电气自动控制系统范文

导语：如何才能写好一篇电气自动控制系统，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】电气；自动控制；控制方式

中图分类号：TM92文献标识码A文章编号1006-0278（2013）06-183-01

一、概述

一个理想的控制系统，在其控制过程中应始终使被控量等于给定值。但是，由于系统中储能元件的存在以及能源功率的限制，使得运动部件的加速度受到限制，其速度和位置难以瞬时变化。所以，当给定值变化时，被控量不可能立即等于给定值，而需要经过一个过渡过程，即瞬态过程。所谓瞬态过程就是指系统受到外加信号作用后，被控量随时间变化的全过程。瞬态过程可以反映系统内在性能的好坏，而常见的评价系统优劣的性能指标也是从瞬态过程定义出来的。对系统性能的基本要求有三个方面：稳定性、快速性、准确性。

自动控制理论研究的是如何接受控制对象和环境特征，通过能动地采集和运用信息，施加控制作用，使系统在变化或不确定的条件下正常运行并具有预定功能。它是研究自动控制共同规律的技术科学，其主要内容涉及受控对象、环境特征、控制目标和控制手段以及它们之间的相互作用。具有“自动”功能的装置自古有之，瓦特发明的蒸汽机上离心调速器是比较自觉地运用反馈原理进行设计并取得成功的首例。麦克斯韦对它的稳定性进行分析，于1868年发表的论文当属最早的理论工作。从20世纪20年代到40年代形成了以时域法、频率法和根轨迹法为主要内容的“经典”控制理论。60年代以来，随着计算机技术的发展和航天等高科技的推动，又产生了基于状态空间模型的“现代”控制理论。随着自动化技术的发展，人们力求使设计的控制系统达到最优的性能指标，为了使系统在一定的约束条件喜下，其某项性能指标达到最优而实行的控制称为最优控制。当对象或环境特性变化时，为了使系统能自行调节，以跟踪这种变化并保持良好的品质，又出现了自适应控制。

二、自动控制系统的基本构成及控制方式

（一）开环控制

控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。开环控制的特点是系统结构和控制过程很简单，但抗扰能力差、控制精度不高，故一般只能用于对控制性能要求较低的场合。

（二）闭环控制

控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统。闭环控制系统又被称为反馈控制或按偏差控制。闭环控制系统是通过给定值与反馈量的偏差来实现控制作用的，故这种控制常称为按偏差控制，或称反馈控制。此类系统包括了两种传输信号的通道：由给定值至被控量的通道称为前向通道；由被控量至系统输入端的通道称为反馈通道。闭环系统能减小或消除作用，但若设计调试不当，易产生震荡设置不能正常工作。自动控制原理中所讨论的系统主要是闭环控制系统。

（三）复合控制

反馈控制是在外部的作用下，系统的被控量发生变化后才做出相应调节和控制的，在受控对象具有较大时滞的情况下，其控制作用难以及时影响被控量，进而形成快速有效的反馈控制。前馈补偿控制，则在测量出外部作用的基础上，形成与外部作用相反的控制量，该控制量与相应的外部作用共同作用的结果，使被控量基本不受影响，即在偏差产生之前就进行了防止偏差产生的控制。在这种控制方式中，由于被控量对控制过程不产生影响，故它也属于开环控制。前馈补偿控制与反馈控制相结合，就构成了复合控制。复合控制有两种基本形式：按输入前馈补偿的复合控制和按扰动前馈补偿控制的复合控制。

三、自动控制系统的分类

自动控制系统的分类方法较多，常见的有以下几种：线性系统和非线性系统。由线性微分方程或线性差分方程所描述的系统为线性系统；由非线性方程所描述的系统称为非线性系统；定常系统和系统，从系统的数学模型来看，若微分方程的系数不是时间变量的函数则称此类系统为定常系统。否则称为是系统。若系统既是线性的又是定常的，则称之为线性定常系统；连续系统、离散系统和采样系统，从系统中的信号来看，若系统各部分的信号都是时间的连续函数即模拟量，则称此系统为连续系统，若系统中有一处或多处信号为时间的离散函数，如脉冲或数码信号，则称之为离散系统。若系统中既有模拟量也有离散信号，则又称为采样系统；恒值系统、随动系统和程序控制系统，若系统的给定值为一定值，而控制任务就是克服骚动，使被控量保持恒值，此类系统称为恒值系统。若系统给定值按照事先不知道的时间函数变化，并要求被控量跟随给定值的变化，则此类系统称为随动系统。若系统的给定值按照一定时间函数变化，并要求被控量随之变化，则此类系统称为程序控制系统。此外，根据组成系统的物理部件的类型，可分为机电控制系统、液压控制系统、气动系统以及生物系统等。根据系统的的被控量，又可分为位置控制系统、速度系统、温度控制系统等。

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随着科学技术的不断进步，自动控制技术也得到了迅猛的发展，在工业领域的应用中也起到了很大的作用。自动控制技术的广泛应用大大提高了工业生产产品的质量，数量和生产设备的效率，改善了劳动条件，也提高了人们对社会生产的预测和决策能力。

电气自动控制系统概述

电气自动化是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术。自动控制系统是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统，其根据产品生产模式的不同，可分为离散型制造系统和连续型制造系统。离散型自动控制系统的特点是在时间特性上表现为离散量，以顺序控制为典型代表。连续型制造系统的提点是在时间上表现为连续量，以反馈控制，最优控制为代表。

自动控制系统按功能主要分为三个层次，分别是基础自动化，过程自动化和管理自动化。核心是基础自动化和过程自动化。其中，基础自动化部分涵盖了常规意义上的自动控制系统的内容，过程自动化部分是基于信息化技术的自动化，管理自动化是融合了控制技术、管理技术和综合自动化技术。计算机技术进入工业控制领域后，为工业生产的过程控制与管理决策相结合创造了条件，从而使的工业自动化从就地控制、集中控制的基础上向综合自动化、集成自动化发展。

电气自动化的发展现状

传统的工业自动化主要是对设备和生产过程中的控制，如今，除了复杂的生产过程仍然是人们研究和应用的重要对象以外，工业自动化已经扩展到企业产品的设计过程，管理过程以及企业间的资源分配和优化。对自动化技术的要求，除了技术指标本身以外，也扩展到了对整个企业的竞争力的提高。综合自动化技术也是顺应了这一需求应运而生。综合自动化技术又称为现代集成制造技术，是采用计算机网络技术、通信技术、测控技术、信息管理技术、办公自动化技术以及多媒体技术等，使用数字化、集成化、智能化、网络化的生产和管理设备，将企业管理信息系统和集散型计算机测控系统进行一体化集成设计，实现企业生产、经营、管理的高度自动化。

