自动化控制论文:刍议智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

摘 要：随着科学技术的不断进步，在我国电力行业中逐渐发展起智能化技术。作为近年来兴起的高新技术，智能化技术是采用计算机技术和人工智能理论进行结合的一种技术。虽然该技术的发展时间还比较短，但因其自身的优势，已在我国各个领域中得到广泛的应用。本文首先概述智能化技术及其在电气工程自动化中应用现状，并对电气自动化控制系统的设计原则与思想及应用进行探讨。

关键词：自动化控制；智能化技术；电气工程

随着我国社会经济的不断发展，也带动了部分与电力相关行业的快速发展。智能化技术的发展已成为电力行业发展的重要标志。目前，随着智能化技术的不断进步，推动了电气工程自动化控制技术的不断发展。随着智能化技术在电气工程自动控制中的广泛应用，大大推动了电气设备的智能化发展，并有效提高了电气工程自动化控制系统的稳定性与安全性，从而促进我国供电企业的发展。

1 智能化技术

智能化技术是计算机技术中一种重要的分支，其研究重点是通过计算机编程与设计来实现信息的收集、分析、判断及自动识别文字图像等能力，以帮助人类在解决生活、工作中的各种问题。智能化技术是一种将计算机技术、gps定位技术及精密传感技术等进行综合应用的技术。通过应用智能化技术，能有效改善操作者的工作环境，并降低其劳动强度，对操作者的工作效率与质量能起到有效的提高作用[1]。另外，智能化技术在危险性较高的施工领域中应用，从而有效提高危险性施工的安全性。在电气工程自动化中，智能化水平与自动化程度得到有效的提高，不仅降低了设备的维护成本，还能有效提高其可靠性，从而实现设备的智能化操作。

2 在电气工程自动化中智能化技术的应用现状

2.1 电气产品的设计

智能化技术能有效优化电气设备的设计，该优化过程是一个复杂的过程，既要运用到电机电气设备、电路及电磁场等方面的知识，还要求设计者必须要具备过硬的专业素质与丰富的工作经验。在传统的电气产品设计中，主要是依靠设计者的经验进行手工式的设计，导致电气产品的设计出现一定的不合理性与局限性，不利于电气产品的全面发展。随着计算机技术的不断进步，其在电气设备中的应用越来越广泛，从而有效缩短产品的开发周期，且能有效提高产品的准确性与科学性。通过引进智能化技术，能有效提升电气产品的设计效率与设计质量[2]。

2.2 智能化控制

智能化技术在数据信息的收集与处理、运行管理、操作控制、运行监控、画面显示、故障录波、在线分析及参数的修改与设定上得到有效的应用，并实现这些方面的智能化控制，而部分控制功能于电气自动化系统中应用非常广泛。

2.3 智能化技术在电气工程自动化控制中的发展

智能化技术的研究与开发是电气自动化系统控制的主要方向，其主要进行电子电气技术信息的收集和处理，在电气工程自动化控制中得到广泛的应用，且具有较强的实用性与适应性。智能化技术作为计算机技术中的重要分支技术，其在电气工程自动化控制中的取得一定的成功，且已成为电气工程技术发展的主要方向。

3 电气自动化控制系统的设计原则与思想

3.1 设计原则

电气自动化控制系统的设计原则就是要实现最大化的满足生产工艺与机械设备对电气控制的要求。其要求就是电气设计的主要依据，要求以检测元件与工作循环图等形式进行提供，对于要求调速的设备，还要给出相应的调速指标。另外，在适应控制要求的基础上，要求设计方案必须要具有简单性与经济性。同时要有效处理好电气设备与生产工艺之间的关系，并从设计要求、结构以及设计成本上进行两种关系的协调，并选用合理的电器元件，从而保证电气设备的安全性与可靠性。

3.2 设计思想

电气自动化控制系统的设计思想就是要实现集中式的监控，且设备运行维护方便，对控制站的防护要求较低，且系统的设计难度较低等。但这样的设计思想就要求将系统中的各种功能集中到相同的处理器上进行处理。因此，该处理器上的处理任务非常繁重，从而对处理器的速度造成极大的影响。而远程监控的优点就是能有效节约大量的材料、安装费用，且可靠性与实用性较高。目前，现场总线监控方式在电气工程自动化系统中的应用越来越广泛，且智能设备的安装，可直接连接监控系统通信，从而起到降低安装成本与工作量。同时，现场总

线监控的功能具有独立、灵活、可靠性，也是电气工程自动化系统未来的发展趋势[3]。

4 在电气工程自动化控制中智能化技术的应用

4.1 智能控制

在电气工程自动化控制中应用智能化技术，能有效实现电气工程控制的远程化、自主化、高效化及无人操作化，从而为智能化技术的发展提供了一个良好的平台。目前，智能化控制技术在电气自动化技术中的普遍应用已充分将智能化技术的优势充分地体现出来，并为该技术在社会各领域发展中提供良好的基础。

4.2 优化设计

在传统的电气工程自动化系统控制中，也会经常涉及到电气设备的设计，但由于电气设备的设计程序非常繁琐，并对设计人员的专业技术与工作经验要求比较高，且需要结合电气、电磁力等知识进行系统的设计。因此，传统中的自动化系统主要是由设计者依据经验进行手工设计的，不仅达标率非常低，且系统维护、修理难度比较大。随着科学技术的不断发展，现阶段的设计方案都是利用计算机辅助软件与cad辅助设计完成的，不仅能有效缩短设计时间，还能有效提高设计方案的使用性能与质量。在优化设计中应用遗传算法是智能化技术的具体形式，其在先进性与实用性上的功能比较强大，从而实现设计方案的有效优化[4]。

4.3 故障诊断

电气工程自动化系统在长期的运行中，电气设备出现故障现象是无可避免的，而在电气设备故障发生前，通常都会出现一系列与故障有关的征兆，因此需要采用有效的措施进行及时、有效的处理。而智能化技术的应用，就能对系统中的故障进行有效、准确、全方位的诊断。由于变压器是电气设备的组成部分，对电气设备的正常运行均有重要的意义。因此，电气设备监测人员要加强对其运行情况检测的重视，且要加强对设备的定时与不定时检测与维修。但电气故障由于长时间的运行，其故障的产生是无可避免的，因此，必须要及时、准确地找出故障部位与故障原因，并进行及时、有效的检修，以将电气故障引起的损失降低最低。而智能化技术无疑是检修故障的最佳选择。在运用智能化技术诊断变压器故障时，最重要的诊断方法则是分析变压器渗漏油的分解气体，以快速、有效地找出变压器故障的大体位置，并根据大体的位置逐渐缩小范围进行寻找，直到找到故障的具体位置，从而进行有效的检修[5]。通过智能化技术的应用，不仅能有效减少对故障的诊断与检修时间，还能有效预防故障对电气设备造成严重的损害，还提升电力设备的运行效率。

5 结束语

综上所述，随着科学技术的不断进步，人工智能技术越来越成熟，随着该技术的广泛应用，各种施工均实现了智能化。因此，在电气工程自动化中运用智能化技术，能有效促进企业的生产，从而有效促进企业的健康发展。

自动化控制论文:煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用

【摘要】随着我国社会经济的快速发展和工业的不断进步，对矿产资源的需求越来越大。我国是产煤大国，同时，对煤炭的消耗量也很大。因此，政府对于煤矿的供需问题、管理问题都给予了高度的重视，加上我国每年发生瓦斯爆炸事故的概率比较频繁，基于对矿工人身安全负责的问题，经过不断研究，发现瓦斯爆炸等事故的发生与煤矿通风系统的不合理性密切相关。因此，完善煤矿通风系统成为现阶段一个重大的研究课题，将先进的自动化控制技术运用到煤矿通风系统，是促进其合理化的一个重要途径。本文通过介绍煤矿通风系统的重要性以及自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用，对整个通风系统的控制流程加以阐述，推动煤矿通风系统的不断趋于成熟和完善。

【关键词】煤矿通风系统；自动化控制技术；应用

煤矿通风系统的完善性是加强煤矿安全生产的关键手段，将自动化控制技术积极应用到煤矿通风系统中，对煤矿的通风状况进行监管与控制，及时做出相应的调节，可以加强矿井通风的效果，可降低瓦斯爆炸等灾害事故的发生，对灾害的发生也可以做出预警，从而，为煤矿的安全生产提供保障。

一、煤矿通风系统的重要性

我国是产煤大国，也是煤炭消耗大国，煤炭资源的生产和利用在很大程度上直接影响着国民经济的发展。因此，煤炭生产的安全性管理也显得颇为重要。其中，对煤矿安全生产影响最大的因素就是煤矿通风系统的设计。煤炭通风系统是保障矿井工人安全的必要措施，为了使他们在井下能够用正常呼吸，利用通风机为井下矿工输送空气，由于井下有很多浓度较高的有害气体，通风系统还可以稀释这些有害气体，直到这些气体的浓度达到安全值。为了提高矿井工人对井下环境的适应能力，通风系统的另一个功能就是将井下的水蒸气和热量排出来，为矿工提供相对适宜的作业环境。

煤矿通风系统的合理性还可以大大降低瓦斯爆炸事件和火灾等事故的发生，也可以增强矿井的抗震、抗灾性能。每年因为瓦斯爆炸事故所带来的人身伤亡和经济损失是十分重大的，国家制订了一系列保障矿井工人生命安全的条例和措施，对井下空气质量和空气含量的指标都越来越严格，为井下的卫生条件和空气质量的改善也会起到积极作用，改变矿井内的空气成分，增加空气的含氧量，降低二氧化碳的浓度，稀释矿尘和有害气体的浓度，使整个矿井内空气的气压、温度和湿度都发生了改变。努力为矿工提供相对舒适的工作环境，确保井下通风的质量，对矿工自身的身体健康状况也提供了有力的保障。

