控制系统论文【精品】
在个人成长的多个环节中,大家都经常接触到论文吧,通过论文写作可以培养我们的科学研究能力。你知道论文怎样才能写的好吗?以下是小编整理的控制系统论文,希望能够帮助到大家。
控制系统论文1
0 引言
传统有轨电车在二十世纪前三十年得到了快速的发展,但随着汽车工业的崛起,传统有轨电车因其噪音、灵活性和效率等诸多劣势逐步退出历史舞台。现代有轨电车采用电力驱动、低地板列车和自动控制等新技术,以较大的载运量、绿色环保、城市景观效果好及投资规模小等综合优势得以快速发展,近30 年仅在法国有超过十个城市近30 条现代有轨电车线路投入运营,近年来也逐步进入中国,在上海张江开发区、天津滨海新区和沈阳浑南新区建成投运,也有很多城市在规划建设中。
1 现代有轨电车信号系统
信号系统是现代有轨电车的运行指挥系统,有轨电车由司机驾驶,遵照信号灯及操作控制道岔设备信号的指示,按照行车运行计划和规则行驶。信号系统为了保证基本行车安全和尽可能高的行车效率,采用各种技术实现列车的定位、车地通信、信号设备的自动控制和调度的信息化。信号系统主要解决的几个问题:
( 1) 运营调度,在控制中心进行行车计划的编制和下发,对实际列车运行情况跟踪监督。( 2) 车地之间,车上司机对地面道岔进行遥控从而实现走行方向的选择,道岔响应司机的操作指令并且进行线路占用条件的判断,符合安全逻辑的条件下转动到位并且联动控制地面信号灯指示,反馈车上司机运行许可信号。( 3) 列车与控制中心之间,控制中心需要掌握所有列车运行的位置,控制中心需要将运行计划下发至列车。( 4) 控制中心与地面信号之间,控制中心需要地面设备的实际状态信息和故障报警信息以便快速做出反应,控制中心也可以根据运行计划和列车运行位置远程控制道岔设备的动作从而提高运行效率。现代有轨电车信号系统的运营制式并非完全一致,根据具体线路和路权的设计存在差异性。
2 正线道岔控制系统
总体分析,现代有轨电车信号控制系统分为正线道岔控制系统和运营调度两大子系统。正线道岔控制系统是信号系统中唯一涉及安全的子系统,并且作为主要的地面控制设备与道岔转辙机、信号机、计轴等信号设备直接连接,还需通过无线和有线通信接口与车载设备、控制中心进行通信数据交互。正线道岔控制系统的核心设备是在每个有轨电车车站安装轨旁的道岔控制柜。
道岔控制柜中配置核心逻辑运算单元,运算单元通过通信总线与其他控制接口设备交互,接收控制命令,采集地面信号设备状态,进行联锁逻辑运算,向控制接口板发送指令控制地面信号设备动作,同时向车载和控制中心发送信号设备实时状态信息。基于安全性的考虑,核心运算单元在硬件上应该采用二取二制式。
驱动控制设备有道岔控制单元和信号机控制单元。道岔控制单元要能够驱动转辙机动作并采集转辙机的表示状态。在传统的铁路信号控制领域,转辙机驱采控制采用的是重力式继电器组合,触点控制方式,控制设备规模较大并且设备连接需要进行焊线,轨旁控制柜根本无法容纳如此笨重的控制设备,所以道岔控制采用电子化、模块化和无触点的控制板卡设备是必然的选择。电子化道岔控制设备可以采用电力电子开关技术、二取二控制校核方法、闭环检测方法、冗余通信总线技术来保证其安全性和可靠性。一个道岔控制单元控制一台转辙机,电气特性方面目前国内有轨电车转辙机多采用AC380V 和AC220V 驱动两种制式。有轨电车信号机一组有三个灯位显示,分别是红色禁止灯光,绿色直行指示灯光,黄色转向指示灯光,一个信号机控制单元可设计为驱动一组或两组信号机,信号机采用LED 信号灯,控制单元输出AC220V 驱动电源与信号点灯变压器连接。道岔控制单元和信号控制单元设计要遵循基本的“故障—安全”原则,比如信号机控制单元在通信中断的情况自动点亮红灯,道岔控制单元操动道岔启动后无论任何条件变化都要持续驱动到位。接口设备有通信接口单元和轨道状态检测单元。通信接口单元又分为车地通信接口单元,控制中心通信接口单元,接口单元负责将核心运算单元的通信数据转换为其他有线或无线方式的通信数据传输至车载和控制中心。
核心运算单元与道岔控制单元、信号机控制单元、通信接口单元、轨道状态检测单元之间采用通信总线方式连接,CAN 总线最为常用,也可采用串行或CPCI 总线等。
3 道岔控制逻辑
道岔路口的行车规则、道岔控制逻辑与有轨电车具体线路的路权设计、运营规划有关系,这里设计一种兼顾安全与效率的方案。
1#、2#、3#为路口号,对应位置设计为车地通信有效进入范围。A、B、C 点设计为区段占用检测点,用作检测列车占用或通过。进路处理逻辑如下:
( 1) 初始状态下,即在系统上电复位后,进路区段即道岔区段处于占用状态,信号灯XI、XII、XIII 处于红灯状态,道岔区段占用状态通过在车载设备或现地操作盘上进行确认复位后恢复正常即出清状态。
( 2) 列车行至1#路口时,司机根据信号灯XI 显示行车,信号灯显示红灯、进路区段出清、未排列进路,此种情况下,司机根据行车需要通过车载设备排列直行或右行进路,道岔转动到位后信号灯开放,直行开放绿灯,右行开放黄灯,道岔锁闭,以XI 为始端的进路排列成功。
( 3) 信号开放后列车驶入道岔区段,A 点检测到区段占用后信号关闭,进路状态改变为进路占用,列车驶过道岔区段后原进路信号自动开放,道岔保持锁闭状态,后续同向列车不需要再排列进路,根据信号开放显示行车。
( 4) 进路开行方向与计划行车方向不一致的时候,司机需要取消已排进路后再根据需要排列新的进路。
( 5) 已排列了以XI 信号机为始端的进路时,如果列车行至2#路口即XII 信号机前方并计划由2#路口行至1#路口,或者计划实施直行折返作业行至3#路口方向,计划行进方向与已排进路方向相反,此时确认道岔区段无车后通过取消进路操作后再排列需要的进路,已排进路取消后XI 信号机随即关闭转向红灯。
( 6) 三个路口的信号灯在同一时间最多只能有一个信号机处于开放状态。
该设计方法中,引入进路和信号灯防护的概念,相比完全由司机人工判断行车大幅提高了安全性; 列车驶入,信号关闭,列车驶出,信号自动开放,后续列车无需操作连续行进,保证了较高的效率。
4 车地通信技术
目前的信号系统方案中,车地通信采用了多种技术实现方式,主要有802. 11 无线网络WLAN 通信加电子标签定位方式、感应式通信环线技术、RFD 射频识别技术。更为先进的发展方向是采用4 G 移动通信LTE 技术,通过采用基于LTE 技术的超大带宽的`传输平台,建立无线通信专用网络系统,不仅可用于车地双向通信,还可为其他如旅客引导系统、视频监控系统提供网络传输平台。
道岔控制柜与控制中心通信多采用光网有线通信方式,为了提高可靠性,也可采用工业环网设计。
4. 1 无线网络加电子标签方式
道岔控制柜作为WLAN 通信的局部中心端,车载设备配置有无线AP,列车进入WLAN 信号范围后通过验证自动接入,接入后就可以收到地面控制单元发送的呼叫信息从而实现与地面的通信。但是为了防止非法用户接入和前后多趟列车同时接入后对道岔的无序操作,需要确认先到达列车和对列车的操作授权,此时需要使用电子标签。无源电子标签可以存储道岔标识号、路口号和相关的位置信息,电子标签埋置于轨间,并且在岔前、岔后和弯股三个接近道岔区段的位置设置,列车接近道岔区段,可以从电子标签读入该道岔的识别信息,将该识别信息和该列车的车次号组合编码,通过WLAN 通信发送给道岔控制柜进行校验,说明该列车是最先接近道岔区段的,核心运算单元接收到该信息后校验道岔识别号正确并且道岔区段处于完全空闲状态,即可给该车次号列车授权进行道岔控制,可以响应该列车的道岔操动指令,该授权的有限期一直延续到列车压入道岔区段并且全列通过后道岔区段恢复空闲终止,在此期限内不再向其他进入道岔控制范围的列车进行授权和响应其操作指令。
4. 2 感应式通信环线方式
感应环线数据通信方式是采用环形布置的电缆作为发射天线的一种无线数据传输方式。感应环线通信系统包括轨间环线电缆、车载天线和地面车载的数据收发设备三部分。道岔控制柜中,核心运算单元通过感应环线通信接口板主动发送呼叫信息数据,数据经过接口板调制为FSK 信号,发送到轨间的环线电缆,列车驶入信号机前方接近区段的通信环线铺设范围,依据电磁感应原理,通过车载天线感应到来自地面的呼叫信号,此信号被送入车载设备的环线通信接口板,经过谐振、放大、滤波和解调,最终还原为有效的数据信息,接口板将信息转送给车载控制单元处理,车载控制单元收到呼叫信息意味着进入道岔控制区域范围,并且从呼叫信息中获知路口号、前方进路信息和道岔位置信息,此时车载单元要回传包含路口号的应答信息给地面道岔控制柜,道岔操作指令也包含在应答信息中,应答信息传输过程与呼叫信息传输过程正好相反,地面控制单元收到应答信息后校验路口号回传一致并读取该趟列车车次号,解析道岔控制命令进行运算执行。在该趟列车未完全驶过该路口的情况下不再响应其他应答信息,防止列车连续跟进造成道岔误动作。
感应通信环线实现车地之间的双向通信,采用微距通信和专用频率,相对开放式的WLAN 通信方式,具有安全性高、数据无延迟、通信对象唯一、准确和快速的优势。
5 列车定位技术
传统铁路中多采用的轨道电路列车定位技术,在开放式和嵌入地面的有轨电车线路上是不适用的,现代有轨电车多采用计轴、重力感应环、感应通信环线、GPS 定位等方式进行列车的定位追踪。正线道岔控制子系统中,分为接近区段、道岔区段和离去区段轨道占用情况检测,需要配置符合“故障—安全”原则的定位设备,一般采用组合技术实现,比如车地通信中介绍的感应通信环线也可作为检测列车接近和离去的手段,信标加WLAN 通信的方式也可以作为另一种接近和离去区段占用检测手段,道岔区段一般采用安全性较高的计轴设备,或者也可以采用基于安全设计加至少两点检查安全逻辑判断的重力感应环设备,计轴和重力感应环设备布置点类似。
6 结束语
正线道岔控制系统作为现代有轨电车信号系统中唯一涉及安全的子系统,目前国内开通线路多采用国外技术集成设备,比如西门子的全套系统。但就一套可靠高效的信号系统的各项集成技术目前在国内都有成熟的国产化的应用实例,比如全电子化道岔及信号控制技术、计轴设备实现列车定位、二取二的安全计算平台都通过了欧标SIL4 级认证并在国铁和地铁应用,感应式通信环线实现车地通信也已应用于高铁线路。基于国内传统铁路复杂联锁关系的研究应用经验,联锁安全方面也是国际领先的。所以在有轨电车信号系统方面,应该坚持走完全国产化的道路,降低成本,推动现代有轨电车系统的推广应用。
控制系统论文2
1.电子机械设备控制系统介绍
电子机械设备指的是晶体管、集成电路和其他电子管构成的,包括电子应用自动操作、自动发挥的智能型机械,其内涵还可以逐渐延伸为工业电子机械一体机、家用电器和机械生产设备等。