电气自动化技术的应用

自动控制综合应用技术是基于各种自动化控制手段或装置的综合应用。自动控制综合应用技术主要内容包括嵌入式控制器应用技术、可编程控制器应用技术、变频器应用技术、触摸屏应用技术、工业控制计算机应用技术以及通用工业组太软件等。

嵌入式控制器是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。嵌入式控制器的特点主要有以下几个方面：1.软件要求固态化存储。为了提高执行速度和系统的可靠性，嵌入式控制器系统中的软件一般都固化在存储器芯片或嵌入式控制器中。2.软件代码高质量、高可靠性。3.高实时性。4.多任务嵌入式。

可编程控制器是西门子公司于1995年推出的微型PLC，适用于各行各业、各种场合的检测、监测及控制的自动化。其具有极高的性价比。首先，具有极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，其次，还具有实时性，强劲的通信能力和丰富的扩展模块。变频器技术是一门综合性的技术，是建立在电力电子技术、控制技术、计算机技术的基础之上而逐渐发展而来的。由于变频器可以看做是一个频率可调的交流电源，对于交流电动机而言，只要在电网电源和现有的电动机之间接入一个变频器和相应设备，通过改变变频器的输出频率来实现电动机的速度控制。

触摸屏技术又称为人机界面技术，是指用户利用手指或其他介质直接与屏幕接触，进行信息选择，向计算机输入信息的一种输入设备。工业控制计算机应用技术是一种完全不同的设计理念，是对产品的维护性、散热、防尘、产品周期、尺寸方面都有严格的要求。工控机是一种综合自动化系统，能够将控制、管理、调度、经营和决策功能结合起来，以达到最大的经济效益的目标。是一种开放式系统结构和现场总线技术，能够实时控制与优化商品软件，也是一种高性能控制算法。

结语

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（1）设计科学合理的流程。明确电气自动控制的任务，并加以评估，将PLC控制范围确定下来。最后技术人员根据PLC的功能和性价比来确定程序控制器的主机。在此基础上确定各模块及相应的各单元，如显示设定单元、模拟量单元及位置控制单元等。（2）确定输入/输出地址。PLC接线端上的I/O信号的地址是PLC控制系统设计的基础。只有确定了输入/输出地址，才能进行下一步的软件编程工作；I/O地址的确定是控制柜及PLC接线绘制装配图、电气接线图、安装人员装配的基础。以表格的形式列出I/O的名称、代码和地址是很有必要的。（3）设计控制系统。控制系统分为硬件部分和软件部分。PLC控制程序的编写是系统设计中软件部分的组成。除了程序编写之外的控制系统设计基本都是属于硬件设计，如电气线路的设计、PLC控制器的设计、抗干扰的设计及PLC控制器线路的设计等。1）设计系统的硬件。硬件设计的主要包括确定电气控制元件；设计抗干扰措施；设计电气控制系统。2）设计系统的软件。主、子程序及中断程序是软件设计的三大主要部分。设计PLC控制程序时编程是主要的方法但更重要的依靠设计者自身累积并总结经验。应用较多的编程方法有流程图法、状态表法、逻辑代数法及功能图法等。设计程序常见步骤为：①查找输出对象，确定出其启动及关断条件；②输出对象的启动条件及关断条件有制约条件的，要找出来；③大多情况下，输出对象以FK=（X开+K）•X关关公式加以编程，有制约条件的，以FK=（X开•X关约+K）•（X关+X关约）公式加以编程；④代入相应数据入公式中，结合PLC编程的要求，建立梯形图；⑤全面检查并修改程序。梯形图编程设计系统程序与语句表编程相比，更直观，更加一目了然，但具有需要修改时比较麻烦工程量大的缺点。一般对于比较清晰的并发、单及选择顺序的控制任务，应用功能图进行设计程序较有优势。（4）调试系统。系统硬件的模拟调试工作必须在主电路断开的环境下实行，并且只能够调试手动控制部分的功能正确与否；只有模拟出各种开关信号输入的情况才能够对系统软件部分进行调试，通过综合应用电位器、万用表及开关模拟多种现场信号，观察此时PLC输出的逻辑关系是否与控制要求相符；与此同时，也可应用电脑直接模拟加以调试。通过反复修改与调试来确定程序的完全正确。（5）系统联机调试，下载已经编制并且调试好的程序到现场PLC控制系统中实行运用。首先断开主电气然后才开始调试，只能对控制电路实行联调。联调过程中，发现问题，要反复全面检查系统接线与软件设计里程序的编写与调试，只有系统控制功能正常，并满足控制要求才能交付使用。整个体系完成后，系统完成后，必须整理相关技术资料以存档，为以后系统的维护、检修及改进等提供依据。

2电气设备自动控制中PLC控制系统的操作过程

（1）选择合适的电源。选择电源时，最基本的要求时其额定输出电流各模块消耗的电流总和。（2）相匹配功能模块的选择。选择的基础是要选择可靠性高的机型，并且在系统运行的过程具有很好的稳定性。（3）设计控制元器件。设计辅助程序、故障应用措施，分配存储空间、编制功能子程序是设计系统控制元器件的主要内容。（4）正确的输入/输出模块的选择。1、输入/输出模块点数的确定；2、运用离散系统来实现输入与输出的模拟；3、编入具有特殊功能的输入与输出。（5）控制系统连接与安装的实现。PLC控制系统多个部件在配线板上的实现，按照相应的系统接线图对其进行安装工作。（6）调试实现PLC的运行。1、调试PLC控制系统硬件与软件，以保证试运行的稳定性；2、试运行过程中，设计人员必须注重PLC控制系统各个部分运行情况详细观察运行的细节，对出现的各种情况必须立即做出停机处理，找出出现问题的原因与源头，并及时的选择正确、有效的方式处理掉出现的情况；3、确定PLC控制系统试运行准确无误后，要整理好技术文件，并且交付使用。

3PLC控制系统应用领域

（1）PLC控制系统在数控系统中的应用。传统的控制系统具有多种控制方法，随着PLC控制系统的出现，在业内引起了非常广泛的关注。在数控系统中实现了PLC控制系统的应用，大大促进其控制定位变的精确与方便。（2）PLC控制在交通控制系统中的使用。交通控制系统中PLC控制系统的应用关键体现在控制交通系统总线方面。采用PLC控制系统使得交通系统工作效率得到极大程度改善，在一定程度上进一步完善和高效化了监控。（3）中央空调系统中的PLC控制系统运用。当下，控制中内空调系统的方法有如下三种模式：（1）继电器的传统控制模式。（2）数字化的直接控制模式。（3）控制器可编辑的控制模式。在此三种控制模式中，继电器的传统控制模式与直接数字控制模式由于其自身缺点原因，在实际中其应用广泛度逐渐减少。而PLC控制系统因抗干扰性能高、较稳定、便于维护等优势，在中央空调系统中的应用越发广泛。

