電氣與儀表自動化控制系統

時間：2022-10-08 15:49:42 電氣自動化畢業論文我要投稿

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電氣與儀表自動化控制系統

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　　電氣與儀表自動化控制系統【1】

　　【摘要】電氣系統是人們生活以及工業生產中不可缺少的基礎設施之一，由于我國在這個領域的進行實踐的時間尚短，在電氣與儀表設備的使用中，還存在著系統退化，設備工作效率不高等問題，如何科學合理的對電氣與儀表自動化進行控制，是非常必要的。

　　本文從電氣與儀表自動化控制系統等方面進行了分析研究。

　　【關鍵詞】電氣儀表;控制系統;自動化

　　全面研究和分析電氣儀表自動化控制系統，分析其在工程中發揮的實際功能，并從中總結經驗，發現問題，不斷完善，才能夠實現其可持續發展，為社會和國家更好的服務，下面我們從幾方面進行分析研究。

　　一、電氣與儀表自動化控制系統的功能

　　1、工業中的智能監控作用

　　電氣自動化系統對工業施工建設具有監控和檢測的功能，通過對工業施工環境檢測，從而獲取環境信息，通常來說，檢測是利用儀表傳感器進行，將其傳感數據體現到儀表或者電腦上，傳感器得到信息的途徑是利用紅外收發模塊進行的。

　　而這種收發系統的信號源通常情況下都是由紅外線發光二極管組成的，而接著裝置一般都是光敏三極管等。

　　在正常的工作狀態下，紅外發射管會一直放出紅外光線，之后這些光纖就會被紅外接收管收到到，并輸送到單片機上。

　　如果警戒線被遮擋的時候，紅外線接受管便不會進行單片機輸出信號，因此就會被中斷，而報警信號就會被傳輸給相應基站，從而實現智能監控。

　　這在工業中也經常用到，有效的防止了問題發生。

　　2、自動化控制的保護功能

　　在工業中，其設備的保護成為了工作中重要任務之一，電氣自動化控制系統主要的作用之一就是對系統內部的各個部分進行控制，一般來說工業設備中的高壓和大電流開關設備的體積都不會非常大，因此一旦設備在工業施工過程中出現問題，損失則相當大，只要安裝了完善電氣與儀表自動化控制系統，就可以對工業設備的供電系統進行有效的控制和保護。

　　3、數據測量與整合功能

　　一些工業建設前需要大量的測量數據，大型的測量設備中的指示燈或者音響的信號只能夠簡單的表示設備的運行狀態，如果要精準的了解設備的工作情況，就需要進行電氣儀表自動化控制系統按裝和運用。

　　在加上通過電腦設備控制操作的組件與儀表等設備，在不用多余人力的情況下實現微機自動化控制。

　　在工業中實現數據測量和整合。

　　如在冶金中，冶金流程的全息集成。

　　實現鐵-鋼-軋橫向數據集成和相互傳遞，實現管理-計劃-生產-控制縱向信息集成，同時，整合生產實時數據和關系數據庫為數據倉庫，采用數據挖掘技術，提供生產管理控制的決策支持。

　　二、電氣與儀表自動化控制系統的應用與發展前景

　　1、自動化儀表在冶金生產中的應用

　　電氣與儀表自動化控制系統應用十分廣泛，下面我們主要從冶金方面進行簡要舉例，自動化儀表控制系統具有將輸入信號轉換為輸出信號的功能，它是自動化系統中的一個非常重要的組成部分，它在一套設備中的作用就好比人的大腦神經中樞對人產生的作用，它在設備運行中提供的一些數據是監控設備是否正常運轉的重要參數。

