电气自动控制系统

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电气自动控制系统范文第1篇

关键词：电气自动控制；系统功能；发展趋势

电气自动控制系统的应用给我们的生产生活带来了极大的方便，在人类的发展进程中，对机器的控制以及使用是人类社会的不断进步，电气自动控制系统可以说已经在很大程度上使人力得到了解放，但是在未来的发展过程中，我们还要开发出更加高级的程序语言，使我国的自动化技术水平达到国际平均水平，不断促进我国现代化进程的有利发展。

1 电气自动控制系统的概述

1.1 电气自动控制系统的概念

电气自动控制就是为了达到特定的控制目的，在没有人直接参与的情况下，使用检测仪表和其他的控制设备装置对机器或者某一过程进行控制。一个电气自动控制系统可以分为控制器和控制对象这两部分，其中控制器是指控制机器或者过程的整套自动化的设备和仪表；控制对象则是指被控制的机器设备或过程。在控制过程中需要各种相关的数据参数作为控制用的参考数据，或者叫做被控参数。控制器和控制对象之间具有对应的变化规律，可称为系统的输入和系统的输出。

1.2 电气自动控制系统的性能要求

对于电气自动控制系统的性能，大致可以概括为以下两个方面：一是跟随输入，即电气自动控制系统的输出参量应该跟随着系统的输入参量而变化，比如弧焊机器人末端跟踪焊缝轨迹的控制系统，就要求控制器的输出可以做到跟踪输入轨迹来变化。但这其中也有一些例外的情况，比如有些控制系统中的输入参量是不跟随时间变化的，这就要求输出参量也不跟随时间变化。不管输出参量是否随着时间变化与否，但它都是符合跟随输入的原则的。另一个性能要求就是抗干扰，在进行电气自动控制过程中，难免会受到外界因素的影响，导致控制系统的输出参量产生一些偏差。所以为了保证控制系统能够正确无误地输出数据，就要保证其具有一定的抗干扰能力。

1.3 电气自动控制系统的分类

按照控制系统的结构分类，电气自动控制系统可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合式控制系统；若是按照电气自动控制系统的任务分类，则可以分成调节系统、随动控制系统和程序控制系统；按照电气自动控制系统的数学模型分类，则可以分为线性控制系统和非线性控制系统，其中又包含时变和非时变的系统；按照电气自动控制系统的信号进行分类，则可以分为连续控制系统和离散控制系统。除此之外，还可以根据系统的变量、规模、系统智能化程度等进行分类。

2 电气自动控制系统的功能

电气自动控制系统的标准语言规范是WindowsNT 和IE。在电气自动控制系统的发展领域，由于人机界面能够灵活地控制并且容易集成，目前为止已经成为了一种主流的发展方向，受到越来越多的用户青睐。并且，电气自动控制系统使用的WindowsNT 和IE 语言使其更加容易维护。随着自动化生产水平的提升，企业中自动控制系统的作用显得更加重要，并且正在逐步成为电气系统良好运行的重要支持因素。从大的方面来说，对于电气设备，自动控制系统的功能就是实现机械设备和过程的自动化操作，从而降低人工操作的难度，并且大幅度地提高电气设备的运行效率。这种设备主要有以下功能。

2.1 自动控制功能

当设备出现故障时，需要电气自动化控制系统自动切断电路，来保证整个系统的安全。这也是自动控制系统成为电气操作设备中必要设备的重要原因。电气自动化控制系统中的控制回路能够保证线路安全稳定的运行，实现控制功能。

2.2 保护功能

电气设备在运行过程中会时常发生不可预知的故障，电压或电流以及功率等会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套能够检测这些故障信号并对设备和线路进行自动处理的保护设备。

2.3 监控功能

当前的电气自动控制系统都配备了相应的监控功能。这是由于控制系统中的自变量是电，而电是不能被肉眼所看见的，从外表看一台机器设备，是不能够判断它是否带电。所以这就需要借助各种功能的传感器的，设置各种视听信号，利用传感器进行转化，从而监控整个系统的变化。在自动控制系统检测到异常状况时，会自动发出报警信号，对工作人员进行提醒，实现系统的人机一体化。其中监控方式又可以分为集中监控方式、现场总线监控方式和远程监控方式。首先，集中监控方式方便运行维护，并且对控制站的防护要求较低，系统设计也相对简单，但集中式的处理器的任务较为繁重，处理速度也因此较慢。而且电缆数量的增加、长距离的电缆也会引入的较多的干扰，也会影响系统的可靠性。需要二次接线，但是二次接线复杂，查线不方便，很大程度上增加了系统维护的工作量。对于远程监控方式说来，它适合于小型系统的监控，不适合全厂的系统构建，因为它的通讯速度较低。但它也具有一定的优点：节省材料和安装费用、可靠性高，并且组态灵活。现场总线监控方式加强了系统的针对性，它不仅具有远程监控方式的所有优点，还可以减少大量的隔离设备。它通过通信线进行连接，节省大量电缆，从而大大降低了建设和维护成本。

