电气控制及其自动化范文

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关键词：电气自动化；控制系统；设计思想；发展趋势

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

0 前言

随着网络技术、移动通信技术的发展。以及自适应控制技术在电气控制系统的推广应用。电气控制系统的网络化趋势越来越明显，加上电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟，特别是近年来，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计也离不开计算机，网络技术的合理运用，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：发变组出口220kV/500kV断路器 隔离开关的控制及操作；发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制；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；220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网；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；380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制；高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)；柴油发电机组和保安电源控制和操作；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 电气自动化控制系统的设计思想

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

3 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。

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【关键词】化工厂电气 自动控制系统 防雷研究

1 前言

随着电气设备和电子设备大量出现，设备被广泛应用。逐渐实现工业生产自动化，自动化发展水平高。但是，在使用过程中，自动化控制设备和电气设备抗干扰能力比较低，时常受到雷电影响，严重阻碍工业经济发展。一般而言，在设备运行中，一旦电压过低，就特别容易出现雷电危害。

2 雷电对化工厂控制系统造成的危害

2.1 直击雷的危害

众所周知，雷电是一种常见的自然现象，雷电的出现会带来经济破坏和生命安全，后果非常严重。雷电对化工厂控制系统危害非常大，产生的电磁脉冲干扰影响也很大。如果化工厂遭到雷击，不但是建筑受到了损害，会使得电子系统和DCS无法运行，从而导致设备损坏加重，影响化工厂无法正常运行，人们生命安全难以得到保障。直击雷产生的危害非常大，它直接作用于自动化仪表和化工控制设备上，雷电一旦产生，会形成大量的电流，使得设备遭受破坏。最明显的危害是，连接装置中会形成较强的电流，会影响到电阻压降，从而使得电位逐渐升高，这直接破坏了系统。

2.2 电磁脉冲干扰

电磁脉冲干扰主要是在打雷瞬间形成的，当强大的雷闪电电流产生之后，脉冲电磁场会特别强，会有超强的电磁脉冲出现。在一定范围内，产生巨大影响。因此，这也被称为感应雷。这种雷击对化工厂设备产生巨大影响，会使得设备和导线出现破坏，从而埋下巨大安全隐患。

3 化工厂电气和自动控制系统雷电防护

3.1 合理接地

该方式实践证明，自动化控制和化工厂电气使用合理的接地方式之后，对雷电防护有重要作用。合理接地最为关键的环节是，根据接地电阻大小来确定，接地电阻数值较小，雷电流泄放的能力会非常强。对雷击物高电位保持能力会非常低，导致的危害特别大。在化工雷电防护进程中，选择合理的接地方式，能发挥出巨大的作用。而合理的接地防水主要有建筑物接地、强电系统接地和计算机控制系统接地这几种。其中计算机控制系统是一项特殊的电气系统，系统接地电阻使用标准较低，需要进行重新设置。举个例子：计算机系统直流工作电阻应该小于2欧，系统运行工作电阻应该小于4欧姆，安全保护地电阻应该小于4欧姆。在化工厂计算机系统遭受到，雷击之后，计算机系统同地网系统会形成较高的电位。因此，在进行设置进程中，需要使用计算机和地网控制系统，在保持距离10以上执行安全防护。当需要引入接地线时，电网和接地线理当保持一段距离。因此，需要选择屏蔽或者是绝缘措施进行应对。

3.2 电磁屏蔽

在化工厂电气和自动控制系统中引入或者引出的电缆线需要设置在电缆槽盒内，并且在不同的阶段的电缆槽盒之间应该采用金属进行联接，从而保证整个电缆槽盒内的电路畅通。就不会形成新的电子脉冲，当槽盒被雷击之后，槽盒内的电缆线不会出现被破坏现象，因此也不会出现危害或者干扰。设计过程中，为了保障槽盒雷电电压满足自动化控制需求，需要将电缆引入控制内，进行设置时，激昂电位相连接在一起。并且对其他的管线也理当执行电位相连接，避免雷电危害出现。在化工厂防雷设置时，借助自动化控制室和电气控制室，在墙面、门窗以及钢筋位置进行连接安装，从而形成一个有效地避雷网。这就能有效地避免因为雷电形成的电磁脉冲影响，保障自动化控制系统和电气安全运行。针对于一些特殊的仪器仪表，电缆没有进行完好设置，电缆槽盒进行雷电设计，应该选择合适的方式，实现电缆线设置。保障屏蔽层和化工厂控制系统实现相互电位连接。

3.3 使用SPD

可以合理使用SPD，化工厂电气和自动化控制系统中，使用了SPD，最重要的作用是，当电感应直接流入信号传输线中时，电力线瞬间会受到电压限制。保障了自动化设备和电气设备不会受到电压穿极影响。使用SPD还可以将自动化设备和电气电压控制在合理的范畴内，较好发挥出防雷作用。在化工厂自动控制系统中，控制系统都会选择电位连接方式，为了避免电磁场干扰现象。控制系统的启动会形成一个较大的避雷网，防止不必要的电流进入。因此，在控制系统中，线路的安装一般都会采用SPD系统。而且在配电系统和仪表设备之间，现场仪表以及PLC控制设备之间都需要有SPD系统保障。能使得整个化工厂系统都被保护起来，这能有效地防止雷电危害出现。

4 结语

随着社会不断发展，化工厂和自动化控制系统雷电危害主要有电磁脉冲和雷电危害两个重要干扰。因此，雷电防护过程中，需要进行合理的接地安装，使用电磁屏蔽方法对化工厂和自动化控制系统进行防雷设置，这对于化工厂经济建设有重要作用。当有效地保障了自动控制系统安全运行，有效提高化工生产经济效益。随着科学技术不断发展，将会出现更多的防雷技术，这将有效地提高自动化设备运行水平和化工厂运营效率。

参考文献：

[1] 王金虎，李祥超.高清网络摄像机电涌保护器的设计[J].第六届苏皖两省大气探测、环境遥感与电子技术学术交流研讨会.

