電氣自動控制系統

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電氣自動控制系統范文第1篇

關鍵詞：電氣自動控制；系統功能；發展趨勢

電氣自動控制系統的應用給我們的生產生活帶來了極大的方便，在人類的發展進程中，對機器的控制以及使用是人類社會的不斷進步，電氣自動控制系統可以說已經在很大程度上使人力得到了解放，但是在未來的發展過程中，我們還要開發出更加高級的程序語言，使我國的自動化技術水平達到國際平均水平，不斷促進我國現代化進程的有利發展。

1 電氣自動控制系統的概述

1.1 電氣自動控制系統的概念

電氣自動控制就是為了達到特定的控制目的，在沒有人直接參與的情況下，使用檢測儀表和其他的控制設備裝置對機器或者某一過程進行控制。一個電氣自動控制系統可以分為控制器和控制對象這兩部分，其中控制器是指控制機器或者過程的整套自動化的設備和儀表；控制對象則是指被控制的機器設備或過程。在控制過程中需要各種相關的數據參數作為控制用的參考數據，或者叫做被控參數。控制器和控制對象之間具有對應的變化規律，可稱為系統的輸入和系統的輸出。

1.2 電氣自動控制系統的性能要求

對于電氣自動控制系統的性能，大致可以概括為以下兩個方面：一是跟隨輸入，即電氣自動控制系統的輸出參量應該跟隨著系統的輸入參量而變化，比如弧焊機器人末端跟蹤焊縫軌跡的控制系統，就要求控制器的輸出可以做到跟蹤輸入軌跡來變化。但這其中也有一些例外的情況，比如有些控制系統中的輸入參量是不跟隨時間變化的，這就要求輸出參量也不跟隨時間變化。不管輸出參量是否隨著時間變化與否，但它都是符合跟隨輸入的原則的。另一個性能要求就是抗干擾，在進行電氣自動控制過程中，難免會受到外界因素的影響，導致控制系統的輸出參量產生一些偏差。所以為了保證控制系統能夠正確無誤地輸出數據，就要保證其具有一定的抗干擾能力。

1.3 電氣自動控制系統的分類

按照控制系統的結構分類，電氣自動控制系統可分為開環控制系統、閉環控制系統和復合式控制系統；若是按照電氣自動控制系統的任務分類，則可以分成調節系統、隨動控制系統和程序控制系統；按照電氣自動控制系統的數學模型分類，則可以分為線性控制系統和非線性控制系統，其中又包含時變和非時變的系統；按照電氣自動控制系統的信號進行分類，則可以分為連續控制系統和離散控制系統。除此之外，還可以根據系統的變量、規模、系統智能化程度等進行分類。

2 電氣自動控制系統的功能

電氣自動控制系統的標準語言規范是WindowsNT 和IE。在電氣自動控制系統的發展領域，由于人機界面能夠靈活地控制并且容易集成，目前為止已經成為了一種主流的發展方向，受到越來越多的用戶青睞。并且，電氣自動控制系統使用的WindowsNT 和IE 語言使其更加容易維護。隨著自動化生產水平的提升，企業中自動控制系統的作用顯得更加重要，并且正在逐步成為電氣系統良好運行的重要支持因素。從大的方面來說，對于電氣設備，自動控制系統的功能就是實現機械設備和過程的自動化操作，從而降低人工操作的難度，并且大幅度地提高電氣設備的運行效率。這種設備主要有以下功能。

2.1 自動控制功能

當設備出現故障時，需要電氣自動化控制系統自動切斷電路，來保證整個系統的安全。這也是自動控制系統成為電氣操作設備中必要設備的重要原因。電氣自動化控制系統中的控制回路能夠保證線路安全穩定的運行，實現控制功能。

2.2 保護功能

電氣設備在運行過程中會時常發生不可預知的故障，電壓或電流以及功率等會超過設備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套能夠檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動處理的保護設備。

2.3 監控功能

當前的電氣自動控制系統都配備了相應的監控功能。這是由于控制系統中的自變量是電，而電是不能被肉眼所看見的，從外表看一臺機器設備，是不能夠判斷它是否帶電。所以這就需要借助各種功能的傳感器的，設置各種視聽信號，利用傳感器進行轉化，從而監控整個系統的變化。在自動控制系統檢測到異常狀況時，會自動發出報警信號，對工作人員進行提醒，實現系統的人機一體化。其中監控方式又可以分為集中監控方式、現場總線監控方式和遠程監控方式。首先，集中監控方式方便運行維護，并且對控制站的防護要求較低，系統設計也相對簡單，但集中式的處理器的任務較為繁重，處理速度也因此較慢。而且電纜數量的增加、長距離的電纜也會引入的較多的干擾，也會影響系統的可靠性。需要二次接線，但是二次接線復雜，查線不方便，很大程度上增加了系統維護的工作量。對于遠程監控方式說來，它適合于小型系統的監控，不適合全廠的系統構建，因為它的通訊速度較低。但它也具有一定的優點：節省材料和安裝費用、可靠性高，并且組態靈活?，F場總線監控方式加強了系統的針對性，它不僅具有遠程監控方式的所有優點，還可以減少大量的隔離設備。它通過通信線進行連接，節省大量電纜，從而大大降低了建設和維護成本。

