序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇自動化控制設計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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中圖分類號：R文獻標識碼： A

Abstract: With the development of new technics and the application of new equipment, pharmaceutical companies in China have gained an impressive success in product qualities and quantities. Nevertheless we have to accept the fact that we still have a long way to go to catch up with our foreign competitors. It has been proved that automation system could be helpful to ensure the stability of products and make the management system more effective. In this article, we elaborated the specific parts which require the use of automation system in pharmaceutical companies and introduced the design principles of the system. What is more, we also pointed out some details need to pay attention to during operation. What we discussed here is how to design the automation system in an appropriate way in pharmaceutical projects, which could be meaningful to pharmaceutical companies.

Key words: automatic control, pharmaceutical industry, design scheme, application effect

引言

藥品安全事關人民群眾的身體健康和生命安全，關系到經濟健康發展和社會穩定，有些醫藥生產企業由于缺乏嚴格有效的自動化控制和管理手段與機制，而發生重大的藥品生產質量事件，在社會上反響強烈。這就要求醫藥生產企業采取更加有效的措施，提升藥品質量監控力度，在這個過程中，提高自動化水平發揮著不可忽視的關鍵作用，自動化系統能提高企業的生產和管理水平，有效的控制和約束人的行為，在規范化管理的同時可以大幅降低企業生產成本，提升企業核心競爭力，同時自動化系統的應用對于企業逐漸向國外領先企業靠攏，提升整個行業的競爭能力具有重要意義，是行業發展的關鍵因素之一。

自動化系統在藥品生產中的作用

自動化系統在醫藥企業的產品生產過程中具有重要的價值：

（1）建立自動化系統可以按GMP規范要求對企業整體進行數據采樣、分析、記錄、存檔、列表、實時控制、運行狀態動態模擬、運行成本核算等多專業單元集中管理、統一調度，提高企業的整體素質，使之與國際先進水平靠攏。通過信息的網狀化和立體化管理，實現企業信息的全面共享，同時使文檔的電子化和結構化存儲，便于企業實現集中式和規范化的管理，為科學決策提供信息保證。

（2）建立全天候自動化實時監控系統，可以有效的遏制由于操作不當和人為的瀆職或系統設備本身而造成事故的發生，使管理更加規范。

（3）新型控制技術的應用，縮短生產周期從而提高設備的使用率，減少維修和染菌風險，為企業提供了穩定的生產控制手段和優化工藝的平臺。

（4）在能源計量管理項目中，為企業的生產成本核算和工作的績效考核提供了有效的數據。

（5）自動化系統的聲光報警信號能及時通報專業人員進行維修，預防事故的擴大，有效的保護生命、環境、設備、財產的安全。

自動化系統方案設計

隨著城市規模的快速擴展，處于城市中心區域的大量五六十年代建設的工業企業面臨著外遷，在開發區新建制藥園區的新制劑建設中我們在生產線的自動化控制方案上做了幾方面的提升：

3.1 空調系統

在整個制劑生產線通過自動化技術對設備自身及空氣的純凈度、濕度、溫度、流速等進行參數監控和控制以滿足制藥工藝的要求，具體內容有：風機的啟停控制、風機變頻調節、運行狀態、故障報警、手自動狀態、初效中效過濾網阻塞報警、回風溫濕度、送風溫濕度、加濕器啟停，溫濕度調節、新風風閥控制、部分潔凈房間的溫度 濕度及微壓差參數監測控制等。

網絡方式采用智能分布式, 實現各控制節點之間，以及它們與專用控制、接口設備之間的數據通信。

3.2 規范管理與智能設備

制劑生產中，雖然制劑設備本身的自動化內容比較豐富，但他們的自動化問題大多數是由設備制造商來完成的，是自我封閉的，形成了一個個孤島，還有一些中間過程如原輔料 中間品 半成品等缺乏合適的監控手段，整個生產過程存在著大量的人工操作和質量不可控的環節。

根據上述狀況在項目設計中一方面根據生產和管理的實際需求，進行模塊化和層次化的考慮，詳細梳理并合理設計生產全過程的批生產和批管理流程方案，確定藥品生產全過程中的關鍵質量控制點，把包括最底層的操作工人在內的所有生產和管理人員的所有工作，全部統一在同一個信息化的網絡操作平臺上，由計算機系統有效地規范、約束或取代人的操作行為，從而降低生產環節中由于人為因素導致的質量偏差和事故；另一方面對智能設備的定購提出盡可能統一的通訊接口，通過485接口接入串口服務器，然后轉為以太網直接接入工序的控制網絡。

3.3 能源成本核算

制劑生產中除了原材料成本外能源的消耗也占有較大比例。 生產中常用的能源一般有一次水、循環水、冷凍水、熱水、蒸汽、壓縮空氣（高壓 低壓）、用電量等，因此能源自動計量系統就是對這些能源的使用情況進行采集、瞬時計量，自動記錄各種能源的使用量，并對能源異常消耗進行報警，利用能源計量數據的采集、診斷、分析進行成本核算及生成各種報表，由此達到有效管理節能降耗的目的。

3.4 系統集成

在管理層，網絡將自身的管理設備和建筑物中其他相關系統和獨立的智能化系統連接起來，實現各系統之間的數據通信、信息共享以及其他廠商設備和系統的通訊，網絡采用以太網，以標準TCP/IP協議互相通信，中央操作站及分站，數據管理服務器，網絡控制引擎等設備分布其上，通過瀏覽器，即可以通過用戶名和密碼輕松訪問權限范圍內的被控設備，同時通過內聯網把數據上傳至總部管理層作為決策依據。

安裝注意事項

在項目建設施工過程中要注意以下幾個方面：

（1）現場的電纜、管線、橋架施工安裝須遵守有關規范，測量管線及氣動信號管線的敷設應本著避開高溫、機械損傷、工藝介質排放口、易泄漏、腐蝕、振動、妨礙檢修等場所，不影響交通及整齊美觀的原則進行施工。

（2）儀表設備及控制執行機構，如調節閥等設備的安裝位置都要便于維護和維修，高空處要制作相應的安裝維修工作臺。

（3）儀表線路與工藝設備、管道絕緣層表面之間的距離應符合規范要求；儀表信號電纜與電力電纜平行鋪設時，應保證規定的最小間距，與電力電纜交叉鋪設時，宜成直角。

（4）從電纜橋架至設備的電纜須穿鋼管敷設，注意潔凈區的管線敷設須滿足衛生要求，現場橋架、電纜護管、儀表及箱體應按規定可靠接地，電纜橋架中信號電纜與電力電纜之間需加裝隔離板。

（5） 一次儀表的安裝位置以相關專業的設備、管道位置為準；流量測量信號點的安裝位置保證有足夠的前、后直管段。

（6）土建施工時，凡是自動化專業管線需穿墻，穿樓板或電纜橋架安裝需要預埋鋼板時，請及時與土建專業配合。

（7）組網時要注意RS-485 的接地問題，對整個網絡，必須有一條低阻的信號地將兩個接口的工作地連接起來，使共模干擾電壓被短路。這條信號地可以是額外的一條線（非屏蔽雙絞線），或者是屏蔽雙絞線的屏蔽層。

自控系統的實際應用效果分析

（1）方案的實施合理可靠地解決了生產線中各智能設備自動化檢測與控制的孤島問題，數據更加統一，管理集中便利，使得整個生產線的生產與設備調度自動化過程連貫起來，為成功實現生產全過程的控制和管理提供了技術上的保證。

