的熔丝。
2.3输出电路设计模块
在输出电路设计过程中,需要遵循自动化控制系统的相关生产工作要求,进行电路设计准备体系的健全,在这个过程中,通过对晶体管等的利用,进行变频器调速信息、控制信息等的输出,实践证明,通过对晶体管的利用,可以实现PLC控制系统运作效率的增强。在频率较低的工作环境中,需要进行继电器设备的选择,将其作为输出电路设备,该工程流程比较简单,且具备较高的工程应用效益,有利于增强自动化控制系统的整体负载能力。在这个过程中,为了避免出现浪涌电流的冲击状况,需要在直流感性负载旁进行续流二极管的安装,进行浪涌电流的有效性吸收,实现PLC自动化控制系统的稳定性运作。
2.4抗干扰设计模块
为了降低外部环境对系统运作的干扰,可以进行隔离方法的使用,在这个过程中,通过对超隔离变压器的使用,进行系统高频干扰状况的隔离。这也可以进行屏蔽方法的使用,进行干扰源传播途径的阻断,提升控制系统的整体抗干扰性,在实际工作场景中,可以将PLC工作系统放于金属柜内,金属柜具备良好的磁场屏蔽及静电屏蔽功能。为了减少控制系统运作过程中的干扰状况,进行布线分散干扰模式的应用是必要的,确保弱点信号线、强电动力线路等的分开走线。
3结语
为了实现社会经济的稳定性发展,必须进行PLC自动化控制方案的优化,实现硬件设计模块、软件设计模块、抗干扰模块等的协调,提升控制系统的整体运作效益。
参考文献
[1]李怀智.试析PLC自动化控制系统的优化设计[J].中国新技术新产品,2011(11).
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.12.009
近年来,我国工业发展逐渐朝着自动化、信息化、智能化方向发展,越来越多的自动化控制系统被应用在工业生产中,然而工业自动化控制系统应用现状却不理想,各种各样的干扰源对于自动化控制系统的稳定、正常运行产生了直接影响,所以应充分了解工业自动化控制系统受到的干扰情况,有针对性地进行抗干扰处理,提高工业自动化控制系统运行的稳定性。
1工业自动化控制系统的干扰分析
1.1传导干扰
(1)信号线引入干扰。电流通过信号线过程中产生感应磁场,相邻信号线受到感应磁场影响会产生一定的感应电流,随着感应电流的增大,和检测开关相连接的接收设备会受到干扰影响,由于信号线中电流持续流过,会影响和信号线相连接的自动化控制系统正常运行,使得控制器逻辑数据不稳定,甚至发生死机或者错误动作。(2)设计施工干扰。工业自动化控制系统在施工设计阶段,由于操作、设备型号、调试、安装、工程技术设计等因素,安装设计过程中,接地系统混乱或者控制器、高频发生器或者开关高功率设备之间的距离较短,造成工业自动化控制系统设计施工干扰。(3)电源线干扰。工业现场的电源线干扰非常常见,其主要来自两个方面,一方面是工业自动化控制系统受到供电电源耦合影响;另一方面,干扰信号通过供电电源系统进入自动化控制系统。工业自动化控制系统主要通过电网电源供电,其运行过程中经常受到很多因素的干扰和影响,例如,电网短路暂态冲击、大功率用电设备停止或者开启、电网波动等都会影响工业自动化控制系统的正常运行。
1.2辐射干扰
工业自动化控制系统受到的辐射干扰主要是指电弧电路、高频感应设备、雷电、射频设备等产生的干扰,对于这种干扰源,在实际应用中没有很好的方法进行消除,而可以通过减弱或者直接切断电磁干扰传播途径,采用装设防雷设备、合理布置线路、保护隔离、等位机屏蔽或者联机等措施,保障工业自动化控制系统的安全运行。
2工业自动化控制系统的抗干扰技术
2.1软件设计
工业自动化控制系统设计过程中,采用惯性滤波、限幅滤波、中位值滤波、平均值滤波等方法通过计算机程序对系统信号实现数学处理,消除或者减少干扰信号的强度、数量,保障输入信号的稳定性和可靠性,这种方法计算机程序很容易移植,便于修改系统参数,有效提高数字滤波的稳定。
2.2管线设计
为了减少工业自动化控制系统的干扰,应优化管线设计,包括通信线、电源线、信号线管道等,电源线设置应和通信管线保持足够距离,并且使用金属管道覆盖通信管线,正确敷设电缆线路,结合抗干扰、经济性、实用性等因素,选择合适的信号电缆线,其中最常见的是双芯屏蔽双绞线,电缆线敷设过程中应注意以下问题:其一,对于不同信号,敷设不同电缆线路,结合传输信号类型,分层敷设电缆线路;其二,不能使用同一根多芯电缆同时传输数字信号和模拟信号,电缆和电源线不能共用;其三,不能在同一个线槽中放置电源线缆和信号线缆,避免平行、近距离的进行敷设施工,若电源线缆和信号线缆必须放置在一起,两种线缆应保持60cm以上的距离;其四,大功率电动机应和信号线缆保持适当的距离。
2.3电源设计
若工业生产现场包含变频器和大功率器件,对于电源线路采取科学有效的抗干扰措施,对电源设备进行有效隔离,在进线电源分级部位设置避雷器,使用隔离变压器设置在PLC电源输入端,对于隔离变压器的次级绕组和初级绕组,装设屏蔽层,然后做好可靠接地,通过双绞线作为二次侧接线。
