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关键词:电气,自动化控制技术,解析
中图分类号: F407 文献标识码: A
前言
电气自动化技术的应用已经遍布各行各业,人们在享受该项技术带来的好处的同时,也在继续致力于技术的推陈出新,未来世界各国之间的竞争将会以技术为主导因素,我国只有保持先进技术的开发和应用,才能在世界市场上利于不败之地。目前,各行各业当中已经广泛引入电气自动化控制技术,不仅创造了良好的经济效益,而且促进了经济社会的飞速发展。
1 电气自动化概念、现状以及影响因素
1.1 电气自动化的定义。电气自动化专业时电气工程及其自动化的简称,该专业涉及到电力电子技术,电机学,电机控制,自动控制,智能控制,计算机技术,信息与网络控制技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科。具有软硬件结合,机电结合,强弱电结合等突出特点。
1.2 电气自动化控制技术的发展现状。首先,电气自动化控制技术已经深入到各个领域,从可控开关的设计到航空航天的研究均用到自动化控制技术,随着时代的发展,改变和影响了人类的生活。其次,电气自动化控制技术在工业技术革命推动下产生和发展起来,同时反过来又推动了新的工业技术的产生与发展,其对工业技术产生极大促进你作用。综上所述可知,电气自动化控制技术对人类的生活和工业生产有很大的影响,并且在未来一段时间内仍占据重要地位。
1.3 电气自动化控制技术的影响因素。材料科学和信息技术给电气自动化控制技术的发展奠定了基础,其中信息技术对其的影响更为重要。现代信息技术是人类社会科技进步的产物,是综合了通讯技术、网络技术以及计算机等相关技术的一门学科,它是指开发信息然后使用这种方式利用信息的手段,光电技术、通信技术和计算机等技术构成了现代信息技术的主体,微电子、光电子等电子元器件制造技术也与现代信息技术息息相关。信息技术和电气自动化控制技术不是独立存在的,他们相互促进,共同发展。
2 电气自动化控制技术系统的特征、功能和设计方式
2.1 电气自动化控制技术系统的特征。(1)反应灵敏、控制准确。和其他的一些复杂控制系统相比,电气自动化控制技术的控制对象少、信息量不大、操作频率低,控制系统较为简单;系统具有快速的信号传输能力,反应也很灵敏,可以更加有效地对远程信号进行控制,具有高速和准确的优势。由于系统中电气设备的保护自动装置具有快速反应能力以及较高的可靠性和抗干扰能力,同时还具有较多的连锁保护设计,因此控制系统能够有效满足要求。(2)节约成本、提高效率。工业电气自动化控制技术的进步跟经济社会的快速发展息息相关,在许多特殊的环境中,比如极寒、高辐射等恶劣条件下,许多工作单独依靠人工是难以完成的,这时候电气自动化控制技术就显得尤为重要,他可以完成许多人工无法完成的工作。即使在正常条件下,电气自动化控制技术的应用也会给工业生产带来诸多好处,他在减少人工费用支出的同时极大地提高了工作效率,对社会生产力的提高起推动作用。(3)发展速度快,更新周期短。伴随着经济社会的飞速发展,电气自动化控制技术也发生着日新月异的变化。自50年代“电气自动化”这一词汇提出之后,电气自动化便和其他的控制技术相结合进而走向了一个综合发展的阶段。
2.2 电气自动化控制技术系统的功能。电气控制技术是电气自动化控制技术系统的基础,使其实现功能的多样化。如果具有以下几种基本功能,电气自动化控制系统就能实现有效控制发电机以及变压器组等电气系统断路器:
(1)能够有效操作以及控制变压器组出口处的各种不同的断路器以及隔离开关;(2)能够可靠控制以及保护发电机、高压变压器组,还有变压器的励磁;(3)能够实现发电机组励磁系统起励、灭磁和增减磁控制以及快速变换稳定器的控制方式;(4)以自动或者手动的方式同期并网,减少并网的冲击;(5)快速、稳定地启动和投退高压和低压电源控制和监视装置;除此之外,还应实现有效监视和操作高压变压器组、发电机组、LPS和直流控制系统等功能。