　　自動化儀表一般分為溫度儀表、壓力儀表、流量計、校驗儀表等。

　　它廣泛的應用于生產生活和科研開發工作中。

　　它具顯示、記錄、監測、控制等多種重要功能。

　　從它不同的方面，我們可以把它分為五大類：從用途上來分，可分為檢測儀表、顯示儀表、轉換和傳輸儀表、調節控制儀表、執行器;從組成形式上來分，可分為基地式儀表、單元組合式儀表、組裝式電子綜合控制裝置、集中分散型控制系統;從使用能源來分，可分為氣動儀表、電動儀表和液動儀表;從測量參數來分，可分為壓力儀表、溫度儀表、液位儀表、流量儀表;從使用系統來分，可分為生產系統檢測儀表和安全系統檢測儀表。

　　以PLC、DCS、工業控制計算機為代表的計算機控制，是以對現場級設備的控制。

　　在基礎自動化系統中，目前由PLC 控制仍占主要地位;在冶金流程中，基礎自動化控制系統又是關鍵的部分，它設計的好壞直接影響到整個控制系統。

　　2、電氣與儀表自動化控制系統的發展前景

　　2.1開放式控制系統的發展趨勢。

　　隨著自動化的發展，儀表自動化控制系統的可信軟件已經廣泛運用于生產生活的方方面面。

　　例如在測量，控制生產儀器以及計算機連接控制中，通過各種計算機借口網絡接口，形成一個完整的網絡連接，形成特定的功能、實現過程控制、實時監測、智能化控制。

　　2.2智能化方向發展趨勢。

　　科技的發展促使人們對自動化儀表控制系統提出了更高的要求。

　　越來越多的生產要求在自動化儀表控制系統方面實現智能化控制。

　　這樣就要求控制器能夠實現智能的操作和控制，這也是實現智能化最基本的前提。

　　智能化的發展的核心就是現場總線技術，儀表的進一步研發，總線技術起了重大的作用，它對于控制系統的不斷完善和發展，也起到了巨大的促進作用。

　　智能化最主要的就是要將各種技術很好地融合在一起，實現生產操作便捷化。

　　儀表智能化的完善，對于工業的發展起著不可忽視的作用。

　　2.3網絡化方向的發展趨勢。

　　隨著網絡的發展和普及，在儀表自動化控制系統上實現計算機數字化網絡化控制，對于自動控制系統與設備之間實現很好的連接，起著關鍵的作用。

　　將生產設備和工廠信息實現網絡連接，信息數據的采集是問題的處理也更加便捷，這樣智能化的儀表控制系統才能更好的發揮自己的作用。

　　網絡化發展，將實現辦公與生產自動化的完美結合。

　　三、電氣與儀表自動化控制系統的設計思想及工作過程

　　1、設計思想

　　集中監控方式是主要的設計思想，集中監控的主要目的就是將電氣與儀表控制系統的功能全部匯總到一個處理器上進行處理，但是設計的時候都會遇到一個問題，由于匯總導致處理的過程比較慢，而且信息量大，同時電氣設備在監控的作用下，會使系統的可靠性降低，所以在設計過程上使整個組態更加的靈活自如，降低系統發生故障的可能。

　　并且有效的運用到工業中，才是主要設計思路。

　　2.電氣自動化控制系統的工作過程

　　2.1調度端系統的工作過程。

　　通過計算機發送的信息被自動化電氣設備系統接收后，通過前置機的處理，儲存到相應的儲存設備中，將信息完整地保存下來，然后服務器將相關的信息傳輸到對應的工作站當中，最后經過服務器將系統的信息傳輸到局域網，方便工程師對工業施工及設備信息監控。

　　2.2RTU的工作流程。

　　可以通過控制遠程的遙測采集板，AID轉換器等設備，對變電所的遙測量進行采集，通過信息網絡將相關信息發送到控制單元上。

　　經中央控制系統處理后，將信息發送到相關的功能計算機，最后將處理其發送到調度端，進行綜合處理。

　　結束語

　　近些年來，我國社會的發展，推動了電氣自動化的進程，同時也對其提出了更多的要求，因此，不斷對現有的技術以及設備系統進行完善和改進，是十分必要的。

　　目前，困擾電氣儀表自動化技術人員的一個問題就是如何提高系統的自我檢測能力，實現其自我維護。

　　解決了這個問題，我國的電子儀表自動化必然會再上一個新臺階。

　　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(06)

　　[2]付中元.高職電氣自動化技術專業建設的幾點探索[J].科技信息，2010(15)

　　[3]胡建華.自動化控制系統中的儀表分類及發展趨勢探析[J].科技促進發展，2012(8).