2.4接地设计
工业生产现场环境变化会干扰信号线,发生误动作、测量精度下降、死机、程序跑飞、系统数据混乱等现象,这主要是由于接地系统设置不合理,对于工业自动化控制系统应做好接地设计,通过正确、合理的接地设计,有效抑制工业自动化控制系统受到电磁干扰影响,在实际应用中包括信号屏蔽接地、系统接地和安全接地。工业自动化控制系统接地设计过程中,严格区分保护接地和工作接地,保护接地电阻不能超过2欧姆,强电设备接地点和接地极接地点之间保持10m以上的距离,埋设在工业生产现场建筑物周围10m的区域。信号源接地设计,在信号侧接地设置屏蔽层,若信号线中间如果有接头,做好绝缘处理,牢固连接屏蔽层,防止信号线多点接地,连接多芯对绞电缆线和屏蔽双绞线,相互连接好各个屏蔽层,然后进行绝缘处理以后,选择合适接地位置进行单点接地。另外,计算机接入信号之前,在大地和信号线之间连接电容,有效减少共模干扰,将滤波器装设在信号两极之间,减少差模干扰。
2.5选择合适器件
结合不同电子设备的特性,选择合适的器件,例如,通过设置RC、AD双积分滤波器,使电流信号和电压信号转换传输过程中消除高频干扰,有效减少差模干扰。采用双绞线和差动输入器,做好单边接地、屏蔽地线和光电隔离,消除共模干扰。
3结束语
工业自动化控制系统在实际应用中容易受到各种各样的干扰影响,而干扰抑制是一项非常复杂、系统的项目,应综合考虑多方面因素,在施工设计过程中结合自动化控制系统的规格和型号,做好各方面的抗干扰设计,提高工业自动化控制系统的安全性和可靠性。
参考文献:
[1]李世发.基于工业自动化控制系统的抗干扰措施的研究[J].硅谷,2011(13):86.
[2]赵琳,翟诺,申敏.工业控制系统中应用的PLC抗干扰技术[J].自动化技术与应用,2008(09):129-131+76.
[3]宋家杰.PLC控制系统中的工程问题研究[D].南京理工大学,2004.
中图分类号:TG315 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(b)-0037-01
计算机系统与自动化系统的结合,可实现对生产线的数据采集、跟踪、管理、存储、打印,通过现场总线互联与控制室内人机界面组成一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程自动控制系统。
1 系统概述
生产线自动化现场总线控制系统主要由工业控制计算机、主控PLC、安全PLC组成。总线控制系统采用两层总线结构,上层采用以太网,下层采用PROFIBUS-DP总线。工业控制计算机、主控PLC通过工业以太网总线连接到交换机上,保证实现数据高速实时通讯。现场设备层采用PROFIBUS-DP为通讯总线,进行实时数据传输。安全PLC通过PROFIBUS-DP总线与主控PLC进行通讯。
PROFIBUS-DP总线与各分设备通过DP耦合器进行通讯,为避免单根总线电缆故障导致整个控制系统瘫痪,DP耦合器统一放到总控室控制柜中。
安全总线采用PILZ公司的安全PLC,现场安全门开关、各分设备的急停开关通过硬线接到总控室安全PLC的IO模块上,传输急停、安全门等安全信号,保证人身、设备安全。
2 控制方式
生产线运行控制功能主要是协调、控制、保障整条锻造生产线安全、可靠、高效的运行,根据工艺要求把生产线分成四个区域。
中频炉、去氧化皮及传送装置区域;
辊锻机、辊锻机械手区域;
16000T压力机、主机工位转移、主机出料机器人、喷雾机械手区域;
切边机、扭拐机、精整压力机、扭拐用机器人、精整用机器人、切边出料及传送车区域。
采用分区域启动、分区域控制的方式来完成整个生产线的控制。总线通过检测各个单机设备的运行状态,在某一区域或某一设备故障时,指挥其它设备动作,根据不同的状态对各单机设备发出不同的指令(等待,再恢复,或是全线停车)。
控制方式可分为自动控制、区域联动和手动控制。进行自动控制时,由主控PLC按预先编辑的程序对生产线进行控制。生产线正常启动时,系统默认进行自动控制方式运行。区域联动方式用于实现区域内部的设备联动控制,以实现区域的单独控制或区域内设备联调。
3 上位机监控系统
监控系统主要由以太网交换机、工业控制计算机、主控PLC和安全PLC组成,工业控制计算机负责生产的管理和生产线的控制,是监控系统的核心,主要实现以下几个功能。
(1)生产线的监视功能
生产线的监视功能通过监控组态软件实现对现场设备的运行状态的显示,以及控制系统中相关参数的显示,以图形化的形式显示生产线的状态,帮助操作人员及时了解生产的信息。监视功能又分为系统总体监视功能、分类设备监视功能和趋势显示功能。
(2)生产线的数据采集和记录功能