2.4 测量功能

电气自动控制系统能够测定线路的各种参数，在人类自身能够接收到的视听信号只能定性地表征设备的工作状态，要进行对设备的电压、电流、功率等详细参数的测定，还是需要使用具体的电气设备。电气自动控制系统本身具有自动测量这些数据的功能，这就给设备的控制带来了很大的便利。

2.5 智能化功能

电气自动控制设备智能化模式成为了企业发展的新方向。目前，对于以太网在自动化系统中的应用，已经积累了丰富的经验，智能化的电气设备也有了很快的发展。由于智能化技术具有良好的安全性、稳定性和可靠性，就使其能完全摆脱人工操作，只通过计算机即可达到良好的控制效果。

3 电气自动控制系统的发展趋势

在当前情况下，软件的重要性得到了很大程度的提高，电气自动控制系统正从单一的设备转向集成的系统。这可以反映在如下方面：市场的需求促使自动化与IT平台进行融合，尤其是电子商务的普及更将加速这一过程。在自动化领域中，IT技术和多媒体技术拥有相当广泛的应用前景：管理层不仅可以利用浏览器存取财务、人事等数据，也可以实时地对当前生产过程的动态画面进行监控，这样就能够实时、全面、准确地了解详细的生产信息。可以说虚拟现实技术和视频处理技术，将直接对未来的自动化产品产生深远的影响。与此同时，软件结构、通讯能力、组态环境变得更加重要了。随着当前计算机技术、以太网和技术的飞速发展，在未来的电气自动控制系统中，电气技术的与计算机和Internet 结合将会变得越来越紧密，计算机将会在电气自动控制系统中发挥不可替代的作用。

总之，从长远角度考虑，企业在控制电气设备过程中要采用先进的控制系统，自动化控制系统的运行可提高设备操控的效率，降低操作人员从事生产的难度。为了让自动控制系统能够高效运行，企业必须制定针对性的技术方案保证设备的正常运行。

参考文献：

[1]拾以超.基于生产过程的《可编程控制器》实践教学研究[J].时代农机，2015（02）.

[2]阮正家.L系列PLC在高速冲床中的应用[J].国内外机电一体化技术，2015（01）.

[3]李凡.PLC控制在气力除灰系统的应用[J]. 自动化技术与应用，2015（05）.

电气自动控制系统范文第2篇

关键词 发电厂 电气自动控制系统 监控 设计

中图分类号：TM621 文献标识码：A

0引言

在电力系统运行中，通常可以将发电量的控制分为以下3种情况：

（1）通过使用同步发电机调速器进行控制；

（2）利用自动发电控制系统进行控制；

（3）根据经济调度进行控制。

1电气自动化控制系统的具体监控方式

1.1集中监控方式

所谓集中监控，就是利用一个处理器将监控系统的各种功能进行集中处理。该方式的主要优势是在系统运行过程中维护较为简便，并且对控制站的要求也不会过高。但是，在采用该方式进行监控时，处理器所承担的任务过于繁重，会导致处理速度过慢，尤其是当监控网络终端过多时，很可能会发生主机冗余下降的现象。同时，该方式布线情况过于复杂，投资成本较大，并且当系统主机和终端之间间隔的距离太远时，会导致驱动功率的加大和干扰信号影响的增加，从而降低系统运行的可靠性。

1.2远程监控方式

远程监控作为一种较为传统的监控方式，主要由各个分立元件如晶体管等构成，通过模拟信号，利用硬件对电气自动控制系统运行中产生的数据进行采集和分析。由于该监控方式中并未引入软件系统，因此其不能实现自动控制和远程调解。虽然在硬件系统的支持下，电气自动控制系统也可以稳定运行，但是由于各个装置中的元件都是相互独立的，不能进行自我故障诊断，因此一旦元件发生故障，无法及时发出警报，将会直接影响到电网运行的安全。