2.3 电气自动化控制技术系统的设计方式。集中监控、远程监控以及现场总线监控理念是指导电气自动化控制技术系统的三种设计方式。集中控制方式具有一个大型处理器,各种控制功能通过中央处理器实现,它的设计简单,运行维护简单,防护要求不高,具有很大的优势。但是,由于处理器要实现对所有分立设备的控制,这将导致处理器的工作量过于繁重,使得处理速度极大降低,影响了系统的快速性;与此同时,由于系统必须实时监控所有电气设备,这将降低主机的冗余度,电缆数量也相应增加导致设备方面的投资增大;采用硬连接的断路器、隔离刀闸也会给系统带来辅助接点不到位、故障查找不方便的缺陷,将导致操作失误的几率提高。以上这些缺点制约了集中监控设计方式的发展,随之出现了远程控制方式,其具有节省电缆材料安装费用、组网方式灵活以及高可靠性等优点,但电气设备通讯量较大往往会导致系统总线的通讯速度不高,该方式仅仅适合监控小型系统而难以适应大型电气自动化系统的要求。随着信息技术和物理技术的进步,现场总线、以太网等技术以及智能电气设备逐渐应用于电气控制系统中,出现了现场总线监控方式的设计理念,改理念可以针对电气系统具体状况进行规划和设计,在继承了远程监控方式所有优点的同时,节省了I/O卡、隔离设备等设备。此外,由于智能化设备的安装过程非常简单,可以很大程度上减少设备投资以及安装和维护的工作量,具有很好的经济效益。由于各装置通过网络相连,组网灵活,功能独立,部分装置出现故障不会对其他装置产生影响,提高了系统的运行可靠性。
3 电气自动化控制技术的发展趋势
随着电气技术与各种先进科学技术的广泛结合,计算机技术逐渐在电气自动化控制技术系统中占据着日益重要的位置。国际电气与电子工程学会为了适应这种趋势,制定了电气自动化控制技术的国际标准IEC6131,并逐渐被工业界所采纳。以太网组网技术的飞速发展和PC客户机服务器体系结构的出现保证了电气自动化的技术实现,市场的需求驱动着电气自动化的进一步发展,使电气自动化控制理念深入人心。未来的自动化产品,如设备开发维护系统和人机交互界面的设计,很大程度上受到虚拟现实技术和视频处理技术的影响,在这些产品中,软件的地位越来越高,软件结构和通讯能力将影响着组态环境的便捷性,这种趋势将不再局限于单一的设备,也影响着集成的系统。
4 结束语
电气自动化控制技术系统具有如此多的特点和优势,自问世以来,便受到工业界极大地关注,给生产生活提供了便利,很大程度上提高了工业生产的效率,促进了经济社会的快速稳定发展。因此,积极学习并不断探索电气自动化控制技术,将电气自动化控制技术与现实的生产生活相结合,制定工业电气自动化的国家发展战略和长远规划,并按照规划目标坚定的走下去,对国民经济的发展具有十分深远的现实意义.
参考文献
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[2]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).
[3]张宏喜.如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试[J].价值工程,2012.
关键词:电气自动化、控制技术、系统设计
Abstract: in today's electrical engineering and automatic control method and application models had very big change, the emergence of new technology in the traditional control system structure of the reform, the global automation technology of application and promotion of this is the fact that does not dispute, it is the inevitable result of the enterprise competition. This paper discusses the overall electrical automation technology in industrial control systems experiment and design, only supplies the reference.