（2）采用自動化和信息化相結合的手段，能在最大范圍內控制和約束人的行為，排除一切人為的失誤和環境條件的干擾，使藥品在整個生產周期都能夠自動和極其嚴格地按照既定的最優化工藝條件和GMP質量管理規范進行生產，使得藥品質量的可控、可追溯、可驗證變為可能。

（3）項目的實施提升了對藥品生產過程的控制力度，同時自動形成的生產和質量檢驗、控制和驗證所需要的生產文檔、質量文檔和驗證文檔，為項目順利通過國家GMP、美國FDA及歐盟的相關認證提供了大量電子文檔認證。

（4）能源自動計量系統的監控使得企業隨時掌握能源消耗情況，通過能源定量化管理，做到能耗有數據，制定生產工序和產品能耗定額有依據，考核用能狀況有標準，為制訂節能的操作制度創造條件，同時為合理開展節能技術改造提供可靠依據。

結論

自動化系統的建立和完善是提升我國醫藥行業相關企業整體水平的重要途徑之一，有助于企業建立先進規范化的生產管理體系。在藥品生產過程中，可以在多個方面運用自動化系統，將自動化系統與已有的其它相關系統聯系在一起，共同實現對生產流程的監控管理和統一調度，從而實現縮短生產周期，提高運營效率，控制生產成本，進行績效考核以及及時對設備等進行維修以確保生產安全等目的。

參考文獻：

【1】黃超群 唐軍  孫航. 工業生產過程中的SCADA應用分析. 自動化與儀器儀表. 2012，（5）

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1 前言

日常工業生產中，多數生產設備都設有數字模擬控制系統，如，電動機、電磁閥、溫度開關、產品計量、流量控制等，都是通過PLC自動化控制系統技術實現。可見，PLC自動化控制系統在工業領域中有著廣泛的應用。

2 PLC自動化控制系統的設備選型

PLC主要是對工業設備的外部系統實現自動化控制，系統控制設備規模依具體情況而定，可能是單個設備、多個設備組合或者對工業設備的生產過程實現有效控制。市場上PLC自動化控制系統產品型號眾多，不同類型PLC自動化控制系統適用不同范圍。選購時，應結合生產實際情況，分析、統計出被控設備的數字量、模擬量并估算出內存，確保余量適度，同時，應綜合考慮生產廠家的品牌形象、售后服務、技術保障、網絡通信等因素，最終，選擇性價比較高的PLC自動化控制系統機型。當前，國外知名的品牌有：德國西門子、日本的三菱、松下、歐姆龍，美國的通用，韓國的LG。國內自主品牌有：研華、研祥、合力時等。選購PLC自動化控制系統時，主要從以下幾個方面考慮：.

2.1 結合實際，確定控制系統規模

選購前，應結合被控制設備的生產工藝流程、控制程度來確定所采購的PLC系統規模。通常PLC自動化控制系統按規模分為大、中、小三種。初等PLC控制系統主要適用于小規模生產，控制過程開關量為主，I/O點數不大于128 點的單個設備；中等規模PLC控制系統主要適用于生產過程較復雜，閉環控制且I/O點數在128—512 點范圍之間的被控制設備；大規模PLC控制系統主要適用于生產過程規模大、自動化網絡控制，I/O點數在512點以上被控制設備。

2.2 結合生產工藝要求，確定I/O 點類型

PLC系統的I/O點數和類型選擇應根據被控制設備的生產工藝、復雜程度要求來決定。對PLC系統的適度估計，可節省成本。因PLC自動化控制系統的電流輸出端所承載負載不同，設備電流輸出選用材料也不同，恰當的電流輸出對系統穩定運用有至關重要的作用。

2.3 選擇適當的系統編程工具

PLC自動化控制系統編程工具主要分為三種：普通手持編程器，只對普通語句進行編程， “成本低、體積小、易調試”；圖形編程器，采用梯形圖編程方式， “易操作、成本高、圖像直觀”，適用于中小型PLC自動化控制系統；計算機編程，此種編程采用計算機同系統軟件包相結合的編程方式，“成本高、不易調試”，但此方式效率最高，多用于中等和高等PLC自動化控制系統系統。

3 PLC自動化控制系統的設計

PLC自動化控制系統設計主要包括硬件設計和軟件設計。

3.1 硬件設計

PLC自動化控制系統硬件設計主要包括電路的輸入和輸出兩個部分。首先，輸入電路設計。PLC輸入電源通常在AC85—240V，適用面廣泛，但為抵御外界干擾，通常都配裝電源凈化裝置。此外，系統中的隔離變壓器也可采用雙隔離技術，以減小干擾。PLC自動化控制系統的輸入電路電源所帶負載應嚴格注意容量大小，同時作好短路保護準備，這對PLC的系統安全意義重大。其次，輸出電路設計應結合生產實際需求，各種指示燈、變頻裝置采用晶體管輸出，此種材質較適用于高頻工作，如果PLC系統的輸出頻率為每分鐘6次左右，則選用繼電器方式輸出，它具有“抗干擾、帶負載能力強”的特點。如，PLC輸出電路的電磁線圈為感性負載，如果斷電時就會對系統電路產生電流沖擊，所以，針對直流感性負載時并接結續二極管，能夠有效吸收交流負載，保護PLC系統。三是抗干擾設計。近年來，晶閘管可控整流和變頻調速裝置的廣泛應用為交流電網的帶來了污染，同時也給PLC控制系統帶來了一定的干擾，通常情況下，主要是采用隔離和屏蔽兩種抗干擾措施。

3.2 軟件設計

在PLC自動化控制系統軟件設計中，好的設計思想是最為主要的。軟件設計的主要根據系統控制要求將工藝流程圖轉換為梯形圖，具體表現形式為程序編寫。

一是系統的程序設計思想。通常情況下，軟件程序設計結構形式分為基本程序和模塊化程序。基本程序即可單獨進行簡單的生產程序控制又可以同其它和程序組合成模塊進行復雜控制。基本程序主要有順序結構、條件分支結構和循環結構等三種方式。模塊化程序設計是將一個總體控制目標程序劃分成多個進行不同任務的程序模塊，然后逐一編寫、調試，最終將不同程序模塊組成完整的程序來執行總體任務。在PLC自動化控制系統中，多數設備都采用此種程序設計思想，因為系統中每個模塊都是獨立單元，單元之間又相互具有連接關系，容易修改，適用復雜控制要求的生產過程，極大地縮短了掃描時間。

二是系統的程序設計要點。系統控制的I/O點數分配應依據生產流水線從前至后的原則，將系統內的I/O信號數據匯總、集中編寫地址，以便集中維護。系統的定時器、計數器不能夠重復使用一個編號。此外，程序中大量使用的內部繼電器或者中間標志位（不是I/O位），也須集中編址、分配，同時，列出I/O分配表、內部繼電器的中間標志位分配表。

4 做好系統程序的調試工作

4.1 I/O端子測試

一是用手工方式對PLC系統輸入端子逐一進行驗證，端子指示燈點亮，表示正常；否則，應檢查接線和I/O點。二是編寫程序，系統輸出電源正常的情況下，運用程序來檢查系統中所有輸出端子指示燈是否正常，端子指示燈點亮，表示正常，否則，應檢查接線和I/O點。

4.2 系統調試

系統調試主要指按控制要求將系統的電源、外部電路與輸入、輸出端子連接好，并將PLC自動化控制系統同現場的外部設備連接好，然后在PLC系統中加載程序，并運行和調試。通常情況下，應將PLC控制單元的工作方式設置為正常運行，并保持充足的時間來發現問題、解決問題。在正式調試前，工作人員應將PLC系統控制系統的各項設備全面、徹底地檢查，經確認無誤后，方可加載外部電源。

5 小結

綜上所述，在PLC自動化控制系統設計中，硬件設計最為主要，它直接影響著系統的安全和穩定，此外，對軟件進行有效管理能夠更好發揮硬件的功能，可見，PLC自動化控制系統是一項系統工程，只有反復設計和實踐，才能夠應用自如，在實際工作應用中起到良好效果。

參考文獻：

[1]李琦，于永濤.淺談PLC自動化控制系統抗干擾的措施[J].黑龍江冶金，2011（31）.