2.4 測量功能

電氣自動控制系統能夠測定線路的各種參數，在人類自身能夠接收到的視聽信號只能定性地表征設備的工作狀態，要進行對設備的電壓、電流、功率等詳細參數的測定，還是需要使用具體的電氣設備。電氣自動控制系統本身具有自動測量這些數據的功能，這就給設備的控制帶來了很大的便利。

2.5 智能化功能

電氣自動控制設備智能化模式成為了企業發展的新方向。目前，對于以太網在自動化系統中的應用，已經積累了豐富的經驗，智能化的電氣設備也有了很快的發展。由于智能化技術具有良好的安全性、穩定性和可靠性，就使其能完全擺脫人工操作，只通過計算機即可達到良好的控制效果。

3 電氣自動控制系統的發展趨勢

在當前情況下，軟件的重要性得到了很大程度的提高，電氣自動控制系統正從單一的設備轉向集成的系統。這可以反映在如下方面：市場的需求促使自動化與IT平臺進行融合，尤其是電子商務的普及更將加速這一過程。在自動化領域中，IT技術和多媒體技術擁有相當廣泛的應用前景：管理層不僅可以利用瀏覽器存取財務、人事等數據，也可以實時地對當前生產過程的動態畫面進行監控，這樣就能夠實時、全面、準確地了解詳細的生產信息?？梢哉f虛擬現實技術和視頻處理技術，將直接對未來的自動化產品產生深遠的影響。與此同時，軟件結構、通訊能力、組態環境變得更加重要了。隨著當前計算機技術、以太網和技術的飛速發展，在未來的電氣自動控制系統中，電氣技術的與計算機和Internet 結合將會變得越來越緊密，計算機將會在電氣自動控制系統中發揮不可替代的作用。

總之，從長遠角度考慮，企業在控制電氣設備過程中要采用先進的控制系統，自動化控制系統的運行可提高設備操控的效率，降低操作人員從事生產的難度。為了讓自動控制系統能夠高效運行，企業必須制定針對性的技術方案保證設備的正常運行。

參考文獻：

[1]拾以超.基于生產過程的《可編程控制器》實踐教學研究[J].時代農機，2015（02）.

[2]阮正家.L系列PLC在高速沖床中的應用[J].國內外機電一體化技術，2015（01）.

[3]李凡.PLC控制在氣力除灰系統的應用[J]. 自動化技術與應用，2015（05）.

電氣自動控制系統范文第2篇

關鍵詞 發電廠 電氣自動控制系統 監控 設計

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A

0引言

在電力系統運行中，通?？梢詫l電量的控制分為以下3種情況：

（1）通過使用同步發電機調速器進行控制；

（2）利用自動發電控制系統進行控制；

（3）根據經濟調度進行控制。

1電氣自動化控制系統的具體監控方式

1.1集中監控方式

所謂集中監控，就是利用一個處理器將監控系統的各種功能進行集中處理。該方式的主要優勢是在系統運行過程中維護較為簡便，并且對控制站的要求也不會過高。但是，在采用該方式進行監控時，處理器所承擔的任務過于繁重，會導致處理速度過慢，尤其是當監控網絡終端過多時，很可能會發生主機冗余下降的現象。同時，該方式布線情況過于復雜，投資成本較大，并且當系統主機和終端之間間隔的距離太遠時，會導致驅動功率的加大和干擾信號影響的增加，從而降低系統運行的可靠性。

1.2遠程監控方式

遠程監控作為一種較為傳統的監控方式，主要由各個分立元件如晶體管等構成，通過模擬信號，利用硬件對電氣自動控制系統運行中產生的數據進行采集和分析。由于該監控方式中并未引入軟件系統，因此其不能實現自動控制和遠程調解。雖然在硬件系統的支持下，電氣自動控制系統也可以穩定運行，但是由于各個裝置中的元件都是相互獨立的，不能進行自我故障診斷，因此一旦元件發生故障，無法及時發出警報，將會直接影響到電網運行的安全。

1.3總線監控方式

近年來，工業系統普遍采用總線監控方式，該方式的系統設計針對性更加明顯，其主要優勢在于可以通過一組總線將所有監控節點都連接起來，避免了復雜的布線，減少了智能設備的安裝及維護工作量，并且降低了系統運行的投資成本。同時，該方式采用了總線協議，可以進一步提高系統運行的安全穩定性。通常使用的現場總線包括CAN總線、PCI04總線等。