二、煤矿通风系统中应用自动化控制技术的必要意义

随着技术的不断进步，煤矿通风系统通过自动化控制技术来实现煤矿的安全生产，提高煤矿生产的可靠性和管理水平。构建煤矿通风自动化控制体系，实现自动化监管和无人值班，不仅提高了工作效率，还节约了人力资源。

现阶段我国煤矿通风系统的合理性还不够完善，自动化设备的使用大多比较分散、陈旧，这些因素对煤矿通风系统的安全性、可靠性造成了直接的影响，对故障等的记录不准确、也无法实现对设备的自我诊断，不能对整个通风体系做到监控管理，并作出相应的调节，降低了通风系统的稳定性和安全性。因此，在煤矿通风系统中应用自动化控制技术具有重大的必要意义，利用先进的科学技术，使煤矿通风系统和安全生产管理不断趋于完善，是至关重要的。

三、自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用

（一）自动化控制技术的含义

自动化控制技术通过通信网络，运用计算机，对控制原件和设备进行统一的检测和管理，这些元件都带有通信接口，为实现智能化监测与控制提供了便利。其中，无线传感器的应用最为广泛。

在对井下的工作人员进行定位时，需要根据目标的移动特征来获取有效信息和数据，建立目标移动的实际路线，gps卫星定位系统的信号还无法对井下工作人员的位置进行追踪，因此，利用无线传感器中的数据编排和数据查询功能来获取定位信息，确定井下人员的移动状态，对他们的活动实行实时监控，有利于控制安全生产管理，对他们做出调度和事故预警。无线传感器中还包括多点定位网络，这样就优化了分布方式，改变了传统的单水平轴线网络的布设方式，进一步适应和满足了地下复杂的地质和开采条件。多水平的跨层网络会加强整个系统的监控性能，使布设方法更加合理化。自动化控制技术中还包含着高

度的算法设计，对系统定位信息进行核算和处理，不需要通过信号源，可以直接进行计算，降低了硬件设施的投入成本，也提高了运行效率。在4m之内，可以避免干扰信号，对井下定位的基本需求没有太大影响。高精度的系统定位算法设计内容主要包括对盲区范围、定位精度等的计算，随着计算方法的不断改进，其适应范围也逐步扩大。

（二）通风系统设计

在整个通风系统设计中，对于风量的调节是关键内容。可以通过设置变频装置，改变通风机的电机转速来调节风量的大小。另一种方法是通过改变百叶窗的角度和风门的角度调节风量。另外，采用定时控制装置，实现对井下通风机的自动控制，加置爆破开关，在爆破后就会自动通风，为保障通风系统的运行提供了可靠保障。通过检测元件，对井下空气的温度变化或者气体浓度的改变，来进项控制工作也是加强通风系统的通风效果的主要途径，但这一技术有待进一步研究和完善，也是未来煤矿通风系统中对自动化控制技术新的发展方向。

（三）煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用原理

煤矿通风自动化控制系统要接收和传输不同的信号，对数据进行监控。依靠频分制和时分制来完成多路信号的传输，按照不同频率和不同时序一次传输信号，其中频分制是最普遍的多路信号传输方式，因其电路简单，不容易发生故障。

首先要对井下环境的状况进行深入了解，包括掌握井下气压、空气的温度和湿度，空气中成分的含量以及有毒气体的密度、浓度，这些数据的测量主要是通过传感器来完成，通过光谱法和红外线吸收来测量井下氧气和二氧化碳的浓度，测量风压的时候依靠差压变送器。对这些数据进行测量和分析，才能指导通风系统的运行。煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用原理，如图1所示。

图1 煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用原理

自动化控制技术应用到煤矿通风系统中，对完善通风系统的运行和加强通风效果起到了关键性的作用，安全生产和提高管理效率提供了保障。

四、结语

煤炭通风系统在整个煤炭生产和管理过程中，占据着重要的地位。通风系统对保障煤炭安全生产和矿井工人的人身安全及健康状况都具有重要的意义。降低了煤炭生产事故的发生概率，尽可能地降低经济损失，带来了很大的社会效益和经济效益。煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用，有效地提高了煤炭通风系统的通风质量，便于对通风状况进行整体把握和调度，实现了煤炭通风系统的智能化监控与管理。自动化控制技术操作起来也简单便捷，成为通风系统技术应用中的核心内容，使煤炭通风系统不断得趋于完善。

自动化控制论文:论电气自动化控制系统的设计思想

【论文关键词】：电气自动化；控制系统；设计思想；系统功能

【论文摘要】：文章通过介绍电气综合自动化系统的功能，讨论了目前电气自动化控制系统的设计思想（以发电厂为例子），展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。设各智能化水平的提高使得对现场设备状况的精确掌握成为可能，通讯技术的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域，基于pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。

一、电气综合自动化系统的功能

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

1．发变组出口220kv/500kv断路器、隔离开关的控制及操作。

2．发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。

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

4．220kv/500kv开关自动同期并网及手动同期并网。

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

6．380v低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。

7．高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)。

8．柴油发电机组和保安电源控制和操作。

9．直流系统和lps系统的监视。

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

二、电气自动化控制系统的设计思想

1．集中监控方式

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

2．远程监控方式

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

3．现场总线监控方式

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

三、探讨电气自动化控制系统的发展趋势

opc(oijeforprocess control)技术的出现，iec61131的颁布，以及microsoft的windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。iec61131已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。

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

自动化控制论文:对电力系统中运用电气自动化控制技术的探讨

目前，现代电力电子技术的发展，电气工程及其自动化已迈向生产和社会生活的各个领域，如何培养和造就社会经济发展急需的具有工程实际应用能力的电气工程人才，集科学性、先进性、整体性、特色于一身的课程建设；理论与实践、知识与技能紧密结合的既能“动口”也能“动手”的“双师型”师资队伍建设；立足人才培养目标，按照高质量、高起点、高标准的原则，加强实验实训资源的整合方面对电气工程及其自动化建设进行了探讨。

1 电力系统中自动化控制技术

1．1 电网调度自动化

电网调度自动化主要组成部分，由电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备等，其主要是通过电力系统专用广域网连结的，下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成。电网调度自动化的主要功能是：电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。

1．2 变电站自动化

变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作，提高工作效率，扩大对变电站的监控功能，提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制，其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备；二次设备数字化、网络化、集成化，尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆；操作监视实现计算机屏幕化：运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分，是电力生产现代化的一个重要环节。

1．3 发电厂分散测控系统(dcs)

发电厂分散控制系统(dcs)一般采用分层分布式结构，由过程控制单元(pcu)、运行员工作站(0s)、工程师工作站(es)和冗余的高速数据通讯网络(以太网)组成。过程控制单元(pcu)由可冗余配置的主控模件(mcu)和智能i／0模件组成。mcu模件通过冗余的i／0总线与智能fo模件通讯。pcu直接面向生产过程，接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号，经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构，完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。

运行员工作站(0s)和工程师工作站(es)提供了人机接口。运行员工作站接收pcu发来的信息和向pcu发出指令，为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段，工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。

2 电子技术、计算机技术的发展不断推动电力系统自动化进步

随着上世纪八十年代单片机技术的发展和应用，我国电力系统自动化设备实现了全面的更新换代。国产的工业计算机和引进的pc机技术为电力系统调度自动化、电厂监控系统、变电站综合自动化奠定了基础。开发的应用软件可以实现电力系统实时数据采集、汇总、分类、分析、存档、显示、打印、报警、完成操作控制等任务。这～ 时期自动化存在的主要问题是系统结构、功能、通信协议等方面缺乏工业标准，不同厂家的设备不能互连；计算机与各设备的通信一般为星形点对点连结，主要采用低速率的串／并行口通信方式，系统实时性不太好，设备配置的灵活性也较差。

随着上世纪90年代高性能工作站、服务器及软件技术、信息处理技术、特别是高速网络技术的发展，电网调度自动化系统、电厂监控、变电站自动化、配电自动化的技术水平上了一个新台阶，产品逐步发展成为一种开放式、分布式、网络化、智能化的新模式。与上一代产品相比可以大幅度减少电力电缆、通信电缆的用量，设备体积小还减少了占地面积等从而降低了建设成本，同时大幅度提高了系统的技术性能，增加了设备配置的灵活性、互换性和可维护性，提高了系统运行的可靠性。最近几年以来，各种嵌入式产品的出现，例如嵌入式高性能微处理器、嵌入式计算机、嵌入式操作系统、嵌入式以太网等产品使电力系统中的装置类设备如测量控制设备、继电保护装置、数据通信控制器等得以再次更新换代，装置的硬件电路和应用程序结构简化，产品性能大大提高，装置信息处理速度更快，功耗更低，功能扩展能力更强。

3 当前电力系统自动化依赖it技术向前发展的重要技术

当前电力系统自动化依赖于电子技术、计算机技术继续向前发展的主要热点有：① 电力一次设备智能化；② 电力一次设备在线状态检测；③ 光电式电力互感器；④ 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置；⑤特高压电网中的二次设备开发。

3．1 电力一次设备智能化

常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离，互相间用强信号电力电缆和大电流控制电缆连接，而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现，省却大量电力信号电缆和控制电缆，通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。

电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰，关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。