1.3总线监控方式

近年来，工业系统普遍采用总线监控方式，该方式的系统设计针对性更加明显，其主要优势在于可以通过一组总线将所有监控节点都连接起来，避免了复杂的布线，减少了智能设备的安装及维护工作量，并且降低了系统运行的投资成本。同时，该方式采用了总线协议，可以进一步提高系统运行的安全稳定性。通常使用的现场总线包括CAN总线、PCI04总线等。

2发电厂电气自动控制系统概述

调整控制频率的方式一般可以分为3种，分别是频率的一次调整控制、二次调整控制以及三次调整控制。为了有效控制发电机组的实际输出功率，通常采用调速器进行频率的调整，以加快响应速度，确保机组能够更好地适应短时间发生的小负荷波动问题。当发生幅度变化相对较大的负荷波动问题，且其发生周期在10～180s之间时，单纯采用调速器对频率进行调整将不能满足要求，此时需要通过电气自动控制系统中心对系统及其它地区相互连接的输电线路上产生的功率偏移大小进行分析，并采用AGC系统来对负荷进行自动控制。而当负荷波动发生的周期在180 s以上时，要根据负荷曲线以及负荷变化趋势，在计算机的控制下确定最合理的输出功率，同时发出相应的控制指令，以便各个发电厂及时准确地实现频率的调整。AGC系统主要是用来对发电机组的输出功率进行适当调整和控制，以实现对负荷波动的控制的。如果电气自动控制系统在运行过程中发生功率不平衡现象，就会导致频率出现一定程度的偏移，因此我们可将电网频率作为发电机输出功率控制的一个有效的参考数据。另外，根据电气自动控制系统频率的变化情况，调速器还可以对发电机的实际输出功率进行自动控制和调节，但是其不同于自动发电控制。

3发电厂电气自动控制系统原理

AGC系统结构最为简单，由一台发电机组和联络线构成，主要通过计算机来完成对发电机输出功率的自动控制。若电气自动控制系统中含有多个联络点以及发电机组，就需要将AGC系统更改为包括若干个相互并联的发电机组，从而实现对回路的控制，但是不需要改变内外部控制回路的具体结构。对应AGC系统，可根据误差信号信息ACE，在系统频率以及输电线路功率等发生偏差的基础上有效确定发电机组的输出控制信号。此外，系统的负荷分配器可根据输入控制信号的大小来具体控制发电机输出功率的大小，该过程严格遵循等微增率准则。发电厂电气控制系统主要任务包括以下4个方面：

（1）确保整个系统中的发电机输出功率与总负荷功率互相匹配；

（2）尽可能地控制电力系统频率的偏差，使其保持在一个额定值；

（3）保证区域间联络线的实际交换功率与设计值保持一致；

（4）确保各个发电厂之间可以在最经济的条件下完成负荷分配。

发电厂电气自动控制系统主要包括负荷分配器和发电机组控制器2个部分，其中负荷分配器主要用来确定各个发电机组最合理的输出功率，而发电机组控制器则用来对调速器所具有的调节特性进行调节，确保发电机组的实际功率与设计功率保持一致。

负荷分配器主要根据发电机的输出功率及频率等发生的偏差程度，合理分配区域网中各个发电机组的实际输出功率。经济负荷分配方式（EDC）会在每5min之后就对输出功率P和分配系数口值进行一次修改，以确保经济调度的顺利进行。另外，为了有效增大发电机组产生的误差信号信息，需要采用附加负荷分配回路，此时分配系数不同与经济负荷分配系数，不会受到经济调度的约束，因此我们可以将其称为调整分配。

如果ACE信息为0，那么要根据经济调度的相关要求对系统的负荷进行合理分配。例如，若系统运行中因负荷发生变化而导致功率不平衡，此时会出现ACE信息，可以根据分配系数完成相应分配，而在功率恢复平衡之后，ACE信息就会随之消失，此时仍然会按照经济调度对总发电功率进行分配。因此，该分配方式相对来说较为理想。在现代数字电力系统的运行过程中，通过执行AGC，会在每隔2～4s之后对联络线的实际功率、系统运行的频率以及发电功率等进行一次测量，然后利用遥控装置将测量结果发送到AGC系统的负荷分配回路以及发电机控制回路中，以便开展计算工作，并在得到需要增加或降低的发电量信息后，继续利用遥控装置将其回复给发电机组。AGC系统所承担的主要任务是根据变化周期对负荷进行适当调整。调整工作可以由2台计算机来完成，一台计算机主要负责经济运行的计算，另一台则要把计算结果和控制信号及时发送到各个被控制发电厂。在调整过程中，系统主要针对周期为10s的负荷波动，因此AGC发出的指令循环周期不得超出l0s。通过AGC系统的调整，可将电力系统的频率维持在一个额定值上，同时还能够将地区电网联络线上的交换功率有效地控制在合理范固内。对于控制区域中不存在AGC的情况，当区域内产生任何负荷变化时，都会要求联合电力系统通过联络线向该区域提供所需功率，这就会导致净交换功率与预定数值之间出现一定的差别。而在控制区域中存在AGC时，该区域的负荷变动就会直接由AGC进行控制，可以保持交换功率及频率不变。

