电气设备及自动化范文

导语：如何才能写好一篇电气设备及自动化，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:现场总线;无扰切换;设备管理

中图分类号：U223.5+13文献标识码：A

1 引言

FCS现场总线是连接控制设备与上层自动化控制设备之间的双向串行链路,以其结构和布线简单、数字传输准确可靠、现场信息丰富等特点,在工厂自动化控制中得到越来越广泛的应用。它的全数字化、双向传输、多点通讯,逐步取代之前在工业中广泛应用的DCS集散控制系统。本文采用的是其中的Profibus-DP标准,它是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,为实现工厂综合自动化和现场工艺设备智能化提供了可行的解决方案。

2设备控制与管理

本文的工艺设备主要分为三类,一类是只需要起停控制的设备,包括除尘器、皮带运输机、搅拌电机等。控制目的是保证正常顺序开停车,以及故障或非正常状况下的连锁停车。另一类是需要调速的设备,包括泵类、风机类、给料机等设备。控制目的是参与到液位、流量、压力等的闭环控制中,以保持运行工况的稳定性。第三类是自成系统的设备,比如破碎机、球磨机、陶瓷过滤机等。这类设备相对较为独立,其信息主要是用于监测,或加入少量的控制。对于前两类设备,与之相连的直接控制设备是变频器、软起动器、马达保护器等控制器。这些控制器接收PLC通过DP总线发出的指令,同时又将设备运行或故障信息反馈给PLC,并在上位机监控画面显示这些状态。上位机画面包含有丰富的信息,包括设备起停操作界面、运行状态信息、趋势曲线等,通过对数据库信息进行统计分析、处理,还可以在上位机中得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率计算,电量水量统计等,实现工厂过程数据可视化及设备管理。不难看出,设备控制顺序是上位机―――PLC―――控制器―――现场设备。

3控制器与现场设备

对现场设备的电气控制分为就地和总线两种方式。就地控制时,现场设备起停依赖于动力站的变频器、软起动器、马达保护器等控制器接收安装在设备近旁的就地操作箱上的起停按钮或频率给定装置发出的信号;远程控制时,设备起停则依赖于控制器通过DP总线接收的上位机画面发给PLC的指令。无论这两种哪种控制方式,PLC都可以通过DP总线读到控制器中存放的设备运行或故障状态。就地和总线切换过程要使设备平稳的保持原有状态,这种保持,除了像软起和马达保护器这些工频运行的设备不能因转换而停车或启动外,对于正在以某个频率运行的变频设备,切换时还要维持运行频率不变,即无扰切换。由于总线控制的加入,在外部电路及参数设置方面对切换电路予以充分考虑,使得就地/总线无扰切换比用DCS方式更加可靠。

无扰切换电路设计,在没有采用FCS之前,主要通过远程就地切换继电器与主回路接触器通断的时间差,来保证远程就地切换瞬间设备启动回路或运行回路不断电。即切换过程要保证主回路接触器线圈失电、触点断开的时间,要大于切换继电器线圈得电、触点闭合的时间。

FCS系统,从电路及程序上,充分考虑切换的顺畅。以变频回路为例。总线/就地切换开关不影响就地启动继电器的动作,通过变频器运行输出继电器,以及总线/就地停止继电器,来保持给变频器的启动信号维持切换之前的状态。为了保持变频器切换前后频率不变,配合以智能操作器,此操作器可显示变频器的频率给定值SV和频率反馈值MV。无论总线还是就地,MV都对应于变频器的实际频率反馈值。SV则不同。就地时,SV显示操作器给变频器的频率设定值;总线时,SV显示的是MV通过操作器自身变送输出的值,与此时PLC通过总线设置给变频器的频率给定值基本一致。在就地切换到总线的瞬间,PLC通过总线将频率实时数据传输给变频器作为频率给定信号;在总线切换到就地的瞬间,则是利用操作器自身的无扰切换功能,操作器接收转换信号后,瞬间将显示的SV的值输出给变频器作为给定频率,从而实现双方向的可靠的无扰切换。

4 PLC与控制器

控制器主要包括变频器、软起动器、马达保护器等。为实现总线控制,需设置控制器参数。除了基本的额定电压、频率、电流、功率因数、总线地址等的设置外,对于变频器,还需要设置起停模式(如惯性、斜坡等)、加减速时间、控制信号源、频率源等;软起动器需要设置起停模式(如电压、力矩)、升降压时间、限流倍数、保护类别、输入输出功能等;马达保护器需要设置操作模式、保护设置、控制设置等。初始设置一般是通过控制器本身的键盘完成。也可以由PLC通过DP总线对控制器参数进行设置和修改,并对控制器的特性进行连续监测与控制。

为对不同控制方式的电机进行统一管理,PLC中设置统一的电机控制变量,包括电机控制类型、控制字、状态字、频率设定、频率反馈、电机电流、电机功率、故障代码。其中电机控制类型中显示变频器控制、软起动器控制、电机保护器控制、普通电机控制等信息。控制字中包括起停电机、故障复位。状态字包括运行/停止、总线/就地、故障、急停、合闸/分闸等信息。频率设定和频率反馈对应于变频器,电机电流、功率、故障代码对应于所有总线控制设备。故障代码是FCS较DCS优势之处,PLC通过总线读取故障代码后,可以对现场装置进行远方诊断,快速判断故障原因,排查故障。

5 上位机与PLC

上位机与PLC的通讯,采用DAServer作为接口,DAServer根据设定时间比如1000ms来读写需要与PLC交互的数据。上位机则是以事件形式读取接口中的数据。这些数据信息的读写,需要上位机进行解码及编码,以对应到特定位,实现PLC中控制字及状态字在上位机画面的显示。对于自成系统的如球磨机等设备,由于自身存在很完备的监控系统,通过通讯读取需要特别关注的参数以显示在画面中。如球磨机的油站、离合器、慢驱电机、主电机等的状态、报警等信息,轴瓦及定子温度、油压油流、振动等信息,陶瓷过滤机的循环泵、加酸泵、真空泵等相关信息。

6 上位机与服务器

上位机与PLC之间的通讯使得画面可以获得设备运行的实时数据。如若需要生产的历史数据或关键的性能指标,则需要从服务器中获得数据。各PLC设备将总线传输的与生产密切相关的设备数据存储到服务器,上位机利用ActiveFactory分析报表工具读取服务器的历史数据,以跟踪生产信息,并对信息进行分析、计算、处理,得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率、耗电量、用水量等。工厂过程数据可视化后,管理人员能够在详细的数据趋势及信息基础上,采取行动优化生产过程。生成数据报表及设备管理报表,提高生产绩效。

7总结

本文介绍了利用FCS中的Profibus-DP总线实现电气设备智能管理控制系统,通过无扰切换电路设计、现场设备的数据采集、集中控制、设备管理等,使得系统的可维护性增强,减轻了生产操作的难度和强度,通过在实际中的应用,展示出FCS的优越性。

参考文献

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关键词：建筑电气；电气设备；自动化系统；安装技术

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

引言

现代化的建筑内部有很多自动控制系统，电气自动化系统只是其中的一个。然而，建筑物内的电气设备具有自身的特殊性，这类设备的内部构成复杂，工作过程的技术含量高，更加需要加以监控。因此，电气自动化系统在整个建筑物的自动系统中占有重要的位置，对其安装技术进行研究分析具有极其重要的意义。

1、建筑电气自动化系统发展及作用

随着科学技术的发展，我国的建筑电气设备自动化系统取得了较大进步，目前建筑自动化系统已发展至一体化阶段。前些年人们提到的建筑设备自动化控制系统，建筑物内暖通空调设备的自动化控制系统，近年来已涵盖了建筑中的所有可控的电气设备。建筑电气自动化系统采用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置（DDC）完成被控设备的实时检测和控制任务，其特点是集中管理分散控制，克服了中央监控系统危险性高度集中的不足，安装于中央控制室的中央管理计算机能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务，克服了常规仪表控制功能单一的局限性以及集散控制系统控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点，是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统。