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隨著時代的發展和科學技術的不斷進步，傳統的工業生產模式已經不能很好的適應當下社會發展的需要，現代化的自動運轉模式逐漸成為當下工業生產發展的重點和難點，特別是最近幾年，大量現代化的數字模擬系統在工業生產中被廣泛的應用，除了對其整體的生產效率起到重要的推動作用之外，對于整個工業生產運營模式的發展也起到了十分關鍵的促進作用。

1 PLC自動化控制系統硬件設計分析

作為整個PLC自動化控制系統中至關重要的組成部分，其硬件設備質量的好壞將會對整個系統的運行效率和質量產生非常重要的影響，根據本文對現階段PLC自動化控制系統運行的具體情況的調查研究發現，其硬件設計大致可以劃分為輸出電路和輸入電路兩大部分。首先，對于輸出電路來說，其主要是將系統運行過程中所產生的各種信息通過變頻器或指示燈等向外進行傳輸，同時在這一過程中整個系統處于高頻率的運行狀態之中，對于整個系統的運行負載能力也將產生非常重要的影響，將會產生非常強大的抗負載能力；對于輸入電路來說，現階段在我國工業生產運行中應用比較廣泛的電源類型是DC 24V，這種狀態下的輸入電路能夠最大程度上的保證電路運行的安全性，極大的降低了電路系統發生短路現象的概率，同時由于其現代化的運行模式，其所產生出的輸入電路的功率也達到了傳統功率的兩倍以上，在現階段PLC自動化控制系統中得到了十分廣泛的推廣和應用。

2 PLC自動化控制系統輸入電路設計分析

作為近些年來在我國工業生產中占據重要地位的技術內容，PLC自動化控制系統對整個工業生產和發展都起到了非常重要的推動作用，在其整個系統中輸入電路占據著非常重要的作用。根據本文對現階段我國工業生產的總體發展情況進行調查研究發現，應用最為普遍的是AC85-240V的電壓，這種模式下的電壓相對比較穩定，因此其在大部分工業生產中得到了廣泛的應用，同時由于電壓的特殊性和穩定性，其所受到來自外界的干擾也相對較少。在進行該種電壓安裝的過程中，相關技術人員首先要根據工業生產的實際情況以及對電壓的需要對其電源進行相應的凈化，在這一過程中最為重要的設備即隔離變壓器和電壓濾波器，二者通過相互配合，共同作用c整個電壓系統的安裝，同時在整個安裝的過程中為了保證工業生產的順利進行，還需要進行雙層隔離技術的引進，盡量避免由于高低頻脈沖對于整個系統運行的干擾。除此之外，值得注意的是，在系統的安裝過程中還需要根據實際的安裝情況對輸入電路進行及時的測試，如果在這一過程中發現電壓超過負荷的情況需要及時對其進行調整，防止出現短路現象給整個工業生產的正常運行造成嚴重的損害。

3 PLC自動化控制系統輸出電路設計分析

對于PLC自動化控制系統輸出電路來說：

（1）相關技術人員需要根據實際的電路需要和工業生產的具體情況制定相應的設計方案，在設計過程中需要根據電路的運行情況對整個系統的指示燈和晶體管部分進行格外的關注，確保其在高頻率的電壓和電流輸出的過程中能夠滿足PLC自動化系統的運行需要，防止其出現荷載量過高的情況；

（2）現階段在我國工業生產的過程中經常會出現帶有電磁線圈的輸出電路，對于這部分電路進行設計的時候，為了防止其在后期的運行過程中出現由于電路問題而導致的一系列的浪涌沖擊現象，相關部門需要在其外圈部分進行續流二極管的接入，其不僅能夠有效保證整個電路的順利運行，同時對于設備的安全性也起到了非常重要的加強，因此在現階段PLC自動化系統中的到了十分廣泛的應用。

4 PLC自動化控制系統抗干擾電路設計分析

PLC自動化系統在其運行的過程中經常會受到來自外界的各種電磁波等其他因素對其產生的干擾，對于整個工業生產系統的有序運行也將產生非常不利的影響，隨著現階段科學技術的不斷進步，相關技術人員經過多年的反復研究和論證發現，可以通過相應的技術和手段去對系統的抗干擾性進行不斷的加強，使其能夠更好的運行。現階段在我國PLC自動化系統運行中應用的最為廣泛的抗干擾的措施主要有以下三種：

（1）隔離作為抗干擾設計中應用最為廣泛的一種，其通過將系統運行周邊出現的電容耦合進行隔離的方式去對整個系統的高頻干擾進行隔離；

（2）屏蔽，屏蔽技術也是現階段我國PLC自動化系統重應用較為廣泛的一種，其通過將干擾源利用現代化的技術將其屏蔽到金屬柜之中以此來確保整個設備和系統處于一種正常運行的狀態之下，該種方式應用起來較為簡單，同時其抗干擾性能相對較好，因此在現階段我國大部分PLC自動化系統重都得到了十分廣泛的應用；

（3）布線，所謂的布線主要指的是將干擾源進行分散的一種形式，在現階段的PLC自動化系統重應用也較為廣泛。

5 結語

本文通過對現階段在我國社會主義現代化建設和發展中占據重要地位的PLC自動化控制系統優化設計方面的內容進行一系列的分析和討論，并具體提出設計思路，希望能在未來我國工業生產和建設發展中起到一定的促進作用，更好的推動我國的發展和進步。

參考文獻

[1]袁傳信.PLC自動化控制系統優化設計探究[J].赤峰學院學報（自然科學版），2015（01）.

[2]黃建華.基于PLC在自動化立體倉庫控制系統中的優化設計[J].工業控制計算機，2013（11）.