4结语

总而言之，在电厂发电运转的过程中，电气自动控制技术所发挥的作用非常明显。只有合理采用电气自动控制技术，才可以确保发电机组的工作性能得到最大程度的发挥。电气自动控制系统可以使发电机组在一个安全、统一的环境中运行和管理，进一步加强了电力系统所应具备的控制能力，提高了自动化水平，降低了成本，增强了发电厂的竞争活力。

参考文献

[1] 张立波.发电厂电气自动控制系统设计[J].工业研究，2010（11）.

[2] 冶军.关于发电机电磁系统故障的检测分析[J].黑龙江科技信息，2014（18）.

[3] 王永红.电厂发电机组在AGC方式下的改进[J].中国科技信息，2013（10）.

电气自动控制系统范文第3篇

【关键词】PLC；电气设备自动控制系统；设计；运用

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

1.PLC控制系统的设计分析

1.1设计程序

在确定了电气自动控制任务之后，应先对评估控制任务进行分析，锁定PLC控制范围，再从价格、功能等因素进行综合考虑，工程人员则根据个人喜好及了解选择相应的程控制器。主机选定后，则开始挑选配套模块，如位置控制单元、热电偶单元等。

1.2确定I/O地址

PLC控制系统的设计基础是PLC接线端上I/O地址的确定。以软件设计的角度为出发点，只有I/O地址确定了，编程工作才能进行；以PLC接线、控制柜为出发点，I/O地址确定了，才可进行电气接线图、装配图的绘制及连接线路。

1.3关于控制系统设计的分析

系统设计主要由硬件设计与软件设计两部分共同组成[1]。

1.3.1 关于PLC系统的硬件设计分析

硬件设计主要是对PLC控制器、电气线路设、线路及抗干扰措施等内容进行设计。

1.3.2关于PLC系统的软件设计分析

软件设计主要是PLC控制程序进行编写，包括主、子、中断三种程序。PLC程序设计主要是使用一般编程方法，如状态表法、流程图法等，但有时也会凭设计者个人经验完成，以下是程序设计的操作步骤。

先把输出对象、启动条件、关断条件确定下来；（2）确定输出对象的启动条件、关断条件有无制约条件，如果有，要先找出制约条件；（3）假如输出对象是根据方程式进行编程，且有制约条件，进行编程时也要根据相应的方程式；（4）把相关条件代入到方程式中，再按照PLC的编程要求，把梯形图设计出来；（5）检查及修改设计好的程序[2]。

1.4对整个PLC控制系统进行调试

1.4.1系统模拟调试的相关分析

在模拟调试硬件部分时必须先断开主电路，通常只可调试手动的控制范围，确定其正确与否；调试软件部分时，以模拟各式开关信号输为主，然后留意PLC输出端的输出灯是否发生改变；在调试的过程中，量信号如果有模拟的必要，可选用万用表、电位器、开关来配合，以便可以模拟出完全不一样的开关信号机传感器信号，再检查PLC输出的逻辑关系是否符合控制系统的要求，并可在电脑中直接进行模拟调试，假如发生错误，应对调试程序进行重复修改，直至取得正确的输出逻辑。

1.4.2系统联机调试的相关分析

编制、调试好程序后，系统联机调试会将其下载到现场中的PLC控制系统中。在调试的过程中，必须先断开主电器，只可联调控制电路。在现场联调时，软件和硬件间如果出现问题，应多次检查电气系统的接线，并重新编写、调试程序系统，待整个系统控制功能满足控制要求。系统调试完成后，要把技术资料整理好并进行存档，以利于后期的维护与检修。

2.关于PLC系统的抗干扰设计分析

2.1电源的抗干扰设计分析

电源部分以电源变压器为主要元件，为了降低电网的干扰度，一般会采用容量比实际需要大出1.2～1.5倍的隔离变压器。在实际应用中，要使变压器的屏蔽层良好接地，采用双绞线作为次级线圈，防止电源线间产生相互干扰。假如条件允许，可选择在隔离变压器前安装滤波器，经过滤波的隔离后，干扰信号会大大削弱，便有效提高了系统的可靠性。