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【关键词】电气自动化;应用

1.电气自动化控制技术简介

电气自动化控制技术是与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科，随着电子技术、信息网络、智能控制的飞速发展，使得电气自动化经历了从无到有、从发展到成熟的过程。它主要体现在传感器技术、自动控制技术、电机控制技术以及通信网络等控制技术上，并且通过发展研究，已经成为了现代工业自动化的一个重要的技术手段。过去的电气控制主要是以低电压器件为主，不断形成新的继电为主的新型电气控制系统。近些年来，随着电子行业的不断发展，我国电气控制系统从根本上发生了很大的变化，从最先的继电器的控制系统发展到微处理的自动化控制系统，同时我们也开始利用网络技术把它们结合起来，在一个控制网络系统上体现出来，最终形成一个开放性的网络化的控制系统。

2.电气自动化控制技术的具体应用

2.1在当代建筑行业中的应用

随着我国国民经济的飞速发展，建筑系统势必要引入电气自动化的成分以及智能化建筑，特别是数字电子化科技发展智能化已经成为了当今建筑界的主流方向。为了资源的人力的节省并能达到设备的合理利用于是就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的通信自动化系统楼宇自动化系统、办公自动化系统、电子设备与布线系统、闭路电视系统、火灾报警及消防联动控制系统以及保安监控系统等及其相应的布线系统。

楼宇自动化控制一般采用的是计算机集散控制。直接数字控制器往往被大部分用作分散控制器，然后运用上位计算机来管理和监控主机屏幕；曲线、动画、数据库、各种专用的控件以及文本和脚本等等都可以作为手段来进行使用；楼宇自动化是一个非常复杂的系统，包括很多的方面，比如通风与空调监控系统、照明监控系统、电力供应监控系统、消防监控系统、供水与排水监控系统以及电梯运行监控系统以及综合保安系统和结构化布线系统等等。设计楼宇自动化系统主要是分析、分类和处理判断建筑内各项机电设备的信息，从而有效的集中管理和监控各项系统设备的运行，保证各个子系统设备运行状态是有序和高效的，让工作的环境变得更加的舒适和安全；从而有效的保证各系统造价是最少的，并且在能源和日常管理费方面也可以大大的节省，保证系统能够将其作用充分的发挥出来，这样就可以将现代化智能楼宇的管理和服务层次有效的提升。

2.2可编程逻辑控制器

可编程逻辑控制器即PLC，其独有体积小和重量轻的的优点，容易安装，电气控制容易组装易于一体化。PLC应用于各种的电气控制场所，其数据应用能力可应用于数字控制领域中。电气控制中的PLC技术在内部结构和生产工艺方面都采用了抗干扰技术，提高系统的可靠性。由于PLC外部设置外部检测系统，因此在电气控制系统中，采用PLC技术除了能检测自身的故障和错误外，还可以检测电气系统中除PLC之外部分的故障和错误。

PLC技术之所以在电气控制系统中广泛应用，进行其融合性研究，其中一个原因就是PLC的安装简单和方便，工作人员不需要太繁杂的培训和学习，其安装简单方便和指令显示简单明了。通过PLC的少量开关量逻辑控制指令就能控制并操作PLC技术在电气控制中的应用。PLC技术在电气控制中应用时，由于PLC通过存储逻辑替代了接线逻辑，减少了其外在接线的繁杂性。为可编程逻辑控制器的维修和后期改造等提供了方便，减少了工作时间，提高了工作效率。 主要应用在电子计算机和自动控制等方面，现在也广泛应用于许多电气控制等机械加工领域。由于可编程控制器PLC具有较强的抗干扰能力、极高的可靠性和相对较小的体积等各种优点，是一个理想的可以实现机电一体化的控制装置。我们通过PLC控制电机来实现数控系统点位之间的控制功能，从而通过PLC技术较好的指导了在数控机床的改造。

2.3在环保工程中的应用状况

环保工程是国家不可缺少的一项重要工程，各个国家都在快速的发展，快速的发展背后注定要发生污染，为了防止污染给人类带来严重的危害，国家开始通过科学的知识和方法，利用环保工程减轻环境污染的严重性。现以环保工程经常用到的脱硫工程作为例子，来说明电气控制系统的应用。中国拥有丰富的煤炭资源，随着我国生活水平的提高，煤炭的需求量也越来越大，如果不采用脱硫设备，直接把煤炭燃烧的气体排放到空气中，就会造成二氧化硫的大量排放，二氧化硫在大气中就会被氧化成三氧化硫，三氧化硫和云层或者是空气中的水汽结合就会生成硫酸，到时候污染严重的地方就会下起酸雨，酸雨具有严重的破坏能力。为了保护环境，减少污染，在烟气排放前就要进行脱硫工作，但是要是想通过单纯的人力来控制这些风机水泵的运行，就会既产生不了效率又降低了工艺水平，同时在作业过程中也会对工作人员身体造成危害。如果使用电气控制系统进行脱硫工程的话，就可以避免这些问题的发生，电气控制系统使一个全自动的系统，工作人员只需要通过计算机等工具，在室内的操控就可以完成脱硫过程，操作过程简单、省时，提高了工作效率。

2.4自动化仪表控制系统

自动化仪表控制系统是一个设备的神经中枢，发挥对设备是否正常运转进行监测的作用，也可以为调整设备的基本技术参数提供参考。自动化仪表主要是由一些自动化元器件组成的，具备十分完善的自动化功能的一种技术工具。它通常同时具备好几种功能，比如测量或者记录、显示、控制以及自动报警等。自动化仪表通常包括：流量、压力、温度等各种仪表、校验仪表的压力、热工、标准等各种校验仪表、还有就是数控、流量等仪表普遍用于石化、冶金、电力、科学研究以及国防等领域的自动化控制。自动化仪表控制系统是工业自动化系统的组成部分之一，自动化仪表发挥了对信息进行转换的作用，可以将输入信号转变为输出信号。信号能够根据时间域或者频率域进行表达，传输的信号能够调制成连续性的模拟量或者是断断续续的数字量模式。

2.5电力系统中的应用

电力企业为了适应新的社会经济发展要求，提高电力系统的运行水平，在电力系统的运行过程中，应用信息技术，实现了电力系统的自动化。通过对电力系统自动化中智能控制系统的组成和设计，加快了电力系统的智能化发展。电力系统自动化控制系统，主要是在电力系统的运行过程中，对电力系统的集成化理论进行模糊化处理，将模糊逻辑的语言变量和近似推理转化成具有整体性综合智能技术的推理体系。在电力系统的自动化智能控制系统中，应用模糊智能方案，主要是利用人的模糊推理能力和电力企业经营决策中的实用性控制方式，实现对电力系统中模拟对象的模糊控制。

2.6在服务领域的应用

服务行业虽不直接参与生产活动，但是由于人们对于物质生活水平的要求不断提升，自动化控制系统的应用也逐步广泛并且在应用要求方面也越发严格。其中，以电子产品为例，现代社会中，人们越来越习惯于非现金结账即刷卡结账，在POS机的应用中就体现着自动化控制系统的应用，此外，电梯、电玩机、自动麻将机等也都是自动化控制系统在服务领域中的应用成果。

3.发展电气自动化控制技术的意义（下转第328页）

（上接第252页）随着计算机网络技术的不断发展，电气系统自动化已经出现了全新的局面。计算机发展推动了电气自动化控制技术的改革和创新。当前部分电气自动化控制技术发展已经步入了全新的台阶。在今后的电气自动化系统控制研究的过程中，设计人员要对因此电气自动化控制系统的发展趋势进行全面研究，确保根据当前的社会环境、商务技术、信息技术等发展，实现电气自动化系统从单一设备的发展转变成为向集成化多元化系统化的发展。电气自动化控制技术具有提高运行的经济性提高劳动生产率，从开始在我国出现并发展至今其还具有改善劳动条件和提高工作的可靠性巨大作用。目前我国全面地实现高科技化、工业化以及信息化的崭新时代。它将会给我们带来社会发展的稳定与进步和现代化生产效率的极大提高。因此，积极探讨与不断深入研究当前国家工业电气自动化的进一步发展和战略目标的长远规划有着十分深远的现实意义。[科]

【参考文献】

［1］张伟林.电气控制与PLC综合应用技术.人民邮电出版社，2009.