4结语

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【关键词】自动控制；用电系统；经济运行；动作信号；数据采集；保护装置；安全可靠

0 引言

目前，大容量机组的电气系统纳入DCS监控的主要方式为：发变组保护、综合自动化装置、厂用电系统的保护及自动装置的动作情况是通过各独立的装置动作信号以及电气设备的位置状态等开关量作为输入量（即DO）送至DCS系统：模拟量（如电流、电压、有功、无功）通过电量变送器输出4-20mA标准信号送至DCS系统：DCS的控制命令作为输出量（即DO）引至电气设备，各电气设备与DCS系统的联系采用硬接线方式，即由电气设备现场用电缆将电气量信号一对一地送至DCS系统的I/O柜上。

然而由于大多数电厂的DCS系统都侧重于汽机锅炉，完成机组基本的运行、控制等功能，对电气系统的运行监控考虑较少，电气系统的要求在DCS系统的工程设计中往往难于全面考虑。因此上述方式存在着较明显的缺点。

1 电气系统控制方案比较

随着火力发电厂自动化水平的不断提高，电气系统纳入DCS，实现炉、机、电一体化监控在国内机组上已从试点进入了正常实施阶段，由于国内对电气系统监控的有关规程、规范还在不断地修订完善中，对电气系统的控制方式没有作统一的规定，国内各电厂对电气系统纳入DCS的方式采用了不同的方式，主要有以下三个方案：

方案1：直接I/O连接方式：

将电气模拟量和开关量经电缆通过I/O通道直接接入DCS进行组态，实现对电气设备的监控，即硬接线方式。

方案2：远程I/O及分布式I/O连接方式：

远程I/O的采集单元一般是在I/O相对集中的现场安装I/O机柜，负责采集附近设备的I/O量，通过I/O通讯网络将数字化信息传至DCS。分布式I/O是将采集单元分散安装在各现场设备中，通过总线将分散的I/O连接后送至DCS。具体地说，就是利用分散安装于就地开关柜的集保护、测量、控制、通讯于一体的智能测控保护装置（智能终端模块），将由10kV、6kV工作段及400V工作（公用）PC段供电的要求集中控制的高低压电动机，由锅炉、汽机及保安MCC供电的要求集中控制的低压电动机，采用现场总线通过DCS配置的通讯卡件、通讯切换器和通讯电缆（双绞线及光纤）直接连接到DCS的过程控制器。

方案3：智能终端设备（ST）和现场总线（FB）连接方式：

现场总线（FB）是一种开放全数字化的、双向多站的计算机网络，通过该网络将智能终端设备（ST）、主控制计算机和现场设备连接起来。传输信息为数字信号，可以各个接点共用一条物理传输介质。

智能终端设备（ST）是建立在微电子技术发展之上、大规模集成电路、嵌入式系统，由CPU、存储器、A/D转换器及I/0回路等集成的设备，主要由中压及低压系统的保护测控装置和自动装置构成。这些装置具有测量、控制、保护、信号、通讯等基本功能，并完成各自独立的特殊功能（保护功能独立，在就地完成）。利用智能终端设备（ST）进行数据采集和处理及逻辑控制等功能，就地可实现对设备的控制、监视功能，通过现场总线系统可将处理好的信息上传至DCS等控制层进行监控，也能将控制层的指令下达。这种方式实现了分散控制，可节省电缆，同时提高了信号转换精度和可靠性，简化了二次接线。

具体实施为：扩大用通讯接入DCS的内容，增加电气设备通过通讯接入DCS系统，增设电气后台工作站。用现场总线将这些智能终端设备及专用装置的通讯接口连接起来，通过通讯管理装置连接至DCS系统、电气工作站及电厂MIS系统等，组成一个分层分布式的综合自动化系统。采用现场总线接入DCS系统的范围：10kV、6kV工作段及400v工作（公用）PC段厂用电源进线、联络断路器及馈线，方案2中通过现场总线接入DCS的高低电动机，电气专用装置：发变组保护、故障录波、AVR、ATS、ASS等。

考虑到系统的安全性和可靠性，发变组系统和10kV、6kV厂用电系统的DO及SOE等重要量仍采用“硬接线”方式，380V厂用电系统的电动机的监控可以采用全通讯的方式。

2 技术比较

方案l：为采用常规的电气纳入DCS系统监控的方式，既“硬接线”方式。该方案的缺点如前所述。

方案2：高低压电动机通过现场总线接入DCS，每台电动机的智能终端模块与DCS的联系信号除起动/停止指令、运行/停止状态反馈、遥控状态、电源监视、电流共七个信号外，增加了保护动作信号、设备故障信号、设备起动次数、参数设定、累计运行时间等现场设备信息，大大丰富了DCS的监视内容。其中的设备起动次数、累计运行时间等信息采集及分析，为提高电厂管理和维护水平创造了有利条件。

由于智能终端模块集成了通讯、保护、二次控制电路等多项功能，其中低压智能终端模块还集成了电流互感器，10kV、6kV智能终端模块还提供故障录波功能（上位机支持），采用交流采样技术，通过现场总线接入DCS，节省了控制电缆，取消了电量变送器及控制用中间继电器，使电气开关柜内接线大为简化，安装及设备制造的工作量比采用常规的“硬接线”方式大大减少。目前，满足现场总线要求的智能化的中压开关柜及低压开关柜得到了广泛使用。

方案3：整个系统由三个功能层构成：

第一层：测控保护层。

由大量的保护和自动装置构成，主要由分散安装于就地开关柜的智能终端装置、发变组保护、AVR、ATS、ASS等组成，保护功能完全独立，利用现场总线技术，采用光纤或屏蔽双绞线连接至通信管理层，可以实现这些装置的分散监控。

第二层：通信管理层

该层将DCS对测控保护层的控制命令，或电气后台工作站发出的修改定值命令等，下发至各有关装置，同时，将各装置上送的信息送至DCS系统或电气后台工作站。通讯管理层具有通信接收、发送、规约转换等功能，通讯管理层与上位机系统连接采用以太网，通讯管理层一般配置前端机或通讯管理单元，提供12、16个通讯接口。

第三层：上位机系统

包括DCS系统和电气后台工作站系统。电气后台工作站系统主要负责电气系统设备的管理维护、电能计量、故障录波和保护定值修改及下达等工作，由DCS系统来完成画面显示、报表生成、打印、控制、事件记录报警等。