　　[4]王景月.關于自動化儀表與控制系統發展趨勢的探討[J].才智，2012(6).

　　電氣與儀表自動化控制系統接地【2】

　　[摘要]科技的進步推動了電氣自動化的技術的不斷創新，自動化控制逐漸向集成化、智能化方向發展，尤其是電動智能儀表和集散控制系統DCS及可編程控制器的廣泛使用，儀表及控制系統的接地成為儀表工程設計的一個相當重要的組成部分。

　　[關鍵詞]自動化儀表系統接地

　　前言

　　隨著計算機技術的日益成熟，自動化控制已經成為工業生產不可缺少的一部分。

　　電氣自動化技術的不斷創新和計算機智能化技術的發展，推動電氣自動化控制逐漸向集成化、智能化方向發展，并且得到很好的應用和推廣。

　　先進技術的引進和推廣，不但提升了操作的便捷性，而且提升了儀表的精細化管理水平。

　　而合理準確的接地是保證集散控制系統運行安全可靠，系統網絡通信暢通的重要前提。

　　正確的接地既能抑制外來干擾，又能減小設備對外界的干擾影響。

　　而錯誤的接地反而會引入干擾，嚴重時甚至會導致集散控制系統無法正常工作。

　　因此接地問題不僅在系統設計時要周密考慮，在工程安裝投運時也必須以最合理的方式加以實現。

　　一、電氣與儀表自動化控制系統概述

　　電氣自動化控制系統主要由PLC控制模塊，通信模塊，和中央控制模塊組成：PLC控制模塊在電氣元件的選擇上非常嚴格，因此在實際應用中具有更穩定的生產性能。

　　PLC控制模塊體積小，質量輕，安裝容易，操作簡便，所以在PLC的控制系統建立時，消耗時間短，操作便捷，產品的更改和升級更為容易，且PLC的操作界面非常人性化，更適于推廣;通訊模塊的主要功能是將數據采集儀器收集到的各種數據存放于存儲器中，并通過網絡傳輸到上位機系統，這種通訊系統可以減少很多設備資源的使用。

　　同時保證信息傳輸中的精確性及穩定性，保障通信信號的實時暢通，如果通訊模塊采用光纖進行通信，可以更好的降低傳輸中的誤碼率，降低外界因素對通信模塊的干擾;中央控制系統是由安裝在系統中的微型計算機來實現控制，具有精度高，速度快的特點，在使用中央控制系統進行操控時，能顯著提高系統的運行效率，操作的精確性和穩定性。

　　中央控制系統不但可以對傳感器所采集的數據進行實時處理，并根據內置的程序，找出相應的解決方式，還可以實現實時報警功能，不間斷地對所測數據進行監控，一旦發現設備運行中的異常情況，可以及時的報警并啟動相應的預案進行處理，避免了人為操作時的延遲。

　　這三大模塊使自動化控制系統具有以下功能：

　　(1)智能監控

　　自動化控制系統監控設計包括：集中監控、遠程監控、現場總線監控。

　　集中監控對控制站的運行和保養比較方便，防護的要求也非常低。

　　但是會增加處理器工作的任務量，降低系統運行的速度;遠程監控方夠節省安裝的費用，能夠減少電纜的長度，節省材料，并且能夠提高可靠度，其組態也比較的靈活，但是只適用于一些小型的監控系統中;現場總線的監控不僅能夠針對已定間隔進行設定相關的功能，還能夠針對于不同的間隔采取合理的設計，并且還具有遠程監控方式的優勢。