2.2输入信号与输出信号的抗干扰设计分析

为了防止输入信号与输出信号受到干扰，选用绝缘I/O模块会取得较好的效果。

2.2.1关于输入信号的抗干扰设计分析

由于输入信号的输入线间会存在差模干扰，故可采用输入模块的方法来减少干扰；而输入线和大地之间出现的共模干扰，则可采用扩张器接地的方法来抑制。当输入端出现感性负载的情况时，为了保护电路信号，通常可采用硬件容差、可靠性容错技术的方法来实现目的。

2.2.2关于输出电路的抗干扰设计分析

假如PLC系统属于开关量输出，则会有晶闸管、继电器、晶体管输出这3种输出形式[3]。选择其中的何种输出形式，要根据负载要求才能确定。如果负载超出了PLC的输出能力，此时应进行外接继电器或接触器的操作，才能保证系统的正常运行。

PLC的输出端如果与感性负载相连接，输出信号无论是由原本的关变为开或者从开变为关，均会使部分电量产生干扰。所以，在进行抗干扰设计时，要以最快的速度采取合理可行的保护方法来保证PLC输出触点的安全。假如是直流负载，则可将二极管D并联于线圈两端续流；如果是交流负载，可并联RC在线圈两端，以达到吸收电路的目的。

2.3外关于部配线的抗干扰设计分析

由于外部配线间存在分布电容、互感，故会在传送信号时造成窜扰。为了使外部配线不受到干扰，各线路应使用各自的电缆。晶体管的输入、输出信号线及集成电路的输入输出信号，均应使用屏蔽电缆，且在输入侧及输出侧让屏蔽电缆保持悬空状，但在控制器侧要保持接地。假如配线距离是在30m以下，直流输入、交流输入及输出信号不可使用同一条电缆，若是经过同一配线管，输入信号一定要是屏蔽电缆；假如配线距离是在30～300m，直流输入、交流输入及输出信号线应使用各自的电缆，且必须采用屏蔽线作为输入信号线；假如配线距离超过300m，可通过远程I/O通道或中间继电器来实现信号的转换。

3.PLC控制系统应用于电气设备的相关分析

3.1 PLC系统的硬件设计分析

考虑到生产现场的污染严重、噪声干扰，本次的主控单元采用了小型的可编程控制器，并采取了两级监控方式。生产管理级是上位机，操作人员要负责编程及调试可编程控制器，并要监视和记录下位机现场的采集数据与信息，同时还要实现对现场电气设备的控制。此外，还应和一台终端机保持通讯，需要时可打印出所需资料。基础测控级为下位机，负责采集生产现场的数据及控制生产过程。最新的SLC5/04处理器不仅可以提供960个I/O点、在线编程及钥匙开关，本身还具有一个内置的DH+口，它能与DH+直接相连，实现与SLC5/04或其他处理器的高速对等通讯[4]。

3.2 PLC系统软件设计分析

（1）当前，PLC系统的上位机软件主要是采用了RSVIEW32型号的监控软件，该软件为用户提供图形化组态软化更直观、方便，且能在较短的时间内为用户构造相应的控制方案。监控软件选用的是模块化结构方式编制。利用已采集和处理过的PLC内存单元数据，可用抽象的图形在屏幕上模拟现场的任一机电设备的运行情况，从而能够监控系统中各电气信号的数据，再与实际情况相结合，将新数据输入PLC内存，把命令传达到CPU中。假如系统发生故障，不仅会发出报警声，还会将故障点以动态方式显示出来，并提供故障原因查询图和解决办法查询图，还能进行用户流程图、历史走势等界面的组态。

（2）下位机编程软件主要是采用了RSLOGIX500编程软包，该软包的WINDOWS界面直观、亲切，编辑器灵活，有利于用户节约时间及提高生产率。

3.3系统设计的特性分析

仪表和PLC的分柜安装，使抗干扰能力得到增强；PLC内部程序进行了抗干扰设计；对输入输出路径进行了仔细设计，力求既保证系统的完善，又可最大限度地压缩输入输出点数。

4.小结

综上所述，由于采用了PLC控制系统，电气设备自动控制系统的继电器逻辑变得简化，系统的可靠性也得到大大提高，且操作也变得简便。此外，PLC控制系统还能实现零故障运行，技术性能较稳定，维护检修工作也容易开展，为电气设备自动控制系统带来了较大的便利，为PLC控制系统的设计提高供了一条清晰的思路。

【参考文献】

[1]毛伯东.浅谈电气设备自动控制系统中P LC的设计与运用[J].广东科技.2009(07):154-155.