工业控制计算机将现场生产相关数据进行采集,并将数据存储到数据库,供操作人员进行数据分析时使用。
(3)生产线的控制功能
生产线控制功能实现设备控制功能、前桥或曲轴模式选择功能和设备管理与维护功能。
(4)生产线的报警处理功能
监控系统提供丰富的报警功能,用于显示、处理生产线的报警信息,具体内容包括:报警显示功能、报警处理功能、报警等级功能和报警归档功能。
报警显示功能:监控系统提供报警页面、硬件报警、报警汇总等页面,实现了报警信息的实时文字显示。
报警处理功能:当产生报警后,操作员需要对报警信息进行处理,操作包括:确认、屏蔽、使能。打开页面,右击某条报警信息,弹出报警处理菜单,操作员通过点击相关菜单项完成处理操作。报警处理操作包括确认、屏蔽和使能三种方式。
报警等级功能:报警等级分为2级,分别是紧急报警、警告信息。每条报警信息都有一个报警等级,在报警信息列表中等级高的报警被优先响应。另外,不同等级的报警使用不同颜色的文字区分。
报警归档功能:生产线所有报警信息都会被归档到本地硬盘文件中。另外,针对不同的报警信息产生相应的动作,如确认、使能等处理操作都会被归档。操作员可以通过“报警汇总”页面查看近期的报警历史记录;另外还可以通过监控系统的报表功能来对报警历史记录进行查看、生成报表和打印。
(5)显示和打印功能
监控系统提供丰富的统计报表功能,“报表系统”可以按日、周、月或时间范围生成数据报表、操作记录报表、报警信息报表等。操作员可以进行报表的查看和打印操作。
(6)权限功能
监控系统提供2种操作权限来保证系统安全,分别为运营操作级和系统管理级。系统管理级是指在对监控系统进行软件维护、故障维修等管理时的权限分级,该级别的用户及权限设置通过组态软件来实现。
运营操作级是指监控系统在运营状态下的用户操作权限分级,可根据用户需求设置不同的操作级别,当系统运行时,用户需输入合法的用户信息,才能被允许进入监控系统,并能提供相应的权限操作。
4 结语
控制系统在体系结构、网络构成、软硬件配置和功能实现上采用综合自动化监控技术进行方案细化设计和系统配置,充分考虑系统的扩充性、扩展性、统一性、资源共享性和技术先进性,满足万吨锻造生产线的生产需求和未来扩充的需要;在保证系统技术先进性的基础上对可靠性、稳定性、安全性、可维护性和人机交互友好性的实现,满足了锻造生产线在温度、湿度、灰尘、防水、抗震、抗干扰和电磁兼容性的要求。
参考文献
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.
通过对以上两种电气自动化控制系统设计的分析,在选用不同方式设计的过程中,会给电气自动化控制系统带来一些负面的影响,也有一些问题是需要处理的,这都将会对电气自动化控制系统的正常运行带来一定的影响[3]。而现场总线监控方式设计,主要是基于计算机网络技术的基础上,实现系统的智能化控制。现场总线监控方式设计的过程中,不仅可以有效的节省安装工作量以及安装材料等,同时对提高系统的控制性能也有着极大的作用,并且,在计算机网络技术的支持下,整个电气自动化控制系统的运行可靠性较高,网络组态也显得更加灵活等,同时也能减少隔离设备,不同的间隔将会发挥出不同的作用,避免了相邻元件出现连锁瘫痪的现象,有效的提升了自动化控制系统的运行性能。另外,现场总线监控方式设计主要采用的是智能化设备就地安装的形式,有效的减少了电缆的投入数量,进而达到节约系统设计成本的目的。
2提高电气自动化控制系统性能的主要策略分析
提高电气自动化控制系统性能的策略有很多,例如:(1)合理控制电气设备外部环境的不利因素,主要是对湿度、温度等环境的控制,不仅要保障电气自动化控制系统的运行效率,同时也应更好的延长其使用寿命[4];(2)合理选用性能较好的电气元器件,由于电气自动化控制系统由多个电气元器件所组成,为了避免电气元器件出现问题,应合理选用性能较好的电气元器件,这样才能提高设备的耐久性,更有利于设备的长期稳定运行;(3)加强对设备的防护工作,尤其是设备散热的情况下,为了避免热量过大对设备带来危害,应积极做好设备的散热保护措施,确保设备性能运行环境的安全性,不仅有利于设备的正常运行,同时对提高系统的使用效能、消除安全隐患等有着极大的作用;(4)在对电气自动化控制系统进行设计的过程中,应结合系统运行的实际情况来对其进行全面的考虑,这样才能保证电气自动化控制系统设计的有效性,并将其作用充分的发挥出来,提升电气自动化控制系统运行效率。
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
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[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).