电子机械设备以计算机内编写的数据码为其运作和应用程序,在电子储存介质内输入该程序,并在各类配件组装的机械装备中进行装入,开启键启动后,则能够实现输入数据的动作,达成运作作业目标。
在传统工业领域中,计算机系统作业的稳定性和控制系统的完善性相对较差,随着直接型数字控制系统的引入,计算机演算效率实现了明显的提高,运作稳定性也相对更好。随着大规模集成电路的广泛应用,以及微型计算机的发明和应用,电子机械设备的控制系统也实现了飞跃式发展,其演算效率更高,规模相对更小,为繁琐、复杂演算目标的实现奠定了技术基础。这象征着小体积电子机械设备简易、便捷应用程序时代的到来,使得小体积应用程序操作巨大电子机械设备成为了可能。
随着集成电路的逐渐发展完善,计算机控制能力技术以及运算法都逐渐被人们所研究和探索,并在各个领域得到了广泛的应用。
2.电子机械设备控制系统的常见问题
第一,硬、软件的抗外扰性能。由上文进行的论述可知,外界的干扰能够通过磁场的作用,在无任何媒介的情况下直接介入。这一作用通常针对电子机械设备的软件和硬件而言的,其主要原因在于电子机械设备软件和硬件自身配件制作能够直接吸收外界的频率。所以,在抗拒电源扰乱的基础上,还会出现空间内的磁场电波,进而转变为振动模式,并影响设备硬软件的正常运行,也就是我们常说的信号和信息干扰。例如,在我们使用计算机的过程中,如果手机来电,则电脑会出现障碍频波反应,进而诱发接收障碍声响。
第二,抗外扰性能。在电子机械设备的探索与开发过程中,数据的计算通常是十分准确的,甚至可以视为完美编写的数据控制程序,在实际的应用过程中确实意外频发,甚至会出现实验装置设置基本完善的情况下,无法顺利开启该设备,分析其主要原因在于,在实验过程中常常存在较为明显的外界因素的干扰,而这也是肉眼无法预测的`[6]。通常情况下,外部干扰能够经接电的线路进入电子机械设备内部,接地线与控制系统之间是反向的电压,这就造成了电路源对其控制系统核心职能产生阻碍的现象。不管是电子机械设备的供出方面还是其输入方面,以及电子机械设备的控制系统自身,都无法完全避免外界因素的干扰。
3.电子机械设备的未来发展
3.1 电子机械设备的发展趋势
随着我国数字信息技术的快速发展和完善,小型电子科技技术、计算机应用软件和电子网络技术的优势都得到了最大限度的发挥,并实现了电子机械设备外部操作技能与内部控制系统之间的良好结合,保证了其性能的准确性和稳定性。由电子机械设备控制系统的性质分析结果可知,传统的点子控制属于部分控制,也就是在工程作业过程中,不同的阶段存在相应的控制系统,而现阶段的电子机械设备则具有更加强大的功能,不同的作业阶段,可以通过相同的中心加以控制。原来应用的是分段的内部控制,而现阶段则是整体性的内部控制。
3.2 未来发展的潜在问题
随着近年来我国电子机械控制市场的逐步发展完善,电子机械设备控制系统的重要性也得到了人们的关注,但因其发展相对滞后,因而存在较大的研究空间。
随着我国电子科技研究人员对我国国情以及国外先进经验研究的逐步深入,以及各种外界干扰因素的排出,我国的电子机械设备也具有广阔的发展前景,但其中所表现出的问题,也是更加令人堪忧。
随着电子机械设备在人类生产生活各个领域应用的逐步深入,尽管产业链的发展仍然无法完全脱离人为因素的影响,但是,现阶段的很多活动均可以由电子机械设备加以取代,则传统的人类文明也将会逐步被摒弃,这就是电子机械设备发展表现出的主要问题,笔者希望,在电子机械设备控制系统的未来发展过程中,需要更加具有人性化特征,能够做到以人为本。
4.总结
综上所述,当今电子机械设备在人类生产生活的各个领域均发挥出了巨大的作用,而我国的电子机械设备控制系统领域仍然存在较大空白,有待于进一步的发展和研究,这就需要我国电子科技研究人员,立足我国国情,充分借鉴和分析国外先进经验,在数据分析的基础上,促进我国电子机械设备控制系统的逐步发展完善。
在计算机内编写、运作和应用数据编码,将程序输入电子储存介质内,并完成各类配件的完整组织,启动开启键后即能够进行相应的数据动作,这在一定程度上能够替代人类完成那些难度较高的工作,因而具有较大的科学意义和研究价值。
控制系统论文3
摘要 :在我国经济发展的过程中,水资源占据着重要的地位,他的资源量将很大程度上影响着我国经济的发展速度。而随着近代工业的崛起,以水资源为代表的各类资源均受到很大程度上的污染,所以对污水的处理已经成为当前最突出的问题。本文就自动控制系统在污水
关键词:污水处理论文
引言
近年来,随着我国环保力度的逐步加大,对污水的处理上逐渐由点到面,实行全方位的覆盖。由于我国幅员辽阔,各类工厂分布较为分散的状况给我国的污水处理增加了难度。而污染的水资源如果处理不当而直接排放进江海湖泊,不仅给我国的生活用水带来影响,也会阻碍工业等相关产业的发展,所以对污水的处理已经成为一件急需解决的问题。电气自动控制系统的应用,将提高污水处理的效率,为我国的经济发展奠定一个良好的发展平台。
1自动控制系统的组成以及特点
1.1自动控制系统的组成
自动控制系统的组成较为复杂,一般由自动控制、数据采集以及信号处理等方面的内容组成。在进行污水处理时,只有这几个部分协调配合,各尽其能,才能使污水的处理的效果达到最好。自动控制部分主要负责系统的运行,使得系统在无人控制的情况下,也能够按照原有设定的系统进行运行,将人从繁重、危险的工作中解救出来;数据采集部分主要负责系统的监控,当系统属于运行状态时,数据采集部分能够对污水处理的状况进行检测,保证系统的正常化运行;信号处理部分是对采集的数据进行处理,当发现系统出现异常状况时,就会及时的对系统进行修复,确保污水处理的效率与质量。自动控制系统是一个整体化的设施,只有各部分之间相辅相成,才能实现污水处理的高效化。
1.2自动控制系统的优点
从另一种角度而言,自动控制系统可以分为软件和硬件两部分。这两部分虽然完全不同,但是却是缺一不可。为了实现电气自动控制系统的方便化操作,自动控制系统中往往嵌入了目前发展较为成熟的.软件工程技术。操作员进行操作时,可以结合软件的优点通过功能图块进行编程,提高系统操作的便捷性。除此之外,对于一些较为复杂的工程项目,可以利用高级语言完成相关的数学算法,在简化项目复杂程度的同时,可以实现功能块的嵌套,优化系统的性能。硬件与软件不同,但是在一定程度上被软件限制选择的范围。通常情况下,一款软件的集成程度越高、功能越强,那么对硬件的配置要求就越苛刻,污水处理工厂的成本就会增加。所以在软件的制作过程中,我们要兼顾硬件的选择,只有这样才能在不影响污水处理效率的情况下,节省开支,实现经济效益的最大化。
2自动控制系统在污水处理中的应用现状
随着科技的发展,越来越多的设备处在日新月异的变革之中,设备的更新周期远远低于历史上的任何一个时期。电气自动控制系统就属于其中发展较快的一类,且从整个经济结构角度来看,电气自动控制系统对于人类来说具有巨大的应用价值。然而事实表明,实际应用的情况并没有达到理想的效果,其中存在着较多的缺陷和不足。下面我们就简述一下电气自动控制系统在污水处理中具体应用的现状。
2.1电气自动控制系统所采用的检测设备检测精度不理想
我国科技发展不平衡,某些技术发展还处于基础阶段,与总体科技水平不相吻合,所以在设备的配套使用时,往往某方面的落后拖垮了设备整体的性能。目前我国的电气自动控制系统中,检测设备相当不完善,滞后了整体设备的性能。在电气自动控制系统进行污水处理时,很多的检测表、仪表由于精度不足,使得系统无法对突然出现的问题及时处理,造成了不必要的损失,降低了污水处理的效率,压缩了经济效益的空间,从而很大程度上制约了企业的发展。而且,如果处理的污水没有达到设定的标准就进行排放,那么其中的污染物就会对环境以及相关生物造成极大的危害,给国家和人民造成不可估量地财产损失。
2.2污水的排放标准太低
一些厂家进行污水处理时为了扩大经济效益空间,往往简化或者省略水质的检查。近年来,由于我国环保部门的监控力加强,一些企业、工厂用ORP、DO、PH等进行对水质的控制,但是在电气自动控制系统进行操作时,如果检测系统检测到水质尚处于不合格状态时,系统接到反馈仅仅只是加长污水处理的时间,而并非再一次进行污水水质的检测,这样往往造成处理的污水达不到预期的效果就直接排放到环境中去。
2.3设备维护不到位
我国的污水处理工厂为了提高污水处理的效率,减少污水处理的成本,一些污水处理设备都是从国外直接购买。而这些设备往往都有维护要求,只有满足维护的标准之后,设备才能够更好的工作,使污水的处理效果实现最大化,但是目前国内工作人员对这些设备的了解较少,很难满足设备的维护需求,使得设备的维护工作名存实亡。而且这些设备的造价往往十分昂贵,维护的费用也是一笔巨大的开支,严重挤占了工厂的利润空间,使得部分污水处理厂做的不够到位。
2.4缺少相关的专业性人才
从相关部门的统计数据来看,我国污水处理行业员工的能力普遍偏低,往往都是通过简单的培训就直接上岗。在这种情况下,如果处理系统一旦出现问题,或者处理设备需要维护的时候,由于缺乏专业人才,就会导致污水的处理效果与理想的标准相差较大。
3自动控制系统在今后的改进措施与发展方向
3.1自动控制系统的改进措施
由于污水自动控制处理系统与我国的经济发展现状不能够很好的契合,严重阻碍了污水处理的效率与质量,通过对目前我国污水处理现状的分析,对相关地方采取一些必要的措施,以提高污水处理的质量与效率。3.1.1体改电气自动控制系统检测设备的检测精度在进行污水时,我们要保证经过处理的污水排放到环境中时不会产生大的危害。然而由于检测设备的精确度有着严重的缺陷,使得污水处理的结果产生一系列的问题。检测设备搜集数据时,因精度问题,往往使得未经达标的污水因检测不出而被误排到环境中,造成了无法挽回的损失。所以,当污水处理工厂引进新的处理设备时,一定要注重检测设备的精度问题,只有这样,才不会影响处理系统整体的性能。3.1.2提高污水排放标准在实际的生产生活中,污水处理标准的过于低化使得污水的处理现状与理想相差甚大。通过对污水处理标准的提高,减少污水不达标而被排放的概率,从整体上提高污水处理的效果。3.1.3对相关设备进行维护由于目前我国大多数的污水处理工厂都是从国外直接引进设备,在维护的问题上存在着多方面的问题。但是只有良好的机器设备,才能保证污水处理的效果。所以工厂应该加强对设备维护的重视程度,克服多方面的困难,将设备维护的工作落实到位,为污水的处理结果提高保障。3.1.4引进和培养专业人才目前我国的污水处理工作人员基本都是仅仅接受简单的培训就直接上岗,缺乏相关方面的知识,在实际操作中往往容易产生大的漏洞。尤其是在电气自动控制系统出现问题以及设备需要维护时,很难找到相关方面的专家进行指导。所以引进和培养专业人才就显得十分的重要,他不仅能够提高我国污水处理的水平,又能为污水的处理结果提供保证。