［2］王永胜.智能仪表技术及工业自动化应用发展探讨.自动化博览，2008.

［3］李修伟,陈广文.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势.民营科技，2011.

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关键词：发电厂 电气系统 自动化控制 ECS DCS

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0036-01

1 传统发电厂的电气控制

1.1 DCS概述

电气监控的任务就是根据系统变化，对发电机组的电压、功率等进行及时调整，确保电力系统的电压和频率。传统的电气监控主要是由DCS通过输入输出设备实现的对发电厂的电气部分信息的采集与控制。DCS是集散式控制系统的英文缩写（Distributed Control System）。即是所谓的分布式控制系统，这种系统是相对于集中式控制系统来说的计算机控制系统，是综合了计算机、显示、通信、控制于一体的4C技术。是在集中式控制系统的基础上发展的系统，主要功能是分散控制、分级管理、集中操作、组态灵活。具体的DCS与输入输出接口通过线缆连接，模拟量数据通过模数转换器转换成电流传出。但是DCS系统的信息处理量有限，并且需要大量的线缆以及模数转换器，成本比较高，控制效果不理想。

1.2 DCS系统的缺陷

首先，DCS电气自动控制系统对电压和电流的控制是通过变送器转换实现的，系统的接线很复杂，成本高，抗干扰能力不强。其次，DCS系统对于电气监测方面不到位。DCS的检测对于电流，电压的要求很严格。因此，许多的功能应用无法实现。例如故障的分析与诊断、电厂的经济性分析等，严重制约着管理效率的提升。第三，DCS系统的反应过于缓慢，无法实现对瞬态电信号的处理。DCS系统的反应时间通常是秒级，然而电厂的许多信号都是瞬态电流，是DCS系统无法控制的。最后，DCS系统是由许多的分散点组成。对于每一个信息采集点都需要一路专用的信号传输电缆，对于电厂的成千上万人的信息点来说，则需要复杂的电缆系统，造成了大量的空间、成本的浪费。

2 电厂的新型电气化自动控制技术

2.1 ECS系统的概述

随着科技的发展，一种基于先进的软硬件平台推出的新型电厂自动化控制系统出现。ECS是为了推进发电厂的电气自动控制的发展推广的。该系统应用计算机处理、信号的采集与处理、现场总线技术、以太网、继电保护等技术综合研发。应用计算机、现场总线、以太网、信号处理、继电保护等技术实现对发电厂的发电机、变压设备、电动机、反馈线等电器设备以及电气自动化装置的测量、处理、控制、保护、监测、故障分析、保护等功能。采用分层分布式系统构架自下向上分为：站控层、通信管理层、间隔层三层。其中，站控层包括硬件服务器、工作站等硬件。常用电抄表、电动机故障、录波分析等应用软件以及各种系统的通信接口。通信管理层包括通信网和通信管理装置，主要的功能是通过以太网和现场总线与DCS系统、智能设备、各子系统、电气后台监控系统进行通信。

2.2 ECS系统的特点及功能

（1）ECS系统采用通信管理层和站控层组态一体化的设计，可保证组态调试的一次性完成，进行调试时可以更加方便，并且符合人的操作习惯。并且从整体出发综合考虑系统的通信功能，保证站控层、通信层、间隔层的通信速度，并开设与DCS、MIS、SIS的通讯接口。并且ECS与DCS互相通信是不受限制，还可以节省大量的通信缆线和变送器。ECS采用先进可靠地自动化电气装置，完全可以不受通讯功能限制并可以独立运行，保证了系统的安全性和可靠程度。

（2）ECS系统的间隔层采用保护测控装置，其有比较完善的屏蔽、隔离等措施，抗干扰能力强，适用于各种复杂的环境。并且此系统还采用了冗余容错技术，包括了双现场总线网络、站控层设备冗余、站控层双以太网、双通信管理机设计以及DCS通信通道冗余等多种措施，保证了系统的稳定性。为保证系统的安全性还设置了防火墙、杀毒软件等措施，并采用网络分段、特殊数据格式、专用通道、加密数据算法等方法提高网络传输的安全性。并采用设置管理权限、逻辑闭锁、纠错等方法提高系统运行的安全性。在ECS系统中还增加了系统的自诊断和自恢复功能，这是传统的电气控制系统所不具备的。使系统的间隔层、通信管理层、站控层具备了自我诊断和恢复的功能。包括数据错误的诊断与处理、硬件故障的诊断、通信质量的诊断与处理等功能。还在通信管理层与间隔层的软件技术中添加了“看门狗”的中断方式，提高了系统的自恢复能力。并在通信管理层与站控层的同信中，采用双通道的传输模式实现了数据的备份和恢复功能。

（3）ECS系统比传统的DCS系统的信息传输处理速度快很多。ECS系统的保护测控装置局采用高性能的DSP和微处理器，硬件系统采用了多CPU的智能化结构，采用世界先进的嵌入式实时多任务操作系统，大大提高了数据的处理速度。并且站控层采用100M/1000M的工业以太网，通过实时的数据库与商用数据库结合技术以及快速智能网桥技术，为电厂的快速数据访问及负载自动均恒的高速网络，并配以适应工业控制现场应用的高可靠换机以及网关网络通信设备，构成了强大的信息平台。站控层与间隔层支持工业以太网，并且支持PROFIBUS现场总线，CAN总线、RS485等通信方式大大拓展了通信的使用程度。站控层、间隔层支持双热备运行方式，采用高效新颖的算法同时收取双网数据并甄别数据的有效性，在遇到故障时不需要切换电路保证了系统的连续进行。