1.烧结配料自动化控制系统应用的意义
一般来说,烧结机主要在大型黑色冶金烧结过程中广泛应用,主要的作用是将成分、粒度不同的精矿粉和富矿粉烧结成块,同时还有消除矿石中的硫、磷等杂质的作用,烧结机是抽风烧结作业中的主体设备。根据烧结机不同的烧结面积将其划分成长度和宽度不同的各种规格,烧结面积越大,烧结产量就越高。但是,在某钢有限公司使用烧结机进行烧结生产过程时,发现工作人员使用手工操作进行配料,影响了配料的精度,进而对烧结的效率、质量以及产量等有产生一定程度的影响,在很大程度上制约了烧结厂的发展。在烧结厂烧结配料过程中应用自动化控制系统可以借助计算机电子设备以及软件系统实现对烧结配料的自动化智能化控制,工作人员可以进行智能化自动数据采集、记录以及分析等工作,还能够对烧结配料自动化控制系统的频率和下料等项目进行调节控制,提高烧结配料环节的精度,进而提高烧结效率。另外,自动化控制系统还具有画面共享功能,能够利用一些先进的网络通讯设备对配料生产车间、烧结主控室等数据进行画面共享,方便工作人员对烧结配料生产过程进行监督。烧结配料自动化控制系统具有较高的稳定性、实时性以及完整性,可以大大减少工作人员的工作量,在提高烧结配料生产效率的同时,还能够保证烧结配料过程中自动化控系统的稳定运行,对烧结厂乃至整个冶金行业的发展都十分有利。
2.烧结配料自动化控制系统的硬件设备
某钢公司烧结配料自动化控制系统使用的是AI系列智能仪表,以太网传输作为主要的网络传输为方式,并且还设立了服务器、烧结主控监控分站以及配料室监控分站。并且该自动化控制系统的下位控制设备也同样是AI系列人工智能调节器,具体的控制流程是:借助服务器预先组态的地址实现对各台调节仪表的访问工作,然后发出控制信号,由调节器接收信号并对烧结配料设备进行控制。烧结配料自动化控制系统的主要硬件设备有以下几个:
2.1现场硬件设备层
现场硬件设备就是指设备现场层,也就是烧结配料自动化控制系统中主要的操作设备等,一般由各种传感器以及执行机构结合组成:雷达料位计以及皮带秤等现场信号输入设备,变频器与圆盘电机等运行设备都属于设备现场层。
2.2控制硬件设备层
控制硬件设备就是设备控制层,顾名思义主要的作用就是完成对整个烧结配料工程自动化控制系统的控制工作,主要由服务器以及AI系列仪表组成,其中AI系列仪表的主要作用是完成生产现场的信息采集,并将采集到的信息进行上传,同时执行相关的控制指令。可以说是保证烧结配料自动化控制系统的完成工作的重要硬件设备之一。
2.3管理监控层
管理监控层的主要工作任务就是借助网络浏览器对控制系统的人机交互接口进行的配料操作进行监控和管理,确保烧结配料自动化控制系统运行正常。管理监控层主要是对自动化控制系统的运行状态、设定的参数以及预警显示等进行监控记录,并对这些数据资料进行一定程度的分析,以便工作人员及时发现问题,尽早解决。
3.烧结配料自动化控制系统的软件设备
该烧结厂应用的自控系统的主要软件是是一套基于WindowsXP以及Windows2000平台的组态软件,也就是UnityPro&IFIX系统。这套软件可以快速构造并且生成上位监控系统,具有极高的易操作性和实用性。这套软件系统基本上可以完成从数据采集到数据处理整个控制工作,并且还能够进行报警处理、控制流程以及输出报表等工作。这套本控制系统的人机接口界面有以下几种:
3.1信息显示画面
信息显示画面显示的内容主要包括:各皮带秤、料位计等工艺设备当前的运行状态信息,例如皮带瞬时流量与累计量、手动位置与自动位置信息、部分故障信息(断料、料位过高等),具体可以用不同颜色进行显示,方便工作人员区分。
3.2设备控制画面
设备控制画面显示的主要是对设备进行人工控制的相应功能按钮,能够保证设备自动化控制和人工控制之间的转换。
3.3数据显示画面
数据显示画面主要有两方面内容,一方面是当前的设备参数变化趋势,工作人员可以根据当前数据曲线图对设备的运行状态进行判断;另一方面是历史设备参数变化趋势,方便工作人员对数据资料进行对比分析,保证设备运行的稳定性。
3.4实时报警处理