3.2自动控制系统的发展方向
目前,控制理论向着两个方向进行发展,一是在科技飞速发展的大环境下,注重某一种方法的研究,将先进、成熟的科技技术应用到方法的实践中,提高污水处理的效率与质量;二是将多种方法结合使用,相互之间取长补短,发挥他们所具有的优势,共同提高污水的处理效果。就目前而言,第二种的发展趋势明显高于第一种,且已经取得了良好的效果。
4结语
自动控制系统在污水处理中占据着重要的地位,不仅大大的降低了污水处理的成本,而且使得污水处理的效果得到了明显的改善,创造了良好的社会效益。笔者通过对目前我国污水的现状进行具体分析,提出一系列相关改进的措施,希望在改善污水处理、提高污水处理质量方面能所帮助。
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控制系统论文4
摘要:智能换热站的自动控制系统由监控中心、通信网络、本地监控站(现场控制层)3部分组成。本文重点介绍了智能换热站现场控制层的硬件设计,结合换热站的主要调节参数二次侧的供水温度、供回水压差和回水压力,给出了智能换热站主要控制策略。
关键词:智能换热站;PLC;智能PID;变频器
集中供热系统是城市重要的基础设施之一,也是城市现代化水平的重要标志[1]。换热站作为连接热源与用户的重要纽带,起着热量匹配、转换和输配的功能,其安全、可靠、稳定、经济节能运行直接影响热源效率及供热质量。鉴于此,智能换热站利用现代工业自控技术、计算机技术、通讯技术、物联网技术、现代信息处理技术,实施更科学、更规范的监控管理,实现由传统的人工操作模式向现代化、高度集成化、自动化、智能化的模式转变,最终达到提高供热质量,节约能源的目的。本文是以保定市老城区集中供热改造设计为例。
1换热站工作原理
换热站就是换热的场所,它连接一次网和二次网,就像一个变压器一样把一次网的高温热量换热给二次网的热水再供给用户。换热站通过热源热水在一次网循环将热量传送给二次网中的循环水,经过换热站的一次网热水回到热源被加热后重复下一次循环;吸收了一次网热量的二次网循环水由换热站循环泵加压后送至各供热用户,流经用户散热后的二次网循环水返回吸收一次网热量,重复上一次循环周而复始。换热站通过流量计、温度传感器、压力传感器等传感器采集信号送至PLC,并上传数据信息;同时,PLC还可对循环水泵、补水泵等实现远程控制和自动控制,从而实现换热站的无人值守[2]。PLC是热量交换,热量分配及系统监控、调节的枢纽,在供热期间通过调整和保持热媒参数(温度、压力和流量等),进行分时、分区节能控制和气候补偿节能控制,满足按需供热,实现供热、用热全网热量平衡和节约能源。
2智能换热站控制系统组成
智能换热站的自动控制系统由监控中心、通信网络、本地监控站(现场控制层)3部分组成[3],见图2。监控中心硬件由服务器、工作站、集中显示系统、电源系统、打印机和相应的网络通信设备等组成。监控中心能够实现对供热系统监控运行、调度和能耗管理、故障诊断和报警处理、数据存储和统计及分析、集中显示等功能。本地监控站(现场控制层)由PLC、传感器、变送器、执行机构、网络通讯设备、人机界面等组成,能够实时采集各换热站一、二次网的压力、温度、流量、液位等参数,监视和调控设备运行。通信网络将监控中心、各个换热站、热源、管道监控节点等连接成一个整体,是热网监控系统的桥梁和纽带。
3智能换热站现场控制层硬件设计
换热站现场控制系统由PLC控制器、触摸屏、电动调节阀、变频器、压力、温度、流量变送器,通讯模块等以及视频摄像机、交换机等部件构成[4]。控制核心PLC采用德国西门子公司的S7-300系列,其模块化的结构、易于实现分布式的配置、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好,在供热领域应用广泛。中央处理单元采用CPU315-2DP,自身带有Profibus-DP主/从现场总线通信接口;温度测量模块采用SM331AI8×RTD8点输入热电阻专用模块;模拟量输入模块采用SM331AI8×(9~14)bit,输入精度9~14位可调;模拟量输出模块采用SM332AO8×12bit,输出的电流和电压可调整;数字量输入模块和输出模块分别采用16点24VDC的SM321和32点24VDC的SM322。变频器采用ABB公司的ACS510系列变频器,内置RFI滤波器和变感电抗器,具有PID闭环调节功能,变频器与PLC采用Profibus-DP方式通讯,由PLC控制改变变频器的输出频率,调节循环泵与补水泵转速,实现节能运行。采用西门子TP精智系列触摸屏作为PLC的人机界面,通过触摸屏按钮可调整和修改PID参数;显示现场压力、温度、流量、液位等信号,监测循环泵、补水泵、调节阀、变频器等设备工况;为了方便调节和控制整个工作过程,通过设置报警极限值可进行声、光报警。视频监控摄像机为网络摄像机,采用光纤以有线方式租用通信运行商链路实现换热站和监控中心之间运行数据和视频信号实时传送,并接受监控中心发送的'指令。智能换热站数据采集见图3。
4智能换热站主要控制策略
影响用户供暖质量的因素主要是供热系统中水的温度、管道压力及流量,调整二次侧的供水温度、供回水压差和回水压力就能满足用户对供暖的要求,通过对一次网侧电动调节阀以及对二次网侧循环泵和补水泵的控制即可实现对以上各参数的调节[5]。
4.1二次网供水温度的调节
根据供热对象的特性和本地的气候条件,给出一条二次供水温度与自然时间及室外温度之间的对应曲线。按照当地热负荷(曲线可以进行偏差修正)、室外温度的变化及不利点温度,利用PLC的强大控制功能和丰富算法,结合一天中温度设定值的变化规律对控制算法进行修正,根据修正后的控制算法得出二次网侧供热温度的设定值,把设定值和实测供热温度比较后,送入控制器,执行智能PID闭环调节,改变一次网电动调节阀的开度,实现一次侧流量的量调节和二次侧供水温度的质调节,从而达到二次网供水温度的要求。
4.2二次网供回水压差控制
为了满足将热水供至管路末端用户,必须在换热站二次网设置循环泵。二次网供回水要保持一个恒定压差来保证供回水的流量,使热量传送给用户。因此,循环泵须采用变频控制。由压力传感器检测供回水压差信号并与设定值比较,通过变频器采用智能PID方式调节循环泵的转速,使得二次网供回水的压差保持恒定,在保证最不利点正常供暖的前提下,既实现了分时段变流量功能,又有效地节约了电能。压差设定值可根据经验参数或经验曲线进行设定。
4.3二次网回水定压控制
热水管网常会发生漏水现象,导致水压不稳定,为了维持管网恒压点压力,在二次管网回水处设置一台回水压力变送器,将回水压力信号输送至补水泵变频器,变频器根据回水压力设定值,通过内部PID控制调节补水泵的转速,保持二次热网的水压恒定。
5结语
通过采用电子信息技术、PLC控制技术和变频调速技术等,智能换热站控制系统实现了对温度、压力、流量等参数的自动控制,不仅提高了供热系统的自动化程度及控制精度,还节省了大量的人力和物力。通过远程通信网络,热力网监控系统实现了对换热站的远程遥测、远程遥信、远程遥控,利用视频系统还可实时监视换热站现场情况,最终达到无人值守,起到了减人增效的效果。
控制系统论文5
摘 要:当今时代,中国经济迅速发展更,各行各业因核心技术的不断创新,导致竞争力逐渐增加,同样对于我国的大型重点行业铁路工程也面临着技术创新问题。而对于铁路养路机械电气控制系统的改造是本行业一直缺乏创新的关键环节,其中控制系统的接地形式是核心问题。
关键词:大型养路机械论文
当今时代,中国经济迅速发展更,各行各业因核心技术的不断创新,导致竞争力逐渐增加,同样对于我国的大型重点行业——铁路工程也面临着技术创新问题。而对于铁路养路机械电气控制系统的改造是本行业一直缺乏创新的关键环节,其中控制系统的接地形式是核心问题。若控制系统接地形式不合理,会造成铁路养路机械系统出现致命问题,铁路行业应自主创新,改进控制系统的接地方式,为推进大型养路机械电气控制系统的健康发展做出贡献。
1.铁路大型养路机械介绍
中国铁路发展的历程已历经上百年,在此过程中,养护及维修是保证铁路正常运行不可缺少的手段。回顾铁路发展历程,养路机械设备的改进也不断在进行,由最初的人工保养到中期的机械手段,再到今天的大型养路机械,每一步都是技术的创新,凝结着劳动人民的心血。改革开放以后,中国铁路快速发展,线路数量开始突飞猛进,造成传统的小型养路机械不能满足铁路维修的需要。并且,铁路的结构改变及高复杂程度对养路机械提出了更高的要求。科研工作者,根据铁路的特点,研究出了大型养路机械电气控制系统,该系统包含了施工机械、电脑控制系统、电气系统、动力系统等多种系统,并且该系统体型庞大,能适应铁路养护的功能需要,已成为主流形式。
2.电气控制系统接地研究
电气控制系统接地时为了减小电磁波对设备的影响以及提高控制系统对设备的操控准确度,综合来说,养路机械设备及养路设备的控制系统和接地处理方式三者当中,接地方式是最易影响控制系统稳定性的因素。若控制系统接地方式不合理,将会造成机械出现故障,功能不能完全发挥,各部件之间出现连带损坏现象,比如对配砟整形车、捣固车、清筛机械等等造成致命影响,虽然以上三种机械电路控制原理大同小异,但系统接地方式却截然不同。
据调查,在过去的一年中,由于接地方式不合理导致的接卸出现罢工的情况时常出现,比如柴油机接地方式不对,电路接触不良会导致 供电电流异常变大,同时柴油机出现不同频率的噪音。该故障是由于接地方式不同引起了多种小故障,例如供电线路虚接,电路因电流过大导致线路击断等等。工作人员可利用检测设备对线路问题进行检查,柴油机声音频率异常是由于内部齿轮之间咬合精确度出现问题,不同齿轮之间转速不同导致相互摩擦,若不及时进行处理,将造成机械出现不可恢复的损伤。当接地方式不良时,启动器中的继电器电流回流不稳定,电流已出现散流或弱流等问题,由此而造成继电器不能正常工作,使得电机的运转轴不能按原位进行运动。长此以往,柴油机的继电器被迫变成暂时的发动机工作,导致其他与继电器有关的设备不能正常运作,造成养路机械电气控制系统出现故障。
目前,我国铁路的电气控制系统的接地方式一般采用捣固车接地的形式,具体来讲,是蓄电池与车身进行短接,利用车身作为接触端,从车体前端进入控制箱中,并由此进入排流,最终导入电路板。换句话说,对于电气控制系统来说,只要是前端箱体和末尾箱体直接进行相连的话,都应利用车体作为关键引导,并以此传递信号与电流。而对于常规电气控制系统来说,大于或者小于 的电压的'电源,其负极与 相连,并且在控制系统中,与车体采用短接的方式,该方式又分为两种,即直接短接电路和非直接短接电路。直接短接形式在正常情况下对控制系统的稳定性无太大影响,但对于控制系统的准确度有一定影响,并且影响程度若过大,会造成控制系统的仪表度数出现异常,对整个控制系统的调控与校准造成极大困难。非直接短接时,电阻值机会减小,当阻值降低到一定范围时,同样会对控制系统的精确度造成较大影响,不管过大还是过低,对控制系统的精确不同样造成不良影响。