Keywords: electrical automation and control technology, system design
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
前言:
目前,国内外高校都在积极研究、探究高效的面向工程应用的教学模式。面向工程应用与工程专业国际认证,创新构建符合现代教育要求的综合实践教学系统也是当务之急。本文完成的创新控制技术综合实验系统的设计,正是顺应了高等工程教学的发展趋势。该设计既能完成基本电机控制、电器控制技术、可编程控制技术、人机界面组态技术、基于 PC 的软逻辑(软PLC)控制技术、计算机控制技术等实践教学的实验工作,又能拓展为面向现代自动化应用技术,开放、开发型的综合技术应用平台。
1、 工业控制技术综合实验装置设计原则
1.1 工业控制技术综合实验装置设计原则
1.1.1借助实验手段的多样性,实现对学生的创造性思维培养
实验系统中的测控对象,可用不同的技术手段或方式进行测控,这样可给学生一个多自由度的测控技术想象空间。彻底摆脱传统测控实验中,控制方法或方式的单一性,解决了传统单一方法测控实验限制学生思维方式的问题。学生通过这样的培训在了解不同的测控技术与方法的同时,还能进一步的分析各种测控方法的性能、难易程度等综合因素,使学生应用技术的分析、比较、综合能力得以提高。
1.1.2增强实验项目开放性,为强化学生动手能力的培养提供条件。
模块式的设计可以实现各种控制方式方便的、多变化的、全新的软、硬件组合,同时界面之间的接口留有余地,可任意扩展,为学生提供了控制实验、设计开发实验的开放性平台。也为教师的科研开发提供了适宜的空间。应用中,积极鼓励学生在完成教学要求实验的基础上,自主设计实验、开发实验。
1.2 工业控制技术综合实验装置创新点
现代工业控制技术开放型实验装置设计注重开放性、可扩充性;注重利用与挖掘实验设备的潜力,最大限度的提高设备利用率;注重实验系统设计的复合性,从而提高实验空间的使用效益;注重实验手段的多样性设计,为学生解决实际工程问题提供丰富的想象空间。注重将自动化的最新技术引入到实验系统中来,以弥补当前教材建设滞后应用技术的不足,最大限度地缩短学生适应未来实际工作的过渡过程。
2. 工业控制技术综合实验系统设计内容
工业控制技术综合实验装置基本覆盖了当今自动化控制技术的各种技术手段,基本内容见图 1 所示,其中上部分为控制器部分,下部分为控制对象,实验中各种控制器之间可组合成综合性实验。
图1工业控制技术综合实验装置系统
2.1常规电器与智能电器原理与应用控制部分
实验系统可提供多块常规控制电器实验模板、LOGO智能控制器实验模板。根据配置可完成常用控制电器如按钮、时间继电器、热继电器、电流继电器、电压继电器、行程开关、接近开关、中间继电器、接触器以及智能控制电器 LOGO 等的应用技术实验。
2.2变频器应用控制技术部分
系统配备变频器控制模板,三相交流电动机,该部分与常规电器、智能控制电器配合,可完成变频器的面板控制、变频器的远动分段控制等实验。
2.3可编程序控制器部分
可编程序控制器部分组成见图2 所示,该部分配备可编程序控制器控制实验模板,与典型工业控制模板系列( 控制对象) 、变频器控制模板、三相交流电动机、常规电器与智能控制电器配合, 可完成可编程序控制器编程技术实验及综合应用技术实验等。
图 2 可编程序控制器部分基本组成图示
2.4人机界面(组态软件)技术部分
人机界面(组态软件) 技术实验部分见图 3 所示,该部分配置了编程计算机、触摸屏和人机界面(软件 )技术,可完成可视化控制技术的基础性实验;配合 PLC 可构成上下位机控制。
图 3 人机界面技术部分基本组成图示
2.5 PC总线技术实验部分
PC总线技术实验部分见图 4 所示,该部分配置了计算机、PC总线板卡以及人机界面(组态软件)软件,与典型工业控制模板系列( 控制对象)、变频器控制模板、三相交流电动机、常规电器与智能控制电器配合,可完成基于 PC 控制技术实验及部分综合性应用技术实验等。
图4PC 总线技术实验部分组成示意图
2.6工业以太网技术部分