主要作用是对自动化控制系统设备采集的数据信息进行分析处理,对发现的问题进行警报,同时根据系统中的异常情况处理指令对系统设备进行相应的控制。其中,对断料故障信号进行解锁和恢复操作就是报警处理软件进行的主要操作之一。
4.烧结配料自动化控制系统的功能分析
4.1具有远程监控的功能
该烧结配料自动控制系统主要采用的是现场总线控制系统。这种控制系统具有良好的远程监控功能,在烧结配控室中设置一台服务器,并在烧结主控室和配料室之间设置远程监控站,就可以利用以太网对两者之间的服务器进行连接,从而实现对烧结配料室的远程监控,可以大大减轻工作人员的工作量,十分方便快捷,并且在很大程度上能够提高工作人员对烧结主控室和配料室的了解程度,保证工作效率和工作质量。
4.2具有静态图形组态功能
该系统可以对运行画面、实时数据画面、数据传输画面、换仓画面、变料画面、报警记录画面以及数据查询画面等进行记录分析,并对这些画面进行确认。工作人员可以根据这些画面完成相应的环节监控工作,确保系统的平稳运行。
4.3具有自动配料功能
实现自动配料是在烧结配料工程中使用自动化控制系统的最主要目的,该系统可以对料线启动、对齐料头料尾进行自动化操作,保证配料的精度。并且在进行自动和手动操作更换时,还可以保持原有的平均流量不变,确保生产的稳定性,提高生产效率。
5.结语
综上所述,在冶金作业中应用烧结配料自动化控制系统对企业的发展十分有利,并且对整个冶金行业的发展也有很大作用,但是随着冶金技术和自动化控制技术的不断改进和发展,工作人员也要对烧结配料自动化控制系统中存在的问题不断进行研究,对自动化控制系统进行优化,提高烧结配料自动化控制系统的稳定性,提高烧结配料的运作效率,进而促进企业的良性发展。
参考文献
[1]王淑妍.烧结机配料自动化控制系统研究与应用[J].中国新技术新产品,2012,(19):136.
中图分类号:TQ05 文献标识码:A
Analysis on Prevent lightning Shield of Chemical Automation Control System
CHEN Daohui[1], ZHU Liyuan[2], JI Xing[1]
([1] Guangzhou Institute of Lightning Facility Detection, Guangzhou, Guangdong 511436;
[2]Qingyuan Weather Bureau, Guangzhou, Guangdong 511500)
AbstractIn recent years, withthe rapid development of China's computer technology, communication technology and chemical technology and automatic control technology , automatic chemical control system had been more universal use, but in recent years, chemical control signal lines, chemical instrumentation and computer room, etc. by lightning affect more and more serious, so chemical control system signal line shielding is very important and essential, but now our domestic shielding the signal line by way of a single termination or two or more grounding divergence, this paper analysis of single-point and two ground advantage, make the author's own control system for chemical signal line shielding point of view.