3.接地形式的改造
根据前文的分析,直接短接与非直接短接均会对控制系统的精确度造成影响,这两种方式最终来讲是阻值的变化问题,只要能控制阻值的变化范围,使其在可控的范围之内,便可使控制系统的精确度保持在合力范围内。对于非直接短接来说,阻值相对较小,但线路易出现接触不良等问题,因此为了降低阻值,应在整个线路的阻值之和上进行入手。可采用将环路分割成子部分,将每一个子部分包含一个控制点的办法处理,这样可以增强控制系统的阻抗能力,降低环路电流对控制系统的影响,保证控制系统的准确度。相比而言,利用模拟实验处理电气以及新的材料对电路改进比较困难,造价也大,因此,在控制系统中,对线路进行适当的分离和分解,降低每一个环节的阻值,可有效提高控制系统的整体阻值。但提高控制系统精确度的其他因素也较多,比如各部分传递信息的滞后时间、信号处理的解析方式、电线及集成电路的材料等等,都是不可忽略的因素。
4.结束语
铁路大型养路机械电气控制系统的稳定性是铁路养护的重要保障,并且伴随着经济的迅速发展,网络传输、PLC技术、现场总线科技等等,都促成了控制系统的不断优良改进。这些技术可以为柴油机的精确操控、稳定快速运行等提供优势,但是接地方式仍是该系统的瓶颈问题。因此,为了提高大型养路机械电气控制系统的稳定性,应通过技术创新、材料创新、软件创新等方面入手,在试验中不断改进,在应用中不断发现,才能更好地促进控制系统接地的健康进行。
参考文献
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控制系统论文6
1电气工程自动化工程控制系统的发展存在的问题
1.1电气工程自动化工程体系优缺点同时存在
现在我国运行的电气工程自动化工程采取的控制系统一般有集中监控、DCS(分布式控制)两种。首先集中控制系统的优势在于,它将全部功能都安置在一个处理器中,在系统设计、维护以及运行等方面都比较简单。其劣势在于处理器承担的任务量较大;在此控制体系中,隔离器件闭锁和断路器联锁是运用硬接线进行连接,在设备扩容等方面比较困难,其操作难度也比较大。其次DCS系统是在集中控制系统的前提下设计并发展起来的,在现代电气工程自动化工程控制系统中获得较为广泛的应用。其劣势在于使用和传统仪表相似的模拟仪表,减少系统安全可靠性,在维修环节也比较困难,各个设计厂家没有规范而统一的标准,加重维修的成本,并且其价格比较高。
1.2电气工程自动化工程控制系统还不具备标准化端口
电气工程自动化工程控制系统接口到目前为止还没有统一、完善的标准,这种情况提升工程造价,阻碍数据资源共享的.实现。自动化体系设计方案很重要,然而很多企业没有规范的方案,各个厂家和企业间硬件和软件交换数据有差异,导致企业间难以深入的交流和信息交换。同时电气工程自动化工程控制没有实现统一化,难以根据客户要求设计、建立规范、标准的电气工程自动化工程控制体系。
1.3电气工程自动化工程控制没有实现专业化
在电气工程自动化工程控制设计、安装以及操作等环节,相关工作人员的专业技术比较薄弱,需要进一步提高。此外我国电气工程自动化工程控制习题创新能力不足,一般产品属于中低档,需要提高其创新能力。
2构建电气工程自动化工程控制系统的发展对策
2.1建立一体化的电气工程自动化工程控制体系
要从各个环节建立起具有一体化的电气工程自动化工程控制体系。首先国家要按照电气工程自动化工程控制体系具有技术水平和技术特点,制定统一的产品规范。其次厂家和企业要加强交流,从设备精简、调试与维修以及技术合理性等多方面向规范化的方向进行制造和生产,让控制体系更科学。最后要研发出新型、操控更方便的一体化控制系统,可以运用社会性质和分工外包间的协作,让零部件的生产走商业化生产的路线,促进电子工程自动化工程控制体系的一体化。
2.2运用国际化生产标准
IEC61850是现在控制系统厂家所认可的国际标准,可以参照这个标准对控制体系进行研究和开发。另外可以运用微软公司所制定的标准技术,由于企业策划电气工程自动化工程控制系统时,PC系统是连接管理系统和控制系统的中间系统,其接口具有标注化,能够保证厂家和企业间实施软件和硬件的数据交换,妥善的解决由于通讯而产生的问题。
2.3引进和培养电气工程自动化工程控制系统的专业人才
随着电气工程自动化工程控制逐渐集成化和高智能化,对其制造人员、维修人员和安装人员都具有很高的要求,所以要引进和培养专业技术较强的人员。首先企业要培养具有实际操作能力的人才,他们要了解和掌握软件和硬件系统的操作。其次对安装人员记性专业技术进行培训,使之懂得安装的流程和技术。最后要更新技术人员的知识结构,可以引进人才,通过引进人才的“传帮带”,培养新人,促进他们在维修和系统保养等方面的学习,提高工程系统安全可靠性。
3结语
随着我国国民经济的快速发展,电气工程自动化工程控制系统在经济发展过程中凸显出重要作用。纵观工业经济的发展历程,电气工程自动化工程的作用是明显的,自动化功能控制体系能够降低企业经济成本,增强检测精度等。另外运用自动化控制体系也能够降低事故发生频率,提高工程具有的安全性,保证电气工程快速、平稳运行。本文分析了电气工程自动化工程控制系统的现状、问题以及解决策略,旨在帮助技术人员解决实际问题以及推动电气自动化控制系统的健康、长远发展。
控制系统论文7
摘 要 电气自动化工程控制系统是现代化工业的一个重要方向标,它是推动社会全面发展和进步的重要力量。从这些方面来看,加强对电气自动化工程控制系统的理论研究就有着实际性意义。本文则主要就是电气自动化工程控制系统的发展现状进行详细分析,并结合实际探索其发展的趋势,希望能够通过此次的理论研究对实际发展有所裨益。
关键词电气自动化 现状 发展趋势
随着我国的科学技术有了蓬勃的发展,其中对电气自动化也有着重要的推动作用,而电气自动化工程控制系统是将来电网管理的核心系统。针对电气自动化工程企业而言,电气自动化技术能够有效的将人力劳动的强度最大化的降低,同时也能够提高工作的效率以及检测的精确度,在安全事故方面也能够得到有效降低。
1 电气自动化工程控制系统理论分析
1.1 分布式控制系统理论分析
电气自动化工程控制系统主要是建立在先进科技基础上发展而来的,它对企业的发展所起到的作用愈来愈重要。我国经过多年的发展,已经在电气自动化技术领域有了很迅速的进步,在这一技术方面的竞争也日益的激烈,从现阶段电气自动化工程控制系统的发展现状来看分布式控制系统还占据着关键地位。这一系统主要是对于集中式控制系统而言的新型控制系统,是从集中式控制系统基础上演变而来,有着可靠性以及实时性的特征。这一系统自身也存在着一些缺陷,主要就是受到混合体系制约在可靠性方面还有待加强,并在维修方面也显得相对有难度,在这一系统生产的厂家来说没有统一标准,这些方面都需要进行改革创新。
1.2 系统的信息集成化理论分析
电气自动化工程控制系统在发展的过程中逐渐向着更高的方向迈进,主要就是在控制技术上得到了延伸扩展,并在管理水平方面得到了扩大。前者主要涵盖着电气工程自动化将控制设备和对其研究开发进行相关改善。而后再则是对企业各种资金以及人力进行的合理分配。这样在技术的延伸作用下,一些新兴的微电子处理技术也逐渐的进入到自动化工程控制技术并和其相关的软件组合的发展队伍中来。
1.3 集中监控方式控制系统理论分析
电气自动化工程控制系统中的集中监控方式主要是设计师将控制功能集中到同一处理器上,这样就导致了实际处理的速度发生偏慢,倘若是对所有能够控制的设备进行控制,监控数量就会过多,这样就导致了主机空间被大量占据。与此同时,在通信线路信息传送能力上也会有着更高的要求,这样就增加了生产成本以及维护的费用,在维修难度上也会增加。
2 电气自动化工程控制系统发展前景分析
2.1 安全性趋势分析
我国的科学技术不断发展进步过程中,电气自动化工程控制系统的发展将会朝着更加安全的过程进行发展,安全防范技术的集成化是重要的发展方向,重点来说就是怎样能够保证人和环境以及机器这几个方面的安全实现。倘若是在不安全的情况下应当怎样选择用最低的资金实现安全方案制定问题,从实际情况老看,我国将主要会从安全级别较高领域开始,从硬件向着软件领域逐步得到强化,对电气自动化工程控制系统的安全问题进行全面性的研究研讨。
2.2 创新技术趋势分析
随着我国自动化水平的发展不断提升,针对电气自动化工程系统控制在现阶段的水平将得不到实际需求,那么在创新技术上的强化将会是将来的重要发展趋势。尤其是在目前市场化环境不稳定情况下,竞争的日益激烈也会促使创新技术的不断涌现,从而使得电气自动化工程控制系统在这一技术的支持下不断的进步发展。电气自动化企业对自身的创新能力要得到不断提升,为这一领域的发展研究打开更开阔的发展空间,政府在其中也有着主导性作用,所以在政策上扶持以及在相关机制体系上哦完善建立也会逐渐实现。这些都为电气自动化工程控制系统的创新提供了发展条件。
2.3 标准化接口发展趋势分析
控制系统的标准化是提高自动化水平的`保障,从微软的发展经验来看,其之所以有着快速进行和发展正是因为技术上的同时使然,这才对公司内部的通信问题得到有效的避免,这从另一方面来说在工程的时间方面也得到了最大化的节省。所以这对电气自动化工程控制系统的发展有着很好的经验作用,在这一方面完全可以吸收有效的经验,促进自身的发展。在电气自动化工程控制系统数据共享的作用下,管理人员可通过PC系统对电气自动化工程控制系统实施实时监控并对所出现的情况采取快速管理,这样就对企业间的通讯困难问题得到了有效解决。
2.4 市场化趋势分析
当前的市场竞争已经愈来愈激烈,所以加强产品的市场化程度是获取竞争优势的重要手段。产品想要得到长久的发展,那么就需要对制造部门的体制改革进一步的深化,同时也要能够对市场化的变化和影响进行充分关注。这样才能够保证产品能够对市场的发展需求得到满足,而电气自动化工程控制系统的发展正是如此,不仅仅是依靠技术上的大力投入,还要在零配件的生产市场化以及专业化等方面得到加强。这样就对资源的配置率能够起到显著的促进作用,对电气自动化工程控制系统的整体发展也有着推动效果,这也将是未来发展的一个重要趋势。
3 结语
总而言之,当前的市场化经济逐步形成,所以对电气自动化工程控制系统的发展也会带来相应的影响,在这一严峻的发展背景下,电气自动化工程控制系统要想取得革命性的发展,就必须要将创新精神在实际当中得到融入。同时还要对市场变化进行深入了解,对发展中出现的问题也要能够及时的发展并有效解决,从多方面进行考虑问题,只有如此才能够最大限度的推动电气自动化工程控制系统的长久发展。