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中圖分類號：TM762 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3872（2016）03-0082-02

1電氣自動化控制系統的概述

1.1電氣自動化控制系統介紹

快速發展的科學技術帶動著電氣行業的不斷進步，為更好地監管電力設備，電氣自動化控制系統應運而生。電氣自動化控制系統建立在計算機的基礎之上，計算機根據管道溫度，電流與電壓的大小進行監控，在發生危險時及時啟動控制裝置，防止電氣設備故障造成更大危害。簡單來說，電氣自動化控制系統就是依托計算機運行程序而形成的一種自動控制與監管的系統。

2電氣自動化控制系統的設計

2.1電氣自動化控制系統設計的理念

電氣自動化控制系統意圖監控電力設備的運行狀況，防止電氣設備出現故障而引發巨大問題。在進行電氣自動化系統設計時，首先要考慮是否采用集中控制的形式，一旦電氣自動化控制采用集中控制時，所有的電力設備都被一個系統監管，對電氣設備進行維護與保養的成本降低，更為快捷。但采用集中控制的設計方法，全部電力設備的監管匯總于一處，單次維護量無形中變大，造成監管的難度增大。同時，由于多個電氣設備的管道與標線匯集一處，一旦控制系統出現問題，就將引起整個設備的癱瘓[1]。因此，為了更好了解電氣自動化控制系統，就必須認真研究控制系統的設計方式與組成。其次，電氣自動化控制系統設計過程中可以考慮采用遠程監控的方式，利用遠程監控可以節省大量安裝設備的電纜費用，減少安裝成本，同時還能夠保證信息快速傳輸。但遠程監控的方式適合于小系統范圍的管理，大型電氣化管理系統的監管難度大，不能簡單的采用遠程監控方法[2-3]。最后，電氣自動控制系統設計過程中應將現場總線監控考慮在內，現場總線監控可以有針對性地對不同電氣設備進行監管，通過通信線進行溝通，縮減控制電纜的數量，降低監管成本，從而確保控制的高效性。

2.2電氣自動化控制系統的功能

目前電氣自動化控制系統通過ESC監控電氣設備的運行狀況，形成了一個輸送信息的平臺，此種電氣自動化控制系統具有保護發變組和控制勵磁變壓器兩大功能。控制系統有以下5方面的基本功能。1）發電機的勵磁系統是控制系統的重要組成部分，滅磁和啟勵作為自動化控制的基本功能之一，監控著電氣設備的平穩運行。2）電氣自動化控制系統通過改變控制模式，從而產生增磁與減磁的不同功能，甚至能進行PSS的投退活動，確保電氣設備的穩定。3）電氣自動化控制系統通過對380V的電源進行監控，防止因電壓突變產生的電流過大，燒毀設備的問題。4）在兩臺設備同時受電氣自動化控制系統管理的情況下，控制系統對啟變壓器進行管控，保證兩臺設備的穩定運行。5）電氣自動化控制系統能同時監控柴油發電機和保安電源，從而確保系統運行的穩定。

2.3電氣自動化控制系統的組成

目前的電氣自動化控制系統主要由電源供電回路、保護回路、信號回路、制動停車回路、自鎖及閉鎖回路等組成。為更好地理解控制系統的組成，以電源供電回路和制動停車回路進行具體說明，電源供電回路采用AC380V和220V等多種供電電源作為工作電源，受此電壓的供電電源的驅動，控制系統得以順利運行。制動停車回路指啟動制動環節，讓異常運行的電氣設備停止運轉，通常表現為倒拉反轉制動、能耗制動燈。電氣自動化控制系統的組成雖有不同，但制動系統的宗旨都是為監管設備的正常運行服務，快速發展的科技將推動控制系統的升級與更新。

2.4電氣自動化控制系統的未來發展

現有的控制系統一般由電源供電回路等組成，主要使用380V的電壓進行工作，但隨著OPC技術的更新，Microsoft在Windows平臺的廣泛使用，推動著電氣行業的一次次革命。電氣行業的革命代表著電氣設備的升級與更新，為更好地監管新型設備，控制系統必然要隨之改變。傳統單一功能的控制系統正逐步多樣化、簡便化、快捷化，越發符合當前發展水平，未來的控制系統將不局限于監管電氣設備，將拓寬其對生產過程、人事資源的管理范疇，促進其工作的順利開展。

3結束語

綜上所述，電氣自動化控制系統通過監管電氣設備的運行情況，防止電氣設備因損壞而產生更大的損失。當前的電氣設備主要在380V下工作，需要考量集中控制與網絡控制的問題，但經濟與科技的快速發展，必帶動電氣行業的更新與升級，電氣自動控制系統正不斷完善，更好地進行設備監管工作。

參考文獻：

[1]達，偉.淺電動系統[J].電源技應，2013，（5）:146-148.

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中圖分類號：TM725 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）46-0030-01

水源井全自動化控制系統的設計主要是在水廠控制室和水源井群之間建立無線遙測和無線遙控系統，從而能夠自動采集和控制水源井群水泵機組的各項運行參數，并對其進行顯示、存儲、處理和傳輸。

1.水源井群自動化控制系統的主要功能

1.1顯示界面功能

水源井群的自動化控制系統具有顯示界面功能，包括系統維護、報表瀏覽、報警查詢、水源井群檢測、主控平臺等等。整個水源井群的設備信息都可以在顯示界面中顯示出來，并且在顯示界面中可以對每個設備的詳細信息進行查看。系統連接的網絡圖可以在水源井群的檢測界面進行顯示，通過報表瀏覽界面和報警查詢界面可以對歷史數據和實時數據的流量曲線圖以及報警情況進行查詢[1]。

1.2報警處理功能和故障診斷功能

任何系統都可能會出現故障，這就需要系統具備設備的故障檢測和處理功能。否則就會影響系統的正常運行，甚至導致經濟損失和安全事故。使用WINCC 6.0 開發的應用程序能夠實現報警處理和故障診斷的功能，并在上位機監控系統中進行集成。操作人員會收到相關提示，并進行操作，從而對設備狀態進行了解，對故障原因進行判斷。系統還會向操作人員提供相應的維修建議。

1.3報表和查詢功能

報表和查詢功能包括年報、季報、月報、日報功能，還可以按照時間進行自由報表。WINCC 6.0本身自帶歷史數據的查詢控件，可以在上位計算機上進行使用，從而實現系統的報表和查詢功能。

1.4開放

當前使用的水源井群自動化控制系統已經實現了集團自動化和系統自動化，是一種開放式、標準化的結構。將以太網技術引入上位機監控系統，通過以太接口來集成相應的產品，使上位機監控系統具有開放性的特點。當前業界已經便接受了工業以太網這個通訊標準。

1.5可擴展

在當前的水源井全自動化控制系統中，其硬件設備使用的是統一標準的通訊協議。這是為控制系統今后的擴展留出相應的空間，從而實現控制系統的可擴展功能。

1.6可靠性和安全

使用高質量軟件和大規模集成電路來組成系統的硬件電子設備，通過提高硬件電子設備的質量，能夠延長硬件部分的平均故障間隔時間，從而提高整個水源井自動化控制系統的可靠性。通過冗余化后備能夠使系統的安全性得到保障[2]。

1.7遠程監控功能

要實現水源井群自動化控制系統的遠程監控功能，主要是通過工業以太網技術和無線GPRS。在水廠控制室，水廠工作人員可以通過遠程監控水源井群的工作情況進行監測。通過遠程控制系統，還能夠對水源井群設備的工作參數和運行數據進行監測，并控制水源井群水泵的起停。而水廠操作人員和水源井群的工作情況也會通過遠程監控在供水公司的調度室反映出來，企業的主管領導也可以對其進行監控。

1.8維護便利

模塊和系統的維護可以使用標準的通訊協議來實現，通過定時的維護和升級，能夠使系統部件得到更新，延長系統的使用壽命。

2.水源井群自動化控制系統的組成部分

以水源井群的平面分布圖和工藝為基礎，在水源井群自動化控制系統的設計中使用了遠程測控終端供水調度控制系統，該系統包括通訊網絡、水源井現場控制站、中央監控系統等幾個主要部分。

2.1通訊網絡

該系統主要使用GPRS作為通訊網絡。GPRS是一種分組數據承載業務，其基礎是GSM系統。在偶爾的大數據量傳輸，以及少量和頻繁的數據傳輸或者突發性和間斷的數據傳輸中都可以使用GPRS。其具有以下幾個方面的主要優勢。