Key wordschemical; control system; prevent lightning; shield
1 化工控制系统屏蔽的相关规范要求
《GB 50217-1994电力工程电缆设计规范》――3.6.8 控制电缆金属屏蔽的接地方式,应符合下列规定:
(1)计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。
(2)除(1)项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大,宜采用两点接地;静电感应的干扰较大,可用一点接地,双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分用一点,两点接地。
(3)两点接地的选择,还宜考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧断。
《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》――第6.3.1条规定:……当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接,当系统要求只在一端做等电位连接时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理。
那么化工控制系统同时存在以上几种情况,应该经过分析确定一种行之有效的屏蔽接地方式。
2 雷电损坏化工自动化控制系统的途径
雷电可能影响化工自动化系统有三种方式:直击雷、感应雷以及雷电波入侵。
(1)直击雷,这一种方式雷电直接击中化工自动化仪表或与之相连的化工设备,大量电流的通过化工设备流入与相连的地网,在接地装置上产生很高的电阻压降,即地电位升高,对化工自动化控制系统造成损坏。
(2)感应雷,某一回路的雷电过电压通过相互之间感应产生雷电电磁脉冲,耦合到与之相近的弱电系统上,或者由于雷电在附近接闪的发生(包括雷电击中建筑物的防雷装置),化工自动化控制系统上空及周围,产生交变的磁场,从与使到化工自动化控制系统的回路产生幅值较大的感应电动势,使到化工自动化控制系统遭到损坏。
(3)雷电波入侵,雷电击中与化工自化控制系统相连的电源线、信号线,过电压通过线路耦合到自动化回路上,给系统告成损坏。
3 信号线屏蔽层接地
化工自动化控制系统的电源线和信号线,一般使用屏蔽电缆,但是这些屏蔽电蔽平衡特性较差,因此屏蔽线的完整性和有效接地对屏蔽电缆来说是有着十分重要的意义。屏蔽屋接地是为了减少弱电设备因受到电磁干扰,而影响其正常工作,但是接地方式到底是一端接地还是两端接地,一直以来科学界都有着不同的声音,两端接地。特别是保持屏蔽的完整性,屏蔽效果就会好很多,不完整的屏蔽将极大地降低屏蔽效果;如果屏蔽只在一端接地,在非接地端的包皮对地将可能出现很高的暂态电压。控制电缆屏蔽层两端接地的优点是:(1)当控制电缆为母线暂态电流产生的磁通所包围时,在电缆的屏蔽层中将感应出屏蔽电流,由屏蔽电流产生的磁通,将抵消母线暂态电流产生的磁通对电缆芯线的影响。假定屏蔽作用理想,两者共同作用的结果,将使被屏蔽层完全包围的电缆芯线中的磁通为零,屏蔽层形成了一个理想的法拉第笼,起到非常好的效果。(2)屏蔽层两端接地,可以降低由于地电位升高产生的暂态感应电压。当雷电经避雷器注入地网,使地网中的冲击电流增大时,将产生暂态的电位波动,同时地网的视在接地电阻也将暂时升高,对弱电控制系统影响相当大。
但是屏蔽电缆的屏蔽层两端接地时,如果系统中出现短线电流,或是直击雷、感应雷、雷电波入侵等三种方式产生的过电压时,由于电缆屏蔽层两端接地电阻不一样,造成电位不同,从与产生的地环环流,将对信号控制线路成干扰。
所以两端接地还是一端接地,是一个更具争议的问题。
4 结束语
因此化工自动化控制系统,双层屏蔽,最外层屏蔽两端接地,内层屏蔽一端等电位接地。此时,外层屏蔽由于电位差而感应出电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消没有外屏蔽层时所感应的电压,这种方法集两种接地的优点于一身,可以解决单点接地和两点接地的缺点,对于化工自动化控制系统防雷电电磁感应起着很重要的作用。
参考文献
[1]王晓瑜.几种雷电屏蔽分析模型物理基础的研究[J].高电压技术,1994.20(2).
[2]许高峰,司马文霞,顾乐观.输电线路雷电屏蔽问题研究的现状和发展[J].高电压技术,1999.25(12).
Abstract: electrical automation and control systems have been widely used in the field of modern manufacturing, space flight, medical research and transportation, with the development of new areas, electrical automation continuous integration into the new factors, such as intelligent systems and large-capacity information delivery systems. Further enhance China's technological level in the field of electrical automation, it has a tremendous impact.Key words: steel construction; design; project cost; control