参考文献
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控制系统论文8
摘要:水利工程是当前一项十分重要的社会工程,对社会上各个方面发展均有着十分重要的作用。为能够使水利工程作用得到发挥及保证其正常运行,水利工程管理是十分重要的一项工作,在当前水利工程管理中,自动化控制系统的应用使管理工作质量及水平得到很大程度的提高,促进水利工程管理进一步发展。
关键词:水利工程管理;自动化控制系统;应用
水利工程管理是当前保证水利工程正常运行的基础条件,并且也是关键内容,随着现代信息技术及自动化技术的不断发展,在水利工程管理中自动化控制技术也得到越来越广泛的应用,并且对水利工程管理有很大帮助。因此,在水利工程管理过程中,为能够使工作质量得到提高,应当对自动化控制系统应用进行科学分析,并且充分掌握,从而使水利工程管理得以更好发展。
1自动化控制系统工作原理
调水工程中需要使用大量水泵及其辅助设备来组成泵站系统,由于泵站机组容量的不断增大、泵站工程的`安全可靠性和节约能源的要求不断提高。为了实现水资源的合理调配与使用,需要发挥泵站的最大效益。为了提高泵站运行的安全性和可靠性,需要有现代化的手段来对泵站的运营进行管理。因此,泵站实施自动化和信息化建设,是泵站日常运行管理工作科学化、规范化、现代化的重要举措,是为了上述目标的重要手段。同时对提高泵站运行管理工作效率,保证泵站长期高效、可靠的运行有重要意义。该系统的运用能够使泵站运行管理人员大大减轻其工作强度,另外还能够使泵站机电设备的综合使用效率以及寿命均得到有效提高,还能够使工作人员对泵站综合运行情况进行直接查询及了解,便于远程管理调度,对水利工程自动化管理水平提高有着十分重要的促进作用。
2水利工程管理中自动化控制系统的应用
2.1利用自动化控制系统监测控制水泵机组
水泵机组在泵站中属于十分重要的一种能源转换设备,其组成主要包括两大系统,即同步电动机与水泵。在水泵机组使用过程中,当开机时自动化控制系统首先应当将防洪闸门打开,同时将清污机启动,使其运行,并且应当对同步电动机组内的励磁系统进行动态检测,对其实际运行状态进行观察,注意是否良好。自动化控制系统内部存在自动判断程序,其能够对各类启动条件进行判断,在确定均与预设参数要求满足情况下,才能够继续进行开机控制。在水泵机组实际运行过程中,自动控制系统便开始进行实施监测,利用有关传感器元件对机组内部各个相关机构元件情况进行动态监测,利用内部运算程序能够对相关数据进行动态分析判断,可随时进行记录,并且实时进行调节,从而使机组运行能够保证处于最佳状态。在自动监测过程中,若有系统故障发生,自动控制系统可对相应执行机构进行实施操作,从而将报警或者事故跳闸等相关动作完成。
2.2利用自动化控制系统监测励磁控制系统
在机组启动以及实际运动过程中,对于励磁装置中晶闸管元件相关运行参数,利用自动化控制系统中上位机可实时显示,并且能够进行记录。在上位机上,相关工作人员依据调度参数可对任何闭环进行调节,从而能够实时调节切换机组恒电流运行、恒功率因素运行以及恒无功率运行状态。对于自动化控制系统而言,其所设置的为综合调节方式,即中控及现地相互备用。当自动化控制系统中上位机有故障出现时,运行人员可选择现地励磁综合控制单位执行,在现地单位中利用可视化人机互通触摸屏系统借助触摸软电子按钮或者键盘直接调节励磁系统,从而使机组运行可靠性得到有效提高。在系统实际运行过程中,当同步电动机有故障出现时,对于自动化控制系统而言,其不但能够利用上位监控系统通过声光等有关方式对中控运行人员进行报警提醒,使其及时排查相关故障单元,另外在现地触摸屏系统中还能够显示报警,避免工作人员出现误操作情况。
2.3利用自动化控制系统可视化监视泵站全局
对于自动化控制系统而言,其上位机中的可视化人机互通界面中,设置整个泵站层次重叠菜单的画面,其包括主变监视、电气主接线、开机及停机判断闭锁流程图、水泵机组单元监视以及油气水等,另外还包括闸门控制系统。在泵站运行管理过程中,相关工作人员只要利用鼠标对上位机各个功能菜单选项直接进行选择,便能够全方面了解整个泵站系统运行状态以及相关数据信息,从而能够将合理高效运行调度计划制定出来。为能够使管理工作更加方便,在自动化控制系统中,对于每个管理人员而言,其均设置密码,在管理界面上只有将正确个人信息输入,然后才能够利用自动控制系统管理整个泵站。另外,在自动化控制系统中,还有多层防护闭锁程序的设置,可有效避免出现人为误操作事故,使整个系统都能够保证高效稳定运行。
3结语
在水利工程管理过程中,为能够使管理工作水平及效率得到有效提高,应当对自动化控制系统进行合理应用,该系统的应用能够实现对水利工程中各个方面的自动化管理控制,对水利工程自动化管理水平的提高十分有利。相关水利工程管理人员应当对自动化控制系统应用熟练掌握,并且合理应用。
参考文献:
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控制系统论文9
【摘要】单片机加上适当的外围器件和应用程序,构成的应用系统成为最小系统。文章对变频控制系统单片机外围电路的设计进行了探讨。
【关键词】变频控制;单片机;外围电路
本次设计采用选择PHILIPS半导体公司带手动复位功能的产品MAX708。MAX708还可以监视第二个电源信号,为处理器提供电压跌落的预警功能,利用此功能,系统可在电源跌落时到复位前执行某些安全操作,保存参数,发送警报信号或切换后备电池等。
另外,系统还扩展了可编程外围芯片PSD303。由于系统的 I/O口数量与实际所需数量还有很大的差距,故系统又扩展了两片8255A,一片用于接键盘和显示电路,一片用于接触发信号、紧急停车信号等。
一、键盘与显示电路
在本次设计中,设置了一个9按键的操作电路,以代替实际现场的操作按钮。6位的LED显示电路用于显示转速、电流、以及调试时的相关项的显示。
另外,为了便于现场工作之便,设置了5×4的矩阵式键盘,用于当系统软件等出现错误,而又不便直接对程序进行修改时的调试之用。
二、变频系统设计
现代变频技术中主要有两种变频技术:交-直-交变频技术和交-交变频技术。交-直-交变频技术为交-直-交变频调速系统提供变频电源。交-直-交变频的组成电路有整流电路和逆变电路两部分,整流电路将工频交流电整流成直流电,逆变电路再将直流电逆变为频率可调的交流电。根据变频电源的性质可分为电压型和电流型变频。
本次设计用交-交变频电路是不通过中间直流环节,而把电网固定频率的交流电直接变换成不同频率的交流电的变频电路。这种变频电路广泛应用于大功率交流电动机调速传动系统,实际使用的主要是三相输出交-交变频电路。这种电路的特点:(1)因为是直接变换,没有中间环节,所以比一般的变频器效率要高;(2)有与其交流输出电压是直接由交流输入电压波的某些部分包络所构成,因而其输出频率比输入交流电源的频率低,输出波形也好;(3)因受电网频率限制,通常输出电压的频率较低,为电网频率的三分之一左右;(4)功率因数较低,特别是在低速运行时更低,需要适当补偿。
三相变频电路就较单相复杂,其电路接线方式主要有公共交流母线进线方式和输出型联结方式。具体说来,其主电路型式有:3脉波零式电路、6脉波分离负载桥式电路、6脉波非分离负载桥式电路、12脉波桥式电路、3脉波带中点三角形负载电路、3脉波环形电路。
本次设计选用较为简单的一种—3脉波零式电路。
三、同步电路设计
同步电路的功能是,在对应的晶闸管承受正向阳极电压的初始点(即控制角α的起算点)发出一个CPU能识别是哪一相同步信号的中断脉冲Utpi和要求的α角进行延时控制,输出相应的触发脉冲。三相同步电压信号经同步变压器、滤波、稳压、放大和光电隔离后分别接至单片机的P2.5、P2.6和P2.7管脚。另外,由于此处直流电源和触发电路中所用的电源不能共用,且光电耦合器输入输出端的地端亦不能共用,为了以示区别,它们的.符号均有不同。
Ua、Ub、Uc 与可控硅组件的三相交流电压同相位。Ua、Ub、Uc经R3,C3滤波电路波形变换光耦隔离整形电路后输出三相方波电压,记为 KA、KB、KC,三相方波分别送给 80C196单片机的P2口的 P2.5、P2.6、P2.7端。CPU根据KA、KB、KC的值判断三相交流电源的相位。
四、触发电路
在设计中,三相电路中每相均有正反两组晶闸管,每组均采用三相半波式接法,即每组用三个管子,所以一共有18个晶闸管,这样,触发脉冲也应有18路。三极管V为输出级功率放大晶体管;电容C为加速电容,与R构成微分电路,可提高脉冲前沿的陡度;为兼顾抗干扰能力和脉冲前沿陡度,一般取C为0.1μF。为保护脉冲变压器,在脉冲变压器两端并联电阻R和二极管D的串联电路,一般R阻值取为1K。电阻R为假性电阻负载。另外,为了隔离输入输出信号,加入了光电耦合器,考虑到应有足够的脉冲强度使晶闸管导通,输出极电压设为15V。在出发电路中,为了得到足够的脉冲宽度,而且使脉冲前沿尽量陡,后沿下降快,故采用了脉冲变压器T~T。另外,为了达到电气隔离作用,亦加入了光电偶合器。再者,为便于单片机对触发电路的控制,在同步变压器1~18的输入端,分别引入了紧急封锁信号(由HSO.0 引入)和 555 定时器构成的多谐振荡器信号,而多谐振荡器的控制信号则由单片机的HSO.1 控制。这样,当电机输入紧急停车信号时,单片机通过其 HSO.0 输出高电平,这样就使得触发电路输入端口的或非门被封锁,也即封锁了变频装置的触发脉冲,使电机快速停车。
五、保护电路设计
为了提高控制系统的可靠性和安全性,在交流电力系统的设计和运行中,都必须考虑到有发生故障和不正常工作情况的可能性。在三相交流电力系统中,最常见和最危险的故障是各种形式的短路,其中包括三相短路、两相短路、一相接地短路以及电机和变压器一相绕组上的匝间短路,当然也有其它形式的保护措施。具体保护形式有:电流型保护,电压型保护等。为简单起见,这里仅采用电流型保护中的短路保护和过电流保护,并在每个电机的定子输入端均接入了正反向交流接触器。另外,为防止意外情况的发生,引入了紧急停车信号,当按下紧急停车按键时单片机通过中间继电器关断接触器 KM2-KM8。
六、反馈环节设计
本系统中引入了电流反馈。电流反馈采用三相交流互感器,经三相桥式整流电路及滤波电路,最后经限流、滤波及限幅电路反馈回单片机的 P0.1口。
【参考文献】
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控制系统论文10