工业以太网部分选用先进的现场可编程 Ethernet总线适配器,其数据传送速率为 10M bit/s ,配置现场组合式 I/O。开关量 I/O:8/8(24V);模拟量:4 路AD、2 路DA(0-10V)。
3. 工业控制技术综合实验系统实验项目
工业控制技术综合实验装置功能:实验设计面向当今的自动化应用技术,可完成各种常规工业控制器如计算机控制、可编程控制器控制技术、总线控制技术等。可完成自动化、电气工程及其自动化、机电一体化等相关专业部分课程如“电机与拖动”、“可编程控制技术”、“电气控制技术”、“计算机控制技术”等课程的相关教学实验。特别是系统提供开放式实验教学与设计型实验支持,适合当今教育教学的知识整合与创新实验设计。基本控制实验项目可达 60 多个,系统设计模式是开放的,因而支持用户进行新实验的自主开发设计。
工业控制技术综合实验装置完成的主要实验项目分析如下。
3.1基于电器的控制实验
典型电器与智能电器原理和应用技术实验包括交流电动机的启动控制实验、交流电动机的正反转控制实验、具有过载保护的电动机的正反转控制实验、接触器、按钮连锁的正反转控制实验、交流电动机的启动综合实验、变频器面板控制应用实验、变频器外部分段控制、外部模拟量控制应用、LOGO 控制器应用实验等。
3.2基于可编程序控制器的实验
3.2.1实验模板系列实验
包括电机控制实验、天塔之光实验、抢答器实验、交通灯自控与手控实验、水塔水位自动控制实验、自动成型机实验、自控轧钢机实验、多种液体自动混合实验、自动送料装车系统实验、邮件分拣机实验、多级供电线路的机电保护、供电主接线运行实验等。
3.2.2实际接线系列实验
包括交流电动机的启动控制、交流电动机的正反转控制、具有过载保护的电动机的正反转控制、接触器、按钮连锁的正反转控制、交流电动机的启动综合实验。
3.3基于计算机的可视化(组态技术)控制实验
3.3.1实验模板系列实验
包括电机控制实验、天塔之光实验、抢答器实验、交通灯自控与手控实验、水塔水位自动控制实验、自动成型机实验、自控轧钢机实验、多种液体自动混合实验、自动送料装车系统实验、邮件分拣机实验、多级供电线路的机电保护、供电主接线运行实验等。
3.3.2实际接线系列实验
包括交流电动机的启动控制、交流电动机的正反转控制、具有过载保护的电动机的正反转控制、接触器、按钮连锁的正反转控制、交流电动机的启动综合实验。
3.4综合开发与开放性实验
PLC 与变频器的组合控制技术实验、PLC 与 MCGS组态软件综合实验、变频器与计算机组态软件综合实验等。
3.5 工业控制网技术(含分布 I/O 配置、现场编程技术、以太网通讯技术与组态技术)。
基于工业以太网的分布 I/O 控制技术或基于现场总线技术的分布 I/O 控制技术实验。
4、结语:
【关键词】电气工程;未来发展;电气自动化控制系统
0.引言
电子电力技术和现代信息技术的发展和成熟为我国电力系统的改善和进步提供了良好的契机。无论是在机械化工厂,还是在办公室办公,电力系统都发挥着重要的作用。伴随着自动化技术的深入发展,不仅提高了整个电力系统的运行效率,而且还使得企业的人力资源和物力资源得到了有效地利用。因此,作为一项新型的科学技术,电气自动化技术值得在现代电力系统中大力地推广和使用。
1.电气工程中电气自动化发展现状
1.1 Windows NT及IE两种标准语言规范
随着科技的发展,现电气自动化领域当中,人机界面操作已成为整个领域当中的发展的主流方向,因其在进行微机系统控制时具有很强的灵活性及易于集成化等优势而使其受到广大用户的青睐。此外,电气自动化工程控制系统所使用到的语言主要为Windows NT和IE两种标准语言,从而加大了整个系统在后期维修过程当中的便利性。
1.2电气自动化控制系统的信息集成化
电气自动化工程控制系统的信息集成化主要表现在两个方面:一方面是指其在管理层面上从纵深方向进行了延伸。在电气自动化工程控制系统当中,企业相关管理部门大多数是利用特定的浏览器来对人力资源或是财务等信息进行存储或是读取,另外还可实时监控进行生产时的动态画面,以及时掌握企业生产过程当中的第一手资料。随着微电子技术的不断发展,现微电子技术的应用也越来越广泛,使得原来拥有明确规定的相关设备也变得越来越模糊,但是其相对的结构软件、通讯的能力及统一却在组态环境的基础上而逐渐突出其重要性。