中图分类号:S24文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)02-
近年来,电气自动化控制系统在生活中应用越加广泛,方便生活的同时也使得智能化水平不断提高,能够更加精准的控制仪器设备,并且大容量信息数据传输的实现,也可以依托在不断发展的通讯技术上。可见,电气自动化控制系统在生活中的巨大作用。在现代制造、航天飞行、医学研究以及交通等领域电气自动化控制系统都得到广泛应用,而随着新领域的开发,电气自动化不断地融合进新的因素,诸如智能化系统和大容量的信息输送系统。进一步提高我国在电气自动化领域的科技水平,影响巨大。
一、电气自动化控制系统的综合功能简述
结合目前常用单元机组的运作模式和电气自动化的控制特点,可以将发电机上某一变压器组同电源等电气控制全部纳入ESC监控模式下。它的综合功效是:形成发变组断路器220kV/500kV的出口,从而隔断开关控制和操作;控制发电组、厂高变以及励磁变压器的保护程序;形成包括启励和灭磁操作以及切换增减磁控制方式的操作组成的发电机的重要励磁系统;同时变组断路器出口将自动形成开关自动化并允许手动操作的同期并网;高压6kV厂用电源的监视及操作、厂用电压快切装置状态的操作、监视及低压自投控制装置;380V的低压厂用电源的系列自投装置控制;允许两台机共用的变压器操作控制程序;保安电源及柴油机组的操作控制程序;监视直流系统及LPS系统。同时,因为电力自动控制系统在发变组的主保护及安全自动装置部分要求必须全部实现在DCS中,目前尚未得到发展,不过值得肯定到是,已经与DCS要扣实现连接,可以通过这一系统进行追忆事故的实现,这也属于通讯信息自动化装置。
二、主要功能
1、自动控制功能。高压和大电流开关设备的体积是很大的,一般都采用操作系统来控制分、合闸,特别是当设备出了故障时,需要开关自动切断电路,要有一套自动控制的电气操作设备,对供电设备进行自动控制。
2、保护功能。电气设备与线路在运行过程中会发生故障,电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度,这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备。
3、监视功能。电是眼睛看不见的,一台设备是否带电或断电,从外表看无法分辨,这就需要设置各种视听信号,如灯光和音响等,对一次设备进行电气监视。
4、测量功能。灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电),如果想定量地知道电气设备的工作情况,还需要有各种仪表测量设备,测量线路的各种参数,如电压、电流、频率和功率的大小等。
在设备操作与监视当中,传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代,但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这也都是电路实现微机自动化控制的基础。
三、电气自动化控制系统组成
1、电源供电回路。供电回路的供电电源有AC380V和220V等多种。
2、保护回路。保护(辅助)回路的工作电源有单相220、36V或直流220、24V等多种,对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护,由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。
3、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等。
4、自动与手动问路。电气设备为了提高工作效率,一般都设有自动环节,但在安装、调试及紧急事故的处理中,控制线路中还需要设置手动环节,通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换。
5、制动停车回路。切断电路的供电电源,并采取某些制动措施,使电动机迅速停车的控制环节,如能耗制动、电源反接制动,倒拉反接制动和再生发电制动等。
6、自锁及闭锁同路。启动按钮松开后,线路保持通电,电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节,如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件,为了保证设备运行的安全与可靠,只能一台通电启动,另一台不能通电启动的保护环节,叫闭锁环节。如两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。
四、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。
五、探讨电气自动化控制系统的发展趋势
实际上,电气自动化控制系统的发展趋势应该是分散、开放并具备信息化特征的。分散的结果能保证网络中每一个模块职能的独立从而分散系统危险实现系统运行的安全可靠;开放性的系统结构则是通过外部接口实现内外部系统的网络连接;信息化则使所有的信息得到综合分析处理,实现网络科技与管理的结合、一体化,真正做到电气自动化控制系统的不断提升。未来的发展趋势中,我国企业还需保证稳定的健康发展,认识不足并不断的通过高新科技的学习巩固基础能力,发挥创新精神,才能开创出和谐的发展局面,为工业自动化的实现做贡献。
参考文献:
1 电气自动化控制系统的功能
对于电气自动化的控制系统,它主要的功能分为保护发变组、控制励磁变压器和厂高变这些方面。在电气自动化的控制系统中,对设备进行启励和消灭磁的作用,同时可以进行增加磁和减少磁的是发电机励磁系统。在工作的过程中,要进行及时的监控。如果处在高压的厂里,可以用电源或者厂里用的电压块切换设备进行监控,如果是处在相对低压的厂里的话,只用电源进行监控整个环节,同时要严格把控好低压的自投装置。在两种机器共同操作时,就要进行操控柴油发电机组和保安电源。根据现在的状况,发变组保护主要是起到安全保护的作用。对于DCS之间的连接,要利用硬接线控制操作,然后在自动装置之间传递信息。上述主要是一些电气自动化控制系统的功能和组成部分。