①傳輸速度快。40Kbps左右的傳輸速率都可以使用GPRS，從理論上其傳輸速度能夠達到171.2 kbps。

②登錄速度快。使用GPRS省略了長時間撥號的連接過程，可以使用全新的分組服務。

③費用節約。只有在產生通信量時，GPRS才會計費。

④永久在線。有無線專線網絡相似的是，將GPRS激活之后，就可以永久在線。

2.2水源井現場控制站

在各水源井的控制柜內設置水源井現場控制站，主控制器為RTU遠程測控終端控制器。其可以對潛水泵的壓力、出口流量、水井液位、工況等參數進行檢測，并向中央系統上傳，接收相應的指令，遙測和遙控水源井。其具有以下幾個方面的功能。

①安全保護功能。如果出現了機組缺相、電壓過高、機組電流量過大的問題，現場控制站能夠進行報警處理和預處理。

②過程控制。水源井有兩種工作方式：遠程控制、就地控制。就地控制柜中的自動和手動轉換開關能夠完成方式轉換。如果水源井群自動化控制系統處于就地控制，則由現場控制站來對設備的運行工況進行實時監測。如果水源井群自動化控制系統處于遠程控制，則現場控制站可以對其進行自動控制。對單臺設備的控制也可以通過工作站的計算機來實現[3]。

③設備控制。能夠對水泵機組的停止和啟動過程進行控制，并對設備的故障狀態、運行狀態和手自動狀態進行控制。

④參數檢測。對電氣和壓力設備的運行參數、水井的出口流量和液位進行監控。

2.3中央監控系統

中央程控系統包括閉路監視系統、UPS 電源、CTRLINK100 M交換機一臺、Epson 彩色打印機兩臺、SIMATIC工作站兩臺。通過可視化監控軟件能夠實現遠程操作和控制所有的系統設備，并對設備的工作狀態、實時動態參數、工藝布置圖、歷史報警信號、實時報警信號、設備運行時間等參數進行顯示。并且能夠同時修改設定參數、在線和離線編程，將生產管理報表編制和打印出來。將DELL 商用機設置在水廠廠長的辦公室，就可以使廠長對水源井群運行情況進行實時監測，在制定生產計劃時，也可以參照相應的歷史數據。使用WINCC 6.0作為監控軟件能夠實現直觀檢測，并提供動畫鏈接。

3.結語

本文簡要介紹了水源井群自動化控制系統的，要功能和組成部分。水源井群自動化控制系統能夠實現水源井群的無人值守，保障了供水的安全性、低耗性和優質性，實現了水源井群的工藝自動化，起到了優化管理、節能降耗、提高供水質量的作用。

參考文獻

篇（6）

中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0039-01

近年來,電氣自動化控制系統在工業中的應用廣泛,方便生活的同時也使得智能化水平不斷擴大,能夠應用于精準的控制儀器設備,并且大容量信息數據傳輸的實現,也應用依托在不斷發展的家用電器的設備上。可見,電氣自動化控制系統在生活中發揮著舉足輕重的作用。在機械制造、航天領域、醫術領域以及交通等領域電氣自動化控制系統將得到普遍應用,而隨著新技術的不斷開發,電氣自動化不斷地融合進新的內容,諸如智能化系統和大容量的信息輸送系統。進一步提高電氣自動化在工業領域的應用。

一、電氣自動化控制系統的功能

電氣系統的控制,根據電池單元和電氣控制的優點,包括在ECS監測。它的基本功能是:

1.出口220kV/500k變壓器組斷路器和保護開關的控制和操作。工廠監控系統的變壓器保護。

2.220kV/500kV較上年同期并網的網絡和手動自動開關。自動控制功能。的高電壓和高電流的開關設備的體積,一般是操作系統用于控制分合閘,尤其是當設備發生故障,需要切換自動切斷電路,有它自己的調整控制系統,用于電自動控制設備

3.6KV高壓廠用電源監控,輔助電壓快速切割設備狀態監測工作,投票,手動啟動。

4.380V LV輔助電源測量,操作,控制低電壓器件,考慮。測量功能。燈和聲音信號只能定性顯示的設備的工作狀態,如果你想知道的電氣設備數量的工作,但還需要有各種儀器設備,測量線路的各種參數,如電壓,電流, ,頻率和功率的大小。在操作和監控設備,傳統的組件的操作,控制了大部分的電器,儀器儀表及信號設備的計算機控制系統和電子元件可以更換,但仍然有一個小裝置和地方的控制電路的應用,這也是微電腦全自動控制電路基礎。

5.柴油發電機組的安全監控和運行。

6.直流系統的LPS系統的控制工作。

二、電氣自動化控制系統組成及安裝

電源供電回路。供電回路的供電電源有ac380v和220v等多種-保護回路-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,如不同顏色的信號燈,不同聲響的音響設備。自動與手動問路-制動停車回路-自鎖及閉鎖同路。編寫程序的人員可以選擇他們喜歡的編程語言進行編程。這樣就使得培訓時間大大縮短,節約系統利用的時間。當然該平臺除了可以使用DK方式,還應該支持可視化開發,并能集成邏輯調試、測試和發送。這樣經過測試后的程序可以適時地發送給主體,讓它按照新的方式工作。另外如果選擇在該平臺做開發工作,那么所選的程序語言就不再是按部就班,可以按照不同的系統的需要系統來執行語言操作。

三、電氣自動化控制系統的設計思想

總體的設計思想是集中監控方式、遠程監控方式、現場總線監控方式相結合。集中控制方式優點是運行維護方便,控制站的防護要求不高,系統設計容易;遠程監控方式。遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用、節約材料、可靠性高、組裝靈活等優點;現場總線監控方式。目前,對于以太網、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站整體的自動化系統中,且已經掌握了豐富的運行經驗,智能化電氣設備也有了穩步的發展,這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了豐富的基礎。現場總線監控方式使系統設計更加有針對性,對于不同的間隔可以有不同的技術語言,這樣可以按照控制的不同需要進行安裝。

四、電氣自動化控制系統的未來發展方向

PC控制系統是未來的發展趨勢。該工廠是否接受新的系統,該系統在很大程度上取決于它的操作是否適合基本操作。如果控制系統的設計不考慮人的因素和個別的移動設備的設計操作。系統安裝過程中,感覺最終讓未來的維護和操作設備的工作人員了解安裝過程中,這將使他們的情緒控制系統。 PC模塊的設計,充分擴大產能,以滿足發展的需要。通常情況下,一般只需要更換或更新控制系統,可以。但在安裝控制系統的過程中,往往需要安裝類似設備。電腦應用程序總是要考慮未來的福利,系統的擴展,以及目前的需求。很強的可操作性控制系統會為未來準備的備用設備,使成本和加速經濟增長。隨著的,OPC(OIJEforProcess Control)技術,IEC61131頒布,以及廣泛的Microsoft Windows平臺上的應用程序,使得相結合,電工技術,計算機被越來越多地發揮著不可替代的作用。 IEC61131已經成為國際標準,是主要的控制系統制造商廣泛采用

參考文獻:

篇（7）

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：

一電氣自動化控制系統的模塊組成

1PLC控制模塊

選擇電器元件是非常嚴格的，在每一個生產環節中都要遵循生產章程，各模塊都具備屏蔽的特性，也就避免了輻射作用對元件造成的影響。在實際的運行中，提升了元件的使用性能，所以PLC 控制技術顯得更加穩定。由于PLC自身具備體積小、容易安裝，質地輕等特點，所以在實際的連接中會非常容易，而且操作起來也很便捷，在電氣設備的運行中起到了提高性能的作用。PLC 程序設計中采用STEP7 軟件編制，可以進行梯形邏輯圖、功能塊圖以及語句的編輯。同時PLC 對于不同的工作環境會有不同的I/O模塊以及相應的設備，在這種系統中安裝了人-機對話的接口模塊，可以提高操作性能，使操作更為的簡單便捷。在PLC 的控制系統建立上所消耗的時間并不是很長，在PLC 的操作界面上是非常的人性化，可以直觀的看到所指示的內容，給使用者的操作上帶來很大的便捷。

2信號采集和信號調理的模塊

為了保證自動控制系統的安全、穩定的運行，實現短路保護、過壓欠壓保護等功能，系統要對實際運行的工作電流和相電流進行實時監測，主要是實現CPU的處理和保護的作用。在系統的線路上相電流的是通過電流互感器引出，然后在整流器上轉換為直流的電信號，最后在滑動變阻器的作用下轉化為電壓信號，就能夠進入到I/O口。對于電壓的監測主要是通過線電壓在變壓器和整流器的作用下轉換為低壓的直流信號，再通過濾波器輸入到I/O口中。

3傳感器模塊

電氣自動化控制系統能夠實現對設備運行狀態的即時監控，主要的傳輸通道有兩種方式：一種是根據時間節點進行傳輸，時序的不同傳輸的信號也不同；另一種是頻分制，信號的發送根據自身的頻率而定，不會出現混淆的情況，由于這種電路的構成比較簡單，出現的故障次數少，所以在實際應用中要大力推廣。傳感器系統是整個電氣自動化控制系統支撐裝置，負責數據的采集和信號的傳輸，將設備的運行狀況以及運行參數等信息轉化成電訊號，最終傳入計算機系統，然后在系統的調控下實現設備安全、穩定的運行。使用傳感器要對設備的整體進行監控，然后與設定的參數進行對比，如果對比的差值很大們就要進行及時的調整。因此，傳感器在電氣自動化控制系統的中的作用是很重要的，某個傳感器出現問題都會影響設備的整體的運行情況。在傳感器系統中起到重要作用是檢測元件，能夠對設備的運行實現精準的測量。

4中央控制系統

在微型的計算機的控制下實現了中央控制系統的功能，由于微型計算機具備多種功能和特點，同時接口還很多，所以能夠完成系統所分配的不同任務。微型計算機對電氣自動化系統進行控制時，具有精度高、速度快等特點，提高了系統的運行效率。中央控制系統的主要任務就是將傳感器所采集的數據信息進行處理，并制定出相應的解決方案，同時，中央控制系統還能夠實現報警的功能，監控設備在運行中出現異常，能夠及時的報警并啟動相應的處理程序。

二電氣自動化控制系統的設計

1集中監控方式

這種監控方式優點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理速度受到影響。由于電氣設備全部進入監控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。

2遠程監控方式

遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用，節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。由于各種現場總線f如Lonworks總線，CAN總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所有這種方式適合于小系統監控，而不適應于全廠的電氣自動化系統的構建。

3現場總線監控方式

目前，對于以太網(Ethernet)、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中，且已經積累了豐富的運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發展，這都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了良好的基礎。現場總線監控方式使系統設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、∞ 卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。

三提高控制設備可靠性的措施

任何電氣控制設備設計的再精良也需要穩定的可靠性作為支撐，因此要提高控制設備的可靠性，就需要從實際出發，對控制設備的特點，元器件的正確選擇與使用、散熱防護、氣候防護等方面進行詳細的研究，進而采用相應的可提高其可靠性的設計方法。

1電子元器件的選用

元器件是設備的組成部分。其性能的穩定性決定了設備整體的可靠性，因此在元器件的選擇上要根據電路性能的要求和工作環境的條件來選用合適的元器件。選擇時要對關鍵性的元器件進行質量的認定與檢測；嚴格比對同類元器件的型號、規格、品種以及生產廠商等之間的優缺點，以選擇在技術條件、技術性能、質量等級等均應滿足設備工作和環境的要求，并留有足夠余量的元器件。另外，在使用過程中要對元器件表現出來的相關性能與數據進行及時的統計與分析以作為今后選用的依據。

2電子設備的環境保護

電子設備在使用過程中潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對電子設備影響很大，輕者降低設備的靈敏度，重者直接或間接的損壞電子設備。其中以潮濕因素的影響最大。尤其是在溫度低、濕度大的環境下，當濕度達到飽和狀態時就會造成設備內的元器件以及印制電路板上產色和凝露現象，使其性能降低，導致故障的發生；另外當潮濕空氣侵襲電子設備時，元器件或材料表面會凝聚一層水膜，并由此滲透到內部．進而增加了絕緣材料的導電率，體積電阻率降低，介質損耗增／JI]弓l發電氣短路、漏電、擊穿等問題，從而造成設備運行故障。

3嚴格把控設備的設計開發

此階段，需要仔細研究設備、元器件、零部件的技術條件、技術環境，以分析出產品的設計參數，進而制定出合理的設計方案；在全面掌握產量設定產品結構形式和產品類型的基礎，進行綜合、全面的構思，設定出產品的結構。使產品具有良好的操作維修性能和使用性能，以降低設備的維修費用和使用費用。

4控制設備的散熱防護

控制設備的散熱防護是影響設備運行速度以及穩定性的重要因素，溫度對設備可靠性的影響不容小覷。因為電子設備在運行時會損耗一定功率，是以熱能的形式表現出來的。特點是一些功率較大的元器件在運行中產生的熱能更是相當驚人，此時如果不進行有效的降溫就有可能導致設備的損壞。另外當外界環境溫度較高時，設備工作時產生的熱能難以散發出去，也將使設備溫度升高。在實際丁作中對于半導體分立器件要進行一定的散熱處理，而功率低于100 W的一般不需要進行散熱；對于功率較大的半導體分立器件應加裝散熱器；對熱較為敏感的半導體分立器件在安裝時應盡量遠離耗散功率大的元器件，以免造成不必要的影響。

參考文獻

① 劉風華． 淺析電氣自動化控制系統設計及應用⋯ ． 科技風，2Ol1，(19)

篇（8）

首先，電氣自動化系統信息化。信息技術在縱向和橫向上向電氣自動化進行滲透，縱向上，信息技術從管理層面對業務數據處理進行滲透，利用信息技術可以有效存取財務等管理數據，對生產過程動態監控，實時掌握生產信息并確保信息的全面、完整和準確；橫向上，信息技術對設備、系統等進行滲透，微電子等技術的應用使控制系統、PLC等設備界線從定義明確逐漸變得模糊，而軟件結構、組態環境、通訊能力等的作用日益凸顯，網絡、多媒體等技術得到了廣泛應用。

其次，電氣自動化系統使用、維護與檢修簡易化。WindowsNT等已經成為實施電氣自動化控制平臺、規范以及語言的標準，基于Windows的人機界面成為了電氣自動化的主流， 并且基于Windows的控制系統有著靈活、易于集成等優勢，也得到了廣泛的應用。采用Windows操作平臺使得電氣自動化系統的使用、維護和檢修更加簡單、方便。