　　電氣自動化控制系統對周邊的生產生活環境進行監測，采集環境信息一般通過相應的傳感器來進行，傳感器的類型主要有溫度傳感器，煙霧傳感器等多種類型，傳感器得到的信息通過由紅外收發模塊(主要由信號源及紅外收發裝置結合組成)進行傳輸，將所得信號輸出到單片機上。

　　通過這樣的一種方式，可以在無人的情況下對所處環境進行監測，實現智能控制。

　　(2)保護功能

　　自動化儀表工程是一項涉及面極廣、質量要求極高的綜合性工程。

　　具體就是指利用先進的計算機自動化技術、信息信號處理技術、現代電子通信技術，將包括測量儀、信號系統、繼電保護、自動裝置等在內的儀表設備經過功能的優化組合，以實現對主動監控、自動測量、自動控制、微機保護和調度通信等綜合性的自動化控制。

　　(3)測量功能

　　設備中的指示燈或者音響的信號只能夠簡單的表征設備的運行狀態，如果要精準的了解設備的工作情況，就需要設備儀表對線路進行參數的測量，包括電壓、電流以及頻率等。

　　在操作的組件與儀表等設備之中都能夠通過電腦控制系統所取代，這就實現了微機自動化控制的基礎。

　　除此之外，電氣自動化控制系統還能夠保護發變組和控制勵磁變壓器;對 6kV-10KV的高壓廠用電壓的快切裝置狀態進行監視;對380V低壓廠的電源進行監視，控制并且操作低壓備自投裝置;能夠對高壓的啟變壓器進行操作和控制(這種功能主要適合兩臺機器共同使用的條件下);能夠控制柴油發電機組和保安電源等。

　　二、自動化儀表系統接地的重要性

　　在石油和化工行業，儀表自動化技術應用廣泛，特別是DCS、PLC、ESD、SIS等系統普遍應用于裝置的控制、大型機組的控制和裝置的聯鎖保護系統中。

　　隨著大規模集成電路和電子技術的日趨成熟，上述控制系統的硬件和軟件已經非常穩定可靠。

　　目前國內使用的控制系統品牌都能滿足工藝控制或大型機組保護需求。

　　因此，要努力提高儀表控制系統的可靠性和穩定性，而儀表設備普遍存在絕緣強度低、過電壓和過電流耐受能力差、對電磁干擾敏感等弱點，一旦儀表設備收到直接雷擊或其附近區域發生雷擊，雷電過電壓、過電流和脈沖電磁場會通過供電線、儀表信號線、電纜橋架、穿線管等途徑到達儀表設備，威脅儀表設備的正常工作和安全運行。

　　如果防護不當，輕則使儀表設備工作失靈，重則使儀表設備永久性損壞，嚴重時還可能造成人員傷亡、生產事故。

　　因此，在儀表系統的設計和施工階段，組織者認真優化儀表系統的接地和供電方案顯得尤為重要。

　　三、自動化儀表接地系統誤區及注意事項

　　自動化控制系統是一個綜合的復雜系統，其接地通常包括工作接地、屏蔽接地、防靜電接地、防雷接地、保護接地和本安系統接地等多種。

　　自控系統接地的誤區突出表現在將系統中的多種接地混合連接，導致各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，產生地環路電流，影響PLC邏輯電路和模擬電路的正常工作。

　　如果地環流較大，而PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布將影響PLC的邏輯運算和數據存貯，造成數據混亂、程序跑飛或死機;而模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。

　　另外一個重要誤區就是信號電纜屏蔽層兩端均做接地。

　　自控系統中電纜屏蔽層必須一點接地。

　　如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，將產生對地電位差，從而產生電流流過屏蔽層。

　　此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內將會出現感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。

　　為了避免由于工作誤區導致的儀表系統的信號干擾、系統死機、電氣來的感應電壓等故障，儀表系統接地有許多關鍵點需要把握和控制。

　　系統接地形式主要分為等電位接地和單獨接地，必須堅持單點接地的原則，即通過唯一的接地基準點ERP組合到接地系統中去。