2 电气自动化控制系统的设计
2.1 电气自动化控制系统的设计的原则性要求
在进行电气自动化控制设计的过程中,一定要满足生产和生活对设备的需求。在设计时,主要参照的是机械和工艺的一些基本要求,要学会用检测元件状态表、执行元件动作节拍表和工作的循环图这些来更明确的表达出设计理念。如果在电气自动化的设计中有严格的技术性要求,就要设计出匹配的技术指标,比如像设备的转向、制动和照明等等方面都能以生产的需要为标准来达到设计满足技术的要求。在自动控制方面,主要是通过机电的结合来进行整体的控制,工艺的要求或者是制造成本等方面对自动控制设计方面的要求都比较高。在设计的同时,也要把握好成本的问题,在满足要求的基础上要尽可能的降低成本,做到以最低的成本达到最高标准的要求。在设计时还要做到选择合适的电气元件和保证系统的安全和可靠。这主要就是电气自动化控制系统的设计原则要求,在满足这些设计要求的同时,还需保证外观上的美观。
2.2 电气自动化控制系统的设计的思想要求
关于电气自动化控制系统的设计思想,首先我们可以关注到它的集中监控的方式上,对于集中监控,它在设计的思想上要求维护和运行比较方便,在控制站的保护作用上要求不高,系统的设计简单易行即可。集中控制的方式是把各个功能都集合在一个处理器上面进行综合处理,这样处理器的工作量会太重,从而会导致工作的速度变慢。在机器运行的过程中,由于电缆的数量比较多和主机负荷过重,就会导致远距离的干扰导致系统的安全性和可靠性变低。对于断路器的闸刀用的是硬接线,那么经常会出现检查线路的不方便和运行过程中的错误。接着,在电气自动化控制系统的设计思想中还可以采用远程的控制方式,这种方式可以节约费用、材料和电缆。通过这个方式的设计,就可以让系统的可靠程度提高,运行也更加灵活。但是远程控制的方式也有不足的地方,它主要适合于小系统的监控,对于大的系统的现场总线负责就无法应对,就会导致通信速度慢。还有一种设计思想是现场总线的方式。现在现场总线和以太网已经广泛的运用到电气自动化当中,配合现代高智能化的技术的经验和方法,使得电气系统能够利用网络进行更好的操控。现场总线的监控方式兼顾着很多方面的优势,同时也能自主完成一些任务。这种方式主要是通过网络连接,可以更及时方便的监控,出现故障的概率很小。由于这种方式可以大量的减少端子柜、隔离设备以及模拟量变送器这些的使用,所以成本相应的也就降下来了。智能设备和监控系统可以通过通信线联系,那么就没有必要进行电缆的维护工作,减少了工作量。对于集中控制方式、远程控制方式和现场总线方式,就是电气自动化控制系统的主要设计思想要求。
3 电气自动化控制系统的未来发展趋势
3.1 电气自动化控制系统朝着统一化和市场化发展
电气自动化的技术是朝着统一化的方向发展的,如果能将电气自动化所设计的电气产品的设计、开机和维护这些方面都统一设计和管理,那么可以提高电气自动化的全面发展。如果只是把开发的系统和运行的系统分开考虑,那么就还停留在原来的基础上,要通用化,使系统之间存在联系。对于现场的设施和管理数据这些方面都要保持稳定的连接状态。另一方面,也要把电气自动化控制系统推向市场化。如果一个电气设备想要长久的被消费者所喜爱,就要对市场不断的关注,让要求符合大众的口味,那么这样才能保证产品是适应市场的。企业在制造时,对电气自动化不仅要保证要求上满足,同时要不断的深化改革,进行先进技术上的研发,使电气自动化的技术更贴合市场,这也是产业发展的必然的趋势。
3.2 加强电气自动化控制系统的标准化和安全性
电气自动化的控制系统在引进了国际上一些标准化的技术之后,对于接口要求标准化,这样成本就会降低,生产中的数据的资源也能及时的共享。如果企业采取微软的操作系统,为了考虑到自动化的设计要求,就可以在办公室使用IP系统。通过在管理系统和自动化控制之间用PC系统,用标准化的程序接口来进行企业之间的数据的交换,从而就解决了通信的问题。同时,我们也应该加强电气自动化控制系统的安全性,在电气自动化的控制中对安全的技术控制是一个重要的发展方向,就是要力求保证自动化系统的安全性。如果电气自动化有的技术不能保证绝对的安全,那么要提高用户的选择安全性和明确使用时怎样才能保证安全的知识。经过对我国现在的电气自动化的研究,对于加强安全性的工作应该从保证最安全的指标开始管理,然后渐渐的下延到低的地方,无论是软件还是硬件的设备,是共享的数据还是网络的安全性,都应该全面的对电气自动化控制系统进行安全性的保证。
3.3 电气自动化控制系统朝着创新方向发展
无论是哪一种技术,都不能停滞不前,要不断的创新。对于电气自动化控制系统,在各种技术竞争激烈的情况下,自动化技术也要朝着创新的方向去发展。企业要不断的吸收别人的经验,然后自主进行研发,加大科研的投入量,这样可以保证电气自动化的创新空间更广阔。现在国家的各项政策和制度,也在加大对技术创新的扶持,所以在良好的政策形势下,要把握时机,然后将企业朝着自主创新的方向发展,转换模式,提升电气自动化控制系统的创新能力,才能适应社会发展的需要。
4 结语
随着各项技术的发展,传统的技术设备已经逐渐的在淘汰,人们正在追求拥有自动化的控制系统的设备,这样会给生活和生产带来便利。基于现在我国的发展形势,要加大对电气自动化控制系统的研究,促进它朝着统一化、市场化、标准化、安全化和创新的方向发展。这样电气自动化的技术提高,就带来了经济的发展,为社会带来更多的效益。
参考文献
[1]张军,李楠.浅谈电气控制系统(ECS)的应用和发展[J].自动化博览,2009,7(06):66-74.