根据上述要求，提出如下系统组成方式：现场总线分别与10kV、6kV及400V智能终端设备相连，并通过通讯管理层与上位机系统相连，对于一些比较成熟的专用装置，如AVR、ASS、发变组保护、故障录波、厂用电源自动切换装置仍采用独立的专用产品，也通过管理层与上位机系统相连，在电气后台工作站及DCS的CRT上对以上系统进行监视及控制。该方案结构清晰，灵活，可分阶段实施，扩充方便。系统的监控管理层采用双网结构，网络可靠性高，根据系统情况，既可以由通讯管理层直接与DCS通讯，也可以直接通过以太网与DCS通讯。通过备用主机的通讯卡系统还可与电厂MIS系统实现信息交换。

4 结束语

总之，未来，符合现场总线技术标准的智能现场设备中植入具有控制器功能的控制模块，并以符合某种现场总线协议标准的通讯方式与DCS相联接的现场总线控制系统是工程设计上的突破点，也是目前国内外在工程设计上探讨的希望能广泛应用的真正的现场总线控制系统方案。

【参考文献】

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关键词:电气自动化；水厂；应用

目前，我国正处于一个科技化工业时代，水厂作为供水系统中的基础工程，对人们的生产及生活有着重要的影响。电气自动化控制系统能对水厂的日常生产进行管理和调度，是水厂运行实现自动化管理和监控的重要手段。因此，研究电气自动化控制系统在水厂中的具体应用，对提高供水企业的生产效率有重要作用。

1优势分析

1．1提高管理效率，降低管理成本

相比于传统的生产作业而言，电气自动化控制系统的应用，能够在很大程度上降低人工成本，提高管理效率。传统的管理措施，需要组织大量的人员对水厂的各生产环节进行实时的检测和调控，以保证生产质量。然而，电气自动化控制系统主要是通过电子信息技术，结合互联网科技，来对水厂的生产作业过程进行自动化监管和远程控制。电气自动化控制系统避免了人工监管的反复性，可以实现24小时实时管控，大大降低了人工成本，提高了管理效率。

1．2提高信息管理的可靠性和完整性

传统的水厂管理模式，一般采用人工巡查监测、数据采集的方式进行信息数据化的管理，这样的管理模式效率低下，数据信息也不完全。然而，电气自动化控制系统则集合了计算机科技的存储优势与互联网技术的及时性优势，在水厂作业过程中能对相关数据进行24小时不间断的检测与收集。使得数据采集的范围更广，信息数据更齐全、更可靠。通过借助电气自动化控制系统的存储功能，能实现信息数据的实时存储，避免丢失和遗漏，为提高水厂生产的质量做参考。

2实际应用

随着智能化管理模式的发展，电气自动化控制系统在我国水厂中的应用是方方面面的，从引水到将水送到千家万户，整个过程都离不开电气自动化控制系统的监管。本文将从以下方面对电气自动化控制系统在水厂中的应用进行探讨。

2．1进水过程控制

水处理过程是一个复杂的净水流程，从取水点到供水点，每个环节都需要进行电气自动化控制系统的设计，保证水生产过程的安全性和可控性。进水系统作为水厂作业过程中的入口，首先要做好水处理过程中的进水量控制。进水量的控制主要是通过水泵系统进行控制和调整，根据实际的生产需要，设计规划水厂的水泵数量，并结合实际需求对水泵系统进行设计和调试。针对进水后的水泵系统进行实时监控及远程调控，以确保每个水泵系统都能按照相应的标准进行水量的输送工作。

2．2水净化处理控制

水净化处理是水厂作业中的重要环节，对水质的保障起到决定性的作用。水处理过程中，需要采用电气自动化设备净化过程进行操作和监控。一方面，在水质沉淀与过滤过程中，电气化自动控制系统可以对滤池的冲洗和反冲洗进行控制。冲洗过程中，电气化自动控制系统可以根据需求控制冲洗的时间和频率以及冲洗的量，实现全智能化控制作业。通过冲洗和反冲洗可以净化滤池，从而提高水的净化质量。另一方面，是消毒净化，水净化过程中通过加氯可以杀死水中的微生物，从而起到消毒灭菌的效果。消毒净化过程中，可以利用电气化自动系统进行严格的把控，使投氯的量和时间都能够标准化、合理化执行。然而，漏氯系统还能对过量的氯进行吸收和过滤，从而防止水中氯的含量超标，在达到消毒的基础上，保证水的质量。

2．3水质检测控制

水质检测是水厂生产过程中重要的检测环节，直接影响到了人们的饮水。电气自动化控制系统，能帮助水质检测科学有效地进行。水质检测是对水中各种物质的含量进行检测，是水处理结果的一种体现，人为的水质检测需要反复的实验和调试，容易影响水质检测的效率和效果。然而，利用自动化电气设备进行水质检测，不仅能够对水质进行标准化、全方位的检测，而且能够根据需求进行全程控制，进行科学化调整。比如:PH值检测不达标的情况下，可以远程控制电气自动化系统对水进行再处理，并实现实时监测，确保PH值达标，使得整个调试检测过程更加科学有效。

2．4送水过程控制

电气自动化系统控制的科学应用，主要是通过控制水量来控制送水过程，而水厂需要根据实际的使用需求，对送水量进行全程控制和检测。比如:某个小区的生活用水存在高峰时段和非高峰时段，高峰时段的用水量较大，如果检测不到位，送水量不够，往往会导致水压不足，使得高层出现缺水的情况。电气化自动控制系统可以提前设置不同时段的送水量，并对水压进行实时监控，从而调整送水的量，以确保居民的用水需求。

3结语

总而言之，在人们生活质量不断提高的新形势下，水厂作为人们生产生活的基础建设，需要不断提高管理效率，才能有效保证水的质量。因此，电气自动化控制系统的合理应用，可以实现水厂管理智能化、自动化，对提高水厂的管理效率和水质有重要作用。

参考文献:

［1］叶健辉．关于水厂监控系统中低压电气自动化的应用分析［J］．建筑工程技术与设计，2016(33):358．

［2］孟艳平．试析电气自动化在水厂中的应用、维护及发展［J］．建材与装饰，2015(23):317～318．

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关键词：露天煤矿；电气自动化；控制系统；优化设计

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.037

1 露天煤矿电气自动控制系统硬件方面的优化设计

1.1 优化输入电路

输入电路的优化需要考虑在正常状态下的PLC供电源的电压范围，一般情况下，煤矿企业所采用的电压范围为：85.0V～240.0V，电源幅度为155.0V。但在运行和管理中，由于现场情况的复杂性，导致存在众多因素的干扰。例如我国的供电系统在运行时，周围的环境相对恶劣，常常受到外界因素的影响，从而时常出现电力中断的现象。因此，在使用自动控制系统设备进行煤矿开采工作时，就需要采取紧急预案措施，例如：安装电力净化装置（滤波器或隔离器等）。在设计的过程中，要时刻保持PLC输入电源的直流电压值稳定在24.0V，负载要根据环境的变化而调整。合理配置电路，避免运行时出现短路或断路。在操作之前还应该检查PLC芯片，确保其没有受到损坏。为了确保电路稳定，电路需及时更换高质量的保险丝，避免跳闸，从而造成严重的事故。