设计建筑电气自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段，对各系统设备进行集中监控和管理，使各系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行，降低各系统造价，尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，提高智能建筑的高水平的现代化管理和服务。

2、关于建筑设备电气自动化的系统技术概述

2.1 系统组成和工作原理

作为智能控制系统的智能建筑设备电气自动化系统，由两级网和中央监控计算机、主控制器、现场控制器和通信网络等四级控制器装置组成了集散装置。其对现场控制器的控制是通过中央监控计算机进行交流的。两级网络是由局域网的一级网络由工业控制总线的二级网共同构成的，中央监控计算机为第一级控制装置，连接一级网络和二级网络的现主控制器是二级控制装置，在二级网络上有现场控制器连接着，它负责对现场的设备进行控制，从而构成了三级控制装置。第四级的控制装置是安装在建筑设备基础上的传感器和执行器，这样的连接形式对现场控制器的独立工作能力有了很好的保护作用。

建筑设备电气自动化系统可以实现自动控制、监视、显示各种机电设备的启动和停止、自动检测、对各种设备的运行参数进行显示等多项功能，通过这些功能的实现，可以对一些设备的变化趋势和历史数据有清晰的掌握，同时对检测到的意外和突发事件可以及时的采取处理措施。还可以根据外界的环境变化对各种设备的运行状态进行调节，使其始终处于最优状态。通过上述部分功能，可以对建筑物内的各种机电设备进行统一的管理和协调控制，实现对能源的自动化管理和对建筑设备的维护管理。

2.2 常见的系统设备和元件

在建筑设备电气自动化系统中，比较重要的元件有现场控制器、执行器和传感器。其中，对智能建筑中的相关设备进行控制作用的是现场控制器，该元件既可以接受中央监控计算机的管理控制，还可以脱离故障了的中央监控计算机独立运行；执行传感器是智能控制系统的末端主控元件，一般采用DDC与其进行直接的连接控制，输入信号形式有模拟量和开关量两种，输出信号形式也有模拟量和开关量两种，一般使用的有电磁阀、电动调节阀和电动风门等，其中电磁阀是电动执行器，使用原理是利用线圈通电产生的磁动力来带动阀门的开闭，电动调节阀的动力元件是电动机，用来控制控制器输出信号转换阀门的开度，而电动风门则多用于通风系统中，改变风量的执行器是通过叶片的面积实现的；传感器有多种类别，常用的有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器和变送器等。

3、建筑的电气自动化系统的安装技术

建筑的电气自动化系统的安装是一项复杂的工作，需要施工人员具有较高的专业化水平，熟练掌握安装技术，并在具体施工过程中严格遵守相关领域的规章制度，确保各种电气自动化设备符合质量要求。具体而言，现代化建筑电气自动化系统的安装重点为以下设备的安装：

3.1 远程处理装置

现代建筑物的自动化监控系统与各种电脑处理单元之间可以实现自由通讯，它们可以通过线路的连接，共同组成一个控制体系。建筑电气自动化系统的主要监控对象是建筑物内的空调设备，因此，建议将远程处理装置安装在建筑物内的机房附近，以便把空调的控制体系剩余的接口连到附近的计量和照明等系统上，这样就能实现对于整个建筑物的远程控制。需要注意的是，远程处理装置的接口部位不宜安装得过紧，需要留出一定的距离以便日后使用方便。

3.2 系统线路装置

在进行电气自动化系统的线路安装时，需要特别注意某些需要安装专用导线的设备，例如通信设备、传感器设备、各种开关设备、计量设备等。这些特殊的设备通常需要加以屏蔽，或者连接上专用的特殊导线。电源的线路与电缆线路应当分离，分别位于不同的管线内；信息显示设备、网络控制设备以及其他电子设备的线路要单独接地。现代化建筑物内部存在着大量的电子设施，它们属于不同的体系，它们的工作方式、设备功能以及对于干扰的防御能力都不尽相同，因此，这些设施对于线路接地的需要也有所不同。

3.3 数字控制装置

数字控制设备由小型的处理机器和各种软件组成，内部还配有备用的电池。这种设备的内部构成较为复杂，因此，在安装时也需要格外谨慎。首先，在安装数字控制设备之前，要严格审查设计图纸，按照图纸的要求进行施工，在设施较集中的地带要分散布置控制设备，以便减少线路的使用量，方便对数据信息的收集。数字控制设备通常应安装在光照和通风效果好、维护方便的场所，一般放置在配电柜内，并分别安装强电系统和弱电系统，保证系统的安全运行；其次，数字控制设备的信号应当与建筑物内部的仪表显示相符，信号的测量准确性要符合系统对于准确程度的要求；最后，数字控制设备的电源可以由临近的专用电路供应，在安装处理器时，应当有备用的电池，以便在发生停电时能够持续工作。自动控制系统与各个处理设备之间应当保持联络畅通，接口处要留出一定的距离，方便日后使用和维护；数字控制设备的安装应当稳固平整，尽量减小偏差，倾斜的角度应当被控制在很小的范围内。

3.4 输入输出装置

输入和输出设备应当被安装在有利于其功能发挥的地方，并方便日后的试验和检修。对于输入设备来说，传感器的类型有区别，设计和安装的要求也不同，应当根据建筑物内的实际情况来决定安装的具置。例如，水温传感器、压强传感器、开关、流量计算表等不应当被安装在管道的缝隙和边缘处；湿度传感器、室温传感器和空气检测设备应当与管道同时安装，开关应当在传感器安装之后再安装。对于输出设备来说，各种阀门应当与流水的方向相同，当阀门的直径与水管的直径不一样时，应当逐步缩小零件直径，并多次试验直到满足安装要求。各种调节的阀门通常安装在水管的回路上面。

结束语

随着计算机的发展，建筑电气设备自动化控制已经极大地改善了人类生存的环境。合理设计自动化系统的安装方案，并在具体安装过程中注意细节、严格执行质量标准，加强安装技术，是确保电气自动化系统质量的关键举措。

参考文献

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关键词：煤矿；机械设备；电气自动化；调试；应用

0引言

随着科学技术的进步和发展及国家对煤矿运行环境和设备的严格要求，煤矿开采过程中的危险劳动基本上都可以由一些先进技术设备来代替，这样不仅在很大程度上降低了煤矿开采的难度，而且降低工人工作的难度和危险程度，增加煤矿开采效率，如今煤矿开采电气自动化已经成为一个大体的趋势，也是煤矿开采业发展的一个重大转折点，本文主要针对煤矿机械自动化设备自动化调试技术及在实际的煤矿开采过程中的应用展开详细地分析和研究，希望能够通过分析提高煤矿的电气设备自动化技术的应用效率。

1煤矿电气设备自动化调试概述

1.1煤矿电气设备自动化调试的意义

煤矿电气设备自动化调试技术是一种完全区别于传统煤矿开采技术的新型电气设备自动化技术，在实际发展过程中煤矿电气设备的自动化技术具有效率高、安全性能高和提升煤矿安全运行效率的重大意义。由于煤矿电气设备自动化调试技术可以在计算机智能化控制下实现对煤矿开采工作的整体控制和掌握，因此随着社会对煤矿电气设备自动化调试技术的普及程度不断加大，这种技术在实际应用领域普及程度也在不断加大，而且机械自动化调试技术满足国家提出的可持续发展战略要求，它的出现在很大程度上不仅提高了煤矿的运行效率，更加快了煤矿的整体发展进度[1]。

1.2煤矿电气设备机械自动化调试的基本模式

煤矿电气设备自动化工程在基本的应用探索过程中发现了一些基本的应用模式，最基本的模式是：a)必须要明确的一点是煤矿相关负责人必须要根据实际情况确定煤矿开采的整体目标，这在一定程度上是煤矿开采施工的基本宗旨和工作指南；b)设计施工部门根据基本工作要求负责规划和安装必要的机械设备，再根据实际需要安排必要的操控人员，这些人员的基本工作目标就是必须根据实际需求保证设备运行安全和高效，在设备因实际工作需要必须调试时要对设备进行申请调试，充分保障设备运行安全[2]；c)从整体上来说，在电气设备机械自动化调试过程中必须要保证对煤矿整体运行机制的监管力度，保证煤矿和机械设备的运行安全，禁止人为原因给机械设备带来损害。