[2]郭泽宜.PLC 在工业自动化中的应用[J].科技资讯.2009(21):86.

电气自动控制系统范文第4篇

关键词：电气自动化;检测;控制;设计;系统

随着电气自动化控制系统的不断进步，在生活中的应用也越来越多，同时也使得智能化水平不断提高。自动化技术的发展，要求设计的控制系统达到最优化，为了使系统控制达到最优控制和系统能自行调节，要求设计必须允许模型的结构和参数精确度不在一定范围内变化，实现系统的智能控制，有利于电气自动化得到很快的发展。一些精准的控制仪器设备依托通讯技术，在现代制造和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。探究自动控制系统的设计，不断地融合进新的因素，有利于进一步提高我国在电气自动化领域的科技水平。

1 自动检测技术

1.1 自动检测技术的功能

自动检测技术是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的，它要求在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。实现自动检测减少人为干扰因素和人为差错，提高系统的安全与稳定性，确保生产过程或设备的可靠性及运行效率。自动检测系统需要将被测参数直接测量并显示出来，提供给用户有关被测对象的变化情况，另外就是用作自动控制系统的前端系统，根据参数的变化情况实施自动控制。

1.2 检测技术的应用

自动检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息处理的理论和技术为主要内容的一门技术学科。检测技术就是寻找与自然信息具有对应关系的种种表现形式的信号，反映某一信息的多种信号，并挑选出在所处条件下最为合适的表现形式，以及寻求最佳采集、变换的相应的设备。自动检测技术的主要研究内容包括数据测量、测量方法、测量系统和数据处理。

2 自动控制系统设计与应用

2.1 自动控制系统设计

2.1.1 设计特点

在自动化控制系统中，高低压变配电设备装有嵌入式控制装置，用电设备在进行电气设计时，不能单单考虑集中的二次信号和自动化控制系统的预留互联条件，控制系统要求进行高低压控制设备的一次电气设计。同时按工艺控制要求，根据用户条件和用电设备的要求和特点，按照工艺控制特点和自动控制原则，进行系统的控制流程图设计，用标准的组态工具软件进行控制系统监控软件组态。

2.1.2 设计思想

过去，电气自动化的设计都是由一些完全独立的配件来完成的，用户只是通过各个配件之间的连接以及功能配合来形成的。由于微型计算机的引入，逐渐形成了与微型计算机所对应的自动化的控制系统，使系统的控制和管理更加智能化和人性化，从而满足用户的要求。

2.1.3 电气自动化控制系统组成

电源供电回路分为有 ac380v 和 220v 等多种。 保护回路对电气设备和线路进行短路的和诸多故障的保护;信号回路能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路;自动与手动问路设有自动环节，确保在安装、调试及紧急事故的处理中需要设置手动环节通过转换开关等实现自动与手动方式的转换;自锁及闭锁同路是能够保持通电电气设备能继续工作的电气环节，保证设备运行的安全与可靠性。

2.1.4 设计方式

集中监控方式， 将电气的各馈线在现场设置现场设备接口， 通过硬接线电缆与集控室相连， 对全厂电气没备进行监控。这种监控方式使DCS的造价下降;远程智能方式，远程智能方式是利用硬接线电缆与加采集柜相连，节省了大量电缆，同时具有完成数据处理、自检、自校正等功能;现场总线控制系统方式。现场总线是信息技术、网络技术发展到控制领域和现场的体现。在改变DCS集中与分散相结合的基础上，将控制功能实现了彻底的分散控制。

2.2 电气自动化控制系统的应用

2.2.1 电气自动化技术在火力发电中的基本作用

传统的火力发电集散控制系统可以基本实现独立运行，实现信息互访和交换量的互换，但是对整个电气自动化系统的反映信息量相对较少， 也导致电气系统操作人员运行系统的不便， 不利于其对机器设备的事故进行分析与解决。因此为了提高电气系统的自动化水平， 就必须转变一对一采集电气信号的形式，充分利用其联网信息多样化的优势，提高电气自动化系统的运行和管理水平。电气自动化技术通过监视控制设备，以主接线图的运行状态和数据信息， 及时提供很多特殊的数据反馈，利用测控装置进行电量统计， 实现在线自动效核和电动机状态检修等。

2.2.2 用于故障检测与维修

电气自动化中的集中监控设计，具有运行稳定、维护方便、控制系统的技术，可以将系统的各个功能都集中到一个处理器进行优化处理。有关现场总线的自动化进程使系统的应用更加有针对性，可以根据现场设备的具体情况进行调节和组装。装置设计的功能具有独立性，保障在任何的一个装置发生故障时，其他的系统还可以正常工作，同时它可以通过图形化的自动化控制管理界面，能够及时、准确地保障整个设备设施的正确运行状态，查找故障来源，节约了大量的人力、物力和财力。

参考文献：

[1]薛葵.电气监控系统[J].电力系统装备，2002（01）： 72-73.