3 结语

新型的ESC电气化自动控制管理系统，是当前提高发电厂的管理效率的关键性技术，也是保证电力正常供应、节约电能的重要手段。据计算一座装机容量30万千瓦的发电厂，只要提高1%的管理效率就会节约7200度电能。所以，发电厂要加快电气自动控制系统的升级，是增加发电厂的效益和市场竞争力的重要手段。

参考文献

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1.1智能化技术在电气工程智能化控制方面的运用

智能化技术在电气工程自动化控制方面的运用主要是体现在智能化，而这种智能化主要有着：模糊控制、神经网络控制、专家系统控制这三种控制方式，这些控制方式的智能型一定程度上实现了电气工程自动化控制的远程性、不需要人员控制性、以及自主性和高效率性，这种智能化带来的优势在电气工程自动化控制中起着越来越重要的作用，同时运用越来越广泛，对运用于其他的领域有着一定的基础性作用。

1.2智能化设计对于电气工程自动化方面的设计的优化

在电气工程之中会设计一些像电力、电路状况等一些其他方面的情况，传统的电气工程的设计是通过工作人员的实验以及改进来进行的，对于一些具体的情况有时是无法及时考虑或者对于一些复杂的困难是无法及时进行解决的，而智能化对于电气工程自动化方面的设计解决了这个问题，以为的设计对于设计人员及其他的工作人员的要求是很高的，对于一些繁琐的情况必须考虑进去，所以设计者必须对于那些设计知识以及相关的知识必须是非常的熟悉以及能够很好的运用的，而智能化技术的运用，设计者可以通过相关的软件以及计算机网络进行电气工程的自动化控制的设计，这一方面增加了设计数据的精确性同时也增加了设计的多面性，对于一些复杂性的问题能够很好的给予解决。

1.3智能化技术对于电气工程自动化控制中故障的诊断

电气工程自动化控制之中，发生的一系列的问题是不可避免的，如数据问题，设备问题等等，这些都是非常的不确定性的因素，人工对于电气工程系统的故障的诊断是很复杂的，也很麻烦的，是需要对于工作人员要求很高，另一方面对于问题的查找也不是那么精确，同时也不是特别的简单，人工的检测的效率是相对比较低的，而智能化技术对于电气工程自动化控制的故障检测相对来说是比较方面，效率比较高的，同时智能化对于故障检测可以设定定时检测，将故障发生率降到最低。

2结语

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本文介绍如何实现我公司制造的二十片综多臂笼头有梭织机的电气自动化控制。此织机主要由PLC与触摸屏组成的系统控制，良好的人机界面使日常生产中变换花纹得以方便直观的进行。

关键词：多臂笼头动作原理分析PLC程序的控制分析与实现

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

前言:

由于行业的特殊性，全球从事剑麻纺织的商家非常少，在市场上有卖的剑麻纺织设备也远比棉、毛、化纤等纺织设备少。以至于我公司在市场上没能买到合适的新型织机，于是公司决定自己制造多片综有梭织机，以便能织造出市场上热销的产品。基于此环境下我参与了公司二十片综有梭织机电气部份的设计与安装调试。

使用多臂笼头的原因

有梭织机主要由开口运动、击梭引纬运动、打纬运动、卷取运动，这四大运动组成。其中开口运动的规律不同，能织出不同的产品花样。即综板越多，开口规律也越多，织出的产品花样也越多。

普通织机只有四片综板,由四个凸轮机构控制升降开口,综板开口规律少,织出的产品花样也满足不了市场的需求。而二十片综织机织出的产品花样能满足市场需求，但二十片综的开口规律（也即提综规律）已经不能由普通的凸轮机构控制。出于经济又实用的角度考虑，公司采用了多臂笼头来实现开口运动。这也是本文的重点,就是如何控制多臂笼头里钩的动作规律,从而改变综框的提综规律。至于其它三大运动与普通织机相同，本文不再赘述。

笼头动作原理分析与实现方案

动作原理分析

多臂笼头的动力由主轴经1：1伞齿传到笼头里的偏心轮，偏心轮带着笼头里上下两个动力摆臂一上一下摆动，偏心轮转到最低点时动力摆臂摆到最高点（名为上止点），偏心轮转到最高点时动力摆臂摆到最低点（名为下止点）。上动力摆臂内的综板力臂控制综板的上升与高位保持；下动力摆臂内的综板力臂控制综板的下降与低位保持,即上综板力臂上升则综板上升,下综板力臂上升则综板下降,所以同一片综板的上下两个综板力臂不能同时上升。整台织机有两个笼头,每个笼头里有上下两个动力摆臂,每个动力摆臂控制十个综板力臂，每个综板力臂由一副平行钩控制；只有平行钩的两个钩都被选中钩住时，综板力臂才会保持停在最高点（如图一上平行钩所示）；其它任何一个选钩钩住平行钩的情况下，动力摆臂都会推着综板力臂随着摆臂摆动而不停的上升和释放；当所有钩都没钩住的情况下，动力摆臂将不能在平行钩上产生合力，致使综板在不可控的自由状态；所以选钩的动作稍有控制不准确，整台织机的综板都会不受控。为了使综板受控，选钩的动作必须很准确。

如图二所示，动力摆臂摆到下止点，平行钩下端被压到下选取钩处，此时下选取钩才能钩住平行钩下端，已钩住的钩也可以松开；而摆臂上端已离开，此时上平行钩的上选取钩将没法脱开，下平行钩的上选取钩将钩不到平行钩。因此，在上止点时只能动上选取钩，在下止点时只能动下选取钩。而动力摆臂只有在上、下止点之间作往复摆动时才能带动综板力臂上升,综板力臂的下降是靠同一综板的另一力臂的上升来实现的，这样便控制了综板的上升和下降。以上这两个特点决定了控制选取钩的提前性，即在下止点时就要输出下一步在上止点时选取钩的状态，同理，在上止点时要提前输出下一步在下止点时的选取钩状态。

实现方案与硬件选型

为了减少PLC的输出口，充分利用好不能同时提升上、下两综板力臂这一特点。将上、下平行钩上端的钩用一根连杆构成互锁关系连成一体（名为上连杆,如图一所示）。同理，上下两平行钩的下端也用一根连杆构成互锁关系连成一体（名为下连杆）。每条连杆由PLC一个输出点控制。这样，PLC两个输出点就能控制一片综板的上升、下降、低位保持和高位保持，40个输出点就能控制20片综了。