2煤矿机械设备自动化调试技术的具体应用

煤矿机械设备自动化在煤矿开采的过程中应用非常广泛，尤其是在提升国家煤矿机械自动化开采和管理过程中显得尤为重要，以下主要讨论关于煤矿机械自动化调试技术的具体应用。

2.1提升机械的适应能力

机械设备自动化的基础就是智能化和信息化的基础知识和应用，因此机械设备自动化的调试技术最主要的应用就是提升机器设备在煤矿开采过程中的适应能力，在最大程度上保证煤矿开采工作能够顺利、安全开展。关键在于机械自动化的调试可以保证各种机械设备的传感器在使用过程中及时检测到机器设备存在的故障问题，而且也能够更加方便及时地处理和解决对这些故障，避免给煤矿开采带来更大的影响，而且提升机械的适应能力在一定程度上就是提升煤矿开采和运输效率。

2.2提高煤矿运输效率

改革开放以来煤矿行业迅速发展，使得煤矿行业一度成为国内的热门行业，为国家经济发展做出了巨大贡献，但是由于当时交通网络还不够发达，开采的煤炭运输是困扰煤矿发展的一个重大问题，尤其是井下煤炭运输，但是机械自动化调试的出现成功地改善了这一现状，随着机械自动化技术的发展，煤矿专用输送机技术的改善和完善满足了井下煤炭运输的需求，同时也是满足了社会对于煤矿发展的要求。机械自动化调试技术进一步提升了运输机运行效率和运行安全，解决了井下煤炭运输的难题。机械设备自动化调试技术在提高煤矿运输效率的另外一个表现是交变频器控制技术的提升，交变频技术是对整个煤矿开采过程中电机的控制，之前国内很多大型煤矿事故都是由于对电机控制出现问题造成的，因此可见对交变频技术的控制在煤矿运行过程中的关键性作用[3]。

2.3在煤矿安监控制系统中的应用

煤矿开采和运行是煤矿活动中至关重要的一项，一般情况下煤矿安监系统大致可以分为整体的网络化监控、煤矿生产质量监控及煤矿工作人员工作状况监控，实施监控并不是为了监督工人的工作而是为了保证煤矿生产安全和生产效率。机械电气设备的自动化调试技术不仅取代了传统的人工监管，而且提升了监管效率，保证安监的全面性和完整性，而且更重要的是提升了安监的精确程度和准确性，优化煤矿管理机构，完善煤矿企业控制制度，为后续管理和控制工作提供了更好的依据，这是信息化技术在煤矿开采过程中的实际体现，这也是机械电气设备自动化调试技术在煤矿运行过程中的主要应用之一。

3结语

根据目前国家的煤矿发展现状看来，很多煤矿都存在开采技术不达标、结构和制度不完善等关键问题，智能化信息化技术在煤矿开采过程中的应用及传统生产方式有了很大改变，借助信息化技术已成为当下各行各业的发展趋势和最佳选择，相信随着国内信息化技术不断发展和进步，智能化、数字化技术不断普及，未来煤矿机械电气设备自动化调试技术及其在煤矿开采过程中的应用程度都必然会不断加强，煤矿整体运行效率也会得到提升，人们生活质量也会因此得到大幅度提升。

参考文献：

［1］张铁聪.初探煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用［J］.城市建设理论研究(电子版)，2015(23)：206.

［2］李飞.煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用［J］.能源与节能，2014(4)：51-53.

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关键词:PLC技术；电气设备自动化控制；自动化控制系统

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.020

0引言

随着电子计算机技术的快速发展，PLC技术的不断发展和完善，PLC技术得到了广泛的应用，为工业控制系统提供了诸多功能，PLC技术在电气设备自动化控制的应用，增加了电气设备产品的储存量，提高了计算机的反映速度和运行效果，更加的智能化。本文简要概述PLC技术，并分析PLC技术在电气自动化控制中的应用。

1PLC可编程控制器概述

PLC技术是上世纪60年代末以继电器控制系统技术为依托而开发的新技术。PLC实现了继电器控制的逻辑判断功能、计时功能、计数功能等顺序控制功能。经过数十年软硬件功能的发展，PLC的功能也不断增强，已发展成为具备多项功能的成熟工业控制系统。PLC集计算机技术、自动控制技术及现代通读技术于一身，能够实现与其它工业化设备通信、生成报表、调度产出，同时还可以诊断出设备自身故障及机器故障等等。可以将PLC看作是具有特殊系统能力结构的高级工业化计算机，其与普通的计算机相较具有强劲的与工业系统过程相连的特殊数据传输接口和监控软件，同时还具备适合于控制系统要求的编程系统语言，与普通计算机的运行原理并不一致。PLC与控制对象系统有较强的信息连接，其结构如下图1所示。PLC与工业化控制计算机相结合为基础的综合自动化系统被广泛应用于大型工业控制系统中。PLC使用简便、同时具有较高的安全性和通用性，通常情况下被应用于生产装置现场输入输出的逻辑控制系统。与其相对应的工业控制计算机软硬件被应用于工业生产过程的实时监控及管理工作中，故障自诊断功能是企业生产智能化的重要标志，是企业现场实用价值的体现。

2PLC技术在电气自动化控制中的应用

PLC技术的进步和功能的提升，使其在电气自动化控制中得到了广泛的应用，可以说PLC是用于生产工业控制的专业化计算机，几乎可以运用于电气设备控制中的所有领域。（1）顺序控制应用。电气自动化系统的运转时间越长，能耗也就越大，对生产造成了很大的影响。PLC技术运转顺序能够有效地改善这种状况。顺序控制主要是利用对主和开关量的控制，持续提升传统的继电器控制件，提高控制的敏锐性和顺序性，同时，PLC技术对自动化设备的控制部位实施模块化，采取单独的控制模式，防止基于设备控制质量和顺序不稳定而引起的控制反应时效低等问题。（2）开关量控制应用。在传统的电气开关量自动化控制中，重点以点磁性继电器操作为主，不仅这种控制系统接线的操作相对比较复杂，而且很容易受到外部诸多因素影响，降低了运行的效率。PLC开关量技术可以控制操作中触点发生故障的机率，使自动化控制设备得到优化。设计完成后利用断路显示器来统一控制整个系统，并持续优化系统中各元件的功能。（3）闭环控制应用。控制系统中泵类电机启动有多种不同的方式。PLC技术可以提高电气设备中控制自动化的效率。在闭环控制系统运行期间，PLC技术针对每台泵机的运行状况而选择恰当的自动控制方式以及控制电机的运行状态，保证了电气控制系统的稳定性和安全性。PLC技术这种卓越的自控系统，被广泛运用于电气设备自动化控制中，使电气设备自动化控制的效率不断得到提升。

3结语

PLC是电气自动化控制技术中的不可或缺的重要技术，随着PLC技术在电气自动化控制技术中的运用，改善了自动化控制系统的弊端，使电气设备效用越来越优化。PLC技术会使电气设备功能在将来更加的完善、产品更加丰富。PLC技术已经辐射至自动化控制的多项功能中，完美的人机互动和完备的通信设备满足了电气设备自动化控制的高要求。PLC控制技术会正在向电气设备控制系统的核心技术成迈进，如目前计算机集散控制DCS中，PLC技术就已经取得了成功。PLC在电气设备自动化控制的应用中，实现了信息技术与通信技术的完美结合，提升了工业电气设备的控制效果。只有对PLC技术不断的改进和提升，才能够更加全面的发挥出PLC的价值，为今后PLC技术的网络化应用夯实基础。

参考文献：

[1]任彦,崔桂梅.“电气控制与PLC技术”教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2011(01):112-113+153.

[2]刘虎豹.PLC技术在矿井交流提升机电控系统中的应用[J].煤矿安全,2009(04):56-58.