3．2 电力一次设备在线状态检测

对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测，不仅可

以监视设备实时运行状态，而且还能分析各种重要参数的变化趋势，判断有无存在故障的先兆，从而延长设备的维修保养周期，提高设备的利用率，为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术，开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展，但由于技术难度大，专业性强，检测环境条件恶劣，要开发出满意的产品还需一定时日。

3．3 光电式电力互感器

电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备，其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值，以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大，设备体积和质量也越大；信号动态范围小，导致电流互感器会出现饱和现象，或发生信号畸变；互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电了式互感器，国际电工协会已了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是，光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多，一般是毫安级水平，不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置，需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出，模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里，电磁兼容、绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。

3．4 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置

自从电力系统采用光电互感器技术后，与之相关的二次设备，如测控设备，继电保等装置的结构与内部功能将发生巨大的变化。首先节省了装置内部的隔离互感器、a／d转换电路及部分信号处理电路，从而提高了装置的响应速度。但需要解决的重要关键技术是为满足数值计算需要对相关的来自不同互感器的数据如何实现同步采样，其次是高效快速的数据交换通信协议的设计。

4 结束语

根据以上所述，电气工程及其自动化专业是电力系统的重要工作，因此，我们的工作人员应对其不断进行探索和研究，提高了电力安全可靠性。还要结合自己的工作经验进行分析。从而保证电力系统工作的安全与发展。

自动化控制论文:浅论自动化控制器件PLC的发展趋势

【摘 要】自动化控制器plc自20世纪90年展以来，其发展速度越来越快，自动化控制技术也日益完善。本文分析了plc技术在自动化控制中的重要地位、传统plc技术与现代plc技术的区别以及现代plc的应用和未来发展。

【关键词】自动化控制；plc；发展趋势

0 引言

自动化控制是一种通过利用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息实现对生产过程的检测、控制、优化、调度和管理。在自动化的控制下能够达到增加产量、提高产品质量、降低消耗、提高产品安全性的目的。自动化控制是现代控制领域中最重要的一项技术，对提高生产效率具有重要意义，在科学水平不断进步的今天，自动化控制技术打上科技进步的列车，呈现快速发展的态势。

1 plc技术在自动化控制中的重要地位

自动化控制技术自20世纪发展以来，其发展速度越来越快，对自动化控制技术的发展具有重要的推动作用。自动化控制技术主要包含三个层析，按照自下而上的顺序可以分为基础自动化、过程自动化和管理自动化。在自动化控制技术中，较为核心的部分就是基础自动化和过程自动化。在传统的自动化系统中，plc和dcs在基础自动化中占据核心地位，而管理自动化和过程自动化由计算机和小型机组成。在自动化控制领域中，80%的plc在i/0少于128点的小型系统中应用较为广泛，且80%的plc应用在20个梯形图指令中就可以将问题解决[1]。从应用的观点来看，这一统计数据向我们展示了传统plc自动化控制领域中的重要作用，对满足工业控制简单实用、成本低廉、稳定可靠的要求具有重要意义，从这一面来看，plc在控制领域占有稳固的地位，从其发展至今不会轻易退出其发展的舞台。plc技术之所以有如此重要的作用，与plc产品追求密不可分。plc在其发展中根据自身技术和产品发展的需求为基本，同时与新数字技术和新信息技术紧密结合，且在推广应用过程中采用的是iec61131国际标准，编程的语言较为校准，传统的编程语言可以体现在现代的软件中，plc的体系结构、控制任务和控制要求等多方的软件描述进行了改造[2]。从1990年以来，plc在自动化控制领域的核心地位仍是岿然不动。

2 传统plc与现代plc之间的区别

传统plc技术与现代plc技术之间的差别主要体现在cpu模块、软件模型等几方面。从硬件来看，传统plc技术cpu模块只有一块，储存器的容量有限，在100kb以下，i/0以开关量为主，运算速度上，传统plc扫描时间更长，一般为几十至几百ms，背线总线采用的是传统的低速系统总线。而现代plc的cpu模块不再局限于一块，可以多块cpu模块，储存器的容量较大，且可以根据实际需要进行配置，i/0有高低速开关量、模拟量和其他不同类型的信号，运算速度较快，可以达到0.2ms，背板总线采用的是高速背板总线或与低速串行总线并存。从软件方面来看，传统plc技术采用的是符合iec61131.3软件模型且可以运行，编程语言上采用的是较为灵活且通用的编程语言，如c、c+等，操作系统上，采用的是基于pc的实施商用时钟；现代plc软件模型采用的是符合iec61131.3软件模型，在编程语言上，采用的是iec61131.3模型标准编程语言，操作系统的扫描方式采用了时间驱动和事件驱动，且可以按照程序功能设置不同的扫描周期[3]。从技术层面上，传统plc与现代plc之间的区别根本上体现在软件模型的不同。现代plc软件模型在完整地接触编程语言以外的全部内容上表现较为出色，使现代plc突破了传统plc的硬件体系结构，使得现代plc技术简单实用、成本低廉、稳定可靠的特点更加突出，其应用范围也较为广泛。

3 现代plc的应用以及展望

3.1 现代plc的应用范围

由于现代突破了传统plc的硬件体系结构，其简单实用、成本低廉、稳定可靠的特点更加突出，因此在自动化领域受到广泛的亲睐，成为了现代工业自动化领域中的主导力量。从应用范围上看，plc的应用范围主要开关量的逻辑控制、运动控制、模拟量控制、过程量控制、数据处理、联网通信6种。开关量的逻辑控制，plc可以借助逻辑控制和顺序控制来替代继电器，因此，plc在开关量逻辑控制方面应用最为广泛。运动控制在机床、机器人。装配机械等方面运用较为广泛。模拟量控制，因plc技术具有可以将流量、温度等模拟量数值转换为数字值的功能，如此一来，就可以实现cpu处理控制和由转换模块实现模拟量控制。过程控制，由于多路模拟量控制和i/o模块，这样就可以实

现闭环控制。数据处理，由于plc具有强大的运算和处理能力，在数据采集、分析和处理中具有强大的优势。联网通信，由于plc的连接功能较完善，不同系统之间可以实现联网通信、数据信息共享和交换，从而形成多级分布式控制系统[4]。

3.2 现代plc的应用应注意的问题

plc所处的环境温度具有一定的限制，一般处于0℃至50℃之间，因此在安装plc的时候，要注意与发热量较大设备上[5]。如果plc所安装部位的温度突破了其极限，则有可能造成控制失效，甚至出现严重的后果。由于plc的温度范围较小，所以在应用plc时，要确保plc安装于较大空间内，且空间内的通风散热效果较为理想，使plc的各个基本单元和扩展单元之间的间隔要在30.5mm以上。开关柜上面的通风百叶窗，可有可无，但是如果环境温度处于50℃以上，那么就需要采取措施，如安装风扇来使通风效果增强，进而降低温度，确保plc能够正常工作。plc工作环境的湿度也需要进行控制，要控制在85%以内，对凝露现象也要注意控制，以避免其绝缘性遭到破坏。plc工作环境要保持平稳状态，不能出现强烈振动现象，为保证plc工作环境的稳定性，可以采取一些减震措施。plc工作电源选择上，应选用直流稳压电源，从而保证plc反馈信息的准确性，提高plc工作的可靠性。

3.3 自动化控制器件plc展望

随着网络技术的快速发展，plc技术也趁着网络技术发展的东风乘风破浪，在plc技术上逐渐形成了pac技术。在工业控制技术的发展中，自动化控制器件由最初的plc控制，发展到pc控制，再由传统plc控制转向现代plc技术和pac技术。plc技术的发展使其在自动化市场中的地位更加牢固。而在plc技术基础上发展起来的pac技术以其异型和异构系统之间数据相互交换共享的优势，成为未来自动化控制的主要发展趋势。

4 结语

plc自动化控制技术是科技发展的必然结果，自20世纪90年代以来，plc技术历经多个发展阶段，不断使自动化控制技术得到优化，在自动化控制领域应用也日益广泛，相信在未来plc控制技术会更加完善，使工业自动化水平提升到更高的平台。

自动化控制论文:配网自动化控制方式与操作要点

摘要：配网自动化对于现代电力系统的正常运行至关重要，本文介绍了配电自动化的优化自动化系统控制方式，并对其操作要点进行分析。

关键词：配网自动化；控制方式；操作要点

配电网络自动化系统是指利用通信技术、网络技术、现代电子技术和计算机与电力设备相结合，将配电网在正常运行和发生事故时的监控、保护和供电企业的有关管理部门有机德尔融合在一起，能够极大改善供电质量，与用户建立更见密切更加负责的紧密关系。根据电力系统的结构，配网自动化可以分为配电管理系统自动化、馈线自动化（fa）、变电站自动化（dms 主站）、用户自动化（需方管理dsm）in 个层次的内容。电力配网具备电压双控，分布网络的优化自动控制系统，可以通过tcp / ip协议和电压互感器调度服务器和控制机获得控制参数，包括功率因数、电压参数。本文对配网自动化控制方式与操作要点进行探讨，希望对读者有所帮助。

一、配电网优化自动化系统框架

作为配电网优化自动化控制系统的核心，上位机优化自动化控制系统可以实现补偿器综合协调远程投切控制。当变电站的每一条馈线同时带多台补偿器时，由于补偿器之间的都是独立运行的，所以上机位就可以协调和控制每个补偿器的正常运行。在变电站的调度自动化系统中，可以随时的配电网的运行情况以及馈线出口参数进行监控和管理，在变电站运行时，通过网络服务器的外网进行数据传输，然后配网自动化系统就可以通过变电站调度自动化系统的tcp/tp协议接口，获得不同馈线的首端参数，并且能够对多个不同的补偿器进行有效的控制，保证其正常运行。配电网优化自动化控制系统，应该是可以变化的系统，因为在整个电力系统工作时，往往会发生结构的辩护，这样会导致补偿器的容量、参数和位置也发生变化，因此配电自动化系统必须是一个可以灵活变化的系统。