1.3 DCS系统
现我国工业企业所使用电气自动工程控制系统有很多种类,但其中使用最多的仍然是DCS系统。DCS系统全称“Total Distrbuted Micropro-cessor Contral System”,即分布式控制系统,其是基于集中式控制系统而逐渐发展起来的一种新型计算机控制系统。相比于集中式控制系统,DCS系统因具有强大的实时性、可靠性以及扩充性等优势而使其广泛应用于生产及生活等方面的自动控制领域[1]。但是随着DCS系统的使用范围越来越广、使用时间越来越长其所存在的缺陷也慢慢地暴露出来。比如说因DCS系统的模拟混合体系存在较大的局限性而使其只能使用模拟的传统型仪表,这不但导致系统的可靠性大大降低,而且在后期的维修当中也给维修人员带来了更大的困难。因此,在现代化的时代背景下,必须从技术上下手以创新电气自动化工程控制系统。
1.4集中监控
现我国电气自动工程控制系统当中所采用的监控方式大多数是集中监控,但集中监控方式存在一个很大的缺陷,因集中监控方式是把所有的功能都集中于一个处理器当中进行处理,从而使得处理速度变得极为缓慢,导致整个系统的运行速度变慢。另外,因监控容纳了系统当中的所有设备,直接使得监控数量不断增加,导致主机的空间大大减少,从而使得数量不断增加,这样不仅增加了企业成本,而且还会因传输距离过长而导致系统的可靠性降低。再者因进行集中监控所使用到的联锁以及隔离器件当中的闭锁设备都是采用硬接线来完成的,从而使得设备的功能扩容操作难以进行。
2.电气工程中电气自动化未来发展
2.1市场化的电气自动化工程控制系统
从本质上来看,电气自动化工程控制系统其实也是一种工业产品,若其想获得长期、稳定地发展,那么就必须深化改革企业制造部门的相关体制,不但要将先进的科研成果引入制造部门,而且还要严密观察产业进行市场化之后所带来的结果,以保证企业所生产的产品能够与市场需求相符。此外,相关生产企业不但要研发并加大开发技术及集成系统的投入,而且还要学会巧妙利用分工外包与社会化之间的协作,以使系统相应零部件的生产能够实现生产化及专业化,从而充分发挥高端装备技术开发研究资源的相互作用,将自主装备制造的比例提升。因此可以说,电气自动化工程控制系统的市场化是此行业发展的必然趋势,其可有效提高资源配置的工作效率[2]。
2.2技术标准规范化
微软件公司因采取了技术标准化不仅使其工程成本大大降低,而且也缩短了其工程研发时间,同时还实现了不同部门之间数据的交换及共享。由于电气自动化系统的策划方案非常重要,因此企业若想要在不同系统之间进行连接,其必然要使用微软操作系统,也就是说不同办公室在进行通讯时其所使用的技术标准是IP系统,并且其在建立电气自动化工程控制与管理系统时所利用的也是PC系统。技术标准的规范化有效实现不同厂家不同软硬件之间数据的交换,真正解决了因通讯而出现的困难。因此,在未来的发展当中,电气自动化工程控制系统必然会朝着技术标准规范化的方向发展。
2.3统一化的电气自动化工程控制系统
统一化的电气自动化工程控制系统可实现电气自动化产品的周期性设计、维护及运行等多种功能,对于系统的设计到投入使用整个过程来说,其不但节约了很多时间,而且还使成本大大降低了。利用统一化的电气自动化工程控制系统其主要目的是为了将开发系统独立于运行系统,从而能够更容易满足客户需求。
2.4专业人才的培养
在进行电气自动化工程控制系统的安装及设计时,很多企业很少会对其设备控制人员进行职业性的培训。然而在未来的发展当中,电气自动化控制系统将实现智能化及集成化,其要求相应的人才也要具有更强的技术专业性,这其中的人才不仅仅是指研发人员及制造人员,其更为重要的是操作人员。因此在未来的发展当中,不仅要加强对研发人员及制造人员的培训,而且还要加强对相应岗位的操作人员的专业技能培训。在安装电气自动化工程控制系统时可安排相应操作人员对整个安装过程进行观摩,以让其了解并熟悉整个安装流程,这样相关操作人员对整个系统才能有更深刻的认知。尤其是针对一些不熟悉、不了解或是从未接触过此设备或技术的新员工,更要注意安排其技能方面的培训。