[3]李善林.PLC技术在煤矿提升机电控系统中的应用[J].煤炭技术,2013(05):18-20.

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【关键词】 电气自动化 控制 设备 可靠性

1 控制设备可靠性现状的分析

1.1 设备元器件质量差

目前市场上的元器件的生产厂家很多，造成了元器件市场的鱼目混杂，生产的产品质量也参差不齐。如果设备的使用企业没有健全的质量管理体系，就会导致对零件的采购出现漏洞，从而影响设备的可靠性。

1.2 工作环境以及使用不当

外界环境中空气的湿度对设备的可靠性的影响则是：湿度过大会导致设备的性能不断下降，从而影响设备的正常运行；电磁干扰对设备的可靠性的影响则是通过工作环境中的电磁波，影响设备的稳定性，从而导致设备的安全隐患[3]。此外，有些操作人员对设备的操作不是太熟练，平时也不会按照操作规范去工作，对设备也不会及时进行维修和保养，这就会在一定程度上导致设备的可靠性降低，从而影响到产品的质量。

2 电气自动化的可靠性测试

2.1 自然环境（及场地）中的测试

这一测试方法的优点是试验中用到的试验设备较少，试验环境较为真实，测试所得数据可真实反映产品在使用情况下的维护性及可靠性。但是其也有一定的缺点，测试结果受外界因素的干扰较大，无法保证试验结果的准确。

现场测试主要包含在线测试、停机测试和脱机测试[2]。其中在线测试是设备不停止运行；停机测试是被测设备停止运行；而脱机设备是将被测设备移出，放到专用的测试装备上进行测试。

2.2 保证试验方法

保证试验方法即通常所说的“烤机”，具体指的是在产品出厂前已对产品展开了一系列无故障的试验流程。电气自动化的烤制设施有较为繁多的元器件组成，由于其故障的不确定性，故其实以比较复杂的形式出现。

2.3 可靠性测试方法的选择

对可靠性测试方法进行选择时，应做好对试验产品和试验环境的选择，同时应注意试验场地的测试和试验测试的程序[1]。对于产品的选择则需要遵循一定的原则，选择的产品要有代表性，其包含有造纸机电控设备、纺织机电控设备、矿井提升机电控设备等多方面品种，且在性质上说，包含有大型、中型、小型设备，在运行形式上其具有运行设备还有间断运行设备；为了保证测试的客观性，试验场地应该选择在非恶劣的环境下，且设备的运行需配合一定的应力；为了能够测定正常条件写的可靠性水平，则应选用较为典型的试验场地，如果提供了相关的实验资料，则还应该确定相同或近似的试验条件的场地；要求具有一个统一的试验程序，其包括有试验起始时间、周期间隔、收集数据、指标记录等等，均应该遵守相关规范，才能保证试验的可靠性。

3 加强电气自动化控制设备可靠性的措施

3.1 加强对设备元器件的选择

对于市场上多种多样的元器件，要对其质量的稳定性以及可靠性进行对比，选择质量优、价格合理的零件。同时还要对采购人员进行严格的规范，对元器件按照要求进行筛选[4]。

3.2 加强对电气设备的气候防护

空气的湿度、温度以及霉菌等对电气设备的影响非常大，其中影响最大的的因素是空气中的湿度。空气中的湿度一般在低温的条件下就会达到饱和，一旦湿度饱和，就会使设备内部出现凝露现象，凝露现象的出现会对设备的使用性能产生负面影响，并会增加设备发生事故的几率[5]。空气中的湿度太高，就会使设备长期处于潮湿的环境下，设备表面的水膜就会渗透到设备的内部，从而腐蚀设备内部的零件，损坏设备结构。

3.3 集中监控

集中控制是指在电气设备中建立一个相对稳定的控制中心，由控制中心对组织内外的各种信息进行统一的加工处理，发现问题并提出问题的解决方案。这种形式的特点是所有的信息（包括内部、外部）都流入中心，由控制中心集中加工处理，且所有的控制指令也全部由控制中心统一下达[6]。运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易均是这种监控方式的优点。但是将各种功能放到一个处理器进行导致处理器的任务相当繁重，使得处理的速度大大降低。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，成本加大，由于长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。

3.4 加强控制设备的散热防护

温度是影响电气设备可靠性的一个普遍因素。电气设备在正常运行的时候，会产生大量热量，其功率的损失主要是以热能的形式散发出来的，特别是一些好散功率较大地元器件。当空气中的温度过高的时候，设备产生的热量就会很难散发出去，导致设备的温度过高。为了有效的降低设备的温度，一般在大功率的设备上安装散热器，散热器的肋片要沿其长度垂直安装，散热器上有多个肋片的时候，要选择肋片间距大地散热器，更有利于热量的发散。

4 结语

总而言之，加强电气自动化控制设备是一项综合性比较强而且又比较复杂的系统工程，必须从各方面加强设备的可靠性，严格的控制设备零部件的质量，从源头上提高设备的可靠性，还要加强对设备的维护和保养，按照操作规范来进行施工操作，并且还要控制设备工作的环境，尤其是空气的湿度和温度。只有不断的提高设备的可靠性，才能使电气自动化控制设备得到更长久的发展，才能提高产品的质量，才能提升产品的价值。

参考文献：

[1]李纪明.电气自动化控制系统的设计[J].黑龙江科技信息，2013（9）.

[2]王宁洁.电气自动化的可靠性测试与控制解析[J].科技创新与应用，2013（6）.

[3]高乐昌.电气自动化控制设备进行可靠性测试研究[J].湖南农机，2013（1）.

[4]杨相坤.电气自动化控制设备的可靠性测试[J].科技创新导报，2013（1）.

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关键词：电气自动化；施工技术方案；注意事项

1、施工前准备

熟悉图纸资料，弄清设计图的设计内容，统计图中选用的电气设备和主要材料等，及时编制出库计划和购置计划，注意图纸提出的施工要求、设备规格、材料性能；安全防护器具要齐全，施工用各种机具均能正常作业，安全可靠；做好施工机具、仪表进厂前的复检、购置工作；根据机装、电气、非标、管道、筑炉等工种用电要求，依据业主的临电供配方案，合理准备现场施工用电；做好材料上报审批，待甲方认可后，有计划备料，做好施工的日、周、月的进度计划，做好人员安排计划；备好防火器材，电气室门窗齐全，玻璃完好无损，计算机房空调投入正常运行；做好技术与安全交底工作，技术交底的工作内容主要包括工程概况、设计意图、施工方法、技术措施、施工进度及质量要求等，并由电气专业负责人向工长和施工一线人员逐级进行。

2、配电柜（盘）及动力开关柜的安装

配电柜（盘）的二次运输。根据配电柜（盘）的重量及形体大小，结合现场施工条件，由施工员决定采用吊车、汽车或人力搬运。柜体上有吊环者，吊索应穿过吊环；无吊环者，吊索最好挂在四角主要承力结构处；不许将吊索挂在设备部件上吊装。运输中要固定牢靠，防止磕碰，避免元件、仪表及油漆的损坏。

配电柜（盘）底座的制作与安装。配电柜（盘）的底座一般用型钢制作，如角钢、槽钢等，钢材规格大小根据配电柜的尺寸和重量而定，型钢先矫直再下料。固定底座用的底板、强度要符合安装要求，安装人员应配合或检查验收基础的准确性。安装时，底座槽钢表面应保持平整，水平度、全长不直度在规范允许范围内。所有基础刷防腐漆两道，颜色符合图纸要求。

配电柜（盘）的开箱。配电柜（盘）到达现场后，根据进度情况进行开箱检查，主要检查以下内容并要求认真填写“设备开箱检查记录”：规格、型号是否与设计相符，而且临时在柜（盘）上标明名称、安装编号和安装位置；配电柜（盘）上零件和备品是否齐全，有无出厂图纸和技术文件；有无损坏和受潮。