二、投切控制策略

通过优化自动化控制系统与变电站调度自动化系统（scada）进行相互沟通与联系，可以将各个补偿线路首端参数，包括有功功率、无功功率和功率因素进行检测，如果发现异常，上位机控制系统将会对出现问题的线路的补偿器发送投入或者切除的命令，以保证整个电网的安全运行。

（一）投入控制策略

首先，应该对功率因数进行判断，如果功率因数小于系统所设定的补偿下限，那么将会投入当前线路特定电容器抵偿武功。根据线路和电容之间的拓扑，电容器可以按照电容器容量逐渐递减的方式进行投入，而当遇到相同的电容器时，则按照序号的递减进行排序投入。如果第一次投入的电容器不能满足无功优化状态，则还要进行再次的补偿投入，优化自动化喜用自动检测到没有满足的状态下，会自动的重新选取电容器投入运行，经过多次的检测和补偿投入，最终会使整个配电网达到无功优化状态。①

（二）切除控制策略

当无功功率小于0的时候，系统将会发送无功反送信息，这就说明线路的无功补偿过多，产生了过补的问题。这时则必须切除已经投入的电容器，按照先拆除与无功功率值最接近的电容器的顺序进行拆除。对于已经投入的电容器，则按照容量递增，序号递增的原则进行排序，选择与无功功率最接近的电容器进行一次切除。如果系统检测到仍然存在过补的现象，则在下一个周期进行切除电容器，以此类推，经过多次的检测和切除，最终实现电网非过补状态。

（三）控制器投切控制方式

控制器设置有整定窗口，可以根据需要设定上下限值作为整定值。如果系统的控制器检测到的电压高于整定值，那么将会下达指令进行电容器的切除；如果检测电压低于整定值，那么就会投入电容器。执行上位机的命令，命令为投入时，整定窗口上移，整定值高于实际电压，命令为切除时，整定窗口下移，整定值低于实际电压，从而将整定窗口调节到最佳优化。控制器通过gprs取得与上位机联系，但是如果上位机发送的连接确认包没有得到控制器的反馈信息，那么控制器将会独立工作，自动进行电容器的投入和切除，直到与上位机取得联系后会再次受控。

三、通信方式控制

随着现代信息技术的不断发展，通信手段也不断增加，在配网自动化系统建设中，信息高速建设可供选择的通信方式很多，应该根据不同情况选择不同的通信方式，以满足经济适用、安全可靠的原则。当前，我国配网自动化系统使用的通信方式主要由光纤通信和移动通信

两种方式。②两者之间的比较如下表所示：

总之，配电网自动化是当今电力系统的主要发展趋势，因此，必须对配网自动化系统进行科学的设计和控制，合理操作，保证系统的正常运行。

自动化控制论文:工业自动化控制初探

摘要：随着科学技术的发展，工业控制的技术发展越来越快，工业控制技术使得工厂的生产效率大幅提高，而工业控制器plc、工业pc等的应用也大幅度提高了系统的自动化程度，本文主要对工业控制进行一下初步的了解。

0 引言：

工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制，或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。

工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，比较广泛使用的工业控制产品有“plc，变频器，触摸屏，伺服电机，工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。

1 工业自动化仪器仪表

1.1 plc（可编程序控制器）

plc—可编程序控制器的英文为programmable logic controller，1968年美国gm(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求

①编程简单，可在现场修改和调试程序；　②维护方便，采用插入式模块结构；③可靠性高于继电器控制系统；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制系统竞争；　⑦可直接用115v交流电压输入；⑧输出量为115v、2a以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨通用性强，易于扩展；⑩用户程序存储器容量至少4kb。

为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的plc（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了plc 的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产plc 的厂家分别是：德国西门子、aeg，日本的三菱、美国ab，ge法国的te公司等。

我国的plc研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的plc。此后，在传统设备改造和新设备设计中，plc的应用逐年增多，并取得显著的经济效益，plc在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。

目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产plc，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门a-b公司，北京和利时和杭州和利时，浙大中控等。

1.2 工控pc

由于基于pc的控制器被证明可以像plc一样，并且被操作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用pc控制方案。基于pc 的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，pc控制系统维护成本低。

由于plc受pc控制的威胁最大，所以plc供应商对pc的应用感到很不安。

事实上，他们现在也加入到了pc控制“浪潮”中。

近年来，工业pc在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业pc主要包含两种类 型：ipc工控机以及它们的变形机，如at96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业pc的运行稳定性、热插拔和 冗余配置要求很高，现有的ipc已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而ipc将占据管理自 动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权的pc-based控制系统，在3-5年内，占领30%(50%的国内市场，并实现产业化。

几年前，当“软plc”出现时，业界曾认为工业pc将会取代plc。然而，时至今日工业pc并 没有代替plc，主要有两个原因：一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统windowsnt的原因。一个成功的pc-based控制系统要具备两点： 一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业pc与plc的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度 高。工业pc不可能与低价的微型plc竞争，这也是plc市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业pc和plc之间，这些融 合的迹象已经出现。

2 工控行业仪器仪表发展

工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成 自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内数字仪表比例达到60%以上；推进具有自主版权自动化软件的商品化。

2.1 电工仪器仪表

电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。2005年，中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%；到2010年，高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。

2.2 科学测试仪器

科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主，到2005年在总产值中占50%～60%。

2.3 环保仪器仪表

环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品，2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平，国内市场占有率达到50%～60%，到2010年国内市场占有率达到70%以上。

2.4 仪器仪表

仪器仪表元器件“十五”及2010年前，尽快开发出一批适销对路、市场效果好的产品，品种占有率达到70%～80%，高档产品市场占有率达60%以上；通过科技攻关、新品开发，使产品质量水平达到国际20世纪90年代末水平，部分产品接近国外同类产品先进水平。

2.5 信息技术电测仪器

信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术，总线式自动测试技术，综合自动化测试系统，新型元器件测量技术及测试仪器，在线测试技术，信息产业产品测试技术，多媒体测量技术以及相应测试仪器，用电监控管理技术等。

自动化控制论文:变电站自动化控制探析

摘要：当前，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为电力系统的 发展 趋势。文章就变电站综合自动化系统的应用进行了分析。

关键词：变电站 自动化 系统

0 引言

随着 科学 技术的不断发展，电力系统不可避免地进入了微机控制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。

1 变电站综合自动化系统的概念

变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。

1.1 系统概念

1.1.1 系统设计思想 完整的变电站综合自动化系统除在各控制保护单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段外，其余的全部控制、监视、测量和报警功能均可通过 计算 机监控系统来完成。变电站无需另设远动设备，监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能以及无人值班之需要。从系统设计的角度来看有以下特点：①分布式设计。系统采用模块化、分布式开放结构，各控制保护功能均分布在开关柜或尽量靠近开关的控制保护柜上的控制保护单元，所有的控制、保护、测量、报警等信号均在就地单元内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机，各就地单元相互独立，不相互影响。②集中式设计。系统采用模块化、集中式立柜结构，各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜，所有的控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。③简单可靠。由于用多功能继电器替代了传统的继电器，可大大简化二次接线。分布式设计在开关柜与主控室之间接线；而集中式设计的接线也仅限于开关柜与主控室之间，其特点是开关柜内接线简单，其余接线在采集、控制保护柜内部完成。④可扩展性。系统设计可考虑用户今后变电站规模及功能扩充的需要。⑤兼容性好。系统由标准化之软硬件组成，并配有标准的串行通讯接口以及就地的i/o接口，用户可按照自己的需要灵活配置，系统软件也能容易适应计算机技术的急速发展。

1.1.2 系统规范 采用目前最为流行的 工业 标准软件，unix操作系统，x窗口人机接口及tcp/ip 网络 通讯规约。为满足开放系统之要求，系统设计一般采用：可携性软件设计——容许硬件技术发展后之软件转换；标准计算机产品——容许整个系统高度兼容性能。

1.2 系统功能 系统与用户之间的交互界面为视窗图形化显示，利用鼠标控制所有功能键等标准方式，使操作人员能直观地进行各种操作。一般来说，系统应用程序菜单为树状结构，用户利用菜单可以容易到达各个控制画面，每个菜单的功能键上均有文字说明用途以及可以到达哪一个画面，每个画面都有报警显示。

所有系统之原始数据均为实时采集。

系统应用程序的每一项功能均能按用户要求及系统设计而改编，以符合实际需要，并可随变电站的扩建或运行需要而灵活地进行扩充和修改。一般情况下系统可按以下基本功能配置：①系统配置状况；②变电站单线图；③报警表；④事件表；⑤遥控修改继电器整定值；⑥操作闭锁；⑦电量报表；⑧趋势图。

1.2.1 变电站单线图 单线图可显示变电站系统接线上各控制对象的运行状态并动态更新，例如：①馈线开关之状态，开关的状态可用颜色区别。②开关的操作由鼠标选择对应之开关或刀闸。③每路馈线之测量值可在同一画面上显示。④继电器整定值可修改。

1.2.2 数据采集、处理 采集有关信息，如开关量、测量量、外部输入讯号等数据，传至监控系统作实时处理，更新数据库及显示画面，为系统实现其他功能提供必需的运行信息。