2發電廠電氣自動控制系統概述

調整控制頻率的方式一般可以分為3種，分別是頻率的一次調整控制、二次調整控制以及三次調整控制。為了有效控制發電機組的實際輸出功率，通常采用調速器進行頻率的調整，以加快響應速度，確保機組能夠更好地適應短時間發生的小負荷波動問題。當發生幅度變化相對較大的負荷波動問題，且其發生周期在10～180s之間時，單純采用調速器對頻率進行調整將不能滿足要求，此時需要通過電氣自動控制系統中心對系統及其它地區相互連接的輸電線路上產生的功率偏移大小進行分析，并采用AGC系統來對負荷進行自動控制。而當負荷波動發生的周期在180 s以上時，要根據負荷曲線以及負荷變化趨勢，在計算機的控制下確定最合理的輸出功率，同時發出相應的控制指令，以便各個發電廠及時準確地實現頻率的調整。AGC系統主要是用來對發電機組的輸出功率進行適當調整和控制，以實現對負荷波動的控制的。如果電氣自動控制系統在運行過程中發生功率不平衡現象，就會導致頻率出現一定程度的偏移，因此我們可將電網頻率作為發電機輸出功率控制的一個有效的參考數據。另外，根據電氣自動控制系統頻率的變化情況，調速器還可以對發電機的實際輸出功率進行自動控制和調節，但是其不同于自動發電控制。

3發電廠電氣自動控制系統原理

AGC系統結構最為簡單，由一臺發電機組和聯絡線構成，主要通過計算機來完成對發電機輸出功率的自動控制。若電氣自動控制系統中含有多個聯絡點以及發電機組，就需要將AGC系統更改為包括若干個相互并聯的發電機組，從而實現對回路的控制，但是不需要改變內外部控制回路的具體結構。對應AGC系統，可根據誤差信號信息ACE，在系統頻率以及輸電線路功率等發生偏差的基礎上有效確定發電機組的輸出控制信號。此外，系統的負荷分配器可根據輸入控制信號的大小來具體控制發電機輸出功率的大小，該過程嚴格遵循等微增率準則。發電廠電氣控制系統主要任務包括以下4個方面：

（1）確保整個系統中的發電機輸出功率與總負荷功率互相匹配；

（2）盡可能地控制電力系統頻率的偏差，使其保持在一個額定值；

（3）保證區域間聯絡線的實際交換功率與設計值保持一致；

（4）確保各個發電廠之間可以在最經濟的條件下完成負荷分配。

發電廠電氣自動控制系統主要包括負荷分配器和發電機組控制器2個部分，其中負荷分配器主要用來確定各個發電機組最合理的輸出功率，而發電機組控制器則用來對調速器所具有的調節特性進行調節，確保發電機組的實際功率與設計功率保持一致。

負荷分配器主要根據發電機的輸出功率及頻率等發生的偏差程度，合理分配區域網中各個發電機組的實際輸出功率。經濟負荷分配方式（EDC）會在每5min之后就對輸出功率P和分配系數口值進行一次修改，以確保經濟調度的順利進行。另外，為了有效增大發電機組產生的誤差信號信息，需要采用附加負荷分配回路，此時分配系數不同與經濟負荷分配系數，不會受到經濟調度的約束，因此我們可以將其稱為調整分配。

如果ACE信息為0，那么要根據經濟調度的相關要求對系統的負荷進行合理分配。例如，若系統運行中因負荷發生變化而導致功率不平衡，此時會出現ACE信息，可以根據分配系數完成相應分配，而在功率恢復平衡之后，ACE信息就會隨之消失，此時仍然會按照經濟調度對總發電功率進行分配。因此，該分配方式相對來說較為理想。在現代數字電力系統的運行過程中，通過執行AGC，會在每隔2～4s之后對聯絡線的實際功率、系統運行的頻率以及發電功率等進行一次測量，然后利用遙控裝置將測量結果發送到AGC系統的負荷分配回路以及發電機控制回路中，以便開展計算工作，并在得到需要增加或降低的發電量信息后，繼續利用遙控裝置將其回復給發電機組。AGC系統所承擔的主要任務是根據變化周期對負荷進行適當調整。調整工作可以由2臺計算機來完成，一臺計算機主要負責經濟運行的計算，另一臺則要把計算結果和控制信號及時發送到各個被控制發電廠。在調整過程中，系統主要針對周期為10s的負荷波動，因此AGC發出的指令循環周期不得超出l0s。通過AGC系統的調整，可將電力系統的頻率維持在一個額定值上，同時還能夠將地區電網聯絡線上的交換功率有效地控制在合理范固內。對于控制區域中不存在AGC的情況，當區域內產生任何負荷變化時，都會要求聯合電力系統通過聯絡線向該區域提供所需功率，這就會導致凈交換功率與預定數值之間出現一定的差別。而在控制區域中存在AGC時，該區域的負荷變動就會直接由AGC進行控制，可以保持交換功率及頻率不變。