配电柜（盘）的安装。安装工作最好在室内的土建工程完工后开始进行。柜（盘）在室内的位置按图纸要求施工，如图纸无明确标注时；按国家规范施工。在距离配电柜顶和底各200mm处按一定的位置，绷两根尼龙线作为基准线，将柜（盘）按规定的顺序比照基准线安装就位，其四角可采用钢垫板找平找正。找平找正完成后，即可将柜体与基础型钢，柜体与柜体、柜体与两侧挡板固定牢固，固定方法符合图纸和产品要求。安装在震动场所的柜（盘）应采取防震措施。柜（盘）的漆层应完整、无损伤，固定电器的支架等应刷漆安装于同一室内，其盘面颜色宜和谐一致，符合图纸和业主要求。柜（盘）单独或成列安装时，其垂直度、水平度、不平度和间接缝的允许偏差应符合规范要求。

3、电缆、电线的敷设

电缆安装材料的技术要求如下：凡所使用的电缆及附件均应符合图纸要求及国家或部颁的现行技术标准并有合格证件。电缆及其附件安装用的紧固件，除地脚螺栓外，均应用镀锌制品。电缆及其附件到达现场后，应进行下列检查：产品的技术文件是否齐全；电缆规格、绝缘材料是否符合要求，附件是否齐全；电缆封端是否严密，当电缆经外观检查有怀疑时，应进行潮湿判断与试验；充油电缆是否符合电缆油压变化的要求。

电缆、电线敷设的一般要求：电缆敷设前应作好详细电缆敷设表并写好电缆编号。电缆型号、电压、规格应符合设计要求。电缆外观无损伤且电缆敷设前应做绝缘检查，低压动力电缆和控制电缆使用500V兆欧表检测，6KV电缆使用2500V兆欧表检测。检查合格后方可进行敷设。电缆敷设完毕后，应再进行一次绝缘检查，同时作好相关记录。电缆敷设时，电缆允许敷设最低温度应符合《电气装置安装工程施工及验收规范》规定的值。

电线电缆在穿配线前应确认电缆线轴号码，规格种类是否正确并确实测量绝缘电阻，依据实际长度剪裁，不得浪费材料，裁剪前应与配线图核对，以免错误，裁剪后电缆两端立即标号。非经特殊许可该回路的电缆线不应有中间接头。电缆线拉线前，电缆沟、托架、线槽、电管等应完整地检查并清洁，任何可能在拉线时伤及电缆线的突出物等需清除。打开人孔盖、电缆沟盖时，不得使盖板受损伤及已设电缆。拉线电缆时，若有湿气可能损及电缆线绝缘，则电缆线头部需作适当的防水及防护处理。如使用机械设备拉线，则其拉力不得超过电缆线制造商说明书的数据。任何配线方式、电缆线之弯曲内侧半径要不小于其外径的六倍。

4、变压器的安装

变压器出库前应检查其型号，规格同设计图纸是否相同，所有附件是否齐全，有无锈蚀，机械损伤和渗漏现象，油箱、油盖螺栓是否齐全，密封情况是否良好，绝缘套管有无损坏裂纹现象，检查无误后，方可出库。变压器基础轨道应水平，装有气体继电器的变压器应使其顶盖沿气体继电器气流方向有1～1.5%的升高坡度，变压器母线与封避母线连接其低压套管中心线应与封避母线安装中心线相符。变压器所有法兰连接处，应用耐油橡胶密封垫密封。变压器运到现场后，在卸车前应确定高低前后侧方向无误后方可卸车，之后要进行器身检查。

5、电气自动化设备的安装

电气设备的安装。以施工图为依据，进行开箱验收检查：电器的技术文件是否全；开箱检查清点，规格是否符合设计要求及附件、备件是否齐全；外观检验，外壳、漆层、手柄有无损伤或变形；内部仪表、灭弧罩瓷件等有无裂纹或伤痕；附件是否齐全、完好。其中，要注意安装高度的要求。若图纸有要求则依图纸施工；图纸没要求，则以规范为准，一般机旁按钮中心距地1.3米，机旁控制箱、铁壳开关中心距地1.5米，信号板中心距地2.5米。被固定的电气设备应符合下列要求：采用膨胀螺栓固定，被固定的电气设备器牢固、平整；电器内部不应受到额外应力，设备外壳良好接地。

现场自动化一次设备的安装。热电阻、热电偶的安装：文件齐全；开箱检查设备，规格应符合设计要求，附件及备件齐全；热阻、热偶外壳无碰损现象，用万用表检查热电阻热电偶是否有开路现象；安装在斜段及直段上的热阻热偶，安装尺寸应以安装大样图为依据，法兰间防止漏气。压力变送器安装：安装前应进行单体校验并标明仪表位号、量程，安装中应按仪表位号安装，特别要注意仪表的垂直度与管路安装时应确保其气密性。电动执行机构安装：电动执行机构随设备安装应注意其它安装方向，确保其传动灵活可靠。

6、电气自动化试验

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关键词：电气传动；自动化控制；可靠性；测试方法

中图分类号：TU96 文献标识码：A

随着自动化水平的不断提高，怎样提高电气传动及自动化控制设备可靠性一直以来都是生产厂以及广大用户们关心的焦点问题。在此基础上，国家的电控及配电设备的质量监督中心按照我国现阶段的基本国情以及实际情况，针对其可靠性问题，提出了相关测定与试验的具体实施方法以及方案。进而，在电气自动化的可靠性问题上取得了巨大的突破，对于发现影响电气传动及自动化控制设备可靠性的一系列有关因素，具有十分重要的作用，与此同时，对于改进与完善设备的设计工艺有着积极的指导意义。

1 可靠性概念

通常在国际上一般将可靠性定义为：在规定相关环境与时间的情况下，可以按时达到规定的有关功能的一种能力。这个定义不仅是针对某一台具体设备或者某一个具体系统，还能够适用在某一个具体单元。由于产生故障会带有一定随机性，因此，往往用“概率”来表示其有关的特性。

2 可靠性测试方法

2.1 实验室测试

实验室测试就是指在实验室内开展的测试，这样的测试方法是根据有关规定，利用某些易于控制的条件或者环境，模拟设备能够正常运行的过程中所需要的相关条件，使设备就好像真的在使用现场的应力情况一样开展的试验，而后记录并统计累计失效数和所用时间等一系列的数据，进一步得到设备具体的可靠性指标。

2.2 保证试验

保证试验是指设备在出厂前一定要进行的无故障性的测试，通常被称之为“烤机”。这样的测试方法是对于设备的可靠性开展的确保试验，需要很长的时间，对于生产量比较大的设备来说，只能采取对其样品开展相关试验的方法进行检测。与此同时，这种方法比较适合应用在电路相对比较复杂、生产数量比较大以及可靠性要求比较高的设备测试实验中。

2.3 现场测试

现场测试是指使用现场条件与环境对自动化设备开展的可靠性测试，通过记录、分析以及统计各种试验数据，得到设备可以正常运行的基本可靠性指标。现场测试一般包含三种情况，一是在线测试，在测试过程中，设备可以正常运行使用；一是停机测试，在测试过程中，设备一定要停止使用；另外就是脱机测试，是指将需要测试的设备或部件从整个系统的运行过程中除去，放置于专用的测试设备上开展测试活动。虽然这种方法的工作环境相对来说比较真实一些，并且测试设备数量相对较少，获取的数据能够准确的反映设备的可靠性能，但是在测试过程中外界各种因素的干扰是控制不了的，重复实验的条件也相对比较差。这三种不同测试方法在应用中各有特点，这就需要在对自动化设备开展可靠性测试时，一定要严格按照实际的条件情况选择适当的测试方法，并且对测试有关问题实施严格规范。

3 可靠性测试方法的选择

3.1 测试的环境

测试的相关环境选择对测试的结果有着十分重要的影响。电气传导产品无论是在工艺方面、规格方面还是质量方面，都存在着很大的差异。所以一定要根据测试产品的具体情况进行选择测试的环境，以确保测试的客观性。比如设备工作的环境温度、湿度、气候和海拔高度等。