[2]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）.

电气自动控制系统范文第5篇

关键词：电气自动化；PLC；控制系统；优化设计

引言

电气自动化控制系统已经深入煤矿生产的每一个环节，并取得良好的应用成果。煤矿生产离不开数字处理与风险预测，这需要专业的控制装置，而嵌入式PLC自动电气控制系统能够适应各种恶劣环境，因此在煤矿工业领域得到十分广泛的应用。本文立足于煤矿电气自动化系统，深入研究优化电气自动化控制系统的方案，从而提高系统的稳定性。

1煤矿电气自动化控制系统

1.1参数测量与控制

就电气控制系统而言，温度控制、矿井水泵的开合控制都是其核心内容，将直接反映煤矿的电气设备的运行情况，因此优化电气设备的控制系统对于煤矿的生产工作具有十分重要的意义。通常情况，测量设备的热电阻作为对应的传感器都能保持清晰的传感功能，需要注意的是，要将传感器的温度保持在100℃以内[1]。通过将温度信号转换为电压信号，最终实现闭环控制。电气控制系统在企业的日常煤矿生产工作中扮演着关键角色，可以借助监控层与网络连接，从而实现对瓦斯含量的计算、通风情况的检测、采集数据的工作，动态的对单元过程、设备进行控制。而管理监控层的应用主要是利用组态，采集数据信息，实现优化处理相关信息数据的目的。

1.2PLC控制器

PLC控制器作为自动化的控制设备能够用于煤矿生产电气设备的控制工作。煤矿生产电气控制系统主要采用PLC（可编程控制器）支持煤矿生产电气设备的整体运作。一般来说，自动化煤矿生产电气设备的PLC可编程控制器主要由CPU主站单元、数字量输出模块、拟量输出模块、特殊通讯模块、数字量输入模块及模拟量输出模块六大部分组成。主站单元CPU处理器增加了输出点，从而方便系统直接对煤矿生产电气设备进行控制，另外，在转速、频率方面拟量输入模块都有很大进步，不但能够用于采集信号，还能保证操作员用于多线操作。此外，扩展单元将煤矿生产电气设备分为上下部分，配置16点数字输出模块，从而增强电气控制系统对电气设备损坏报警系统等部分的控制，增加数字信号的交换频率，在低成本的基础上实现高性能的煤矿生产设备电子控制系统构成，控制执行元件工作的时序，从而达到理想的煤矿生产效果[2]。

1.3信息采集系统

采集信息是PLC的主要功能，作用于煤矿电气自动化控制系统核心部分。通过通讯模块，将矿井下情况的信号以参数的形式传送至可编程控制器中，并根据煤矿生产的电气设备的实际运行的情况进行风险评估，以便在突况发生时及时反馈给相关技术人员。另一方面，能够通过主从站之间的信息交换，实现人机交互的工作状态，不断将运行信息以声光的方式发送，可以进行连锁保护，这是电控系统本身具有的一个重要功能[3]。1.4电磁阀在煤矿生产作业之中，所使用的电磁阀可以通过进气系统划分为两类，分别是耐腐型电磁阀及普通型电磁阀。由于煤矿作业的工作环境相对复杂，存在着大量腐蚀性物质，这些腐蚀性物质会影响煤矿生产电气设备的正常使用。如何提高煤矿生产电气设备的抗腐蚀性成为业内关注的焦点。耐腐型的电磁阀通常用四氟乙烯制成，具有成本低廉、抗腐蚀性强的特点，因此被广泛应用于煤矿生产作业的进气系统中。