4結語

總而言之，在電廠發電運轉的過程中，電氣自動控制技術所發揮的作用非常明顯。只有合理采用電氣自動控制技術，才可以確保發電機組的工作性能得到最大程度的發揮。電氣自動控制系統可以使發電機組在一個安全、統一的環境中運行和管理，進一步加強了電力系統所應具備的控制能力，提高了自動化水平，降低了成本，增強了發電廠的競爭活力。

參考文獻

[1] 張立波.發電廠電氣自動控制系統設計[J].工業研究，2010（11）.

[2] 冶軍.關于發電機電磁系統故障的檢測分析[J].黑龍江科技信息，2014（18）.

[3] 王永紅.電廠發電機組在AGC方式下的改進[J].中國科技信息，2013（10）.

電氣自動控制系統范文第3篇

【關鍵詞】PLC；電氣設備自動控制系統；設計；運用

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：

1.PLC控制系統的設計分析

1.1設計程序

在確定了電氣自動控制任務之后，應先對評估控制任務進行分析，鎖定PLC控制范圍，再從價格、功能等因素進行綜合考慮，工程人員則根據個人喜好及了解選擇相應的程控制器。主機選定后，則開始挑選配套模塊，如位置控制單元、熱電偶單元等。

1.2確定I/O地址

PLC控制系統的設計基礎是PLC接線端上I/O地址的確定。以軟件設計的角度為出發點，只有I/O地址確定了，編程工作才能進行；以PLC接線、控制柜為出發點，I/O地址確定了，才可進行電氣接線圖、裝配圖的繪制及連接線路。

1.3關于控制系統設計的分析

系統設計主要由硬件設計與軟件設計兩部分共同組成[1]。

1.3.1 關于PLC系統的硬件設計分析

硬件設計主要是對PLC控制器、電氣線路設、線路及抗干擾措施等內容進行設計。

1.3.2關于PLC系統的軟件設計分析

軟件設計主要是PLC控制程序進行編寫，包括主、子、中斷三種程序。PLC程序設計主要是使用一般編程方法，如狀態表法、流程圖法等，但有時也會憑設計者個人經驗完成，以下是程序設計的操作步驟。

先把輸出對象、啟動條件、關斷條件確定下來；（2）確定輸出對象的啟動條件、關斷條件有無制約條件，如果有，要先找出制約條件；（3）假如輸出對象是根據方程式進行編程，且有制約條件，進行編程時也要根據相應的方程式；（4）把相關條件代入到方程式中，再按照PLC的編程要求，把梯形圖設計出來；（5）檢查及修改設計好的程序[2]。

1.4對整個PLC控制系統進行調試

1.4.1系統模擬調試的相關分析

在模擬調試硬件部分時必須先斷開主電路，通常只可調試手動的控制范圍，確定其正確與否；調試軟件部分時，以模擬各式開關信號輸為主，然后留意PLC輸出端的輸出燈是否發生改變；在調試的過程中，量信號如果有模擬的必要，可選用萬用表、電位器、開關來配合，以便可以模擬出完全不一樣的開關信號機傳感器信號，再檢查PLC輸出的邏輯關系是否符合控制系統的要求，并可在電腦中直接進行模擬調試，假如發生錯誤，應對調試程序進行重復修改，直至取得正確的輸出邏輯。

1.4.2系統聯機調試的相關分析

編制、調試好程序后，系統聯機調試會將其下載到現場中的PLC控制系統中。在調試的過程中，必須先斷開主電器，只可聯調控制電路。在現場聯調時，軟件和硬件間如果出現問題，應多次檢查電氣系統的接線，并重新編寫、調試程序系統，待整個系統控制功能滿足控制要求。系統調試完成后，要把技術資料整理好并進行存檔，以利于后期的維護與檢修。

2.關于PLC系統的抗干擾設計分析

2.1電源的抗干擾設計分析

電源部分以電源變壓器為主要元件，為了降低電網的干擾度，一般會采用容量比實際需要大出1.2～1.5倍的隔離變壓器。在實際應用中，要使變壓器的屏蔽層良好接地，采用雙絞線作為次級線圈，防止電源線間產生相互干擾。假如條件允許，可選擇在隔離變壓器前安裝濾波器，經過濾波的隔離后，干擾信號會大大削弱，便有效提高了系統的可靠性。