摘要:现阶段自动化技术开始被广泛应用于工程机械各个领域中,它对提高现代工程机械集成系统的整体功能性有着重要作用,这也为自动化技术在汽车机械控制系统中的应用奠定了基础,确保系统通过自动化技术的应用为广大用户营造一个舒适、安全的驾驶环境。本文就汽车机械控制系统中有关自动化技术的应用进行详细阐述。
关键词:自动化技术;汽车机械;控制系统;应用
自动化技术作为现代科学技术领域中一门全新的学科,其与人们的生产、生活有着十分紧密的联系,这是因为自动化技术的应用可以提高传统控制系统的智能化水平,所以对于汽车机械控制系统来说,自动化技术的合理应用具有重要意义。在汽车机械控制系统中应用自动化技术可以有效提高系统运行的安全性与稳定性,对于汽车企业用户来说,自动化技术可以帮助其进一步提高整个汽车系统的能源利用效率,帮助企业在新时期有效实现经济效益最大化及可持续发展的战略目标。
一、基于自动化技术的系统功能模块
1.传感器系统
汽车机械控制系统中有关自动化技术的应用可以实现对汽车运行状态的实时监控,并且基于这一技术理论使整个汽车机械控制系统出现了两种传输通道形式,一种是根据时间节点进行传输的通道形式,另一种为频分制的传输通道形式。第二种传输通道形式在具体应用中所传输的信号具有特定的频率,所以在具体应用中并不会出现信号混淆的情况,并且该技术在具体应用中具有电路构成简单、故障率低等特点。现阶段基于自动化技术而成的汽车传感器系统实现了对油温、车速、干湿度以及距离等数据的自动采集,并将其与预设的参数进行自动对比来判断整个汽车的实时工况,以便于整个系统可以做出最优化的调整。
2.中央控制系统
汽车机械控制系统中的中央控制系统是基于微型计算机技术而形成的一种集成系统,由于微型计算机的接口数量、功能以及稳定性可以满足多个不同任务控制要求,所以汽车中央控制系统在具体应用中具有功能多、控制精度高以及速度快等特点,所以对于整个汽车机械系统来说该技术的应用可以进一步提高其运行效率。汽车中央控制系统在运行中的主要作用是实现对传感器采集信息数据的处理,并且整个系统还具备自动报警等功能,监控设备在运行中一旦判断整个系统出现异常则会自动报警,这对进一步提高整个汽车系统的整体运行效率及安全性有着重要作用。
3.PLC通信模块
现阶段PLC自动控制系统开始被广泛应用于汽车机械控制系统中,这是因为该系统在设计过程中采用了STEP7软件进行编制,具备梯形逻辑图、功能块图以及语句编辑等多项功能,并且PLC自动控制系统对于不同工作环境来说具有不同的I/O模块,所以该系统中通过安装人机对话接口可以进一步提高整个系统的操作性能,以便于用户可以利用最简单的操作方式来完成对汽车的控制。
二、自动化技术在汽车机械控制系统中的具体应用
1.实时监测功能的实现
基于自动化技术而成的汽车机械控制系统为了满足操作人员对于工作状况信息了解的需求,其开发了数据报表的功能来达成这一目的,在数据传输过程中系统可以根据用户需求来将数据打印成特定报表,并且提供了多种报表方式来满足不同用户对该功能的需求,所以其对进一步提高整个汽车控制系统的便捷性有着重要作用。
2.故障诊断与排除功能的实现
现阶段汽车机械控制系统中所使用的自动化技术是基于计算机网络技术而成的,可以实现对人类生产方式全过程的模拟。因此,自动化技术对于汽车机械控制系统来说是一项高度集成的综合性技术,在工程机械领域中的具体应用不仅可以有效提高其整体生产效率与质量,同时也可以实现对一些突发状况的自动检测与排除,如果汽车机械控制系统在运行过程中出现故障,它可以自动判断,并按照相关预设的处理措施进行自动化处理,避免故障发生后整个汽车机械控制系统继续运行而产生过大的损失,所以对于企业来说基于自动化技术而成的汽车机械控制系统具有更高的经济性。
3.安全机制的设置
基于自动化技术而成的`汽车机械控制系统会预设不同等级的安全机制,而不同等级的操作人员也具备不同的权限,因此,对于汽车机械控制系统来说自动化技术的应用进一步提高了系统的安全性。汽车机械控制系统为了满足不同操作人员的工作需求分别设置了多种不同的密码等级,只有操作人员的密码等级达到相关权限时,他才能查询所对应的区域数据信息,对于没有达到权限的操作人员系统则会自动拒绝其访问请求。
三、结语
对于汽车机械控制系统来说,自动化技术具有良好的应用前景与综合效益,这是因为自动化技术对于提高整个系统的安全性、稳定性有着重要作用,并且可以帮助汽车制造企业通过自动化技术的应用来获取更多的经济效益。
参考文献:
[1]周洋.浅谈我国机械自动化技术应用现状与发展趋势[J].企业导报,20xx(11).
[2]张桂香,周之光.基于带切换增益模糊调节的滑模控制算法的车辆电液制动系统[J].汽车工程,20xx(03).
控制系统论文11
摘要:随着计算机技术的不断完善以及计算机技术在各领域中使用范围的不断扩大,人们对计算机技术以及互联昂平台的依赖性逐步攀升,然而计算机控制系统中网络通信的安全是计算机用户普遍关注的焦点问题。本文通过详细的介绍计算机控制系统以及网络通信系统的主要内容,总结当前计算机控制系统中网络通信存在的安全问题,为提高计算机控制系统中网络通信的安全系数提出操作性强的措施与建议。
关键词:控制系统;网络通信;安全问题
计算机技术蓬勃发展和数字化控制理论的广泛运用都在一定程度上促进了计算机控制系统的完善与升级,现如今,计算机控制系统已经在工农业、电力以及医药等不同的领域发挥了无可替代的作用,不仅提高了这些行业的发展速度与产品的质量,也降低了这些行业的生产运营成本,促进了这些行业的健康持续发展。但是,计算机控制系统是由专门的技术人员设计研发的,加之,计算机控制系统本身还有一些漏洞,这给等不法分子可乘之机,肆意攻击计算机控制系统,降低了计算机控制系统中网络通讯安全系数,因此,相关部门以及科研人员必须重视计算网控制系统的不足之处并采取积极有效的措施来提高网络通讯安全性能。
一、简单介绍计算机控制系统的核心内容
计算机控制系统可以简单理解为将计算机技术融入到生产过程各环节之中后产生了生产自动化控制系统,该系统主要包括硬件和软件两大部分,其中,硬件是指该系统使用过程中所需要的各种设备等物质基础,比如计算机、传感器等,是计算机控制系统得以使用的前提与基础;而软件则是指计算机程序的统称,提高了计算机控制系统服务的多元化和合理性,快速获取、整理、分析以及处理计算机控制系统中的资源信息,此外,软件对计算机控制系统具有指挥与协调的功能[1]。
二、介绍网络通信技术的主要类型
当前计算机控制系统中的网络通信技术并不是一次性研发成功的,而是经过了联机阶段等四个阶段的发展升级以及不同时代科研人员共同努力才得以实现的。计算机控制系统中的网络通信技术可以简单的分为以太网和现场总线技术两大类型。
(一)以太网的核心内容
以太网是计算机控制中应用范围最广以及使用频率最高的技术之一,以CSMA/CD技术为载体,实现了数据信息的大规模以及高速率的.传输。以太网具有开放性强、对计算机性能要求低的主要优势,几乎适用于所有的网络协议,实现了计算机控制系统网络通信技术与其他技术的有效结合。此外,以太网技术所需要的软件和硬件设备的总成本较低,连接介质主要双绞线和光纤,连接介质的低价格也最大限度的降低了局域网建设的成本。以太网技术经常多年的发展,技术早已成熟,因此,根本不需要花费大量的成本和精力来维护和保证以太网技术的正常使用。以太网技术有百兆、千兆甚至是万兆的通信速率,实现了数据信息传输的高速化,提高了数据信息以及资源的共享性与有效性,但是以太网并不是完美无懈可击的,有可靠性较弱的主要缺点[2]。
(二)现场总线技术的主要内容
现场总线技术属于工业现场层网络通信技术的范畴,加强了生产现场和控制设备的联系,提高了两者数字化通信的高效化和数字化。现场总线技术的数据传输方式以基带传输为主,具有通信速率快、实时性强和抗干扰能力强的主要特征。基于现场总线技术的控制系统中各个功能模块之间相对独立,这在无形之中增加了现场总线控制系统的稳定性与可靠性,降低了其对后期维修技术的要求。现场总线以开放式互联结构为基础,加强了同一层次网络以及不同层次网络之间的关联性。现场总线技术具有较强的包容性与适应性,可以在通信协议相关规定以及要求下,实现不同厂家所生产的性能以及功能并不完全相同的设备的组装与正常使用。现场总线技术的优势是其成为当前重要的计算机网络通信控制技术之一,但是现场总线技术出了具有强大优势之外,自身也存在一些缺陷,例如,传输效率比以太网技术较低许多;总线标准比较混乱和复杂化;现场总线技术的故障解决效率较低等,因此,相关工作人员应在综合对比两者优势与劣势的基础上,加强两者的合作,实现两者之间的优势互补,从而更好的满足人们对提高计算机控制系统中网络通信安全系数的基本要求[3]。
三、解决计算机控制系统中网络通信安全问题的措施与途径
一直以来,安全问题时计算机用户普遍关注以及科学人员重点研究的问题,相关部门以及工作人员应深入研究影响计算机控制系统网络通信安全性能的各种潜在因素,正视计算机控制系统的漏洞,从而提出针对性强的计算机控制系统网络通信安全防范措施与方案,在保证计算机控制系统正常运行的基础上,最大限度的降低网络通信危险系数。(1)提高对计算机病毒的查杀能力。计算机控制系统是由用户来具体操作的,如果用户没有规范自己的操作行为、在未经授权的基础上使用藏用病毒的移动设备以及不安全的无线通信等,都有可以让计算机控制系统处于感染和传播病毒的危险之中,不仅容易造成计算机控制系统内各种机密数据信息的丢失、篡改以及被盗取,给计算机用户造成严重的经济损失,也增加了计算机安全事件发生的几率,因此,计算机用户应规范自己的计算机系统操作行为,安装合适的防病毒软件,提高对各种病毒的检测能力,发现计算机病毒之后能够在第一时间采取删除等应急措施。(2)防火墙技术。防火墙对网络信息有过滤和限制的作用,有效阻止了未经授权或者存在安全风险的访问。计算机控制系统中应利用防火墙技术来提高对各种数据信息的监督控制力度。(3)发现计算机系统的漏洞并及时修复。几乎所有的计算机控制系统都存在系统漏洞,因此,应加强计算机系统的检测力度,及时发现计算机系统漏洞并安装安全布丁来修补漏洞。(4)提高计算机用户的专业水平。加强对计算机用户的培训力度,强化计算机用户的网络安全防范意识。完善计算机控制系统网络通信安全相关的各项法律法规,规范计算机控制系统的操作流程,提高计算机用户的安全管理能力。
四、小结
计算机控制系统中网络通讯安全问题直接影响计算机控制系统能够正常运转,直接关系到用户的经济利益等,因此,相关部门应通过加强病毒查杀软件、防火墙技术以及计算机系统修复技术等途径来降低出现网络通讯安全问题的几率。
参考文献
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[2]吴晶,董玉丹.网络与通信技术在计算机控制中的应用[J].网络与信息工程,20xx(14):101-103.