1.2 优化输出电路

在煤矿电气自动化控制系统的输出电路中，需要优化输出电路。优化需要结合实际情况加以选择，选择的内容包括：相关设备的标志、指示、转速等，从而保证设备的配置能够满足煤矿电气自动化控制系统的工作。在正常状态下，若电气自动化控制系统的输出频率低于正常频率时，则可以通过继电器继续完成。这样可以合理化的设计电路，而不破坏电路的抗干扰性能，且不会影响负载端的正常工作。若电路的负载端为感性负载时（如：电磁线圈），当出现断电情况时，电路仍会通过一定的电流，当浪涌电流值较大时，就有可能烧毁芯片，甚至整个电路。为防止这一现象出现，可以在负载端设置二极管用以吸收浪涌电流，保护电路系统，而不至于被烧坏。另外，为了确保电路能够稳定运行，我们通常采用中间或固态继电器，从而增强电路的灵活性。

1.3 抗干扰能力的优化设计

在煤矿自动控制系统的设计中，抗干扰能力的设计是必不可少的一部分。当自动控制系统的大致结构完成后，紧接着就需要对其抗干扰能力进行设计。一般而言，煤矿企业中的电气自动控制系统经常处在相对恶劣的环境中，从而其稳定性较差，这就对我们的设计工作提出了更高的要求。通过分析我们发现在系统的长期运行中，往往因为磨损或是其他原因，导致电磁脉冲对系统芯片造成一定的破坏。因此，优化芯片的设计是工作的重中之重。通过电磁分析，我们发现可以采取的具体措施有如下几种：第一，采用1：1隔离变压器，降低干扰频率，这是由于电网中原副边绕组之间的电容耦合所产生的各种干扰，另外，在实施的过程中需要将电容接地。第二，将电路装置放入金属外壳内，从而实现屏蔽电磁的作用。金属有良好的屏蔽作用，且能有效地防止外界的干扰。第三，优化系统周边的布线设置，采用合理的手法改造线路，区分强电动力线路和弱电线路的走势，并用双绞线屏蔽模拟信号传输线的电缆。

2 露天煤矿电气自动控制系统软件方面的优化设计

2.1 程序结构的优化

煤矿电气自动化控制系统的主要结构形式为基本程序设计和模块化设计两种，但至于要采用哪种结构形式还要根据实际情况加以选择。但是，为了方便日后软件的修改和设计及进一步开发煤矿电气自动化控制系统，我们一般采用模块化的结构设计形式。在模块化的设计结构中，我们一般按照如下的方式进行操作：第一，勘察现场情况及企业生产要求，将煤矿电气自动化控制系统所控制的对象模块化，每一模块对应一个执行任务。第二，通过对每一模块进行程序的编写和调试，完成每一模块的任务。第三，当所有的子模块都完成后，将其连接拼装，形成一个完整的程序。这样的工作流程便于查找错误，使得系统划分整齐、调整便捷，从而与现场的生产过程有更高的契合度。

2.2 程序过程优化设计

实现煤矿电气自动控制系统的优化设计的核心实质在于：确保优化对I/O接口分配。在执行的过程中，我们应该根据实际情况尽最大努力实现对整个煤矿电气自动控制系统的I/O信号的编制，在这一基础上，系统内部所对应的计数器和计时器等也需要进行集中的编制。当这一工作完成之后，对这些地址分配的情况需要加以详细的记录。另外，我们在设计的过程中需要注意对PLC的控制优化设计，从而极大地提高煤矿电气自动控制系统的工作效率。在这一过程中，我们还需要简化PLC控制程序所控制的设计结构，尽量不要占用更多的内存空间，从而缩短扫描时间。另外，可以多次循环利用PLC芯片所对应的各类触点。在程序设计中安装控制按钮，利用二分频技术控制能源的使用，从而降低资源的消耗，并在一定程度上提高了自动控制系统的运行速度和运行效率。

3 煤矿电气自动控制系统的设备的选择优化

目前市场上有很多自动控制系统的设备可供选择，但是无论是哪一种都要找准其适合的工作环境，才能发挥出其应有的价值。煤矿电气自动控制系统的设备品牌有：合力时、研祥、LG、GE、SIEMEN等。在选择的方面本人总结如下。

3.1 明确煤矿电气自动控制系统的工作模式

在选择时，明确煤矿电气自动控制系统的工作模式及规模大小是一个必须的过程。若我们根据企业生产要求和实际的工作环境，以西门子的PLC产品作为选择，在不同的作业任务及工作状态下，选择的PLC型号也是有所差异的。SIEMEN S7-200等微型PLC产品适合瓦斯浓度的检查，SIEMEN S7-300等中型的PLC产品适合测量矿井水位的变化，SIEMEN S7-400等大型的PLC产品则可以对矿井工人安全进行监控。

3.2 确定I/O点的类型

由于施工的复杂性及实际要求有所差别，设备I/O点的数量和类型有很大的差别。因此，在这方面我们需要进行统计，并做好及时地记录，并根据记录的结果做出预算，从而避免过度的浪费。由于供电条件的不稳定性，在选择设备输出点的动作频率时需要对应选择输出端。

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关键词：冶金行业、电气自动化、控制

中图分类号：F407文献标识码： A

一、前言

进入二十一世纪以后，我国冶金电气自动化技术应用取得了显著的成效，其发展和应用前景，将更趋向于信息技术的持续创新应用，进一步提高冶金生产集成控制水平，提升生产自动化程度、信息化和工业化深度融合，向智能化方向发展。

二、冶金电气自动化技术的基本特点

冶金电气自动化技术的特点主要表现在：

1、适应冶金企业生产需要，技术涵盖面很大

冶金企业的生产基本属于流程型，生产过程工艺环节多、连续性强，而且包含有复杂的物理和化学过程，生产流程存在着各种突变和不确定因素，包括原燃料成分和生产技术条件等都经常发生波动。为确保冶金生产的顺利进行，生产人员需要根据生产工艺要求对物料、能量、质量等，制定最优的生产作业计划，并进行动态的调整。为提高产量、质量和效益，就必须在生产过程中，推行自动化管理，在方方面面引入电气控制设备，全方位的应用电气自动化控制技术，才能满足生产控制和管理需要。