织机在连续运行情况下，如出现综错、梭错、计数出错等现象要求快速停在出错位置。由于成本的限制，本机采用经过电阻限流后，直接向电机供反向电流来达到快速制动停机的目的，因此主电机的正、反转由固态继电器控制以满足快速性和耐用性。40个电磁阀也由固态继电器控制，防止外电路故障或电流过大而损坏PLC。所有硬件的选型分别是：主回路固态继电器 SAM40250D；电磁阀控制回路的固态继电器是OMRON的G3NA-D210B；24V中间继电器OMRON的MY4NJ-D2；U型光电开关OMRON的E3Z-G61；检测梭位置的接近开关是OMRON的E2K-C25ME1；电磁阀TG2511-06；小气缸用MAL 16 * 25规格；送经纱用的行程开关FZL-WLC-B；7.5KW 970r/min动力电机两台，型号是Y160M-6；两个笼头加油泵型号是JCB-22，油泵回路接触器用CU-11；主接触器用CN-65；外接用直流电源型号PAB25L44；触摸屏选用上海步科自动化有限公司的MT4500T；PLC选用三菱的FX2n-128MT,还有两个FX2n-48ET扩展模块。PLC与触摸屏之间采用RS485串口通信。

动力回路接线图（附图一）

控制方案与程序构想

控制方案

在主轴的某个合适位置取A、B两个脉冲信号，由A、B两脉冲信号的先后顺序可以判断主轴是正转还是反转；如A相脉冲为ON，B相脉冲由OFF到ON（上升沿），则为正转增计数；如A相脉冲为ON，B相脉冲由ON到OFF（下降沿），则为反转减计数；从而实现对所织花纹是加步数还是减步数的自动双向计数，计数的准确与否直接影响变址输出的结果。在笼头上取上、下止点两个信号X75和X74,在偏心轮刚到止点位置后取个信号X7，再在偏心轮将要离开止点位置取个信号X17(如右图所示)，X7和X17这两个信号既作为综板比较信号又作为电磁阀输出信号；以上这六个位置信号是保证电磁阀严格受控的重要条件。而综板与梭这两种位置信号主要用来检测织机是否按预定程序运行，起到检测出错停机的作用。

主轴正转时先有上﹑下止点信号，再有X7综板比较信号，将综板到位情况与程序要求的综板位置比较，若结果不同则认为综板出错马上停机，若结果相同则继续运行，再到A、B信号程序加一步，最后有X17信号，输出下一步综板位置数据。反转时，X17作为综板比较信号，X7作为输出信号。这样处理的目的是上一步没正确完成就禁止进入下一步。

程序构想

由笼头的动作原理可知，综板的同一状态可由钩的不同状态实现；为了确保综板受控而不出现不确定的状态，同一程序中必须让钩按唯一的动作规律动作。在分析推导过程中发现一种动作顺序既满足以上要求还可以简化综板的数据处理。即每次穿纱后开机的第一步或者跳步后，这一步的综板到位后必须要保持到上止点信号的下降沿后才允许进入正常的动作控制，随即下止点的变址寄存器Z1先计数；这样，Z1只能比Z0大1或者相等，其它情况都为计数出错；这种动作顺序还一个好处就是：上一步输出的花纹数据正好是下一步综板的到位状态，再参考一个止点信号，用一条比较指令就可以方便检测出综板是否正常，简化了综板的数据处理。

用变址寄存器Z0存储寄数步，受它改变编号的数据寄存器存放上止点要输出的花纹数据；Z1存放偶数步，受它改变编号的数据寄存器存放下止点要输出的花纹数据；在下止点时，用比较指令CMP比较Z0指向的数据寄存器的数据与综板实际位置数据是否相符，并用MOV传送指令输出Z1指向的数据寄存器的数据；在上止点时，用比较指令CMP比较Z1指向的数据寄存器的数据与实际综板位置数据是否相符，并用MOV传送指令输出Z0所指向的数据寄存器的数据。这样，两条指令便可完成不同步数的花纹数据输出与综板是否到位检测，简化了编程，也为同一程序可以编织多个花纹和用户自编花纹提供可能。将数据寄存器D1000～D1599只存当前运行花纹数据，D2000～D7999存放其它花纹数据，换花纹时只需将目标数据寄存器的数据用块传送指令传到D1000～D1599即可。

其中用户自编花纹的实现是在触摸屏的自编窗口中用20个位状态设置元件表示20片综板，位状态元件的开/关表示综板的高/低。用户每步只需点击这些位状态元件到自己所需的高低状态后，再点确认键。PLC程序判断出寄偶步数后，用V0、V1这两个变址寄存器将这些状态数据存放到每步对应的数据寄存器中，这样PLC便记录下了触屏上输入的综板动作信息。至于其它辅助功能的实现不作详细分析。

3、PLC控制程序的部分梯形图（附录一）

四、整机安装调试后的运行情况

安装调试好后，该织机满足了设计的功能要求。电气故障率比较低，运行四年时间里只出现了几次计数出错的电气故障，其它电气故障尚未出现。功能也得到了充分的展现，综板错位、夹梭、飞梭、跳纬等不正常现象都能及时准确停机，并能在触摸屏和机台上的指示灯上显示，机手能根据指示快速恢复正常开机。在车间投入使用后都是由有密码的工艺人员自己更换花纹和自编试样花纹，这一点满足了操作简单明了易上手的特点。四年来已织出十三种市场上热销的产品。这台织机整体功能与效果已达到公司设想的要求。

结束语：由于水平和经验有限，整个系统以及这篇文章难免会有许多不足之处；如程序梯形图尚没能做到最优；功能也不够强大，如用户自编花纹只能存一个；还有由于机台震动大，没能实现曲轴360度位置检测。文中不足之处希望得到老师的批评指正。

参考文献

三菱微型可编程控制器编程手册

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关键词：人工智能；电气自动化；智能控制

1 人工智能控制算法概述

现在人工智能技术正逐渐取代传统的控制器技术，通常传统的控制器技术采用PID控制算法，按照固定的程序来控制电气系统的运作，在控制过程中，通常采用的PID控制算法，如图1所示，PID控制算法的参数无法确定，而且参数一旦变化，PID算法很难适应其变化。另外其也容易受到外来干扰因素的影响，经常会出现较大的超调情况，从而导致调试的难度增大难以起到合理地调节作用。而人工智能技术恰恰解决了PID控制存在的这些问题，模糊控制算法是人工智能技术的主要算法之一。模糊控制算法常被运用在出现较大误差的情况，改M后的PID控制算法被运用在误差较小的情况。PID控制算法中的P、I、D分别指比例作用、积分作用、微分作用，输出等于这三者之和，如果积分作用降低，一旦参数有变化，则难以消除静误差，而超调情况又会伴随积分作用升高出现。现在将PID算法结合人工智能技术加以改进，得到输出等于比例作用、积分作用、微分作用和微分积分作用（∫I）之和。由此可以看出，新算法在原有算法的基础上新增了一个新的参数微分积分作用（∫I），尽管确定参数的难度有所增加，但是可以依据各个参数之间的相互作用，确定比例作用为K（1/t），微分作用为K（1-1/t）d，因此可以得到输出=P[1/t+（1-1/t）d]+（1/M）∫[1/t+（1-1/t）d]，在这个公式中，速率参数P的作用是调节微分和比例的大小，如果增加P等于增加微分时间同时减少比例带。相反，如果减少P，相当于是减少微分作用的同时增加比例带。从而提高了人工智能技术控制对象的精确度。