2煤矿电气自动化控制系统构架的优化

2.1硬件部分的优化

电气自动化控制系统的硬件部分是煤矿电气自动化控制系统的核心部分，直接影响煤矿电气自动化控制系统的稳定性，与煤矿生产的效率息息相关，因此加强硬件部分的优化，对于煤矿电气自动化控制系统的构架具有十分重要的意义。在设计煤矿电气控制系统硬件时，应当从系统输入电路入手，考虑煤矿井下工作条件较为恶劣，而PLC供电的电源一般是交流电，在80V～240V之间，因此为保证电气自动化控制系统正确运行，需要选择宽幅、适用的输入电路。此外，考虑到煤矿井下工作对自动化控制系统的信号具有一定的干扰，因此为了保证电气自动化控制系统正常运行，要适当增强系统输入电路的抗干扰性能。采用隔离变压器能够增大变压器的初级线圈屏蔽层与刺激线圈屏蔽层的接触面积，有效减少矿井下面的脉冲干扰。调整输入电路的荷载量也是避免短路操作的重要手段，一般来说，如果系统输入电路存在过载的情况，会直接导致系统无法正常运行，影响煤矿电气自动控制系统正常工作。除了优化系统输入电路，还要优化系统输出电路，采用晶体管输出是输出电路的重要优化方面，一方面，采用晶体管进行输出能够适应高频动作，并且晶体管的抗干扰能力较强，能够保证电路不受其它信号的干扰。另一方面，以煤矿的水泵机房为例，使用晶体管进行输出能够有效简化输出动作，避免PLC芯片在使用过程中损毁。

2.2软件的优化设计

软件是整个系统运行的核心，因此加强软件的优化设计，能够有效提高煤矿电气自动化控制系统的运行效率。一般来说，煤矿电气自动化控制系统的软件优化设计可与硬件的优化设计同时进行，一方面，软件优化设计与硬件优化设计同时进行，能够保证煤矿电气自动化系统的同步性。另一方面，软件优化设计与硬件优化设计同步进行，还能有效避免设计中不兼容的情况发生，从而提高煤矿电气自动化控制系统的稳定性与合理性。煤矿电气自动化软件设计的核心在于将软件设计转化为梯形图，将软件设计分为软件结构的优化设计与软件程序的优化设计两个步骤。煤矿电气自动化控制系统的软件部分，与常规电气自动化控制系统别无二致，然而在模块化设计的过程中，煤矿电气自动化控制系统的软件部分与常规电气自动控制系统的软件设计就截然不同了。由于煤矿电气自动化控制系统的模块化设计是后续功能拓展的关键，因此初始设计时，要根据煤矿日常任务进行设计，在同一的系统下将任务分为多个子任务模块，然后再进行统一调试，最后将其组合成一个完整的程序。因此相关设计人员要深入调查煤矿作业的流程，并根据实际生产要求优化煤矿电气自动化控制系统软件部分的结构设计，提升煤矿电气自动化控制系统的日常运行效率。

2.3抗干扰优化设计

系统的抗干扰设计是煤矿电气自动化控制系统必须考虑的问题，由于煤矿工作环境较为复杂，井下作业工作环境十分恶劣，因此加强煤矿电气自动化控制系统抗干扰优化设计十分必要。电磁脉冲是系统芯片的天敌，一旦电磁脉冲超过可承受的范围，会引起系统崩溃。因此抗干扰优化设计主要针对防腐与防信号干扰两个方面来探讨。加强电气控制集装箱、配电箱的防腐处理，是防止电机出现故障、保证煤矿生产的电气设备正常运行的保障。可以通过防腐处理技术，将电气设备的转轴与外壳进行清理维护。此外，防腐涂料的应用也是加强电气控制技术的重要手段，相关工作人员需要针对容易生锈的控制集装箱的外壳进行防腐处理，从而保障煤矿生产的电气设备内部元件的稳定性。在电气基础设施与控制集装箱的安装工作中，要求相关工作人员考察安装地点的施工条件，从而按照有利于电气设备控制的方向进行整体布局，一定程度上能够提升电气设备对煤矿生产作业的整体调控能力。而采用隔离变压器抗干扰能够有效规避电磁脉冲对系统芯片的损坏，保证煤矿电气自动化控制系统的稳定性。此外，采用金属外壳也对电磁脉冲起到一定的屏蔽效果，可将PLC控制装置置于金属质地的工作柜中，能够屏蔽大多数电磁脉冲及空间辐射，保证煤矿电气自动化控制系统正常运行。

3结语

随着电子技术发展，电气自动化控制技术在煤矿生产中得到广泛应用，也促进煤矿生产效率的提高。然而，如何对煤矿电气自动化控制系统进行优化设计，还需要设计人员不懈努力，进行反复设计与实践。

参考文献：

［1］刘琴.煤矿电气自动化控制系统的优化设计［J］.中小企业管理与科技(下旬刊)，2013(11)：281-282.

［2］刘晓军.浅谈煤矿电气自动化控制系统的设计［J］.科技与企业，2014(9)：124.