3.2 测试的场地

测试场地的选择是有规律可循的。假如对于产品可靠性的水平要求比较高并且比较严格或产品实际的应用环境相对比较恶劣的时候，一定要选择要求最为严格的测试场地。假如是测试一般情况下设备能够正常使用的可靠性水平，就可以选择环境比较典型的测试场地。假如需要测试的是可以提供可靠的对比性资料的设备，就可以选择与其实际的工作环境相类似的测试场地。

3.3 测试的产品

电气传导产品的种类各式各样、性质齐全。所以在开展测试的时候必须先对产品的有关信息进行充分的了解，选择一些具有典型性以及代表性的产品进行测试，只有这样才可以确保测试的结果，达到测试的目的。以我们的工作实际为例，选择了大型高炉电控系统设备、板坯连铸电控系统设备、热轧和冷轧电控系统设备、矿山机械电控系统设备等。产品属性从性质上既有大型设备、又有中型和小型设备；设备运行包括了连续和间断工作制；控制系统也从简单系统到复杂系统。

3.4 测试的程序

一个科学合理的测试程序是不可缺少的，并且在实际的测试过程中，测试人员一定要严格根据程序开展试验。一个测试程序包括以下因素：测试起始与结束的时间、采集相关数据、确定时间间隔、排除设备故障、记录各项性能指标与保障情况等等，与此同时这些要素均要按照严格的规范进行，以确保测试的准确性以及可信性。

3.5 测试的组织工作

测试的组织工作是测试工作过程中一个非常重要的环节。所以，一定要组建一个高效、科学的机构，负责各个分散测试场地的相关管理以及组织工作，同时还要对测试数据进行收集与有关的整理工作。

4 现场测试

4.1 测试的目的

（1）收集现场出现的可靠性的数据，同时开展可靠性的评估，为制定可靠性的考核指标提供基础。（2）收集现场可靠性的数据进行统计之后获取可靠性的数据指标（MTBF）。（3）收集设备上可靠性的数据，为以后使用提供可靠性的指标。（4）对设备的使用寿命进行测试，进而确定设备出厂的时候进行的“烤机”时间。（5）收集现场设备的维修数据，开展维修评估。

4.2 测试的条件

这种测试方法对设备生产厂的管理制度要求比较高，工艺条件也要相对稳定以及成熟，元器件的进货渠道正规，生产的产品有质量保证。对测试设备使用厂，其设备工作条件一定要符合相关的产品技术标准，最好使用的自动化设备比较多，以保证统计数字的可靠性。

4.3 测试设备的选择

对测试产品的交货期我们通常采取在3年以内，可以正常运行使用半年的自动化设备，这样选择考虑的是产品在这段期间是工作于浴盆曲线中部，通常称之为“偶然失效期”，这时收集的数据，能够代表产品正常工作的可靠性，为以后的可靠性设计、改进等方面提供了可信数据。

4.4 数据的收集

首先进行以摸清典型自动化设备无故障工作的平均时间（MTBF）的可靠性指标为目的进行现场测试。工作的重点就在于确定其故障分类、故障方式以及故障的严重性分级等一系列工作。同时，我们还要收集设备其它相关的可靠性数据，为以后制定设备可靠性的指标奠定基础。

4.5 可靠性分析

根据收集的现场原始可靠性数据，按照自动化设备的可靠性指标规范要求，进行计算、统计相关的可靠性特点。根据收集数据统计表明：典型自动化设备的无故障工作的平均时间（MTBF）大约是10000 小时，通过测试也说现场测试方法对自动化设备的产品是极为适用的。

5 可靠性测试的重要性及未来的发展趋势

可靠性测试的重要性主要体现以下三个方面：第一是随着科技的不断进步，电子设备的复杂程度也在加大，对其可靠性的要求也就越来越严格。第二是影响电子设备的因素太多，比如温度、湿度、烟雾以及辐射等等，从而引起设备的失效性也就越容易，因此也要提高产品质量，保证设备的可靠性和安全性。可靠性测试在电气传动及自动化控制设备中的应用可以大大减少事故的发生，提高设备的安全系数，同时采用可靠性测试也可避免因人为不注意而产生的误差，取得更好的控制效果，因此，可靠性测试在电气传动及自动化控制设备中的应用前景会一片大好，人们对其可靠性测试的关注度也会逐渐提高。可靠性测试将成为电气传动及自动化控制中的主要手段。

6 结语

因为自动化设备的产量比较复杂、品种比较多、系统集成度也越来越高，对其开展试验室测试相对来说有一定的难度，因此采取现场测试的方法比较实际，但是现场测试也有许多的不足之处。比如消耗的时间比较长，准确度相对较差，受到人为因素的影响较大等等，所以，可以适当的进行一些有关的实验室测试，弥补现场测试中存在的不足之处。总之，现场测试的方法适合我国目前的基本国情，实验室试验的方法适合于未来的发展。

参考文献

[1]吕雅琴，蒋纬国，吴东昕，等.基于MTBF电气自动化控制设备可靠性测试的改进[J].职业技术出版社，2001（10）.

[2]胡启铭，陈杰珩.电气设备及其自动化装置的运行维护探讨[J].电网技术研究院，2006（8）.

[3]章佳艺，孙凯悦，王志刚，等.Markov模型的软件可靠性测试充分性问题的研究 [J].测控技术研究院，2003（12）.

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1、建筑设备自动化系统的电源要求

中央控制室是专用的回路供电,其由变配电所直接引出。在中央控制室内部设置了专用的配电盘。负荷等级要高于建筑中的最高级别;一般情况下将系统的供电电源的电压控制在±10%以下,频率变化低于±1Hz,波形失真率在20%以下,中央管理计算机需要设置uPS不间断供电设备,其容量应主要涉及到了建筑设备自动化系统内用电设备总,在需要时可以适当扩大容量,且保持供电时间在半小时以上。对控制器的电源须符合以下标准:

(1)存有CPU的现场控制器需要装配备用电池组,且能够达到现场控制器运行72小时以上的要求,以确保在停电时持续供电。(2)I类系统(650点-4999点),当中央控制室带有UPS持续供电设备时,现场的电源需由UPS持续电源以放射式进行供给;(3)Ⅱ类系统(1点-649点),现场控制器的电源主要是周围动力盘专路供给,

2、中央控制室选址及室内设备的装置

中央控制室需尽可能与控制负荷中心保持较近的距离,但对于变电所、电梯机房、水泵房等强电磁的场所则要保持20m以上的距离;室内控制的操作台需要设置2m的距离,在设置台离墙布过程中在台后留有2m以上的检修距离,且对于阳光直射做好防护,在控制台横向排列总长度大于7m需要对两端各设置2m以上的通道,中央控制室应该选择抗静电架空活动地板,且高度保持在25m以上。

3、建设设备电气监控系统的设计

3.1　电气监控系统的特征

电气监控系统的最大功能是对不同的故障进行监控,其中包括了设备的运行状态及设备的一些多发故障,以此字故障发生时能够及时做好处理机切断工作,以避免故障的影响范围被扩大。电气监控系统的组成部分与自动化系统基本一致,主要涉及到了测量参数、分析逻辑,执行程序等。测量主要通过保护设备的运行及获得的参数传输至监控系统,监控系统对参数进行处理后从不同的角度进行显示,然后对检测参数及整定值实施对比分析,这样就能得到保护设备的具体情况。在逻辑判断电气系统或被保护设备出现故障时,监控系统需要把输出保护信号传达给执行元件,以此对装置动作进行保护,执行部分把逻辑信号放大后参照相关的指令信号来控制任务。

电气系统的监控参数主要涉及到了电流、频率、电压、功率、电量、相位等,而测量方式、数据信号、控制对象、仪表形式缺少专业水准,特别是执行部分主要是以接触器、继电器、电磁机构作为主要结构。电气监控系统对系统物理量参数监控广、人工操作少,因而对系统需要设置独立的保护装置。

3.2　建筑设备自动化系统监控点统计

3.2.1　常规规定

参照不同工种的设备型号,对指定监控点的实施监控的技术情况进行核实;建筑设备自动化系统监控点需要利用编制监控点做出分析统计,对小型系统应该编制准确的监控点总表,中型以上系统则需要根据实际情况制定多个监控点表以形成监控点总表,编制监控点总表须符合以下标准:

(1)能够向规划通信道提供数据信息,(2)能够向系统硬件和应用软件设置创造数据信息,(3)能够在现场控制的划分中创造数据信息;(4)能够向系统能以简捷的键盘操作命令实施访问,并且对不同形式的报告与记录文件做出处理。

3.2.2　建筑设备自动化系统监控点总表格式

制作编制监控点总表需要按照一定的格式进行才能保证表格的实效性,其主要涉及到了现场控制器的相关内容,如:按模拟输入、数字输入、模拟输出、数字输出等不同形式进行统计。

4、建筑设备自动化系统的布线方式

建筑设备自动化系统线路主要涉及到的结构有:电源线、信号线、网络通讯线。(1)电源线通常BV-(500V)2.5mm2铜芯聚氯乙烯绝缘线。(2)信号线主要使用线芯截面1,0ram2或1.5mm2的普通铜芯导线,信号线是否运用软线及屏蔽线则要参照控制系统的实际情况而定。(3)网络通讯线需由采用何种计算机局域网及建筑设备自动化系统在数据传输率、未来可兼容性和硬件成本等多方面综合考虑确定,一般有同轴电缆(不同厂商的产品不尽相同)一有的系统采用屏蔽双绞线或非屏蔽双绞线(分3、4、5三个级别);在强干扰环境中和远距离传输时,宜选用光缆。建筑设备自动化系统线路需要采取保护设置,网络通讯线和信号线需禁止与电源线共管敷设,对需要敷设的情况需将间距控制在0.4m以上。

5、现场控制器设置的规则

(1)对现场控制器需要与输水管道保持较远的距离,这样能够防止管道、阀门出现跑水现象,对控制盘造成损坏。对于潮湿、蒸汽的现场要做好防潮、防结露的保护。(2)设置现场控制器时需要根据系统管理方式、安装调试、经济消耗等情况而定。(3)现场控制器与电机、大电流母线、电缆的距离要控制在2m以上,这样能很好的避免受到电磁干扰。(4)现场控制器的结构主要采用壁挂式,这对于设备集中的机房控制模块能够得到很好的运用,且需要保持柜前操作净距在2m以上。(5)每台现场控制器输入输出接口数量与种类应与所控制的设备要求相适应,并留有10%-20%的余量。(6)现场控制器位置选择宜相对集中,一般设在机房或弱电小间内,以达到末端元件距离较短为原则(一般不超过50m)。

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关键词：煤矿生产；机械设备；电气自动化；应用

引言

煤矿机械设备是煤矿生产的基础，机械设备的运行效率与安全性直接影响着煤矿生产的整体效率与安全性，传统以人工为主的煤矿机械操作与管理方式，不仅在生产效率方面较为不理想，在井下恶劣的工作环境中也容易造成安全生产事故的发生。将电气自动化技术引进煤矿机械设备运行生产中，能有效解决以上问题。

1电气自动化技术对于煤矿生产的积极作用

1.1促进煤矿安全生产管理水平的提升

煤矿行业的生产活动大部分都要在矿井下完成，矿井下的生产环境往往十分恶劣，且存在着大量危险因素，井下开采作业人员常常要面临着较高的危险，而安全生产是煤矿生产的核心原则，无论在任何情况下，都应以保证井下作业人员的生命安全作为第一要务，这就需要高水平的安全生产管理来予以保障。现代煤矿生产主要是依靠各类机械设备进行采掘、运输等作业操作，对机械设备采取电气自动化的控制措施，不仅能有效降低人员操作所带来的不稳定因素，减少人为因素导致的安全隐患的发生几率，也能减少井下作业及操作管理人员的数量，降低矿井自然灾害诱发生产事故时所造成的人身伤害与损失，从而更好地保障煤矿生产的安全性。此外，电气自动化技术的应用还能提高危险源辨识与控制的有效性，这也能帮助煤矿生产管理人员更好地从源头处增强对风险的控制力度，降低事故的发生率，进而提高煤矿生产安全管理的水平[1]。

1.2提高煤矿机械生产的效率

电气自动化技术的应用能有效实现对机械设备的远程全面监控、远程即时操作，这就能帮助管理者及时发现煤矿机械生产运行中所出现的问题，并通过相应的监控仪表实施等对故障问题进行快速分析，也可根据设备整体情况判断是否需要停工检修，这样就能减少设备发生严重故障的几率，并减少设备检修维护所消耗的时间与资源成本，更有利于保障设备生产的效率，也能提高设备控制的精度，减少了依靠人工操作与管理过程中可能出现的疏漏情况，对于提升煤矿企业生产效益也有着积极的作用。

2当前中国煤矿机械设备电气自动化发展的不足

2.1电气自动化技术应用水平较低

电气自动化技术在中国的发展起步晚，发展速度较为缓慢，这也导致中国煤矿机械设备电气自动化技术的应用水平与国际发达国家相比仍存在一定的差距，虽然近年来国内通过技术研究与创新的加强，一定程度上推动了电气自动化技术的快速发展，但部分关键技术方面仍掌握在国外一些大型企业手中，设备及技术进口依赖依然较高，技术发展及应用的独立性不足。

2.2煤矿电气自动化系统建设效率较慢

当前社会发展及能源危机的大背景下，都要求煤矿要改变粗放式、低效率的生产模式，提高生产及管理的现代化和精细化程度，这些都需要加快电气自动化技术的应用效率来予以早日实现，而中国目前在针对煤矿机械设备的电气自动化系统的建设方面，技术水平与经验仍相对不足，整体建设效率较为缓慢，而电气自动化系统建设与改造还会一定程度上影响煤矿的正常生产，这也就增加了电气自动化技术应用的前期时间成本，导致技术实现的周期较长，也一定程度上限制了电气自动化技术的推广。

2.3在电气自动化技术应用中存在误区

经济效益固然是煤矿企业所共同追求的目标，但保证煤矿生产安全才是煤矿企业长期稳定发展的根本，而一些煤矿企业在电气自动化技术的应用过程中，过度注重经济效益，而忽略生产安全性，将电气自动化建设的重点放在提高生产效率方面，对于安全保障系统及相关设施的建设则较为随意，这样不仅容易导致电气自动化技术对于煤矿生产安全性的保障作用无法发挥，还可能造成安全事故的发生，影响煤矿企业的生产效益，并造成企业外部形象受损，市场竞争力下降[2]。

3电气自动化技术在煤矿机械设备中的主要应用

3.1在采掘机械设备中的应用

煤矿采掘机械设备主要指煤矿掘进机械及其相应的配套辅助机械设备，目前煤矿掘进机械基本都已实现了电力驱动控制，且多电机驱动系统也得到了越来越广泛的控制，随着生产需求的不断提高，掘进设备的电机系统容量也随着不断加大，目前电机系统单机牵引功率已超过120kW，电力驱动的优势在于动力更加稳定且设备运行效率更高，在设备控制方面也更加有效和精准，减少了设备损坏故障的几率，降低了维护检修成本与工作压力，在计算机技术的配合下，实现电气自动化控制后，更能大大提高机械设备数据采集、处理、分析、故障诊断与排除的效率，缩短设备故障维修所造成的停产时间，也能通过计算机的精确参数控制，避免人为不合理操作或过量掘进等情况所导致的安全隐患，更保障采掘作业的安全性。