2、技术程度高，应用复杂

冶金电气自动化技术应用比较复杂，既有软件，又需要有硬件，而且不同的环节、细节，要用到不同的技术控制方案，这样才能适应冶金生产设备种类多、工艺过程长、产品质量要求高等状况，真正提高工作效率。这样，就需要工作人员熟悉这些技术，有宽广的知识面和娴熟的技术技巧。

3、对电子技术依赖性强

冶金生产的电气自动控制系统，整个过程都需要用到电子技术，否则无法提升其自动化程度。从采集信号的传感器，到信号处理运算的控制器，从监控运算，到结果执行，都与电子技术紧密相关。每个环节都不能离开电子技术的进步。

基于这些特点，冶金电气自动化技术的应用，特别强调与时俱进，既要加强冶金企业的基本建设，引入高新技术，又要加大人力资源管理，提升员工技能水平，才能真正驾驭这些高新技术，提高冶金生产绩效。

三、冶金电气自动化技术的重要作用

冶金电气自动化技术在生产过程中发挥着越来越重要的作用，至少表现在下述几个方面。

1、大幅度降低人工操作故障率

冶金生产应用电气自动化技术以后，可以在很多环节和细节，变人工操作为自动化操作，使所用相关设备按照程序逻辑，按部就班的进行。这样可以大幅度地减少人力，从而不但有效节约生产成本，而且能减少人为操作失误对机械设备的影响，保证设备正常运转，提高工作效率。还能增强管理的科学和规范程度，综合性地提高冶金生产的现代化水平。此外，应用高新自动化技术，还能为员工提供良好的工作环境。

2、有效提升设备运行效率

冶金生产的电气自动化技术应用，主要引入电子计算机技术，利用电子计算机的功能，实现了对冶金生产设备及其各项控制的自动化操作，从而使主要的生产过程实现自动化，这就极大地节约人力资源，减低生产成本，提高生产流程及其各个环节的工作效率。电子自动化技术，既能直接干预生产操作，实现无人操作，还能对整个工作系统进行局部和综合监控，实施定位分析，得出生产的电能负荷、机械负荷、过程规范程度、原材料数量和质量控制等方面的监测数据，提供报警和故障信号，或者自动实施相关调整，以保证设备和过程都能在最佳状态下运行，这样就可以大幅度提升设备运作效率，提高产品质量。

3、推进冶金生产的规模化和现代化

冶金生产过程包括了复杂的工艺流程和生产技术，只有借助电气自动化技术，才能促进生产过程实现自动化。随着冶金生产的改革和发展，生产人员对工艺设备及其控制提出了越来越多的方案，对工艺控制的要求也越来越细致。所有这些都需要引入高新技术，才能推进提高其电气自动化水平，满足生产的需要。例如，在某轧钢厂高线生产车间，光纤环网通讯技术，现场总线控制技术，生产现场在线监控系统，电机测温在线巡检等都得到了很好的应用，其他冶金生产环节也应用到了大量的继电保护技术、传感器技术、PLC技术、DCS系统集成技术等。

四、冶金自动化控制系统的未来发展趋势

虽然我国的电气自动化冶金控制技术已经取得了很大的发展，但是受到很多因素的影响，我国各地的冶金技术水平还存在很大的不平衡，而这种不平衡是未来亟待解决的问题。自主研发创新已经成为未来发展的趋势。

1、提高并改善自主集成数字化控制系统的水平。很多的冶金企业都有过做自动化集成项目的经历，但是笔者阐述的集成系统与一般集成项目是有一定不同的。

（1）自主集成要以‘我’为本

以我为本就要求核心技术是自己创造的。虽然会在创新的路上经历一些磨难挫折，但是也要先人一步早行动，笨鸟先飞，坚持不懈，创造出属于自己的技术。首钢创造出的数字化炼钢就是一个很好的例子，数字化炼钢在坚持原有钢铁工艺流程的基础上，对生产过程进行改善，改进控制系统的同时，也提高了生产效率。控制系统有很强的仿真能力，保持其他生产过程不变，对历史生产过程调整模拟，然后通过仿真计算，得到调整后的最优效果。同时也可以在脱离冶炼过程下改变参数与模型，调整到最好然后进行上线冶金。

（2）整套系统要实现实时控制

该技术必须拥有超强的实时性，不但在数据采集方面利用最新的，而且要对数据进行分析处理并且实时对其控制。如果对产品的要求不是很高，则对实时性没有太高要求，如果要生产高端钢铁产品，必须提高其快速判断、诊断并迅速处理的实时能力。

（3）数据挖掘与应用

通过改善自动化控制系统的水平，生产出优质的钢铁产品，是提高行业竞争力的关键。在钢铁自动化控制系统中，对生产过程的实时数据进行收集整合，并通过数学模型的优化，而达到对生产过程的精细化管理以及生产的自动控制。在当代的冶金技术中，对数据的挖掘与应用也来越完善，而现在技术中的数学模型，控制算法等也广泛应用于自动化控制系统。

2、冶金自动化控制系统优秀的服务

自动化控制系统的服务已经由原来的被动服务向主动服务转变，对服务的质量要求与日俱增。第一，现在冶金企业都在追求一种零故障的目标，这就要求除了设备本身的检修外，不能由于自动化控制系统出问题而影响钢铁正常生产过程。第二，自动化控制系统必须具有优秀的应对突发事故的能力，这就要求系统本身的性能必须优秀。第三，必须提供标准化的服务。为了提高服务的水平与内容，提高标准化服务是必要的措施，只有这样才能精细管理，提高自动化的优化。

3、冶金自动化控制系统要不断开拓创新

自动化控制系统要想长期生存并保持旺盛的生命力，必须不断开拓创新。在未来一些新技术比如物联网、云计算以及大数据概念有可能会融入到自动化控制系统中。而在将来。机电一体化测量也必将取代现代的测量技术，将测量精度大大的提高。

五、结语

综上所述，冶金自动化控制技术的好坏直接影响着我国冶金行业发展的速度和质量。在高新科技迅速发展的今天，城市化进程的逐步加快，这使得当前冶金的电气自动化控制技术的程序和手段还需要进一步的提高，加大创新意识，走自主研发道路，借以促成冶金生产的电气自动化技术及其应用的更新和发展，实现冶金工业的健康、和谐和可持续发展。

参考文献：

[1] 郭雨春：《钢铁业信息化的未来》，《中国计算机用户》，2003年47期

[2] 周传典：《我国钢铁工业转向品种质量为主时期》，《科学中国人》，1995年02期

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关键词：高层建筑;电气系统;自动控制;具体应用

Abstract: With the development of the urban high-rise buildings at the same time to solve the population explosion and a shortage of housing good we also found that in many ways, there are still problems of one kind, one of the most prominent to the installation of electrical systems, especially in the automationcontrol along with the vigorous development of electronic technology and the pursuit of intelligent living environment makes the electrical installation of high-rise buildings not only to achieve high precision, speed, but also to achieve the perfect automatic control, intelligent management and monitoring. In this paper, a brief introduction of high-rise building electrical system automation and control technology characteristics on the basis of its practical application, a simple analysis, and related issues were discussed.