2.5技术创新
对于电气自动化工程,我国制定了一个长期发展的计划:随着环境开放性的不断增强,我国必须加速提高电气自动化工程控制系统的创新能力、集成能力和引入、消化、吸收并重新创造的能力。基于我国这种发展战略的指导,我国电气自动化工程控制系统未来的发展方向必然存在技术方面的创新。所以在未来的发展当中,电气自动化工业企业要不断将自身的技术创新能力进行提升,针对拥有自主知识产权的电气自动化工程控制系统的研发,企业必须加大人力、物力及财力的投入,以为电气自动化工程的研发提供一个良好的平台及更广阔的空间。
3.结束语
“自动化”一是属于信息产业。信息产业被人们誉为“朝阳产业”,发展快、需要人才多、待遇高,是当今科技发展的趋势所在。因此,作为信息产业中的重要一员,自动化专业同样有着光辉的前途。二是自动化应用范围广。目前,几乎所有的工业部门都可以同自动控制挂上钩,现代化的农业、国防也都与自动化息息相关。对于个人发展非常有利。设置的覆盖面广,但是随着社会的不断进步,经济的不断发展,未来工业企业或是其他领域对于电气自动化控制系统所提的技术及操作要求也会越来越高,因此在未来的发展当中,我们还需根据企业需求进一步改善电气自动化工程控制系统。
【参考文献】
关键词:电气控制;自动化;设计要点
中图分类号:TV 文献标识码: A
引言
随着计算机技术和其他应用科技的发展,实现了电气控制系统的自动化,配电系统的电能计量越来越精确,电能的输送和使用越来越安全,耗电量也得到了有效的控制,电气控制的运行成本降低。电气自动化控制系统改变了以往的变电站的功能,科学的电气控制保障了配电的安全,电气自动化控制有效地降低了电力故障的发生。电气自动化控制系统实现了电力能源的节约,减少了电力能源的消耗,符合可持续发展观的相关举措,而且,电气控制的自动化为人们提供了优质的电能,方便了人们的生活和生产。
1、电气自动化控制技术的特点
电气自动化控制技术主要有以下几个特点:(1)电气自动化控制技术技术涵盖面广,电子技术依赖程度高。电气自动化控制技术集多种技术于一体,覆盖层面广,技术含量高,主要依靠多种技术相互配合来运转。其中,电子技术是电气自动化控制技术的核心,电气控制技术是工业自动化的关键,电气自动化控制技术主要靠电子技术去实现工业生产的自动化。(2)电气自动化控制技术精确性高,信号传输快,反应速度快。主要是由于它控制对象少,信息量少,操作频率低,设备配合度高,运转速度快,自动化程度高。(3)电气自动化控制技术可以远程控制,进而实现远程监控和信号输出。
2、电气自动化技术在电气工程中的应用
2.1电网调度的自动化应用
电网的自动化调度符合电气自动化技术在电气工程中应用的大趋势,主要应用于计算机网络、电网调度中心的显示器、打印器和工作站等功能设备。电气自动化技术可以搜集处理电气工程中的相关数据信息,对我国电网的运行进行实时监测和控制处理,判断其是否出现异常现象;可以科学评估电力系统运行状态是否平稳正常,衡量电力负担是否已超负荷;分析电网运行过程中突发状况采取有针对性的解决策略,消除电网运行异常的安全隐患。根据相关调查结果显示,电气自动化技术对于电网调度进行自动化处理,其功能范围越来越广泛,并逐渐成为了核心关键力量。随着电气自动化技术的不断发展进步,我们应加强电网调度的自动化处理,通过监控分析暴露出的问题,找寻解决对策,尽量避免事故发生或者将危害程度降至最低。
2.2变电站的自动化技术
我国变电站应用自动化技术,对整个工作流程实施全程监控和处理,对生产作业采用自动化技术,从而提高了整个变电站的工作效率,提高了工作质量。其自动化技术的工作基本原理是及时将工作的内容和相关信息显示在计算机荧屏上,以便于工作人员观察,对于操作过程中出现的问题和故障及时发现,并巧妙利用自动化技术有效解决变电站运转中的难题,实现变电站工作的安全运行,促进电力系统的顺利发展,达到全程智能控制。由于变电站工作人员可以利用计算机操作电气自动化技术,大大减轻了工作人员的负担,而且提高了工作效率。
3、电气自动化控制技术的设计理念
3.1现场总线控制