2.2輸入信號與輸出信號的抗干擾設計分析

為了防止輸入信號與輸出信號受到干擾，選用絕緣I/O模塊會取得較好的效果。

2.2.1關于輸入信號的抗干擾設計分析

由于輸入信號的輸入線間會存在差模干擾，故可采用輸入模塊的方法來減少干擾；而輸入線和大地之間出現的共模干擾，則可采用擴張器接地的方法來抑制。當輸入端出現感性負載的情況時，為了保護電路信號，通?？刹捎糜布莶睢⒖煽啃匀蒎e技術的方法來實現目的。

2.2.2關于輸出電路的抗干擾設計分析

假如PLC系統屬于開關量輸出，則會有晶閘管、繼電器、晶體管輸出這3種輸出形式[3]。選擇其中的何種輸出形式，要根據負載要求才能確定。如果負載超出了PLC的輸出能力，此時應進行外接繼電器或接觸器的操作，才能保證系統的正常運行。

PLC的輸出端如果與感性負載相連接，輸出信號無論是由原本的關變為開或者從開變為關，均會使部分電量產生干擾。所以，在進行抗干擾設計時，要以最快的速度采取合理可行的保護方法來保證PLC輸出觸點的安全。假如是直流負載，則可將二極管D并聯于線圈兩端續流；如果是交流負載，可并聯RC在線圈兩端，以達到吸收電路的目的。

2.3外關于部配線的抗干擾設計分析

由于外部配線間存在分布電容、互感，故會在傳送信號時造成竄擾。為了使外部配線不受到干擾，各線路應使用各自的電纜。晶體管的輸入、輸出信號線及集成電路的輸入輸出信號，均應使用屏蔽電纜，且在輸入側及輸出側讓屏蔽電纜保持懸空狀，但在控制器側要保持接地。假如配線距離是在30m以下，直流輸入、交流輸入及輸出信號不可使用同一條電纜，若是經過同一配線管，輸入信號一定要是屏蔽電纜；假如配線距離是在30～300m，直流輸入、交流輸入及輸出信號線應使用各自的電纜，且必須采用屏蔽線作為輸入信號線；假如配線距離超過300m，可通過遠程I/O通道或中間繼電器來實現信號的轉換。

3.PLC控制系統應用于電氣設備的相關分析

3.1 PLC系統的硬件設計分析

考慮到生產現場的污染嚴重、噪聲干擾，本次的主控單元采用了小型的可編程控制器，并采取了兩級監控方式。生產管理級是上位機，操作人員要負責編程及調試可編程控制器，并要監視和記錄下位機現場的采集數據與信息，同時還要實現對現場電氣設備的控制。此外，還應和一臺終端機保持通訊，需要時可打印出所需資料?；A測控級為下位機，負責采集生產現場的數據及控制生產過程。最新的SLC5/04處理器不僅可以提供960個I/O點、在線編程及鑰匙開關，本身還具有一個內置的DH+口，它能與DH+直接相連，實現與SLC5/04或其他處理器的高速對等通訊[4]。

3.2 PLC系統軟件設計分析

（1）當前，PLC系統的上位機軟件主要是采用了RSVIEW32型號的監控軟件，該軟件為用戶提供圖形化組態軟化更直觀、方便，且能在較短的時間內為用戶構造相應的控制方案。監控軟件選用的是模塊化結構方式編制。利用已采集和處理過的PLC內存單元數據，可用抽象的圖形在屏幕上模擬現場的任一機電設備的運行情況，從而能夠監控系統中各電氣信號的數據，再與實際情況相結合，將新數據輸入PLC內存，把命令傳達到CPU中。假如系統發生故障，不僅會發出報警聲，還會將故障點以動態方式顯示出來，并提供故障原因查詢圖和解決辦法查詢圖，還能進行用戶流程圖、歷史走勢等界面的組態。

（2）下位機編程軟件主要是采用了RSLOGIX500編程軟包，該軟包的WINDOWS界面直觀、親切，編輯器靈活，有利于用戶節約時間及提高生產率。

3.3系統設計的特性分析

儀表和PLC的分柜安裝，使抗干擾能力得到增強；PLC內部程序進行了抗干擾設計；對輸入輸出路徑進行了仔細設計，力求既保證系統的完善，又可最大限度地壓縮輸入輸出點數。

4.小結

綜上所述，由于采用了PLC控制系統，電氣設備自動控制系統的繼電器邏輯變得簡化，系統的可靠性也得到大大提高，且操作也變得簡便。此外，PLC控制系統還能實現零故障運行，技術性能較穩定，維護檢修工作也容易開展，為電氣設備自動控制系統帶來了較大的便利，為PLC控制系統的設計提高供了一條清晰的思路。

【參考文獻】

[1]毛伯東.淺談電氣設備自動控制系統中P LC的設計與運用[J].廣東科技.2009(07):154-155.

[2]郭澤宜.PLC 在工業自動化中的應用[J].科技資訊.2009(21):86.