最后，實現分布式控制應用。電氣自動化系統通過串行電纜連接中央控制室、PLC、現場，將工業計算機、PLC的CPU、遠程I/O站、智能儀表、低壓斷路器、變頻器、馬達啟動器等連接，將現場設備的信息收集到中央控制器。分布式控制應用通過數字式分支結構的串行連接自動化系統與相關智能設備的雙向傳輸通訊總線，將PLC、現場設備與相應的I/O設備連接起來，使輸入輸出模塊發揮現場檢查和執行的作用。

二、電氣控制對象的特點和要求

電氣控制量與熱工控制量相比在控制要求及運行過程中有著很多不同點，電氣的主要特點表現為：

電氣控制系統相對熱機設備而言控制信息采集量小、對象少，操作頻率低，但強調快速性、準確性；電氣設備保護自動裝置要求可靠性高，動作速度快；同時對抗干擾要求較高；電氣控制系統(ECS)主要以數據采集系統和順序控制為主，聯鎖保護較多。因此，機組的電氣系統納入DCS控制，要求控制系統具有很高的可靠性。除了能實現正常起停和運行操作外，尤其要求能夠實現實時顯示異常運行和事故狀態下的各種數據和狀態，并提供相應的操作指導和應急處理措施，保證電氣系統自動控制在最安全合理的工況下工作。

三、電氣自動化控制系統的設計

1.集中監控方式

這種監控方式優點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理速度受到影響。由于電氣設備全部進入監控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。

2.遠程監控方式

遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用，節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。由于各種現場總線(如Lonworks總線，CAN總線等)的通訊速度不是很高，所以這種方式適合于小系統監控，而不適應于大型電氣自動化系統的構建。

3.現場總線監控方式

目前，現場總線、以太網等技術的普遍應用和相應運行經驗的積累，智能化電氣設備得到了較快的發展，網絡控制系統逐漸應用到電氣系統中,現場總線監控方式使系統設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/O卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。

綜上所述，隨著智能化、信息化技術的快速發展，電氣自動化技術將不斷向科技化、信息化、開放化的趨勢發展，電氣自動化涉及的領域將不斷增多，技術更新將不斷加快，電氣自動化控制技術也將得到快速發展并不斷完善。

參考文獻

[1]劉海龍.淺談電氣自動化的現狀與發展方向[J]．黑龍江科技信息，2010(6).

[2]李修偉，陳廣文.淺析電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢[J].民營科技，2011(1).

篇（9）

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：

引言

近年來,科學技術不斷進步,計算機技術在各個領域得到了廣泛的應用,而電氣自動化控制系統的設計也離不開計算機網絡技術的合理運用。隨著社會的發展,自動化控制系統得到了人們的普遍關注,自動化控制系統不僅能夠提高工作效率,較少工作錯誤,也能夠節約人力成本,因此,電氣自動化控制系統的設計對于變電站的發展有著重要的意義。

1.電氣綜合自動化系統的功能

根據單元機組的運行和電氣控制的特點，應將發電機一變壓器組和廠用電源等電氣系統的控制都納入ECS監控。其基本功能 為：

1.1發變組出口220kV/500kV斷路器、隔離開關的控制及操作。

1.2發變組保護、廠高變保護、勵磁變壓器保護控制。

1.3發電機勵磁系統。包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS(電力系統穩定器)的投退。

1.4220kV/500kV開關自動同期并網及手動同期并網。

1.56kV高壓廠用電源監視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態監視、投退、手動啟動等。

1.6380V低壓廠用電源監視、操作、低壓備自投裝置控制。

1.7高壓啟/備變壓器控制和操作(2臺機共用)。

1.8柴油發電機組和保安電源控制和操作。

1.9直流系統和LPS系統的監視。

對于發變組保護等主保護和安全自動裝置，因其設備已經很成熟而且要求全部在DCS中實現其功能尚有一定難度，可能增加相當大的費用，故可以保留。但是它們與DCS間要口求接，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動裝置信息，并可以通過DCS進行事故追憶。

2.新設計思想的內容和特點

由于現在高低壓變配電設備中具有嵌入式控制裝置、用電設備就地控制設備中具有的小型PLC控制器等,所以進行電氣設計時,不用像傳統設計時考慮集中的二次信號、計量、保護系統設備和自動化控制系統的預留互聯條件,只要按用電設備要求、工藝控制要求進行高低壓變配電系統、用電設備就地控制設備的一次電氣設計。同時按工藝控制要求進行儀表系統設計。根據供電方條件、要求和用電設備的要求和特點進行高低壓變配電系統二次計量、保護、控制的控制流程圖設計；根據工藝控制要求和自動控制要求,進行配電系統末端的用電設備就地控制設備的控制流程圖設計；在人機界面管理計算機上按上述各部分的控制流程圖,以符合IEC113-3標準的組態工具軟件進行控制系統監控軟件組態,包括對儀表系統的組態。最后進行電氣及其控制設備安裝、電纜互聯和敷設設計。這樣的設計流程與傳統的設計方式中電氣設計、自動化設計過程是平行進行、并在過程中互提測控條件的方式有很大的不同,它簡化了設計流程、將電氣和自動化設計人員合二為一、提高設計時效。另外,自動化設計中組態工作無需象以往等待系統硬件定牌后才可進行,標準的組態工具軟件和網絡通信協議使不同的設備如同同一系統供應商的產品一樣便捷的整合成系統。工程項目經過這樣的設計后,得到的整個電氣及其控制系統是完全為扁平化、開放化的。其優點是電氣與自動化系統合一,從電氣的角度看系統全部智能化,從控制系統的角度看系統徹底分散化,從網絡的角度看扁平、開放的結構提供給用戶更經濟、易用、高效的共享數據。

3.電氣自動化控制系統的設計思想

3.1集中監控方式

這種監控方式優點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理速度受到影響。由于電氣設備全部進入監控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時， 隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線，由于隔離刀閘defu助接點經常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。

3.2遠程監控方式

遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用、，節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。由于各種現場總線(如Lonworks總線，CAN總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所有這種方式適合于小系tongjian控，而不適應于全廠的電氣自動化系統的構建。

3.3現場總線監控方式

目前，對于以太網(Ethernet)、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中，且已經積累了豐富的運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發展， 這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了良好的基礎。現場總線監控方式使系統設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線lianjie，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。

4.新設計思想與未來技術發展趨勢的契合

嵌入式控制裝置將覆蓋全部現場設備,現場總線通訊協議統一至最少的數量,嵌入式控制裝置具有完全符合標準現場總線通訊協議的網絡通訊功能,現場總線網絡上的全部節點設備的數據庫為分布式實時數據庫,這些就如同PC及其外設的USB接口形成一樣。同樣智能化、分布式、扁平化的設備控制系統構成的生產過程,也是生產管理系統的主要組成部分,數據共享、快速、高效、可靠、低成本也是扁平化管理系統的特點。為了實現上述功能,在進行未來的設計工作中要求設計人員既要進行電氣系統設計,又要能對嵌入式控制裝置進行編程組態,同時還要完成基于現場總線通訊協議網絡的構架及其監控軟件(包括數據庫)的組態。這樣一個項目的設計工作過程無論從人員還是到流程亦是快速、高效、扁平化的。通過互聯網設備供貨商、項目設計人員、企業生產管理者均可對設備和生產流程進行離線或在線的技術支持和調整,這也得益于嵌入式控制裝置和標準現場總線通訊協議網絡的全面實現。

5.結束語

從上述內容可以看出電氣設計、自動化設計過程是平行進行的,在過程中互提測控條件,在本方實施條件內容的同時,落實和確認對方條件內容；最后進行控制系統設備安裝、電纜敷設設計。使得電氣自動化之更加完善！

參考文獻：

[1]賀家李、沈從炬，電力系統繼電保護原理，北京: 中國電力出版社，1994.