1.2.3 运行监视 系统的运行状况可通过文字、表格、图像、声音或光等方式为值班人员及时提供变电所安全监控所必需的全部信息。

①报警。按系统实际需要，用户可以指定在某些事件发生时或保护动作时自动发出报警，如一般可设置在以下情况发出报警：开关量突变(如保护跳闸动作)；断路器位置错位；模拟量超过整定值；变压器保护动作(如瓦斯、温度)。模拟量之越限值可在线修改。每个报警均有时间、报警信息及确认状态显示。②事件。系统中所有动作事件，如继电保护动作，断路器、隔离开关、接地刀闸的操作等。均可自动打印及存入系统硬盘记忆，如设置对以下情况的事件进行记录：所有报警信息；操作人员确认有关报警；开关的操作；继电器动作和状态信息；系统通讯状况。每个事件均有时间及有关信息文字说明，并可自动打印记录。③调整继电器整定值。可通过系统主机或集中控制柜修改各继电器的保护功能和整定值。所有遥改功能均为在线方式，修改完成后的定值将直接传回对应的继电器储存。④操作闭锁。系统对所有操作对象均可设定闭锁功能，以防止操作人员误操作。⑤模拟量采集及报表产生。采集的数据储存於系统硬盘作为编辑报表的基础。按变电站实际输入的信号，可制作出不同的报表：有功电量日、月、年报表；馈线电流日、月、年报表。⑥趋势图。趋势图提供操作人员快速及直观的数据统计，趋势图可分为图形式或表格式两种。

2 微机自动保护装置的应用

一个35kv变电所改造工程中，成功地将国产的变电站微机保护装置系统运用于终端变电站。施工图设计初期采用的是传统的电磁式继电器保护，并设置了信号屏。

2.1 微机保护系统与传统保护系统的比较 传统的保护系统与微机保护装置系统的主要区别，在于用微机控制的多功能继电器替代了传统的电磁式继电器，并取消了传统的信号屏等装置，相应的信号都输入至 计算 机。为便于集中控制，采用集中式设计——将所有的控制保护单元集中布置，整个变电站二次系统结构非常简单清晰，所有设备由微机保护屏、微机采集屏、交直流屏和监控系统组成。屏柜的数量较传统的设计方式大量减少。由于各种微机装置均采用 网络 通讯方式与当地的监控系统进行通讯而不是传统的接点输出到信号控制屏，因此二次接线大量减少。同时由于采用了技术先进的当地监控系统来取代占地多、操作陈旧的模拟控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便。

2.2 微机保护的系统配置及监控系统 系统保护由下列装置组成：①线路保护装置。②主变保护装置——可完成变压器的主、后备保护。③综合保护装置。④线路保护装置。⑤电容器保护装置。⑥备用电源自投装置。⑦小电流接地检测装置。⑧综合数据采集装置。⑨监控系统的基本功能——数据采集、控制操作、画面制作、监视显示、事故处理、制表与打印。

2.3 设计微机保护系统时应注意的问题

2.3.1 由于控制和保护单元都是采用微机装置，故一些必要的开关量和模拟量应从开关柜引至微机采集、保护屏。根据控制和保护要求的不同，输入的量也不同。

2.3.2 开关柜与微机装置之间的端子接线较简单，大量的二次接线在微机采集控制单元和保护单元内部端子连接。

2.3.3 传统的继电保护整定 计算 结果不能直接输入到计算机，须转换为计算机整定值。

该变电所投产运行后，除开始操作人员对微机系统不熟悉原因使用过控制保护单元的紧急手动按钮外，基本上都在微机装置和监控计算机上操作，整个系统运行良好。

3 小结

变电站微机自动化系统目前运用得还不够广泛，但在先进技术不断 发展 的今天，变电站自动化系统以其系统化、标准化和面向未来的概念正逐步取代了繁琐而复杂的传统控制保护系统。

自动化控制论文:自动化控制系统在油田集输泵站的应用

摘要：针对油田集输泵站生产操作和管理落后的现状，设计了自动化控制系统。描述了opto22 me计算机监控系统的结构和功能，以及它在集输泵站分离器岗的应用。应用结果证明，该系统可以实时自动监测、控制集输处理过程中各生产部位的工艺参数，保证油气集输生产的安全进行，优化现场操作条件，提高生产效率。

关键词：油田集输泵站；自动化控制系统；实时监控；分离器；应用

一、前言

胜利油田现河首站投产于1965年，作为一个老站，设备陈旧老化，事故率、运行维护费用高、职工劳动强度大的矛盾日益突出，随着生产规模的扩大，集输处理量不断增加。由于监测参数量多，以往靠人工检测储油罐液面、油水界面对盘库不准，手动控制脱水器界面难度高，这些因素给首站生产操作和管理带来很大困难。为适应现代化生产的要求，使生产和管理实现自动化，根据首站现状，2004年实施了集输泵站的自动化改造，并成功地用于集输泵站的自动化生产中。

二、自动化监控系统介绍

（一）me控制系统简介

根据首站现状，采用美国opto22公司的me计算机监控系统作为首站自动化监控系统的骨干结构。该系统采用上、下位机方式，在现场采用多级cpu进行控制处理，各i/o模块对输入输出信号能提供4000v的隔离，系统的实时性、可靠性、灵活性优于其他系统。系统的上位机主要由工控机、控制软件组成；下位机主要由控制器、智能板、i/o模块组成。上位机与控制器通过100mb/s以太网进行通信，控制器与智能板通过rs485进行串行通信，i/o模块直接插在智能板上。控制软件从上位机通过以太网下载至控制器。

该控制系统的特点如下：一是可靠性高、二是可维护性高、三是智能化、四是实用性强。

（二）me控制系统构成

站内设有一套计算机控制系统，分为两级控制，上位机控制设在主控室，负责全站工艺流程数据管理，根据不同工艺流程，将控制岗位划分为分离器岗、计量岗和外输岗，每个岗位均设现场控制机一套，负责工艺流程显示、数据采集与控制。计算机控制系统的结构如图1所示。

1.现场控制单元

现场控制单元分布于联合站的各个岗位，负责现场数据采集和控制策略的实现，是智能联合站的核心部件。其采集数据主要包括：每台分离器的液位、入口压力和温度、出口汇管压力和温度、脱水泵房和外输泵房的进出口压力、温度、流量泵的电流和电压、每台流量计的来油温度和压力。

各控制单元和上位监控站同时作为控制网络的一个节点，能进行高速对等通讯。me控制系统采用的现场控制单元主控器为snap-lcm4 主控器，可支持串口、arcnet、以太网，可实现多种通讯方式组合，满足工业现场的要求。me控制系统采用snap-b3000单元处理器，其主要功能是可完成和主控器之间的多种通讯方式，并对主控器的要求作出快速的响应；实现i/0的智能化，处理简单的逻辑功能，对本单元的i/0点进行定期扫描。

2.上位机监控站

上位机监控站可以通过组态构成各种功能画面，借助于这些画面可以完成对生产过程的监视及控制。它主要显示参数总貌、工段、细目、趋势、流程图画面、设备启停状态及pid调节功能、系统显示画面示意及各种报表功能，系统数据覆盖了全部生产装置和生产环节，便于形成完整的实时生产管理系统，图2和图3分别为分离器区生产数据显示画面和工艺流程显示画面。

联合站的数据通过网络，实时进入信息中心的数据库中，通过分析软件，可及时形成各类分析图表。使用标准的网页浏览器可以对系统信息进行监测，生产运行情况、设备情况、计量数据、油气产量等数据一目了然。

三、自动化监控系统在分离器岗的现场应用及效益分析

（一）现场应用实例

实例1：2005年3月12日凌晨3点，操作人员发现1#分离器采油六队的液位由原来的0.98mm降到0.65mm，压力由0.28mpa降到0.23mpa，及时到现场进行检查，排除了分离器的故障，经过分析判断，认为是采油六队的来液量减少，立即与采油六队联系。经过巡线，发现是采油队一个计量站的外输管线穿孔。由于首站发现及时，使采油队在最短时间内发现问题解决问题，避免了场地污染等事态的扩大。

（二）有助于操作人员准确调节油气分离器

油气分离器工作的好坏，以分离质量和分离程度来衡量，分离质量差，不但随气体流失了本该纳入液相的轻质油，降低了原油的质量和数量，而且气管线中存在的液相原油会增大阻力损失，严重时甚至堵塞气管线，分离程度不好，造成出油管串气，减少产气量。采用自动化监控系统后，操作人员能够根据数据显示，及时准确地进行调节，使分离器液位始终保持在1/2～2/3的位置，保证了分离器的分离效果，减小过多的气体造成沉降罐内液体的搅动，提高了原油计量的准确性，并最大限度地增加产气量，提高了经济效益。

四、结论

本文介绍的自动化控制系统功能先进，在油田集输泵站中，能够适应现代化生产的要求，使生产和管理实现自动化，可以实现在线连续、自动监测、控制集输处理过程中各生产部位的工艺参数， 有效防止生产事故的发生，具有推广使用价值。

自动化控制论文:污水处理自动化控制探讨

摘要：随着我国改革开放的深入，我国的工业发展开始进入一个新的台阶。而随着工业发展带来的环境问题却也不可忽视。在这众多问题之中又以与我们的密切相关的水环境污染为问题之首。对这些污水进行控制特别是自动化控制也应该成为社会的研究问题之一。本文就从污水处理自动化控制展开探讨，而提出了污水处理自动化的控制设计思路以及设计要求，同时对控制系统组成以及功能也做出了探讨分析，希望你能为污水的处理控制以及环境的保护有点益处和贡献。