電氣自動控制系統范文第4篇

關鍵詞：電氣自動化;檢測;控制;設計;系統

隨著電氣自動化控制系統的不斷進步，在生活中的應用也越來越多，同時也使得智能化水平不斷提高。自動化技術的發展，要求設計的控制系統達到最優化，為了使系統控制達到最優控制和系統能自行調節，要求設計必須允許模型的結構和參數精確度不在一定范圍內變化，實現系統的智能控制，有利于電氣自動化得到很快的發展。一些精準的控制儀器設備依托通訊技術，在現代制造和醫學研究以及交通等領域電氣自動化控制系統都得到廣泛應用。探究自動控制系統的設計，不斷地融合進新的因素，有利于進一步提高我國在電氣自動化領域的科技水平。

1 自動檢測技術

1.1 自動檢測技術的功能

自動檢測技術是在儀器儀表的使用、研制、生產、的基礎上發展起來的，它要求在測量和檢驗過程中完全不需要或僅需要很少的人工干預而自動進行并完成的。實現自動檢測減少人為干擾因素和人為差錯，提高系統的安全與穩定性，確保生產過程或設備的可靠性及運行效率。自動檢測系統需要將被測參數直接測量并顯示出來，提供給用戶有關被測對象的變化情況，另外就是用作自動控制系統的前端系統，根據參數的變化情況實施自動控制。

1.2 檢測技術的應用

自動檢測技術是以研究自動檢測系統中的信息提取、信息處理的理論和技術為主要內容的一門技術學科。檢測技術就是尋找與自然信息具有對應關系的種種表現形式的信號，反映某一信息的多種信號，并挑選出在所處條件下最為合適的表現形式，以及尋求最佳采集、變換的相應的設備。自動檢測技術的主要研究內容包括數據測量、測量方法、測量系統和數據處理。

2 自動控制系統設計與應用

2.1 自動控制系統設計

2.1.1 設計特點

在自動化控制系統中，高低壓變配電設備裝有嵌入式控制裝置，用電設備在進行電氣設計時，不能單單考慮集中的二次信號和自動化控制系統的預留互聯條件，控制系統要求進行高低壓控制設備的一次電氣設計。同時按工藝控制要求，根據用戶條件和用電設備的要求和特點，按照工藝控制特點和自動控制原則，進行系統的控制流程圖設計，用標準的組態工具軟件進行控制系統監控軟件組態。

2.1.2 設計思想

過去，電氣自動化的設計都是由一些完全獨立的配件來完成的，用戶只是通過各個配件之間的連接以及功能配合來形成的。由于微型計算機的引入，逐漸形成了與微型計算機所對應的自動化的控制系統，使系統的控制和管理更加智能化和人性化，從而滿足用戶的要求。

2.1.3 電氣自動化控制系統組成

電源供電回路分為有 ac380v 和 220v 等多種。 保護回路對電氣設備和線路進行短路的和諸多故障的保護;信號回路能及時反映或顯示設備和線路正常與非正常工作狀態信息的回路;自動與手動問路設有自動環節，確保在安裝、調試及緊急事故的處理中需要設置手動環節通過轉換開關等實現自動與手動方式的轉換;自鎖及閉鎖同路是能夠保持通電電氣設備能繼續工作的電氣環節，保證設備運行的安全與可靠性。

2.1.4 設計方式

集中監控方式， 將電氣的各饋線在現場設置現場設備接口， 通過硬接線電纜與集控室相連， 對全廠電氣沒備進行監控。這種監控方式使DCS的造價下降;遠程智能方式，遠程智能方式是利用硬接線電纜與加采集柜相連，節省了大量電纜，同時具有完成數據處理、自檢、自校正等功能;現場總線控制系統方式?，F場總線是信息技術、網絡技術發展到控制領域和現場的體現。在改變DCS集中與分散相結合的基礎上，將控制功能實現了徹底的分散控制。

2.2 電氣自動化控制系統的應用

2.2.1 電氣自動化技術在火力發電中的基本作用

傳統的火力發電集散控制系統可以基本實現獨立運行，實現信息互訪和交換量的互換，但是對整個電氣自動化系統的反映信息量相對較少， 也導致電氣系統操作人員運行系統的不便， 不利于其對機器設備的事故進行分析與解決。因此為了提高電氣系統的自動化水平， 就必須轉變一對一采集電氣信號的形式，充分利用其聯網信息多樣化的優勢，提高電氣自動化系統的運行和管理水平。電氣自動化技術通過監視控制設備，以主接線圖的運行狀態和數據信息， 及時提供很多特殊的數據反饋，利用測控裝置進行電量統計， 實現在線自動效核和電動機狀態檢修等。

2.2.2 用于故障檢測與維修

電氣自動化中的集中監控設計，具有運行穩定、維護方便、控制系統的技術，可以將系統的各個功能都集中到一個處理器進行優化處理。有關現場總線的自動化進程使系統的應用更加有針對性，可以根據現場設備的具體情況進行調節和組裝。裝置設計的功能具有獨立性，保障在任何的一個裝置發生故障時，其他的系統還可以正常工作，同時它可以通過圖形化的自動化控制管理界面，能夠及時、準確地保障整個設備設施的正確運行狀態，查找故障來源，節約了大量的人力、物力和財力。

參考文獻：

[1]薛葵.電氣監控系統[J].電力系統裝備，2002（01）： 72-73.