3.2在运输提升机械设备中的应用

运输与提升机械设备的运行效率与稳定性也是影响煤矿生产作业效率的一个重要因素，煤矿生产中采掘作业面采掘的原煤必须通过运输与提升设备才能从矿井下达到地面，并进行进一步处理。从20世纪80年代开始，中国煤炭的开采量急速增长，在大型煤矿中，胶带运输是输送原煤的主力设备。为满足形势发展的需要，中国大力推动了胶带运输中工况监控系统的研发并取得了重大突破。系统中融合了计算机技术和PLC（可编程逻辑控制器）技术后，实现了保护的综合化和系统化，DCS（分布式控制系统）结构的应用使地面监控得以实现。同时，通过科研人员的努力，中国自行研发了胶带机全数字直流调速系统及胶带集中监控系统，在生产中表现出了卓越的性能。在电气自动化技术不断发展的推动下，交流变频技术也在煤矿领域得到了更好的应用，使得煤矿运输、提升机械设备的调速系统控制水平有了进一步的提高，以PLC技术为核心，实现中心控制，并同时完成提升工艺控制、同路行程控制、安全回路监控等多项功能，更好地保障了运输提升机械设备运行过程中的效率与安全性[3]。

3.3在安全保障设备及装置中的应用

为充分保障煤矿生产的安全性，煤矿企业井下作业还需配备有专门的安全监控与保障系统，如监控监测范围覆盖整个矿井的温度、湿度、瓦斯气体自动监测装置，红外线感应自动喷雾装置，断电仪，风电闭锁装置等，这些安全保障设备与装置的良好运行是保障煤矿生产安全的基础。对于感应装置与监测装置而言，数据的实时回传与及时分析，直接关系到安全隐患能否及时被发现并迅速作出应急处理，基于电气自动化技术的良好应用，不仅能在控制中心远程获取矿井设备及井下环境的实时监测数据，还能通过相关安全保障装置的自动运行及远程控制，确保对相关不良情况的科学处理，保证生产的安全性。

4结语

煤矿设备电气自动化技术的应用不仅能有效提高煤矿生产的效率与经济效益，更能有效保障煤矿机械生产的安全性，同时基于电气自动化技术还能帮助煤矿企业改变生产管理的模式，促进生产管理的现代化与科学化，机械设备电气自动化的高水平运用已成为未来煤矿生产技术发展的必然趋势。

参考文献：

［1］杨盼，蔡任彬.电气自动化技术在机械设备中的应用［J］.黑龙江科学，2015(7)：151.

［2］应洋，温小松.电气技术对煤炭企业综合实力提升的探讨［J］.电子制作，2013(15)：248.

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关键词：柔性 电气制造 系统 电气装备制造的自动化 仓库

1引言

电气装备制造的自动化立体仓库已经成为了柔性制造系统中的重要组成部分，对其的研究与开发工作，有助于推动柔性制造系统的发展和实用化进程。同时，随着柔性制造系统在汽车工业日益广泛发展的今天来说，国内外已经有很多的制造企业对教学、科研以及技术服务开展了研究，并且相继的开发出了许多模拟柔性制造的训练基地。根据实际运行结果证明，对于所构建的电气装备制造的自动化立体仓库单元需要完全满足柔性制造系统的高效性实用要求。

2柔性制造系统的总体组成与工作流程

2、1柔性制造系统的总体组成

柔性制造系统的构成通常包括：数控车床、AGV运载机器人、自动输送线装置、六自由度行走搬运机器人、电气装备制造的自动化立体仓库单元、六自由度焊接机器人、CCD形状检测系统、加工中心以及相应的附属设备。对于系统的运行总线以及开发型组态软件等网络通讯技术来说，要使得总控单元对各个单元设备来进行集成控制，最终能够根据生产任务得到相应的变化。而且可以通过简单地改变软件设置方法来进行调整，从而可以适宜多种品种以及中小批量的生产。

2、2柔性制造系统的工作流程

在系统开始工作之前，通过人工的方式要将不同的工件和托盘按照相应的规划好的各个零件毛坯区域送到原料的库货架中去。对于工件或者是毛坯从电气装备制造的自动化立体仓库的原料仓库中取出来时，要通过AGV按照预定的相应轨道来进行运行，最终到达取料的位置。然后，通过出库的平移台，将毛坯由AGV送到自动的输送线中，再经过六自由度的搬运机器人送到柔性的制造加工单元中，再按照工序流程的程序，在数控车床或者是加工中心来进行再加工工作。最后，在加工完成之后，要通过机器人来取出工件，通过输送线和AGV进行同时运行，最后将工件放回到入库的平移台上，然后送入仓库的成品库货架，最终完成。对于所有的软件要进行相应的信息记录，从而更好的便于管理，完成一个工作流程。

3立体仓库的工作原理

立体仓库中都配有中央服务器和一台监控计算机及数台的管理计算机作为信息系统硬件，执行系统配有几台巷道堆垛机和其它的辅助设备，从而更好的完成出入库作业所发出的指令、监控以及库存管理等。对于其设备的控制方式主要包括接受上级的计算机控制调度及单机的电气装备制造的自动化控制系统，同时还有能够自动定位的控制系统等。对于电气装备制造的自动化立体仓库来说，其自动控制系统主要分为三种方式，即分离式、集中式及分布式。国际上较为普遍的是分布式控制方式。

对于整个柔性制造系统中，其中某个工位向系统提出了入库的要求，就必须要求其具有零部件名称和数量等等。在系统响应之后，要根据指令的形式来相应的通知对应的仓库。对于仓库来说，在接到入库的指令之后，要对库存内的信息进行检索，一旦有相应的空间，而且相应的装置都处在正常的状态下时，应该随时进行入库准备，并且同时反馈给系统，此时，系统应该做好了入库的准备。在系统确认之后，要及时发出准许交接的信息，将运送的装置、堆垛机等按照事先设计好的次序来进行动作运行，并且要将零件分别的存入仓库的缓冲区内。在进行交接完之后，要将递送的一方向系统发送完毕信息，也要向系统反馈收货信息。对于仓库内部，应该将零件通过传递装置放置到安排的单元里，并且要对库存信息表进行修改，在完成之后，要向系统发出正式的入库记录表。仓库在接受出库指令时，要执行与上相同的方式来进行出库操作，同时还要对数据库进行修改。对于出现货物的种类、数量不相符合的时候，要及时的向系统反馈出相应的信息，并且由系统来做出处理决定。如果仓库的机构中出现了故障，就要及时的通过传感器来检查和翻译具体的信息，然后通过系统网络来向上一层管理系统发出故障信息，还要向维修部门来进行报警维修。

4电气装备制造的自动化立体仓库的设计与控制

4、1电气装备制造的自动化立体仓库的设计

通常，对于电气装备制造的自动化立体仓库单元的组成构件来说，主要有挂壁式的码垛机以及相应的两套仓库，同时还需要有两套出入库的平移台和托盘，以及仓位的传感器等等。同时，两套货架和挂壁式码垛机和传感器可以共同组成电气装备制造的自动化立体仓库单元。对于仓库的货架上来讲，每一个货位都有安装相应的机械微动开关和激光定位系统，同时还要在货架的上方来装有巷道装置。

对于出入库平移台来说，主要负责在仓库单元和输送线之间来传递工件，同时由铝合金型材来进行搭建，这样可以使用直流电机加减速器来进行驱动，对于上面安装对射光电传感器感应工件的位置，由同步带来传送工件，最终完成出库和入库的动作行为。

4、2软件控制系统设计

对于柔性制造系统的总控制单元的构成，一般包括主控制机，其中的主控制软件是为操作人员来使用的前台程序，最终使用组态王软件来进行开发工作。通过对各个分站动作，可以同时的实现人机交互界面的接受用户控制，其中的操作分为连续自动和各分站手动控制两种方式。

仓库单元都是通过通讯模板和主站的控制计算机来进行通讯的，主要是通过主控软件的设定，最终来控制码垛机的运行系统。码垛机的出入库动作一般是由PLC来进行完成的，当码垛机接收到了出库的请示时，就可以将码垛机从上而下、从左到右的来进行扫描原料库的各个仓格，同时还要对扫描到的第一个有工件的仓格来进行出库操作，这样才使得出库运行的状态达到最佳。

5总结

综上所述，电气装备制造的自动化立体仓库，是一种具有集信息、储存以及管理融为一体的高技术密集型机电一体化产品，其中所涉及的领域较为广泛。可以通过对立体仓库自动控制系统的硬件设计研究，使企业的生产率和经济效益都大大提高。