[3]吴尚.我国计算机网络安全的发展与趋势分析[J].电子技术与软件工程,20xx(24):196-197.
控制系统论文12
摘 要:电气自动化工程控制系统在企业中的应用能大幅提高其信息传输水平和检测水平,同时大大降低工作人员的劳动强度。通过分析电气自动化工程控制系统的现状,探索了电气自动化工程控制系统的发展趋势。
关键词:电气自动化工程;控制系统;技术创新;信息技术
中图分类号:TM76 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.20xx.23.033
随着社会的发展和科技的进步,社会生产生活的各个领域都大量引进了先进的科学技术,而企业自动化和智能化的实现都以电气化的有效配合为基础。改革开放以来,我国的电气自动化技术得到了快速发展,但与西方发达国家相比,我国的电气自动化技术水平仍然较低。在经济全球化不断推进的过程中,国内电气自动化企业不得不面对更多来自外国大型企业的竞争压力,这就要求企业通过科技创新不断提升产品竞争优势,实现健康、稳定发展。
1 电气自动化工程控制系统的现状
1.1 信息集成化
信息技术在电气自动化工程控制系统中的应用主要包括以下几个方面:①管理层面上纵深方向的延伸。在企业中,管理部门对财务核算、人力资源等数据信息的存取需通过特定的浏览器实现,且对生产过程动态形式画面的监控也有赖于此。②电气自动化设置、系统、机器中信息技术的横向拓展。近年来,微电子处理器技术在实践中的应用越来越多,这逐渐模糊了原来明确规定的界面。
1.2 Windows NT和IE的标准语言规范
人机界面是电气自动化工程领域的主要发展方向。由于PC系统具有控制灵活和易于集成的优势,因此被越来越多的用户所认可。在应用标准系统语言的情况下,电气自动化工程控制系统的维护、处理更加简便。
1.3 电气自动化工程分布式控制系统
近几年,DCS系统的缺点逐渐在企业的实际应用中暴露出来。该系统具有模拟数字混合系统的特点,且仍然沿用传统型仪表,因此其可靠性无法满足要求,进一步增加了维修的难度。同时,生产商家之间还没有全面建立起统一标准,维修、使用的互换性难以实现。另外,由于当前电子自动化工程系统的不断创新,控制系统更新周期逐渐缩短,相应投入大幅增加。
1.4 利用集中监控方法的控制系统
通过一个处理器实现所有功能是集中控制方式系统控制的`特点,这在很大程度上降低了运行速度。在监控中放入所有的电子自动化设备不仅减少了主机空间,使电缆数量大幅增加,还提高了相应的成本,降低了整个控制系统的可靠性。在集中监控的联锁与隔离刀闸的闭锁使用硬线的情况下,设备将无法继续操作。此外,在这种情况下反复接线会大幅增加维护工作的难度,并极易引起误操作,从而影响整个电气自动化工程控制系统的操作。
2 电气自动化工程控制系统的发展趋势
2.1 电气自动化工程控制系统的创新技术
当前,我国已经将电气自动化工程纳入了长期发展规划中,通过不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力,促进我国电气自动化系统的跨越式发展。对此,相关企业应当加大产品的创新力度,着力于构建自身的电气自动化产品知识产权,进而形成电气自动化工程自主创新的有利局面。同时,相关部门还应当明确电气自动化企业在技术创新中的主导地位,利用优厚的政策和科学、完善的机制推动国家重大科技研究项目的实行。
2.2 构建统一的电气自动化工程系统
电气自动化产品的维护运行、开机调试、测试实行和周期性设计的实现需以统一、完善的电气自动化工程系统为基础,同时,从产品设计到完工之间的资金和时间也能在此条件下实现最大限度的压缩。实现电气自动化系统的统一化管理,不仅能满足客户的要求,还能将开发系统从运行系统中真正独立出来。这就要求电气自动化工程的网络构成能够实现控制现场设施、计算机监管体系、企业工程管理体系中的一般通讯数据传输。在具体的网络体系计划实施中,在使用通讯系统以太网和现场总线时,需要对控制元件级到办公室环境之间整体的自动化通讯进行有效控制。
2.3 工程控制系统的标准化接口
通过微软公司标准技术的实施,工程的时间和成本被大幅压缩,办公室系统和电气自动化系统资源数据的共享交换也得以实现。由于电气自动化系统策划方案非常重要,因此企业需要在window 8系统环境下连接相关系统,这就需要通过PC系统建立自动化控制与管理系统两者之间的重建接口。厂家之间的软硬件数据交换问题可通过程序标准化接口得到有效解决,为通讯的顺畅性提供了保证。
2.4 市场产业化中的工程控制系统
在经济全球化进程不断推进的过程中,企业应充分重视结构产业化的发展,通过实施体制改革,有效利用科学技术促进经济的发展,并充分关注市场产业化形成带来的问题,不断提升企业的适应能力。在企业过度关注集成系统和技术开发时,可将零部件的配套生产通过外包或社会分工的方式转移出去,从而将有限资源用于研究大型装备技术,实现提升自主装备制造比例的目的。
2.5 电气自动化工程和产品生产的安全性
安全防范技术的集成系统是当前电气自动化工程控制系统发展的主要方向,而安全和非安全系统控制的一体化集成则是实现该系统的重要基础。在非安全系统控制的情况下,用户安全方案的制订通常使用成本最低的方式,这一点需要慎重考虑。电气自动化产品的系统安全是未来电气自动化系统发展的亮点,并从安全级别需求最高的领域向其他危险级别相对较低的领域逐步延伸。电气自动化工程控制系统的安全与防范设计应当遵循“由工厂设施层到网络层、从硬件设备到软件设备”的顺序。
2.6 系统发展的专业技术人才需求
对设备控制人员的职业培训是电气自动化工程系统安装和设计中的重要内容,但很多厂商和系统工程单位对设备操作人员和维修人员的岗位培训是在电气自动化系统开始运行后进行的。对此,系统工程单位应提前组织电气自动化设备的操作人员参与到系统安全工作中,使他们全面了解自动化系统;同时,将相应的专业知识培训穿插于系统安装过程中,让相关操作人员熟悉相关设备的安装原理和运行原理。另外,设备操控人员还应掌握相关设备产生故障的原因、维修措施和保养措施等。
3 结束语
电气自动化是现代工业发展中的重要技术,电气自动化工程控制系统的建设对国民经济的发展具有举足轻重的作用。相关部门和企业应提高科技研发和生产创新能力,进而实现电气自动化工程控制系统的跨越式发展。本文分析了当前电气自动化工程系统的发展现状,并据此探索了电气自动化工程控制系统的未来发展趋势。
参考文献
[1]崔铁星.探析电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].中国管理信息化,20xx(2):129-130.
[2]张礼崇,郜祥,王焱,等.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].技术与市场,20xx(1):127-128.
控制系统论文13
分散控制系统,即以多个微处理器为核心的过程控制采集站。分散控制系统之所以能够广泛应用在我国的火电厂自动化控制中,主要得益于分散控制系统较为成熟的应用经验和运行业绩。人们对分散控制系统的特性有了越来越多的认识,并且逐渐接受和认可。火电厂对分散控制系统的应用,有利于火电厂的单元机组热工自动化水平的提高,能够适应如今电力需求连年增大的发展需要。
1分散控制系统的现状及发展
1)分散控制系统的起源。DSC应用试点最早出现在美国,1985年的时候,那时选用的是网厅电厂300MW机组,这就是分散系统控制的开端。经过20多年的不断发展,分散控制系统在不断地改进实践中积累了许多成熟经验,更是推陈出新,打破了DSC的应用只局限在锅炉和汽轮机的热工监视的局面,相关供应商掌握了愈加成熟和系统的经验和技术。经过充分的实践经验证明,分散控制系统是可行并且科学的。我国通过对DCS的不断改进,最终也达到了国际的DCS水平,在火电厂得到广泛应用。2)分散控制系统的应用。分散控制系统的实际运用价值比较高,功能相对分散、数据可共享、可靠性较高等优点让其在与其他控制技术相比之下有明显优势,被电厂和变电厂所广泛接受。我国火电厂使用过的DCS数以百计,至今,使用过的DCS可大概分成3类:多功能控制器型、可编程序控制器基础型、PC机总线基础型。我们也不排除今后可能产生其他分散控制系统,比如以现场总线为基础的控制系统,或者以电厂信息监控管理为基础的控制系统,这也将进一步扩大DCS应用的功能。3)分散控制系统的发展。分散控制系统目前有两个功能性的扩展,现场总线技术的出现,就是其在纵向扩展上面的体现。开放性、数字化、多借点是现场总线的几个显著特点。为避免只靠电缆单一传输的弊端,现场总线技术还可以帮助现场的设备实现在运行中的数字量信息交换,达到双方的共享和控制。现有的现场仪表模拟技术弊端日益凸显,主要是速度慢、精准度低、成本高,不仅不能准确监控,而且浪费大量的物资,得不偿失,在此时,现场总线技术的出现就自然而然了。并且现场仪表的模拟技术与计算机控制的数字技术不符,还可能会出现使用问题,而现场总线技术则能有效改善这方面的问题,但现场总线技术发展还不够稳定成熟,还需进一步的改进和推广。
2分散控制系统特点
1)高可靠性。分散控制系统是建立在分散结构的理念上的,这能够对系统的可靠性形成一个保障。分散结构不仅包含系统功能的分散,还包含地理位置的分散。采用分散结构的分散控制系统可以分散系统的危险性。如果一个设备的某一个部分发生了故障,并不会对该设备的其他部分的正常运行造成影响。并且运用分散控制系统还可以对关键设备进行冗余配置,这也在一定程度上保障了系统的运行的可靠性。在DCS系统中,也不乏一些旧有的模块化、标准化的软件,也帮助系统的可靠性形成一道屏障。2)监视性能好。分散控制系统能够运用高智能操作站来监视和操作过程现场,并且分散控制系统的人际交互界面比较友好,操作员完全可以进行直观观测,监控性能较好。3)扩展性能好。分散控制系统在一般情况下都是采用递阶数据通信网络,可以实现通信的分层化。分散控制系统的系统构成灵活,硬件高度集成化,设备接口模块化、标准化,这都给分散控制系统提供了较好的扩展性能。4)编程容易。分散控制系统采用控制图形界面和功能码控制组态来编程的`,这样可以自动生成执行文件。这种编程方法对用户的编程能力要求不高,用户只需要掌握填表、作图等进行组态的方法就能编程,并且这种编程应用程序的质量还是比较可靠地。5)系统维护方便。分散控制系统的微处理器具有自诊断功能,应用程序在执行的时候还可以同时运行自侦段程序,扫描硬件的运行状态。发现异常现象时可以及时发出警报,对出现异常的部位和异常性质作出提示,并且系统维护的时间比较短,模件是可带电插拔、接插结构,磨剑种类少,维护较简便。