以太网技术和现场总线技术的应用,对于电气自动化控制的智能化和可持续发展具有重要意义。现场总线控制方式能够对电气设备中的具体问题进行分析,有效控制现场总线设备。在应用中,现场总线控制方式节省变速器、隔离设备和I/O卡件,安装与维护工作量小,安装效果好,节省了成本。整个系统各项功能装置安全性高,不会出现设备瘫痪的情况,实现电气自动化控制。
3.2集中控制
集中控制是整个自动化控制系统中的主要控制方式,其在控制过程中,将所有信息传送到中央处理器进行集中处理,实际设计过程比较简易,保护措施设定过程中要求并不高,设备运行以及维护过程操作简单,但由于所有信息处理过程必须经过中央处理器集中处理,处理器工作量非常大,处理器运行压力大,导致处理速度较慢,生产投资加大。同时,在进行长距离电缆干扰也会影响系统安全,提高了操作错误机率。
3.3远程控制
远程控制系统在电气自动化控制技术中的应用比较常见,远程控制比较灵活,容易变通,并且节省电缆和成本,在实际使用过程中材料靠抗性较高等。但由于远程控制电气设备实际通讯量较大,使得现场总线实际使用过程中处理速度较慢。远程控制系统在设定过程中只能满足电气设备系统的需求,无法在大型电气自动化系统当中实际应用,其应用范围较小。
4、电气自动化控制系统的设计要点
4.1电气自动化控制系统的分布式控制
电气自动化是经过串行的电线将网络技术、中央处理器、智能仪器、变频器和低压断路器等相关的设备有机地连接在一起的,并采用中央处理器将设备的信息进行提炼和加工,进行数据的收集。电气自动化控制系统实现了分布式的控制,可以将数据分成分支的框架,将智能化的设备通过一根通讯总线和自动化系统有机地连接起来,提高了系统的运行效率。
4.2电气自动化控制系统FCS控制系统的设计
在FCS系统中,信号在传输时是一对多的形式,采用的是双向传输,其所使用的数字具有很高的精确性,可靠性非常强,设备一般都在被监控的状态。客户实现了自由选择设备,自由地进行设备的关联。其中智能仪表可以使设备实现通信、监控和计算的功能。当前,FCS还是存在一定的缺陷的,它没有规定的通讯协议,其通讯速度也比较慢,能连接的设备也不多,无法和智能仪表结合使用。热电厂需要花费大量的资金把智能仪表进行更换。现场的总线可以给热电厂带来很大的经济效益,但是却无法给企业带来整体的效益,在进行总线的布置上,需要依靠其他的系统与之配合完善。
4.3电气负荷自动化控制设计
电气自动化控制系统系统的一个重要的作用就是保障电网的安全运作,电气自动化控制系统的主要目标在于实现负荷的管理和监控。电力系统在不断地更新,传统的以限电的方式来实现负荷的管理和控制已经不能满足人们对电力的需求,以限电的方式来实现负荷的管理和控制导致了电力供应的不平衡。因此,传统的负荷管理和控制应该朝着自动化方向发展,成为电气控制系统的重要组成部分。现在,很多电力部门都有自己的电气控制系统,实现了在新的电气自动化控制系统中使用负荷系统资源,将负荷控制能力转变为负荷管理能力,实现了负荷控制系统与配电系统自动化的统一,实现了信息共享。
5、电气自动化控制技术的发展趋势
随着信息化技术的不断发展,电气自动化控制技术趋向信息化是未来控制技术的必然趋势。目前,Microsoft的Windows平台早已普及到千家万户和各行各业,为现代计算机行业的发展奠定了良好基础。IEC61131的颁布,为未来实现计算机与电气控制系统的融合提供了重要前提,使得计算机在控制系统中的地位不断提升,使得智能化的计算机控制系统不断发展。由于互联网信息技术以及PC客户机的推动,电气自动化控制技术不断改革,同时受到市场经济发展的需要,自动化与信息技术的结合以及现代电子商务的推动,会促使自动化控制技术的网络技术不断发展。多媒体技术以及互联网技术的不断发展,在现代生活发展中应用范围不断扩大,日益成为生产生活中必不可缺的部分
结束语
我国电气自动化控制事业起步时间尚短,与国外先进国家相比还有很大差距。技术人员要刻苦钻研,推进电气自动化控制研究工作深入开展,为我国现代化建设事业筑牢基础。
参考文献
[1]王文静.PLC控制系统在自动化生产过程中的设计要点[J].数字技术与应用,2011,09:17.