Keywords: high-rise buildings; electrical systems; automatic control; specific application

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

1 引言

随着时代的进步以及科技的发展，膨胀的人口问题以及日趋紧张的住房形式使得高层建筑有了更加广阔的发展空间，据相关统计现代建筑的高度相对于三十年前提高了近三倍且有着逐年增高的趋势，在给人们居住与生活带来便利的同时也成为了现代城市的标志。此外随着电子科技的蓬勃发展以及人们对智能化居住环境的追求使得高层建筑的电气安装不仅要做到精度高、速度快，还要做到完善的自动控制即智能化的管理和监控。下面就其自身的特点及发展的必要性进行简单的分析。

2 高层建筑电气系统自动化控制的特点

高层建筑电气系统自动化控制技术的发展一方面是为了满足人们对住宅舒适度以及设备完善性的要求，另一方面则是要解决随着建筑高度提升而带来的消防及给排水等大量电气系统的管理和运行控制。其突出的特点可以简单的概括为全流程的高效监控，联动性的大幅提升，整体安全性的提高及数据收集和故障处理的精确性等四方面，首先就全流程的高效监控是指相对于传统的运行方式现代自动控制技术在采取“采集-处理-反馈”模块的基础上弥补了原理的管理盲区且实现了24小时实时不间断的控制和管理；其次自动控制技术将整个高层建筑的消防、给排水及照明和空调等系统有机的连接为一个整体，在实现电梯系统按流量进行自动调节的同时还实现了紧急情况的实时报警和处理；再次随着自动化控制技术的应用使得电气设备故障或者人工操作失误导致的安全风险得到大大的降低；最后是整个自动化控制系统可以建立数据完备清晰的数据库方便于日后优化及检索。

3高层建筑电气系统自动控制技术的组成与实现

自动控制系统的工作原理可以分为实时数据采集、实时控制决策和实时控制输出等三部分，下图1为传统的自动控制系统简图，图2是随着控制理论和技术以及相关通信技术不断发展和计算机技术的大规模开发与应用而发展起来的现代模块组合型自动化控制系统

图1 传统自动化控制系统简图

图2 现代模块组合型自动化控制系统简图

系统中用于给定信号、主控信号或设备状态信号输入的为输入端，而控制器是指具有给定、比较、指示、运算和操作等功能的核心环节，其工作的原理是将控制系统中实时监测的被控量数值与给定值进行比较且在完成偏差运算的同时根据结果按一定的控制规律发出控制指令并最终实现对整个系统的自动控制。执行机构从字面就可以明白是根据控制信号进行被测物输送量或能量改变的装置。

4 自动控制技术在实际中的具体应用分析

4.1 自动化控制技术在高层建筑电梯设计中的应用

电梯系统作为高层建筑中必备系统的同时也成为了电气系统自动化控制最为头疼的问题，尤其是在一些人流较为密集的高层写字办公楼中电梯的分流与自动调节便是需要解决的头等问题。现代的自动控制技术通过一系列的可编程控制器在实现电梯系统软件及硬件设计的同时还实现了控制器输入与输出信号的确定，在解决电梯自动开关控制和运行调节的同时实现了电梯的自动控制。电梯自动控制系统可分为电气控制和电力拖动两部分，其中电气控制系统由呼叫按钮、指示灯、控制用继电器和控制部分的核心器件（PLC）等组成且与电力拖动系统共同实现电梯的自动化控制，而电力拖动系统又包括由OMRON变频器控制电动机来调速的垂直方向主拖动电路和采用小型直流伺服电动机来进行调速的轿厢开关门电路，图3为典型的PLC可编程自动电梯控制系统简图。

图3 典型PLC可编程自动电梯控制系统简图

4.2 自动控制技术在高层建筑给排水系统中的应用

高层建筑的给排水系统主要是指热水系统、给水系统和排水系统等三大部分，而对于这个系统的自动化控制主要是通过相关信号的实时监测，其中相关信号又包括反应设备或者器材是否正常运转的运行状态信号以及表示工况变化和液位指示的压差信号和液位信号等，根据监控信号的不同对于各系统的自动化控制作用也各不相同。首先给水系统的自动化控制是指通过计算机对其各水泵工作状态、水位和管网压力和实时监测在保证需水量和供水量平衡的同时实现水泵高效、低耗的最优化控制并保证系统可靠运行，其典型的监控系统如图4所示：

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关键词： 电气自动化控制系统设计及应用

中图分类号：TU2文献标识码： A

前沿

由于社会的不段进步，人们生活质量的不段提高，也使得电气自动化控制系统在人们日常生活中不段的被广泛使用，电气自动化系统不仅给人们带来了方便，并且也使人们的生活质量有了明显的提高，通过这个系统我们可以更加准确、有效、科学的对仪器设备进行合理控制，另外，还可以实现大容量信息数据的快捷、准确传输。显而易见，电气自动化控制系统在我们生活中所发挥的作用非常巨大，并且日益加大。

1、电气自动化控制系统的设计

电气自动化控制系统的设计是多种多样的，且每一种方法都有各自的优势，目前，电气自动化控制系统的设计主要一下三种：远程监控、集中监控、现场总线监控。

1.1 远程监控

这种监控方式能够节约电线、光缆中电量使用、减少了安装费用，且这种设计方式能够增加系统的灵活性和可靠性。但是，这种方式也存在一定的缺点，在选择使用时，它只适合于小的电气自动化控制系统的监控，并且不适合构建全场电气自动化系统，由于现场总线的通讯速度不高，而电气自动化控制系统的电气部分通讯量不较大，使得远程监控达不到这种要求。

1.2 集中监控

这种监控方式的运行和维护和其他监控方式相比都比较简单，且这种监控方式对控制站系统设计要求较低，而且不需要专门的防护要求。但是，这种监控方式也有一定的缺点。由于这种监控方式是将系统的所有功能都集中到一个处理器上，那么势必导致处理器承担真繁重的任务，使得处理器处理速度下降，而影响机器的整体运行速度。此外，这种监控方式要对所有的电气设备进行监控，会导致主机存储空间不足、电缆数目会随之增加，这些都无形中增加了投资的成本，干扰并影响整个系统的可靠性。而且，在这种控制系统中，系统短路的联锁喝隔离刀闸的锁闭都是使用硬接线方式。因此，在系统需要进行锁闭或联锁的时候，辅助接点会出现闭合不到位的现象，这就会造成一些设备无法继续正常运作，干扰并影响整个系统的稳定性。