2 人工智能在电气自动化控制中的应用

最近几年，许多科研机构和科研人员都在开展人工智能技术的研究，极大地推动了人工智能技术的发展。如今人工智能技术已经被广泛应用在电气自动化控制方面，如智能诊断电气设备故障、电气产品的设计、电气系统的人工智能控制以及系统安全保护等方面。

2.1 优化设计电气设备

优化设计电气设备，需要综合考虑电路、电机电气、电磁等多个方面，还需要结合过去丰富的设计经验。因此，非常复杂，难度很大。以前人们通常是在实验室通过手工制作的方式来进行产品设计，这种方式难以获得最佳方案。现在，计算机技术飞速发展，很多电气设备的设计中都运用了计算机辅助设计（CAD），CAD技术可以大大缩短产品开发周期。设计人员将人工智能融入到CAD技术中，可以提高产品的设计效率和质量。人工智能在电气产品的优化设计中的应用主要体现在专家系统和遗传算法两方面。虽然我们无法确定电气设备何时发生故障，但是发生故障之前一般都有预兆，这些预兆预示着故障将要发生。因此我们可以在电气设备中引入专家系统，尽量及时地发现电气设备中的故障预兆，做到平时预防，发生故障及时处理。而具备先进计算方法，高精度计算结果的遗传算法被广泛应用于电气产品的智能化设计中。除了专家系统和遗传算法这两种方法之外，目前电气产品优化设计中经常使用的还有模糊逻辑和神经网络等方法。

2.2 智能诊断电气设备的故障

工业生产的不断发展，科学技术的不断进步，使得现在的电气自动化系统越来越复杂，设备种类和数量越来越多。一般来说系统越复杂，出现故障就越难诊断。如果不能及时处理故障，就可能会中断工业生产，造成经济损失，甚至会造成生产人员的人身伤害。传统的故障诊断方式难以精确定位故障点，往往不能及时处理设备故障，导致设备故障不断扩大。现在，使用人工智能技术对电气设备进行监控，就可以实时监测设备的运行情况，可以精确地定位设备的故障点，还可以自动生成故障解决方案，这就大大降低了维护人员处理故障的难度，提高了设备维护效率。

2.3 人工智能在电气控制过程中的应用

电气系统中的电气控制过程至关重要，运用人工智能实现智能化的电气控制过程极大地提高了系统的工作效率，大大降低生产成本。人工智能技术在电气控制中的运用主要包括模糊控制、神经网络控制、专家系统控制等。比如使用的最广泛的模糊控制主要通过直流和交流传动来实现，Sugeno和Mamdani是电气直流传动控制过程中最主要的两种模糊逻辑控制。其中Sugeno属于Mamdani的特殊情况，而实际应用中主要通过Mamdani来控制调速。在交流传动控制过程中模糊控制器基本取代了常规调速控制器，从而发挥相应的功能。

2.4 人工智能在电力系统中的应用

现在，电力系统的稳定性和安全性要求越来越严格，因此PLC控制系统渐渐取代了比较落后的继电控制器。PLC控制系统可以实时监测系统某个环节的同时对整个系统的安全生产进行协调。比如火力发电的输煤系统由煤的装运，存储，卸载，分配及辅助系统等几个部分组成。主站层，现场传感器、远程IO站构成了输煤控制系统的网络体系，其中主站层由PLC和人机接口构成。只需要安排少量人员在主站层的集控室内，通过显示屏对整个系统进行监测。软继电器大量的取代了原先的实体元件，从而提高了生产效率的同时减少了故障发生频率，提高了系统的可靠性。

3 结束语

总之，电气自动化控制中的人工智能技术的运用时是大势所趋，虽然我国的人工智能技术近几年有了较大进展，但是还远远无法满足社会经济的发展要求，所以，我们要用发展的眼光来看待人工智能技术，继续努力，坚持探索如何更好地将人工智能运用于电气自动化控制中。

参考文献

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关键词：电气；自动化；技术；机械

随着我国的建设速度日趋加快，生产的高效高产、稳定安全需得到保障。机械模式也需随之改变，对工业发展、国家进步具有重要作用。机械设备向智能化、专业化、节约化过渡和转变，自动化技术也逐步向功能多元化、集成化方向发展。同时也带动新技术的发展，现代网络已经与自动化技术紧密相连。与此同时，各种现代化技术的应用，在规避风险的同时极大地减少人力劳动。

1机械电气自动化技术与控制概述

随着网络技术的快速发展，经济、社会、环保效益显著，我国机械行业面临着十分关键的机遇期。对工业生产进行优化检测与调度控制，继而促进机械电气自动化技术尽快实现标准化应用。机械电气自动化程度也得到了很大的改善，对优化工作环境、减小运营成本具有重要意义。电气自动化是在工业控制的基础上，通过人工辅助实现主要控制参数的设定。通过理论控制与计算机网络技术等技术，获得较高的工作可靠性和工作效率。(1)机械电气自动化主要由自动化软件、硬件以及系统3个板块构成，与传统的机械设计相比，其具有自身设计新理念和新思路。在自动化系统中，设计人员需要树立创新思维的理念。在增强生产效率的过程中，充分利用现代计算机技术的优势，例如现场总线通过一连串的自动化系统以及智能设施生成通讯总线。注重提升其自动化调试与升级功能，有效提高企业生产效益。减少整机的成本，促进我国现代机械设计发展。发展先进、可靠的硬件设施，运用各种创造性的方法和手段减小企业目标和生产效率之间的矛盾。实现优秀软件的国产化，对优化工作环境、减小运营成本具有重要意义。(2)现代机械设计离不开创新思维，同时这也是现代技术创造的优点。机械电气自动化技术是社会发展的源泉，具有简单、方便、易于维护和集成等优点。使接口越来越标准，逐渐成为工业使用的统一平台、语言与规范。机械电气自动化技术也是现代机械设计中重要的组成部分，在与计算机信息技术的结合中展示了重要的作用。需大力促进软件产业的发展，结合丰富的实践经验和扎实的理论知识，让产品接口统一化。以先进的设计理论和设计工具为依托，更好地提高国际竞争力。保障生产量和安全的综合性设施，将大容量的信息集中到中央控制器上。在机械性能的稳定性以及测验等方面，让产品被更多地应用和接受。大大节省了时间，不断提高生产效率。(3)自动化技术作为科技进步、生产发展的结晶，充分发挥设计者的创造性思维能力。对机械设备具有重要作用，运用自动化技术开发出具有创新性的产品，现代机械能够利用计算机完成工作的模拟和再现。随着现代化技术越来越发达，这种操作能够直观地观察到工作的结果并保证质量水平。从目前的发展进程来看，还能够节约预备和其他相关细节工作的时间。机械设备自动化技术已经向智能化精度化方向发展，使得工作的合理性和速度都得到提升。计算机、现代控制、通信技术以及传感技术作为当代自动化技术的中流砥柱，保持着良好的发展态势。