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与传统的自动化技术相比,智能控制无模型运转,提高了电气系统的管控效率。同时,智能技术的精度更高,减少了设计中的不可预测问题。因而设计对象模型阶段中便会存在不能估量或是预测的问题。人工智能技术实现了系统的实时调节,利用鲁棒性变化和响应时间提高其工作能力,实现自动化过程。智能技术已经成为现代企业管控的必然趋势,与传统的管控装置相比具有先进性,满足电气自动化工程建设的需求。针对不常见的数据,传统的自动化控制技术无法完成评估工作,但智能技术的出现解决了这一问题,实现了对系统录入信息的有效很快速处理。针对不同的对象,智能技术可显示不同的管控效果,使管控的效果具有针对性。但在目前的智能技术发展程度下,多种控制对象问题无法解决。因此,应从技术方面对智能技术进一步剖析和研究,促进该技术的完善,才能对我国工业以及相关行业的发展起到积极作用。
二、人工智能技术应用
基于电气自动化的复杂性,其操作过程应精细且注重细节。一旦操作失误,将导致系统故障甚至造成安全事故。因此,人工智能技术应用的核心技术在于程序化问题,将复杂化的程序通过智能手段转化为简便化。通过系统日常资料的分析,对设备故障采取积极的应对措施。在具体应用过程中,人工智能技术主要表现为以下几个方面。
(一)智能化设计分析
人工智能技术关系到电力工程以及电路的设计。在传统的设计模式下,工作人员的工作量大,需要大量的试验验证,并且对不合理部分进行改进。因此常出现考虑不周全的问题,处理问题的效率较低,对于难度较大的问题,传统的处理方案无法解决。这使得智能化设计成为必然。现阶段,电力企业逐步实现了智能化设计,全面考察了问题的难度,提高了处理问题的能力和效率。但同时,智能设计对于操作人员提出了更高的要求,要求其掌握专业知识和智能系统操作技巧,并且操作人员还应具有与时俱进的精神,对智能系统进行适当的改良设计。利用人工智能设计,可有效提高数据分析的准确性,将复杂问题简单化。
(二)PLC技术应用
随着电力企业规模的扩大,电力生产对于技术具有更高的要求,基于此的PLC技术成为企业生产和建设的重要目标。PLC技术是一种常见的人工智能技术,目前主要应用于工业、电力企业,具有良好的效果。其是在继电控制装置基础上发展起来的智能技术,该系统的主要作用在于优化了系统工艺流程,从而根据企业需求对运营现状进行调整,确保其运营的协调性。PLC技术以自动控制系统为主,手动控制技术为辅。对于提高电力系统生产实践具有重要作用。在电力生产中,PLC人工智能化技术的使用还实现了自动化目标切换,继电器逐渐代替了实物元件,不但提高而来管控效率,还确保了系统的运行安全。
(三)智能诊断和CAD技术应用
智能诊断系统的出现是电气运行复杂化的结果。该诊断系统要求操作人员具有较多的实践经验,改善了传统模式的手工设计方案,充分体现了信息时代的优势。科技的发展也使得CAD技术逐渐实现了智能化,缩短了产品设计实践。智能化技术优化了CAD技术,对产品设计质量的提高具有积极作用。目前,在电力系统中,遗传算法是人工智能技术的重要表现之一,通过科学的计算方法,提高了数据统计和计算的精确度。基于遗传算法的重要作用,应得到企业的重视。在电力系统运行过程中,如何区分故障和征兆是一个难题,智能化技术通过专家系统和神经网络系统可快速有效的分析出系统故障和安全隐患,并提供一定的解决办法,确保了电力系统的运行问题。
(四)神经网络技术应用
神经网络系统是智能技术的重要体现之一,其作用在于分析和处理系统故障。可对系统故障进行准确定位,并且减少了定位时间。同时,还可完成对非初始速度及负载转矩的有效管控。神经系统设计具有多样性,具有反向学习功能。利用神经网络系统的两个子系统,可实现对机电参数转子速度和电子流的评判和管控。目前,智能神经网络系统主要应用于分析模式和信号处理上。由于其包含非线性函数估算装置,因此对于电气自动化控制具有积极作用。其主要优势在于无需对控制对象建立数学模型,因此工作效率高,噪音小。
三、总结