关键词：污水处理自动化控制系统 应用现状 plc控制

引言：近年来, 我国的污水处理技术随着计算机与自动化控制技术的飞快发展以及我国电气设备市场上各种各样继电器以及传感器等电气设备的改进和发展也开始有了一个新的发展。 而对污水处理采用现代先进自动化控制技术和计算机技术是整个污水处理行业的必然发展方向,而且采用现代先进的自动化控制技术和计算机技术能够给污水处理系统带来的高质量、低消耗以及稳定可靠的运行, 而且这也能同时使的污水处理技术得到长足的发展和应用。

1.污水处理自动化控制系统的作用以及应用的现状

污水处理自动化控制系统在当前社会的污水处理有着其不可忽视的作用但是在污水处理的应用之上的现状却是不容乐观，下面简述一下污水处理自动化控制系统的作用以及应用现状。

污水处理自动化控制系统的作用主要在于能够对污水的处理进行整个过程的实时监督和控制，而达到污水处理系统优化运行以及能够降低系统运行成本的同时而保证了污水处理的质量和实现真正的无人值守的污水处理的目的。不仅如此，污水处理自动化也能够为环保部门的污水监控提供技术的支持。

尽管污水处理自动化控制系统的作用如此明显，但是现在的应用现状却是有点令人堪忧。由于地域的不同以及资金的局限，在很多的公司对污水处理的系统还是依靠污水处理系统采用的检测为手段，而进行检测的仪表基本为国产的离线仪表达不到污水处理的要求。不仅如此污水处理的监测手段也是先取样后测量, 而以测量结果调整污水处理系统的运行状态，这种不连续的污水处理系统已经达不到时代的需求。

2.污水处理自动化控制系统的设计思路和设计要求

污水处理自动化控制系统根据不同的污水污染程度而有着不同要求，所以污水处理控制系统的设计思路和设计要求要根据这些而做到具体。在设计思路上，应该充分考虑到污水处理工艺的要求，做到处理的工艺过程协调统一并能够实现中央化的控制。而在设计的要求上主要应该注意三点也就是实现自动化控制的三个模块。第一，时序控制模块。也就是通山的定时控制装置, 也就是指的是特定时间启动的特定的设备。第二，反馈控制模块。也就是对污水处理的情况进行控制和检测保证系统的优化控制。第三，数据资料模块。也就是系统对数据以及资料的采集，数据库的管理等功能，而以便工作人员对系统的分析管理。

3.污水处理自动化控制系统的组成和实现以及功能扩展

污水处理自动化的控制系统在有了设计思路之后以及设计要求之后那么就是对系统的组成以及系统的实现和系统的功能扩展了，下面对对这三大块进行探讨分析和阐述。

3.1污水

理自动化控制系统的组成

污水处理自动化控制系统的组成主要也可以分为三个方面。第一那就plc的运用，在污水处理过程之中，对控制的要求极大，所以可编程控制器(plc) 因可以控制几十点的小型plc 到上千点的大型plc而能够很好的符合在污水处理之中的控制要求，而且其可靠性和较高的性价比在污水处理控制系统中也是极有优势的。第二，污水处理自动化系统控制结构的组成。对这个组成的原则可靠，经济而易于维护。而具体到面那就是以中央控制层进行远程的监控，而现场控制层进行数据的采集以及现场设备的运行，至于就地动手层那就是现场的控制开关做到分散管理。而这三层组成能够对系统做到进行集中管理而控制分散的原则。第三，系统安全装置。也就是系统的安全保障。污水的处理系统过于复杂也导致系统的故障可能性高，好的安全装置能够避免事故的发生。

3.2污水处理自动化控制系统的实现

要做到污水处理自动化控制系统的实现，那么就应该对系统装置有一些要求，特别是系统的硬件和软件的组成要有所甄别以及选取，以便能够做到系统的优化控制。而污水处理自动化控制系统的硬件来说，系统的硬件应该主要由监控管理计算机(上位机) 、pl c( 可编

程控制器)以及属于控制和检测的电气控制柜现场监测仪表等组成。而系统的软件更要注意了，按照国内污水处理的要求以及目前目前系统人机界面开发软件来看，首先就是通用流行的in to u c h 、fix、w iz co n 、kin g v ie w , 另外就是一些国内的plc 厂家自主开发的r s v ie w 、e o n e etp、w in e e 等。而且国内污水处理自动化控制系统基本上也都是在经典的w ind ow s 或nt 上开发以及运行,而 常用于在w ind ow s 和nt 上的数据库引擎有sql se rv e r 以及m ysql和in teth a se，所以在运用时应该据实际情况进行选择运用，以实现污水处理自动化控制系统的最佳运行。

3.3污水处理自动化控制系统的功能扩展

污水处理自动化控制系统由于其选择的处理系统以及各种硬件软件的使用借助也能够实现一些功能性的扩展。第一，那就是上位机的功能扩展。这项功能主要基于plc的运用，在plc 保证基本系统控制功能的同时,而又能够极好的运用系统资料库的历史数据以及存档的运行经验,经过系统自己对比分析,而得到了系统工艺处理的优化参数, 在使用上位机将现有的自动化系统开发扩展成为了一个拥有动态模拟与优化控制的模拟优化控制系统,从而 提高控制水平。第二，控制系统规模的扩展，由于plc模块化的功能能够使得在加入合适的软件功能之下就能够实现系统规模的扩展。第三，远程网络控制的功能性扩展。这是基于污水处理自动化控制系统以数据库为核心的特点，而采用目前国内市场成熟的有关远程网络技术来实现系统基于internet的远程性控制，而做到对污水处理系统的远程监测和控制，保证系统的安全运行。

结束语：总而言之，污水的处理现在已经是社会的问题也是环境保护的重要点，在我国环保的产业内容中，午睡的处理还是占有很大的分量的，所以做好污水处理的工作是有其必要性的。而污水的自动化控制出路系统在如今的社会看来有着不可替代的功能，它的管理功能，运行效果以及科学的管理和过程的控制都是如今污水处理必不可少的。但是，作为污水处理控制自动化的从业人员在好好地利用污水处理自动化控制系统的同时也应该要更加努力的深入研究，而为我国的污水处理事业做出自己的贡献。

自动化控制论文:工业电气工程中的自动化控制技术浅议

【摘要】工业电气工程之所以得到迅速发展，与自动化控制技术的应用密不可分。本文根据实际工作经验总结，研究了工业电气工程中自动化控制技术的主要方式，并以此为基础，总结出工业电气工程中自动化控制技术的强化管理措施，分析出自动化控制技术在工业电气工程中的具体作用，为今后自动化控制技术的发展提供理论基础。

【关键词】工业电气工程；自动化控制技术；强化管理

前言

随着我国社会的不断进步和发展，促进了工业电气工程行业的进步。电气控制在工作过程中具有精度高、操作简单等特点，并通过与自动化控制技术相结合，实现工业电气工程生产中的无人参与、减少人工操作等环节，提高工业身产效率，降低了劳动力投入。工业电气工程中的自动化控制技术，不仅为我国经济发展提供可靠性，也成功将劳动力从繁、危险的环境中解放出来。

1工业电气工程中自动化控制技术的主要控制方式

1.1远程控制方式

远程控制方式是工业电气工程中自动化控制系统的主要控制方式，在生产过程中能够帮助企业节省材料，提高生产效率和可靠性以及减少各种安装费用等，还能与其他技术进行组合。一般来说，现场控制总线技术是远程控制中常见的一种方式。例如：由于工业电气工程在生产过程中需要进行大量的信息通讯，一些小型企业在通讯中运用到了CAN等总线通讯，但这种通讯方式在信息传播速度上相对较慢，因此，该控制技术比较适用于小型系统监控。

1.2集中控制方式

想要良好的实现电气自动化技术，就必须有控制作为其中媒介，通过工作人员的相关操作，从而为电气自动化技术施加一定约束，使其运作形式规范化，最终实现经济价值的创造。对于集中控制方式来说，在操作上较为简单，同时也是自动化控制技术中较为重要的控制技术。该技术的控制原理是将系统中全部功能集中到一个系统处理器中，这样可以避免系统在运行过程中出现功能分散，让工业电气生产变得简单流畅。同时，也节省了工作人员对自动化控制系统的保养时间与维护时间，只需对单一系统进行保养即可，这在一定程度上节约了能源，并将工作效率提升[1]。但对于这种系统过于集中来说，也会出现一定弊端，主系统在工作过程中需要下达和接受繁杂的命令，稍有不慎，主系统就会因为工作量过重出现损坏，最终影响整个生产效率，对工业电气工程生产极为不利。

1.3现场总线控制方式

在现场总线控制方式使用过程中，具有较强的目的性，可以对电气自动化系统进行针对性设计，根据实际情况也确定间隔设计。另外，这种现场总线控制不但包含了远程控制的优点，还可以减少大量的模拟量变送器以及间隔设备的使用等，通过智能安装和与监控系统的对接，节省了大量维修和身产成本。在现场总线控制中，由于各个环节相互独立，即使系统中的某一设备因为故障而停止工作，也不会导致整个系统的瘫痪，通过网络技术的配合，可以将其他相似功能的设备接入到系统中，为整个系统的平稳运行提供了保障。也正是因为上述优势，现场总线控制方式在工业电气工程的自动化控制系统中得到了广泛应用。

2如何加强工业电气工程中的自动化控制技术管理

2.1采用数字化控制

在经济和科技高速发展的大环境中，在一定程度上推动了产业的科技化、数字化发展。所以说，数字化建设必然会成为工业电气工程中的主要建设项目。电气工程的本身就是科技不断发展的产物，近年来相关技术也得到了不断发展和完善，使得工业电气工程在发展建设中与数字化控制相结合，这在一定程度上推动了自动化控制技术的发展和进步。