3分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用分析
1)火电厂电气自动化的功能及特点。火电厂电气自动化是一种能够保持主控室机、炉、电的协调一致,并且便于集中的管理控制和信息数据共享的多方位系统,火电厂电气自动化能够有效提高火电厂的工作效率,当前面临的问题是,电气自动化的运行管理水平跟不上火电厂电气自动化技术的发展速度和电力市场的不断推进的速度。如何运用分散控制系统提高电气自动化的运行管理水平,是各方专家讨论研究的重点。监控和控制设备是火电厂电气自动化系统的主要功能,并且这个系统还能反馈信号在数据交换中的变化和提供部分特殊数据。这种系统的设备数量较多,布置也较为复杂。2)火电厂电气自动化的现状及趋势。火电厂电气自动化的发展也在跟随着科学技术的步伐不断向前。在数据的采集方面有了新的突破,火电厂的电气监控自动化开始纳入信息化管理。因为计算机技术和网络技术的发展,ESC系统开始取代传统操作系统,间隔层的保护和测量以及控制装置,电气自动化都能够实现独立化操作,整个系统的控制单元正在朝着一体化的方向发展。在未来,我们可以预见的是:电气自动化将不再只满足于这些基本功能,相互操作性和强大的扩展性、高度的可靠性是其新的发展方向和目标。这种突破,极有可能在商业和工业领域都得到极大规模的应用。3)分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用。火电厂的电气运营管理必须要走电气自动化的必由之路,电气自动化系统不仅提高了火电厂的自动化水平,促进火电厂的发展,并且在相关领域也有运用空间。而分散控制系统可以提供综合化自动技术,是自动化系统的一个典型代表。火电厂实现电气自动化扩展了分散系统的纵向延伸空间,将电厂所有过程和环节纳入管控之下。电力企业只有不断地补充DCS的内容才能帮助实现科学化管理,推动整个行业的生产管理与发展。
4结论
通过本文的研究探析,我们深入了解了分散控制系统,分散控制系统是一项发展日趋成熟的技术,将其与电厂的电气自动化的功能与特点有机结合,以实现二者的整合运用,能够推动电气自动化系统进一步改进升级,优化电厂的系统管理和经济发展。
作者:段雅璠 白寅凯 单位:呼和浩特市供电局 风力发电有限责任公司
控制系统论文14
摘要:近些年,我国的科技水平发展十分迅速,电气自动化控制系统也被广泛的应用在人们的日常生活中。本文笔者将深入分析电气自动化控制系统的应用现状,并结合实际情况,探讨电气自动化控制系统的发展趋势,以供读者参考。
【关键词】电气自动化;控制系统;应用及发展
由于我国计算机技术与信息技术的快速提高与进步,使电气自动化控制系统技术也随着提高,就当前社会中的形式而言,电气自动化控制系统已被广泛的应用在各个领域中,逐渐与人们生活与工作的关系变得更加密切,加快了电气自动化控制系统的发展速度。因此,在不远的将来,电气自动化控制系统定会被更广泛的应用在人们的日常生活与工作中。
1目前电气自动化控制系统的发展状况
当前社会中,电气自动化控制系统中的电力线是一种入户率高、近乎天然的物理网络。但是现当下电力线的功能只是传送电能,因此,如何加强利用网络资源来实现宽带与窄带通信,使其成为一种新型通讯网,是国内外自动化控制系统科研人员的一个最新目标。若将电力网开发成一种新型的通信网,只有通过使用载波通信手段才能实现。电力网作为电力载波通信的主要通道,不仅具有信息交换的功能,还有数据传递的功能。由于电源线路是当今社会中应用最为广泛的一种物理媒介,覆盖率远远超出了电话线路与电视网络,同时具有数字通信功能,将建设通讯网的费用减少许多。因此,利用电源线路开发数据通信是当前电气自动化控制系统的主要发展前景。
2目前电气自动化控制系统的应用情况
2.1计算机系统在电气自动化处理系统中,将计算机系统合理融合在其中,是计算机可以实现将所有收集到的信息及时进行接受、反馈、处理。在计算机系统中融入电气自动化处理系统的主要作用有以下几点:紧急事故报警、追踪数据、智能计算、自动输入相关参数。2.2汽机电液系统传统的汽轮机自动化控制系统,主要是利用液压系统来实现汽轮机的控制的。之后由于社会科技的快速发展,电子原件与控制设备也变得更加可靠,因此,衍生出了高压抗燃油机构,使电气自动化控制系统被应用在汽车领域中,实现了天界级别压力与电功率、转速的三回路自动化控制,从而实现了汽车的启动功能。另外,用来控制汽轮机组的盘车也逐步提升了并网、转动的速度。这样使电网调频的负荷改变与电网调度的负荷改变会更加准确,延长了汽轮机组的使用年限,还能够保障机组的运行安全,提升汽轮电液系统的经济性。2.3汽车旁路系统对于汽车旁路系统来说,其中主要包括了高压旁路调节系统、温度调节系统、低压旁路调节系统、低温调节系统,能够按照汽车的运作力矩自动调节汽车的运行速度。2.4炉、机协调系统在电厂生产电能时炉、机协调控制系统具有关键性作用,能够有效控制电能输入与电能输出间的电能平衡。并且能够将其在运行过程中干扰因素全面消除,达到电网对机组负荷的要求,确保机组能够稳定运行。2.5集中化监控方式电气自动化系统的出现,将集中监控的设计方法变得更加简单化达到方便维护的要求。其主要特点就是将所有系统的功能都汇集在一个处理器上。然而,这样会有十分明显的缺点,在全部设备都正式投入运行时,会出现主机压力增加、投资力度增加,最终会导致电缆超出安全距离从而影响系统的可靠性。因此,这种方式并不理想。2.6实现现场监控与远程监控实现远程监控的重要前提是现场线路的信息传递速度要符合相关要求,这样会有效减少电缆与电缆的安装费用,还同时具备灵活性与可靠性,但是只适合应用在少数区域内。与其完全相反的是构建自动化系统一般会采取总线监控的方式,并且会随着总线与以太网的发展,提升电气自动化系统的智能水平。另外,现场监控的数据传输总线是通过自动化系统与智能设备串行连接来达到数据双向传输的目的,这根串行电缆将监控软件、中央PC、CPU进行有效连接,并且来连接了远程仪表、低压压路器、远程变频器、马达启动器等设备。这样一来,中央控制器就能够采集到大量信息,并且效果良好。
3电气自动化控制系统发展趋势
自从IEC61131发布以后便逐渐成为电气自动化控制系统的国际性标准,使计算机在电气自动化控制系统的发展过程中具有主要作用,计算机技术的'飞速发展使电气自动化系统更上一层楼,所以市场逐渐将电气自动化与IT技术进行融合,从而便加快了电子商务的发展。例如,在一个企业中,管理者可以选择合适的企业软件来进行人力资源、财务管理等重要信息的分析,还可以选择以此来进行企业的实时监控。另外视频处理技术与自动技术的广泛应用对自动化系统的发展趋势有着重要影响,比如:保护系统设计与开机界面的设计等。软件的主要功能逐渐从单一设备转移到集成设备,这是自动化系统的重要发展趋势。在一趋势下,逐渐对软件发展空间、结构合理性、接受能力等有了更高的要求,所以这些因素也变得更加重要。另外,在这样的前提下,电气自动化系统定会得到不断完善与提高,从而被应用在更多领域中。除此之外,还不能忘记对自动化系统创新,不断将其生产成本降低,以及提高其生产效率,从而提升产品对市场的适应能力并且保证产品质量减少消耗,尽量满足社会各方面对电气自动化控制系统的需求,从而推进电气自动化系统的发展。
4结语
总而言之,由于现代科技发展速度,以前的电气化自动系统已经很难适应目前社会发展,电气化自动系统应向创新化、智能化、统一化的方向发展。因此,根据我国电气自动化系统的发展状况与应用现状,加强研究电气自动化控制系统的发展趋势是目前社会发展的主要要求。
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1功能
电气自动化控制系统在今天的社会中被广泛应用于各个领域,是随处可见的社会单元,而这一现象的实现与它自身的功能是密不可分的。一个事物的社会普遍化的背后一定潜藏着更深层次的原因。电气自动化控制系统的核心也是主要功能在于它的自动控制、保护功能。以实时监测为基础实现设备各个部件之间的联动,实现整体功能的开关、制动等功能,这就是所谓的自动控制的实现,这也是电气自动化的最为重要的功能。我们可以举一个简单的例子:在特定的触发机制下,实现整个系统的自动化操作,简单来说就是自动开启与关闭。一定的电气设备被我们通过各种各样的模拟信号、磁场信息、电流等外在刺激形成关联,当这些外在刺激达到一定程度后,会触发相应电气设备机制,从而带动设备完成既定的机械运动,这就是电气设备功能。而机械装置在整个运行的过程之中遇到问题,产生故障,进而导致整体的崩溃,这时装置能够自行检测出问题所在,进而发出警报信号然后完成对于装置整体的临时应对,是为保护。我们需要注意的`是,上述的一切行为机制完成的前提是监视监测机制的健全无误。上述功能的实现是电气自动化控制系统得以正常运行的前提,正是凭借着这些功能,电气自动化控制系统才能够在借助动力控制系统和网络之后,实现与整个社会生产之间的链接,进而生成控制网,这种控制网是多种多样的。
2电气自动化控制系统的发展现状概述
我国近年来,随着改革开放程度的进一步推进,以及与国际接轨的日益加深,我国的经济发展水平不断攀升,经济是科学技术进步的源动力,在经济发展的刺激下,我国的电气自动化水平得到了长足的发展。但这只是纵向的比较,只是与我国过去的比较,同世界发达国家进行横向比较时,我们能够清晰的发现我国电气自动化水平的稚嫩。经济在发展,社会在进步,随之而来的是我国电气自动化技术的不断完善,但是我们同样能够清晰的感受到的是在这一领域竞争压力的扩大化。因此,我们在研究电气自动化控制系统是必须立足于实际生活,不可脱离实际,空谈理论,一切理论只有付之于实践才有意义。2.1分布式自动化控制系统首先我们要认识一个名词DCS,这是一种分布式的电气自动化控制系统。它具有良好的实时性,并且结构可靠。但是也具有致命的缺陷,那就是维护难度高,而且企业生产标准难以达到要求。2.2集中式自动化控制系统这一系统与分布式自动控制系统等其他控制系统相比,解决问题速度慢,这一缺陷归根是控制方式的问题,这一缺陷会影响整个控制系统的运行速度。
3电气自动化控制系统在日常生活中的应用
(1)交通领域的应用。电气自动化在交通领域应用很多,汽车自动化开关、安全气囊等都是这一技术的应用。(2)服务行业的应用。典型的应用就是POS机的推广应用,保障了资金安全、提高了交易效率。
4电气自动化的未来发展趋势
(1)标准的统一化。信息、制作规格等各个方面标准的统一化能够降低工程成本以及能够进一步促进电气自动化的发展。(2)智能化。全面提升电气自动化控制系统的智能化水平,使之能够更加便捷的接受外界的信号刺激,进而快速做出反应。
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