[2]周艷惠.電氣自動化控制系統的設計[J].中國新技術新產品，2010（02）.

電氣自動控制系統范文第5篇

關鍵詞：電氣自動化；PLC；控制系統；優化設計

引言

電氣自動化控制系統已經深入煤礦生產的每一個環節，并取得良好的應用成果。煤礦生產離不開數字處理與風險預測，這需要專業的控制裝置，而嵌入式PLC自動電氣控制系統能夠適應各種惡劣環境，因此在煤礦工業領域得到十分廣泛的應用。本文立足于煤礦電氣自動化系統，深入研究優化電氣自動化控制系統的方案，從而提高系統的穩定性。

1煤礦電氣自動化控制系統

1.1參數測量與控制

就電氣控制系統而言，溫度控制、礦井水泵的開合控制都是其核心內容，將直接反映煤礦的電氣設備的運行情況，因此優化電氣設備的控制系統對于煤礦的生產工作具有十分重要的意義。通常情況，測量設備的熱電阻作為對應的傳感器都能保持清晰的傳感功能，需要注意的是，要將傳感器的溫度保持在100℃以內[1]。通過將溫度信號轉換為電壓信號，最終實現閉環控制。電氣控制系統在企業的日常煤礦生產工作中扮演著關鍵角色，可以借助監控層與網絡連接，從而實現對瓦斯含量的計算、通風情況的檢測、采集數據的工作，動態的對單元過程、設備進行控制。而管理監控層的應用主要是利用組態，采集數據信息，實現優化處理相關信息數據的目的。

1.2PLC控制器

PLC控制器作為自動化的控制設備能夠用于煤礦生產電氣設備的控制工作。煤礦生產電氣控制系統主要采用PLC（可編程控制器）支持煤礦生產電氣設備的整體運作。一般來說，自動化煤礦生產電氣設備的PLC可編程控制器主要由CPU主站單元、數字量輸出模塊、擬量輸出模塊、特殊通訊模塊、數字量輸入模塊及模擬量輸出模塊六大部分組成。主站單元CPU處理器增加了輸出點，從而方便系統直接對煤礦生產電氣設備進行控制，另外，在轉速、頻率方面擬量輸入模塊都有很大進步，不但能夠用于采集信號，還能保證操作員用于多線操作。此外，擴展單元將煤礦生產電氣設備分為上下部分，配置16點數字輸出模塊，從而增強電氣控制系統對電氣設備損壞報警系統等部分的控制，增加數字信號的交換頻率，在低成本的基礎上實現高性能的煤礦生產設備電子控制系統構成，控制執行元件工作的時序，從而達到理想的煤礦生產效果[2]。

1.3信息采集系統

采集信息是PLC的主要功能，作用于煤礦電氣自動化控制系統核心部分。通過通訊模塊，將礦井下情況的信號以參數的形式傳送至可編程控制器中，并根據煤礦生產的電氣設備的實際運行的情況進行風險評估，以便在突況發生時及時反饋給相關技術人員。另一方面，能夠通過主從站之間的信息交換，實現人機交互的工作狀態，不斷將運行信息以聲光的方式發送，可以進行連鎖保護，這是電控系統本身具有的一個重要功能[3]。1.4電磁閥在煤礦生產作業之中，所使用的電磁閥可以通過進氣系統劃分為兩類，分別是耐腐型電磁閥及普通型電磁閥。由于煤礦作業的工作環境相對復雜，存在著大量腐蝕性物質，這些腐蝕性物質會影響煤礦生產電氣設備的正常使用。如何提高煤礦生產電氣設備的抗腐蝕性成為業內關注的焦點。耐腐型的電磁閥通常用四氟乙烯制成，具有成本低廉、抗腐蝕性強的特點，因此被廣泛應用于煤礦生產作業的進氣系統中。