2机械电气自动化技术与控制应用

随着新型电子设施被广泛应用，对设计的模型进行修改与合理性评价也变得尤为重要。高效率、高斩波率的斩波器进入运营状态，有利于对设计方案进行设计以及推理。提高行程控制并逐渐让产品得到统一，在规定的条件和规定的时间内完成规定功能。增强自动化进程，对产品的质量起着关键性的作用。(1)为了保障生产效率与安全，每个环节都要及时地对建立的模型进行仔细分析。在电机驱动的同时，使用人工智能技术。让电机以横向布置的形式呈现并增加装机容量，为机械电气自动化技术与控制工作提供保障。控制技术以计算机作为核心技术，要求设计人员要有丰富的专业知识和设计经验。用户需求直接影响电气自动化发展，因此多以交流提升为主，对设计方案进行设计以及推理。信息技术直接影响电气自动化，引进SCR-D数字型控制机，采用简化系统和结构。当信息技术穿透到执行器、传感器、仪表与控制器中后，在提高生产效率和质量的同时针对多种故障进行诊断以及工况监测，以提高系统可靠性。(2)目前电气自动化正向着多样化方向发展，裕度设计和可维修设计也变得尤为重要。很多企业应用计算机对工作状况进行监控，从而不断提高工作效益。在机械电气自动化中，满足自动化程度高等基本要求。在高可靠性、大功率的机电一体化技术中，应根据所在区域的具体情况进行选择。让生产更加集中，营造一个安全的生产环境。根据养护方案进行维护，将自动化技术应用于电气自动化设备中。加强对配网工程设计环节的质量管理，检验合格后才能进入下一步。进而让单产转变成高效高产，从而更好地了解工作状态。保障维护工作，是实现机械电气自动化技术与控制整体质量管理的重要措施之一。(3)从我国目前的机械设备应用状况来看，不同的自动化技术模式存在着不同的优缺点和适用范围。自动化技术是一门涉及学科多、复杂性强的综合性技术，具有投资少且费用低的特点。人类对机械电气的依赖程度日益增加，用户需求直接影响电气自动化发展。与计算机技术、自动控制技术、通信技术、电子学、系统工程等密切相关，所涉及的面广且施工环境复杂。在机械设施投入运营后，还需加强对工程施工区域的调查、勘察、勘测。在计算机网络普遍应用的同时，工程还需要依据工作进程进行设计。在机械设备自动化技术中具有良好的灵活性，有助于进一步加快机械电气自动化控制技术的研发和应用。正在被更多的用户使用，进一步促进我国机械装备的完善和发展。

参考文献

[1]贾瑛.机械设备电气自动化技术的应用研究[J].科技与企业,2015(13):137.

[2]王兴伟.电气自动化技术在机械制造企业的应用[J].科技创业家,2015(11):85.

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关键词：计算机；工业电器；自动化控制系统

1工业电器自动化控制系统现状

在以往的工业电器自动化控制系统中，系统核心主要为微处理器，这种系统核心无法满足快速发展的工业化需求，降低了工业企业在行业中的竞争力，因此在社会快速发展的背景下，现阶段工业电器自动化控制系统中，大部分企业已经更新了自动化控制系统核心，实现了即DCS、PLC以及计算机为一体的新一代全新系统，这种系统能够更好地集成每一部分的优势，从而实现了自动化的综合控制，更有效地对工业领域相关机械设备进行了控制[1]。同时，在国家和相关部门的大力支持下，工业电器自动化控制系统现状十分良好，已经逐渐由以往的传统生产模式实现了向现阶段三体化综合系统模式的过渡，由此可见，在当前工业电器自动化控制系统中，计算机技术发挥了很大的作用。

2计算机在工业电器自动化控制系统中的作用

自动控制系统对工业发展具有十分重要的作用，不仅能够有效地实现对工业机械生产以及机械制造、金属冶炼等的质量控制，而且能够减少企业在相关领域中的资金投入，提高企业收益。随着社会的发展，计算机技术实现了快速提升，具体来说在自动化控制系统中使用计算机的作用主要体现在以下几方面：一是能够实现管理和控制的结合，通常情况下在以往的自动控制系统中，仅仅实现了控制，缺少对相关机械设备的管理[2]。然而在使用计算机后，能够通过计算机相关的软件实现对自动化控制系统和相关工业电器的管理，从而有效地提高产品的精准度，保证电器能够在有限的寿命中保持良好的工作状态，为企业的发展打下良好的基础；二是能够提高企业的经济收益，通过计算机技术，能够实现对相关数据的全面分析，从而确定出最优控制方案，在最优控制方案的支持下，更灵活的控制工业企业生产规律，从而有效地让工业企业实现投资少、见效快、收益大。

3计算机在工业电器自动化控制系统中的实现

3.1计算机控制系统的组成

计算机在工业电器自动化控制系统中的实现必定离不开计算机控制系统的组成，当前计算机在工业电器自动化控制系统中的组成，主要包括以下几方面：一是控制对象，要想提高工资效率，在计算机实现自动控制方面，首先确定的就是控制对象，只有明确了控制对象，才能有针对的设计一些参数，从而能够依靠函数的传递实现对对象的精确控制，二是执行器，在工业电器自动化控制中执行器占据着十分重要的地位，因此在计算机实现控制时，应该根据电器运行的实际内容，严格控制执行器类型、工作时间，并在此基础上确定出工业电器的运作路线；三是数字调节器，该部分是计算机在自动控制系统中最核心的组成部分，主要是在控制系统编制过程中寻找出生产运行规律，按照该规律进行良好的控制，从而保证工业电器在生产过程和运作工作中能够发挥出更大的作用，更有效的开展工业电器控制工作。