1.3 现场总线监控

在电气自动化控制系统中以太网和现场总线等计算机网络系技术被广泛使用，使得智能化、自动化设备也得到了很大的发展，这些技术都促进了网络控制系统在电气控制系统中的应用。现场总线控制方式也有自己独特的优势，它不但能够对电气控制系统进行针对性的设计，还能够在不同的时间间隔内发挥不同的功能。此外，这种监控方式还可以减少众多隔离设备和模拟量变送器等，且这种监控方式中，每一部分装置的功能都是相互独立的，有效的避免了由于一个装置故障而导致整个系统瘫痪。

2、电气自动化控制系统的应用

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。并且电气自动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。当前的电气自动化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，为企业创造更多的经济、社会效益。

2.1 监控方式集中化

综合电气自动控制系统的设计，实现集中监控室较简单的设计方法，对控制站防护的要求一般不高却可以实现极方便的维护。其特点是把全部的系统功能集中在单一处理器上再进行综合处理。自然，其缺点十分明显，全部的设备投入监控操作，必然出现因目标对象的增加而增加主机压力，使电缆投资大幅度增加，而超出最佳距离的电缆也会在一定程度上干扰系统可靠性。并且，通过刀闸隔离实现闭锁和断路器联锁而采用的硬接线时常因节点连接不到位尤其是辅助接点部分，从而使结果并不理想甚至设备无法正常操作。要达到效果理想的目的必须通过二次接线实现，而查线复杂、维护较大，也可能带来一些不必要的错误操作，这样的方法实际上并不是理想的。

2.2远程及现场监控的同时实现

远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高，但这样的方式对电缆和安装费用的消耗很少，且可靠性、灵活性并存的特殊性，只使用在较小的部分。而与之相反的全场电气自动化控制系统的构造，则使用现场总线的监控方式，电气自动化控制系统的只能化也有了一定的基础并逐渐实现和发展。现场监控的通讯总线是由串行连接的智能设备及自动化系统实现数据的双向传输，这根串行电缆可以有效的链接起中央控制室的PC、监控软件、PLC以及CPU，并且，连接远程的变频器、仪表及马达启动器和低压断路器等设备。如此，大量的信息被中央控制器采集上来，达到良好的效果。这相对于远程监控，现场总线的形式更有针对性目标。不同区域具备不同功能，并且具备远程监控的全部优点还补充了那部分不足。不仅降低耗费还使各功能装置相对独立、实现网络连接和其灵活性组态，并同时提高了系统的可靠性使系统不会因单一装置出现故障或连接问题而影响整体系统的运作甚至瘫痪。

3、电气自动化控制系统已逐步渗入到各行各业中，具体应用主要有以下几个方面：

3.1 交通领域的应用。

随着国家的进步以及社会的发展，交通运输已成为一项必不可少的元素，交通行业的飞速发展离不开电气自动化控制系统的支持。例如，对地铁而言，从其内部构成的大、小元器件到自动化控制开关，每一处都体现着自动化控制系统的应用。

3.2 工业生产领域的应用。

随着我国政治、经济、社会的不断发展，各行各业呈现出了空前的高涨，得到了一定的发展，工业是其中发展较为迅速、成果较为丰富的行业质疑。如今，随着生产技术的不断革新以及生产周期短、生产效率高的要求不断提成，工业领域已逐步实现自动化。工业领域的自动化使得以较少的人力在较短的时间内同时完成多重任务变得可能，而且，由于自动化控制系统的应用，减少了工人在操作过程中的危险系数，并且在数量控制方面也更为精准。

3.3 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，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。

4、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只能的独立从而分散系统危害实现系统运行的安全可靠；开放性的系统结果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。

5、结束语

社会的不段进步，人们的生活质量不断提高，使得电气自动化控制系统在人们日常生活中广泛使用，电气自动化控制系统不仅给人们带来了方便，并且也是人们的生活质量有了明显的提高，通过这个系统我们可以更加准确、有效、科学的对仪器设备进行合理的控制，另外，还可以实现大容量信息数据的快捷、准确传输。显而易见，电气自动化控制系统在我们生活中所发挥的作用非常巨大，并且日益增加。

参考文献：

[1] 徐鹏,电气自动化控制方式的研究[r].科技广场.2009年7期.

[2] 聂立辉.,论我国工业电气自动化的发展趋势[J].机电信息.2009年24期.

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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：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

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。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。

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(Ethemet)、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、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。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。

二、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：

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。

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。

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。

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。

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。

三、电气自动化控制系统的发展趋势

IEC61131自颁布以来已经逐渐成为一个被各大控制系统厂商接纳的国际化标准。这自然是得益于OPC技术的出现和Windows、Microsoft平台的普遍使用和发展，才使得在电气自动化控制系统的未来发展中计算机占据重要地位并无可取代。上述计算机网络技术的需素发展和普及引发了电气系统自动化的革命，也正是由此出现的市场需求推动了IT平台与电气自动化的不断融合，期间电子商务的迅速发展加速了这一进程。正如一个企业，其管理层可以利用标准的企业软件分析企业财务、人力等管理方面的重要信息，也可以借此实现企业的实时监控。虚拟的现实技术、视频处理技术的不断应用，必然对未来自动化系统产生非常大的影响，比如设计开机界面和设备保护系统等。软件的重要性不断的从单一设备向集成设备系统转移，这是不可逆转的大势。这一趋势中，对软件的结构合理性和发展空间、通讯数据的接受能力以及组态环境使用和统一的要求更高，这些因素也变得越加重要。随着这样的趋势的实现，电气自动化必将得到不断的提高和完善，而在更多的领域起到重要作用。于此同时，这一过程中不能忽视创新的力量，不断的降低生产成本的同时兼顾科学生产效率的提高，并且面向市场不断的增加产品的市场适应性，减少消耗的同时提高质量，满足各方面的合理要求。这样，才能使这一发展趋势更好更快的实现和进行。

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。

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

[1] 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[J]. 民营科技. 2011(01)

[2] 郭红生。 电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J]. 科技创业月刊. 2011(12)

[3] 王术贺，李广东。 浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J]. 黑龙江科技信息. 2011(20)

[4] 周艳惠。 电气自动化控制系统的设计[J]. 中国新技术新产品. 2010(02)