篇（10）

0.引言

可編程邏輯控制器，即PLC，由于該控制器的體積小、易安裝以及功耗低等優點，目前已經廣泛的應用在自動化控制系統當中，并且，由于PLC與計算機結合很緊密，因此其發展速度也是十分迅速的，產品的更新周期越來越短，可以說，PLC在自動化行業當中應用的相當普遍。尤其是進入21世紀，工業生產已經進入到自動化高度發達的水平，微電子技術已經變得十分成熟，因此，在自動化控制系統中，PLC的運用隨處可見。

1.PLC系統的概念

PLC，即可編程邏輯控制器，英文為Programmable Logic Controller，是一種集計算機技術、網絡通信技術以及自動控制技術為一體的工業運用控制裝置，它是一種數字式的電子系統，運行以及操作都是以數字方式進行的，并且在該裝置上還具有了編程功能，以此來實現對機械或者是生產的控制，此外，PLC還具有實用性強、應用簡單、良好的抗干擾能、易于維護和擴展等特點，因此在自動化生產的過程中，起到了十分重要的作用。

作為一種新型的工業控制裝置，PLC有許多特點是其他控制器所不能比擬的，比如：PLC的運行速率快，因為其CPU的工作能力強；指令系統豐富以及可靠的操作系統；I/O接口和通信接口各式各樣，極大限度的滿足了工業當中的各種需求；除此之外，還具有信號采集功能、中斷處理能力、輸出控制功能、存儲能力、邏輯處理能力、網絡通信能力、數據運算能力、定時能力以及計數能力等，這些特點為PLC的廣泛應用提供了重要前提，也為工業的自動化發展提供了諸多便利。

2.PLC控制系統的設計

2.1設計思路

由于PLC控制系統當中涉及到不僅僅是計算機、網絡通信技術，還有自動控制技術當中的數據管理、圖形技術以及控制等其他技術，這樣就要求在進行系統設計時，要充分考慮這些技術之間的相互融合性和協調性，實現數據共享、信息同步。比如在配電網當中，為了提高網絡質量、降低網絡損耗、減少斷電次數，就必須在配電網的設計中以系統工程為理念，利用系統集成的方式，統籌考慮系統的兼容性、統一性，并且還要以實用性、經濟性、穩定性、可擴展性等設計要求為前提。

2.2設計要求

2.2.1硬件方面

在PLC控制器當中，硬件設計是十分重要的，硬件設計的好壞會直接影響到設備的運轉的穩定性、安全性以及可靠性。此外，PLC很容易適應周圍環境，安裝比較方便，更換時也比較快捷。

比如在輸入輸出電路的設計中，設計輸入電路時，考慮到電源要具有普遍性、抗干擾等問題，因此，一般采用的是240V作為供電電源，并且在電源當中還加入了凈化原件以此來達到隔離要求。除此之外，考慮到電路中可能出現短路現象，因此，在選擇電源容量時采用輸入電路功率的二倍，并且在輸入段安裝熔絲以此來起到保護電路的作用；設計輸出電路時，假如生產中有高頻的動作，那么在設計PLC時，就需要通過繼電器進行輸出，這樣不但保證了生產的要求，而且抗干擾能力、負載能力都得到了很大提升，而如果在輸出端的負載是具有電磁感應一類的，那么在突然斷電時就會出現電磁干擾，這樣就會產生電流的沖擊，因此為了防止這種沖擊燒壞PLC，就需要在此設備的旁邊安裝二極管，以此來起到保護的作用。

抗干擾的設計中，如今的工業生產中已經普遍的使用自動化設備，而在這些設備之間由于電流或者電壓突然的變化而產生電磁輻射，產生電磁波，進而影響PLC系統的性能，此外，除了設備之間的電磁干擾，還有來自空間的電磁場的干擾，比如有雷電、廣播、高頻設備等，這些分布比較復雜，當PLC處于射頻場中時就極易收到這些電磁波的干擾，所以，在設計抗干擾方面時，要正確選擇合適的電纜，并且在鋪設線路時，要盡量原理高壓線或者是動力線，避免線路并行的現象；在硬件上要加入濾波器，濾除一些干擾；做好信號與屏蔽接地，防止出現“地環路”；變頻器中加入隔離變壓器、濾波器等措施來抑制變頻器的干擾。

2.2.2軟件方面

PLC系統進行設計時，除了要對硬件進行設計，還要進行軟件的設計。在進行軟件設計時，要根據生產的需求來進行劃分，不同程序實現不同的功能，軟件設計中最為重要的就是過程的編寫，PLC控制系統應用的效果如何關鍵是要看軟件設計方案是否合理、高效。因此，在進行程序編寫時，一個子程序不但可以獨立的實現一些簡單的功能，而且還要在組合模塊中也要發揮相同的功效。一般程序結構分為三種：循環、條件以及順序，表達方式也為三種：STL（語句表）、CSF（功能圖）、LAD（接點梯形圖），在PLC程序當中，最小的語句單元稱為控制語句，比如LDI0.2就為一個完整的控制語句。除此之外，在編程的過程中，一定要盡可能的保證各種指令的正確性，假如出現錯誤，也必須有相應的程序來保護設備、控制設備。比如在一個生產線當中，有某一個設備是關鍵設備，必須要保證它的可靠性，因此，在編程時，就需要充分考慮到這一點，可以利用程序連鎖措施來最大限度的保護生產線的正常運行，就算出現意外，也會立馬停止，同時發出警報。對于干擾問題，可以通過設計濾波器以及工頻整形采樣的方式消除周期性的干擾。

3.PLC系統的未來發展

隨著自動化以及微處理器技術的不斷發展，PLC已經廣泛的應用在各行各業當中，如汽車制造、控制設備、立體倉庫、環保以及娛樂設施等等。未來的PLC發展可以分為以下幾個方面：①人機界面更加友好，PLC生產商可以聯合一些有實力的軟件公司，提高自己的程序編寫能力，方便人們的操作，同時也降低了維護PLC的成本，比如現在的PLC+網絡+IPC+CRT模式就已經被人們普遍使用；②網絡通信能力得到大幅提升，PLC生產商在原有的基礎上，增加了各種通訊接口，提供了完整的通信網絡。③開放性與互操作性，如今的PLC雖然在開發工具上，各個公司使用的不同，但是在客戶端，卻基本上實現了兼容，同時還提出了一些標準，如：OPC（OLE for Process Control）標準，增強了軟硬件的互操作性，實現了數據的無縫傳輸。

4.總結

在工業自動化領域當中，PLC已經發揮了它不可替代的作用，有效的解決了傳統工業當中的不良問題，推動了整個工業領域的發展，為科技的再一次騰飛奠定了堅實的基礎。如今的PLC發展更加小型化、多功能、快運行、低價位，在人類電氣自動化發展工程中將會發揮更加廣泛的作用。

【參考文獻】

[1]Andrew pact PCI Express：Protecting Compact PCI investments made over the last 10 years. Compact PCI and Advanced TCA Systems，2005：62-65.