2.2实施系统处理机制

在电气自动化系统应用过程中，电气方面的技术实现主要是通过抗干扰措施、传输信号屏蔽装置以及接地信号处理等措施，这对于电气自动化系统的平稳运行来说具有重要意义，体现出了系统处理机制的作用。另外，这种系统处理机制还可以对电机的实际运转情况和生产记录进行分析，更具其运行状态判断其是否处于正常运行状态，如果发现运行状态异常，就会发出紧急警报，维护人员会根据报警信息迅速确定故障位置，将故障及时进行排除，避免系统运行受到影响。

2.3因地制宜选择设备

自动化控制设备时工业电气工程自动化控制技术的基础设备，而自动化控制设备的运行情况直接影响到整个工业电气工程的运行效率和安全性。一般来说，自动化控制设备主要有以下两种：①控制处理类设备，包括处理器、终端控制设备等，通过控制处理类设备的相互作用，来对整体工业电气自动化系统进行有效调整，处理突发问题，最终保证系统能够在正常情况下运行。②信息搜集和传递设备，包括信号传输设备和电子信号转换设备等。信息收集传递设备可以对整个自动化系统进行实时监控，将信息反馈给控制中心，实现对自动化系统中的所有设备进行实时监控，保证故障信息得到及时发现和处理。

3自动化控制技术在工业电气工程中的具体应用

3.1变电站

在工业电气工程系统中，变电站是重要组成部分之一，对电网调度的自动化实施也有重要促进意义。在传统变电站日常工作过程中，大多数都需要人工操作才能完成，比如说：数据收集、信息反馈等，但由于众多因素的相互影响，人们在工作过程中很容易出现差错，最终导致系统的整体运行受到影响。通过在变电站中加入继电保护和终端通信系统，可以实现对变电站的整体综合控制，从而实现远程数据传输和命令下达，实现了即使没有人员驻守，也能保证变电站的合理化运行[2]。

3.2发电厂

发电厂DOS的分布控制如图1所示，DOS控制也被称为分散控制，采用分层分布的方式，由OS、ES、PCU以及以太网等设备构成，主要的功能就是实现发电厂中所有的信息收发工作。对于该功能的实现主要有以下两个途径：（1）根据DCS的向上传递部位的不同信息，系统会掌握主机以及其他工作站的实施状况，通过监控进行实时管理。（2）根据DCS接受到的下行指令，系统可实现对各个监测部位的活动展开协调工作，从而实现全面控制。与此同时，DCS因为储存信息的功能不同，还可以对出现故障的部位提供一定的诊断和维修帮助，从而保证维护工作的顺利进行。通过在发电厂DCS中应用自动化控制系统，不但能使工业电气工程中的网络结构得到合理优化，加快信息传递效率，还能从根本上保证信息准确率的提升，让控制工作更加精确。

4总结

综上所述，通过在工业电气工程中使用自动化控制技术，可以实现自动化管理，并提高工业身产效率和产品质量，从而推动我国工业现代化进程。在此基础上来进行发电厂和变电站的设计，可以方便工作人员对工业电气工程进行全面控制，降低人工作业内容，提升企业经济效益。因此，相关工作人员一定要重视自动化控制技术的研究工作，为我国实现可持续发展提供技术基础。

作者:邢丽敏 单位:天津市电力公司路灯处

自动化控制论文:智能化在电气工程自动化控制的应用

【摘要】智能化技术是科技发展的产物，目前在电气工程自动化控制中有良好的应用效果。智能化技术在电气工程自动化控制中发挥着重要作用，在提升电气工程质量的同时还对其效率有很大程度的改善。本文首先介绍了智能化技术的理论基础，之后针对智能化技术的特点，以及在电气工程自动化控制中的应用展开详细论述。

【关键词】智能化；电气工程；自动化控制；应用

前言

随着科技的发展，智能化技术在很多领域都有应用，目前应用效果最佳的是在电气工程自动化控制中。对于电气工程来说，自动化控制是非常重要的环节，传统的控制方式弊端明显，工作效率低，对电气工程行业发展起到制约作用。智能化技术的出现就很好的解决了这些问题，它借助计算机等先进技术完成人工智能，使得电气工程自动化控制更加精准，工作效率大幅提高，让我国电气工程行业拥有更良好的发展环境，给其发展提供有力的技术支持。

1智能化技术应用的基础理论

智能化技术在具体应用上具有很大价值，这项技术的理论基础包含的内容非常丰富，涉及领域广泛，所以智能化技术具有很强的综合性，在很多领域都有很好的运用成效。智能技术的应用主要是在智能设备的开发上，利用先进的科学技术让设备独立完成危险系数较高的工作。在进行智能技术研发的时候，工作重点一直放在电子电气技术中。对于电气自动化控制的智能研究来说，研究电子电气技术和信息处理技术是必须完成的内容，这样能够让最终技术具有良好的适用性和安全性。随着计算机技术的发展与普及，作为高端技术的智能技术在电气工程自动化控制方面得到应用。

2电气工程自动化控制中智能化技术的特点

随着科技水平的提升，我国电气自动化技术得到发展，已经达到智能化水平，电气工程控制实现智能化是最显著的表现，和传统意义上的控制相比具有自身独特的特征。

2.1无人化控制

智能化技术具有显著优势，在具体电气工程自动化控制中得到广泛认可。在进行电气设备调节时候使用智能化技术减少了工人劳动强度，只需要调节具体技术就能够实现无人操控。

2.2智能化控制器无需控制模型

与传统使用的控制器相比，智能化控制器具有明显优势，能够有效对自动化控制器的精密系数进行提高。在实际操作中，传统的控制器如果要控制的对象动态方程相对复杂，那么控制器就不能对其进行有效控制，导致被控对象的模型设计受到阻碍。工作中运用智能化技术，模型设计不需要进行，这样就排除了不能对模型设计进行预测的情况。

2.3智能化控制器处理数据具有一致性

所有输入的数据都能够利用智能化控制器对其进行处理得到工作预估结果。通常来说，控制对象具有可变性，所以需要控制的对象各不相同，这就使得控制器表现出不同的控制效果。面对具有多样性的控制对象，智能化技术也不能达到全面对控制对象进行控制。这就为日后的智能化控制器指引了研究方向，让智能化控制器能够根据具体被控对象的特征进行分类控制。

2.4提高了电气工程系统控制水平

智能化技术在电气工程中的使用能够提高对系统的控制水平，首先能够对电气工程相关的系统数据进行有效控制，同时还能排查出电气工程中存在的安全隐患，对其进行预警并实施反馈调节。通过这样的方式有效减少电气工程运行中的故障发生率。

3智能化技术在电气自动化控制中的具体应用

3.1神经网络系统

现如今，神经网络系统在电气工程自动化中有较广泛的应用，这一系统包含两个子系统，一个是利用电气动态参数而使用在定子电流的辨别控制上，另一个利用机电系统参数而使用在转子速度的辨别控制上。神经网络系统的构造具有多层的前馈性，在控制过程中最常使用的是反向学习算法。智能神经网络函数估计器抗噪音干扰能力较好，同时又拥有很好的一致性，不用借助控制模型，这一系列优势决定了智能神经网络的应用范围，最常用的是模式识别和信号处理，对于电气传动来说有很好的控制效果。在诊断系统以及条件监控决策时候，智能神经网络具有良好的可靠性，主要是因为它能够使用并行结构进行控制。

3.2智能控制

智能技术在电气自动化控制中的应用使得电气工程的操作得到改善。首先，在控制上实现了无人操作技术，电气工程操作更加高效、自主，无人操作技术的实现使得人工投入减少，工人劳动强度降低。其良好的使用效果也给智能化技术提供了更好的发展平台；其次，智能化技术的应用对其性能优越性予以了肯定，这就为智能化技术拓展应用领域打下基础。

3.3优化设计

电气工程自动化控制过程中不可避免的会融入电气设备的设计，通常来说设计是一项繁杂的工作，要对所有涉及到的知识有深入的了解，还要知道如何运用这些知识；除了对相关知识的掌握，充足的工作经验也是不可缺少的因素。实验和经验有机结合手工完成设计是传统上最常用的方法，所以得到的方案要想达标较难，修改起来费时费力。随着智能化技术的出现，方案设计都利用计算机完成，在节省设计时间的基础上，提升设计方案的质量，同时使得设计方案具有更佳的使用性能。在对设计进行优化的过程中，通常使用智能化设计中的遗传算法，这一方法的实用性非常强，智能化技术的应用使得设计得到合理优化。

3.4故障诊断

在电气工程系统工作过程中，不可避免会有设备故障的情况发生，通常情况下，故障的发生不会是突然的，都会有不同的征兆存在，在电气工程中使用智能化技术就能对故障进行有力的诊断。在电气设备的使用中，变压器占有重要地位，所以技术人员对变压器的监测十分重视，这就需要对变压器进行不定时的检测，通过这一工作环节能够减小故障率但是不能杜绝故障发生。对于变压器监测工作来说使用智能化技术就能第一时间对故障进行诊断，最大程度降低电气故障的发生。在变压器的智能化技术诊断工作中，针对变压器渗漏出油体的分解气做出相应的分析，是对变压器进行诊断的主要方式，用最短的时间对变压器的故障范围进行确定，最终找到准确的故障发生点之后完成检修工作。通过智能化技术，首先对故障诊断及检修速度进行提升，其次还杜绝了故障损害电气设备的情况发生，有效延长了电气设备的使用寿命。