2煤礦電氣自動化控制系統構架的優化

2.1硬件部分的優化

電氣自動化控制系統的硬件部分是煤礦電氣自動化控制系統的核心部分，直接影響煤礦電氣自動化控制系統的穩定性，與煤礦生產的效率息息相關，因此加強硬件部分的優化，對于煤礦電氣自動化控制系統的構架具有十分重要的意義。在設計煤礦電氣控制系統硬件時，應當從系統輸入電路入手，考慮煤礦井下工作條件較為惡劣，而PLC供電的電源一般是交流電，在80V～240V之間，因此為保證電氣自動化控制系統正確運行，需要選擇寬幅、適用的輸入電路。此外，考慮到煤礦井下工作對自動化控制系統的信號具有一定的干擾，因此為了保證電氣自動化控制系統正常運行，要適當增強系統輸入電路的抗干擾性能。采用隔離變壓器能夠增大變壓器的初級線圈屏蔽層與刺激線圈屏蔽層的接觸面積，有效減少礦井下面的脈沖干擾。調整輸入電路的荷載量也是避免短路操作的重要手段，一般來說，如果系統輸入電路存在過載的情況，會直接導致系統無法正常運行，影響煤礦電氣自動控制系統正常工作。除了優化系統輸入電路，還要優化系統輸出電路，采用晶體管輸出是輸出電路的重要優化方面，一方面，采用晶體管進行輸出能夠適應高頻動作，并且晶體管的抗干擾能力較強，能夠保證電路不受其它信號的干擾。另一方面，以煤礦的水泵機房為例，使用晶體管進行輸出能夠有效簡化輸出動作，避免PLC芯片在使用過程中損毀。

2.2軟件的優化設計

軟件是整個系統運行的核心，因此加強軟件的優化設計，能夠有效提高煤礦電氣自動化控制系統的運行效率。一般來說，煤礦電氣自動化控制系統的軟件優化設計可與硬件的優化設計同時進行，一方面，軟件優化設計與硬件優化設計同時進行，能夠保證煤礦電氣自動化系統的同步性。另一方面，軟件優化設計與硬件優化設計同步進行，還能有效避免設計中不兼容的情況發生，從而提高煤礦電氣自動化控制系統的穩定性與合理性。煤礦電氣自動化軟件設計的核心在于將軟件設計轉化為梯形圖，將軟件設計分為軟件結構的優化設計與軟件程序的優化設計兩個步驟。煤礦電氣自動化控制系統的軟件部分，與常規電氣自動化控制系統別無二致，然而在模塊化設計的過程中，煤礦電氣自動化控制系統的軟件部分與常規電氣自動控制系統的軟件設計就截然不同了。由于煤礦電氣自動化控制系統的模塊化設計是后續功能拓展的關鍵，因此初始設計時，要根據煤礦日常任務進行設計，在同一的系統下將任務分為多個子任務模塊，然后再進行統一調試，最后將其組合成一個完整的程序。因此相關設計人員要深入調查煤礦作業的流程，并根據實際生產要求優化煤礦電氣自動化控制系統軟件部分的結構設計，提升煤礦電氣自動化控制系統的日常運行效率。

2.3抗干擾優化設計

系統的抗干擾設計是煤礦電氣自動化控制系統必須考慮的問題，由于煤礦工作環境較為復雜，井下作業工作環境十分惡劣，因此加強煤礦電氣自動化控制系統抗干擾優化設計十分必要。電磁脈沖是系統芯片的天敵，一旦電磁脈沖超過可承受的范圍，會引起系統崩潰。因此抗干擾優化設計主要針對防腐與防信號干擾兩個方面來探討。加強電氣控制集裝箱、配電箱的防腐處理，是防止電機出現故障、保證煤礦生產的電氣設備正常運行的保障。可以通過防腐處理技術，將電氣設備的轉軸與外殼進行清理維護。此外，防腐涂料的應用也是加強電氣控制技術的重要手段，相關工作人員需要針對容易生銹的控制集裝箱的外殼進行防腐處理，從而保障煤礦生產的電氣設備內部元件的穩定性。在電氣基礎設施與控制集裝箱的安裝工作中，要求相關工作人員考察安裝地點的施工條件，從而按照有利于電氣設備控制的方向進行整體布局，一定程度上能夠提升電氣設備對煤礦生產作業的整體調控能力。而采用隔離變壓器抗干擾能夠有效規避電磁脈沖對系統芯片的損壞，保證煤礦電氣自動化控制系統的穩定性。此外，采用金屬外殼也對電磁脈沖起到一定的屏蔽效果，可將PLC控制裝置置于金屬質地的工作柜中，能夠屏蔽大多數電磁脈沖及空間輻射，保證煤礦電氣自動化控制系統正常運行。

3結語

隨著電子技術發展，電氣自動化控制技術在煤礦生產中得到廣泛應用，也促進煤礦生產效率的提高。然而，如何對煤礦電氣自動化控制系統進行優化設計，還需要設計人員不懈努力，進行反復設計與實踐。

參考文獻：

［1］劉琴.煤礦電氣自動化控制系統的優化設計［J］.中小企業管理與科技(下旬刊)，2013(11)：281-282.

［2］劉曉軍.淺談煤礦電氣自動化控制系統的設計［J］.科技與企業，2014(9)：124.