3.2计算机的数据处理功能

计算机的数据处理功能是计算机在工业电器自动化控制系统中实现的基础功能，要想更好发挥该功能的作用，在具体控制中就要使用计算机做好以下几方面工作：一是全面收集以往工业电器自动化控制系统中的相关数据，主要收集以往自动化控制系统中对相关电器的控制参数、不同电器之间控制参数的区别以及产品生产数据；二是分析收集上来的数据，进行数据分析时，应该结合现阶段工业电器的发展现状以及工业企业发展需求，保证数据能够具有针对性，从而在进行相关电器控制时能够，有效的提高电器生产的精准度，使制作出的产品以及电器的运行更加有效；三是结合计算机数据处理的应用现状，不断完善其中存在的不足，保证计算机在工业电器自动化控制系统中，能够更好地发挥作用。

3.3计算机的监督控制功能

计算机的监督控制功能是计算机在工业电器自动化控制系统中实现的最重要的功能，只有具备了监督控制功能，才能让计算机更好地实现对工业电器的控制。为了实现该功能，在使用计算机时就要对工业生产过程进行实时控制，计算机自动控制系统中要具有实时监控系统，从而在工业生产过程中能够及时发现生产问题，结合问题和生产需求确定出最佳工艺生产参数，不断矫正生产路线，保证能够在后期设计路径中，更有效的提高产品质量以及生产效率，从而更好地促进工业电器自动化控制，为工业行业的发展做出贡献。

参考文献：

[1]何港玲.计算机控制在工业自动化控制中的应用[J].价值工程，2015(1)：51-52.

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[关键词]电气自动化 控制系统 应用 发展趋势

中图分类号：TH165 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0263-01

随着我国经济的快速发展，电子自动化工程也进入了蓬勃发展时期， 并在社会各领域得到了较广泛的应用。电气自动化工程控制系统包括保护系统、制动系统、供电系统等多个部分，各个系统相互联系、相互协调。通过应用电气自动 化控制系统，不但能够起到节流作用，还有利于降低不安全事故的发生率，进一步保障了人们的生命财产安全。鉴于此，本文主要从电气自动化工程的组成、功能、 特点及应用现状等方面进行了分析，并探讨了其今后的发展趋势。

一、电气自动化控制系统的功能

以单元机组运行及电气控制特点为依据将发电机――变压器组与厂用电源等电气系统控制划入ECS监控。它的主要功能是：

1.LPS系统与直流系统的监视。

2.控制及操作发电机――变压器组出口220k V/500k V断路器和隔离开关。

3.厂高变保护、发电机――变压器组保护、励磁变压器保护。

4.220k V/500k V开关的手动同期并网和自动同期并网。

5.控制和操作柴油发电机组及保安电源。

6.控制和操作高压启、备变压器。

7.低压厂用电源的操作、监视和低压备自投装置控制。

8.高压厂用电源的操作、监视和厂用电压快切装置状态的投退及手动启动。

9.发电机励磁系统。主要包括增磁、减磁操作，启励、灭磁操作，控制方式切换，电力系统稳定器的投退等。

二、电气自动化控制对象的特点及要求

电气自动化控制量相比热工控制量，在运行过程和控制要求中有许多不同。电气主要特点是：

1.相对热机设备来说，电气自动化控制系统控制的信息采集对象较少、数量较小、操作频率低，但是要求快速和准确。

2.电气设备的保护自动装置需要较高的可靠性，动作速度快。而且需要较高的对抗干扰性。

3.电气自动化控制系统以顺序控制和数据采集系统为主，相对联锁保护多。所以机组电气系统归入DCS控制，需要控制系统具备较高可靠性。除了实现正常的起停与运行操作，更重要的是能够做到实时检测和显示运行状态异常及事故状态下的状态及数据，而且提供相对应的操作指导以及应急处理的措施方法，以保证电气自动化控制系统能够自动控制在安全合理状态下进行运转工作。

三、电气自动化控制系统的应用

以电力系统为例，电气自动化控制系统的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：

1.计算机处理系统和数据采集。其主要功能包括参数输入、参数显示、性能计算、报表打印、异常报警、事故序列记录、历史数据追忆等。

2.汽机电液调节系统。我国早期汽机控制使用液压控制系统，到了20世纪80年代，因为控制设备、电气元件以及电液转换器可靠性的提升，而且使用高压抗燃油伺服机构，使得电调系统较多的为汽机配套，从而实现转速、电功率、调节级后压力三个回路控制，接应力启动功能和阀门管理。控制汽轮发电机组由盘车开始，依次冲转，暖机，升速，阀切换，并网，带初负荷，加负荷，直到正常运行。参加电网的一次调频及接受电网的调度来改变负荷。不但保证机组安全，并且达到了在运行状态变化中，尽量延长机组寿命，以及稳态运行过程中尽量提高机组的经济性。

3.汽机旁路系统。旁路控制系统的组成包括高/低压旁路压力调节和高/低压旁路温度调节系统，旁路阀门执行器可以依据系统对运作时候力矩及速度的要求，来选择电动或是电液执行器。

4.汽机监视保护表。汽机需在机组的启动、运行及停机过程里使用保护仪表来监视机械工作状况，避免发生事故。自20世纪80年代起，我国生产的汽轮发电机组的单机容量增加，必须开发相应机械参数的监视保护仪表。其中包括转速、轴向位移、轴承盖振动、轴振动、偏心度、鉴相、相对膨胀、汽缸热膨胀等整套的装置。从而使得机组连锁保护系统有准确的保护监视信号。

5.机、炉协调系统。协调控制系统作为火电站主控系统意义重大。其主要任务是控制机组的各项输入和输出之间的能量平衡以及质量平衡。并且不断对运行过程中的内、外干扰行进消除，以满足电网对于机组负荷的需求，使得机组稳定运行。其主要功能是接受电网负荷调度，参与调频和调峰，控制汽机、锅炉间的能量输入输出平衡，协调锅炉内诸如送风、燃料、引风、给水等子系统的控制动作，协调辅机设备实际能力和机组出力等。

四、未来发展趋势

计算机领域的各项技术和电气技术相结合，被众多控制系统的厂商所接受，计算机发挥着重要的作用。Intemet和以太网技术带动电气自动化的全面革命。这是市场、科技和社会等众多方面的需求，而电子商务的发展和普及也必将加速这样的过程。网络和多媒体技术同样在电气自动化领域有比较光明的前景。虚拟现实技术以及视频处理技术，会直接影响将来自动化产品设备的设计和产生，同时软件开发飞速发展，其重要性持续提高，因此电气自动化控制系统的发展趋势，正在从单一设备的发展转变成为向集成化多元化系统化的发展。

五、总结

电气自动化控制系统能够有效提高行业领域整体的自动化水平，特别是行业的运行管理水平。并且电气化控制系统可以大大节省企业的成本，提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用，未来，电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展，为企业和国民创造更多的经济、社会效益。

参考文献