4结束语

综上，智能化技术应用在电气工程自动化控制上有助于电气工程行业的进一步发展。在电气工程中运用智能化技术能够让电气工程自动化控制变成现实，在提高企业生产效率的同时降低人力投入。电气工程自动化控制智能化技术具有无法比拟的优势，这就决定了在电气工程中得到良好的应用效果，在控制、设计，故障诊断等方面都得到有效运用。随着电气工程自动化控制要求越来越严格，就需要技术研究人员不断探索，让智能化技术的应用有更好的效果。

作者:刘姜伟 单位:江苏自动化研究所

自动化控制论文:净水厂自动化控制系统设计

摘要：

本文结合某净水厂的工艺流程，分析了自动化控制系统的软件及硬件设计选型。

关键词：

工艺流程；计算机管理系统；硬件设计；软件设计；PLC

1净水厂概况

浙江某净水厂设计规模为10万m3/d，供水水源为水库水，原水经7kmDN800引水管道进入净水厂，供水系统为全程重力自流供水，出厂水经消毒后重力自流至城区配水管网。

2工艺流程

本工程净水处理系统工艺流程为：源水来自水库，依次进入综合池、V型滤池、清水池，经处理后，输送至城市管网。本工程污水处理系统工艺流程为：综合池产生的污泥排入排泥水调节池、提升至浓缩池浓缩后，进入污泥脱水机房，脱水后污泥外运。滤池的反冲洗水经回用水池提升至综合池回用。本工程各类药剂投加点：矾投加至管道混合器，石灰和高锰酸钾投加至管道混合器前，粉末活性炭投加至折板反应池中部，氯气投加至管道混合器前、清水池进水管和清水池出水管。

3中央控制室计算机管理系统

中央控制室计算机管理系统设于生产调度大楼的中控室，采用具有C/S（客户机/服务器）结构形式的计算机网络，同时可支持B/S（浏览器/服务器）结构形式，并可以与上级系统和周边系统链接，现场站与中央控制室之间通过工业以太网光纤环网进行数据通信。中央控制站主要完成全厂的数据通信和调度管理。计算机系统建立在开放的、可靠的网络环境中，系统中的硬件和软件都具有可靠性、开放性和先进性。操作员站采用基于客户机/服务器结构的Windows7操作系统，服务器操作系统采用WindowsServer2008操作系统。

3.1计算机管理系统设计

全厂控制网络分三层。第一层为信息层：由2台监控计算机、2台数据服务器、1台WEB服务器、1台工程师站、网络打印机等的基于IEEC802.3标准的以太网组成，在中央控制室设置1套100/10Mbps24口工业以太网交换器，用超五类网线相连，形成星形拓扑结构。第二层为控制层：由中控室监控计算机至厂内现场主站基于IEE802.3标准的工业以太网光纤环网组成。第三层为设备层：由现场控制主站至设备控制箱、现场仪表基于IEC61158标准的现场总线或常规I/O组成。

3.2计算机管理系统硬件设计

服务器及控制计算机选用DELL产品。工业以太网交换机采用MOXA品牌，PLC和触摸屏均采用施耐德公司的产品。不间断电源选用APC产品。

1）计算机技术性能

（1）CPU：酷睿i5-4570（四核，3.20GHzTurbo，6MB）。

（2）内存：DDR34GB。

（3）硬盘：SATA串行硬盘500G。

（4）光驱：光驱DVD±RW。（5）显示器：24寸宽屏液晶显示器。

2）数据服务器技术性能

（1）CPU：英特尔至强六核E5-2630。

（2）内存：4GBRDIMM，1600MT/s，低电压，单列，x4带宽。

（3）硬盘：300GB15KRPM6Gbps近线SAS热插拔硬盘*4。

（4）光驱：DVD。

3）工业以太网交换机技术性能

（1）工业级以太网产品，符合标准的IEE802.3以太网标准，支持STP/RSTP协议，可构建快速冗余以太环网，单台自愈时间≤30ms。

（2）带有SNMP管理单元。

（3）支持Port-basedVLAN协议，可以对网络进行灵活的子网划分。

（4）支持QoS，对信息设定不同的优先权。

4）UPS不间断电源技术参数

（1）双变换在线式。

（2）具有较强的抗过载能力，至少要能够达到125%的过载。

（3）具有人性化触控式按键，清晰易懂的LED界面，可完整显示UPS状态、负载、电池容量、电池更换指示等详细信息。

（4）能够在130V~275V输入电压范围内正常使用。

（5）具备短路保护装置，发生故障时自动停机，故障消除后自动恢复。

（6）具备防雷击保护装置。

3.3计算机管理系统软件设计

工业监控软件采用亚控公司的KingSCADA开发平台，在此平台上设计开发用户所需的生产管理系统。根据生产过程工艺仪表采集到的数据，生产设备运行中状态信号和电气数据以及化验数据和其他信息等，协调和管理全厂的生产调度，打印生产报表、绘制趋势曲线图，报警及事件记录。生成净水厂的生产工艺流程、变配电系统实时动态图，反映生产工艺流程的实时数据、完成报警、历史数据、历史趋势曲线的存储、显示和查询。生成各类生产运行管理的班报、日报、月报和年报表。在线生产成本分析系统具有对任意一个或多个时间段的生产成本进行统计、查询、比较、分析等功能，为生产决策提供可靠依据。

4自动化控制系统

自动化控制系统采用PLC控制器，通过采集现场仪表的生产实时数据和控制设备的状态信息，根据现场工艺的要求，实现净水厂的过程控制、顺序控制、连锁控制、设备的开机、停机等各种操作，完成净水厂的自动控制。自动化控制系统集成了计算机技术、通信技术、高性能PLC及智能化仪表。集中管理生产过程中的信息，以实现整体操作、维护、管理和优化；同时，也使得控制风险分散，提高系统可靠性。

4.1控制系统站点分布

本工程在厂区设置5个PLC主站和11个PLC滤池子站。5个PLC主站分别为：综合池PLC主站、反冲洗泵房PLC主站、脱水机房PLC主站、加药间PLC主站、加氯间PLC主站，每个滤格设置一个滤池子站，共11个滤池子站。PLC主站与SCADA服务器组成100M工业以太网光纤环网。所有PLC主站按无人值守的运行管理方式。

4.2控制系统硬件设计

根据生产设备、生产管理、工艺流程、构筑物位置分布相对分散的特点，系统选用施耐德电气基于可编程序控制器（PLC）的控制系统。每个控制主站采用施耐德电气的ModiconQuantum热备系统（CPU67160系列）。11个滤格子站，采用施耐德电气的ModiconM340（BMXP342020系列）控制系统。140CPU67160是ModiconQuantum系列最高端控制器，专用于双机热备冗余系统。CPU采用Pentium型芯片，主频266MHz，内置RAM，并提供两个PCMCIA扩展插槽，能够很容易地满足最大限度要求的程序扩展和数据保存。存储器容量可以用PCMCIA卡（存储程序、常数、变量名和注释，备份文件等）进行扩展。集成Modbus、ModbusPlus、TCP/IP（热备端口）、USB等多种通信端口，便于与其他设备实现数据交换。CPU上集成液晶显示屏幕，用于显示系统的运行、故障、通信等状态信息和设置系统的相关参数。带有后备电池的SRAM，可以在控制器断电的情况下保存应用程序和数据。140CPU67160集成了100M的光纤通信端口，完成主备CPU模块的数据同步。QuantumCPU使用可擦写存储器技术，支持控制器的执行存储和指令集。这一最新的非易失存储器技术，在不更换存储器卡的情况下只需通过Modbus或ModbusPlus即可实现操作系统更新。

4.3控制系统功能设计

各PLC现场控制站设计具有下列功能：

（1）具有实时监测所属监控工艺流程范围内的生产过程参数（压力、流量、液位）、水质参数（温度、浊度、PH值、余氯等），并对采集的上述参数进行处理同时供上位机储存、显示。

（2）具有实时监测所属监控工艺流程范围内主要设备的运行状态，并对其进行采集、处理同时供上位机储存、显示。

（3）具有全自动控制或调节计量泵、水泵、鼓风机、阀门等设备。

（4）具有自动进行越限保护处理和设备故障自动进行保护。

（5）具有可靠的安全措施，具有保护口令，防止越权修改程序。

（6）系统具有较强的自检功能和故障自恢复功能。能够承受运行中的各种干扰。

4.4控制系统开放性和可扩展性

开放性的系统整体结构可以保证系统具有较长的生命周期，系统在投入运行以后可能会有一些变化调整，因此系统必须具有灵活的结构，具有良好的开放性，在软件和硬件的配置上能灵活增减。具有强大的系统维护和诊断功能，保证系统安全、可靠的运行。自动化控制系统的可靠性是整个系统长期稳定运行的关键因素。PLC、网络设备、监控软件等系统核心部件以及断路器、开关电源、继电器、接线端子等易损件均选用工业级、抗干扰能力强，在净水厂自动化系统领域有长期运行经验的国内外知名品牌。整个自动化系统能够在严格的工业环境下长期、稳定地运行。系统组件的设计满足国内、国际的安全标准，并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围，能够承受工业环境的苛刻条件。系统提供高度的在线维护性能。任何节点故障、离线或从系统中移去不会影响其他节点正常运行，具有标准的对外通信接口，便于与其他控制系统通信。选用高质量的设备搭建的系统架构，不仅可以保证系统稳定、可靠的运行，也将大大减少投运后的维护工作量、并节约二次投入的资金，同时避免因系统故障导致的损失。

作者：斯东浩 单位：浙江浙大中控信息技术有限公司