电气与仪表自动化控制系统

时间：2022-10-08 15:49:42 电气自动化毕业论文我要投稿

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电气与仪表自动化控制系统

　　电气与仪表自动化控制系统，小编带来电气与仪表自动化控制系统的相关论文范文，欢迎阅读。

　　电气与仪表自动化控制系统【1】

　　【摘要】电气系统是人们生活以及工业生产中不可缺少的基础设施之一，由于我国在这个领域的进行实践的时间尚短，在电气与仪表设备的使用中，还存在着系统退化，设备工作效率不高等问题，如何科学合理的对电气与仪表自动化进行控制，是非常必要的。

　　本文从电气与仪表自动化控制系统等方面进行了分析研究。

　　【关键词】电气仪表;控制系统;自动化

　　全面研究和分析电气仪表自动化控制系统，分析其在工程中发挥的实际功能，并从中总结经验，发现问题，不断完善，才能够实现其可持续发展，为社会和国家更好的服务，下面我们从几方面进行分析研究。

　　一、电气与仪表自动化控制系统的功能

　　1、工业中的智能监控作用

　　电气自动化系统对工业施工建设具有监控和检测的功能，通过对工业施工环境检测，从而获取环境信息，通常来说，检测是利用仪表传感器进行，将其传感数据体现到仪表或者电脑上，传感器得到信息的途径是利用红外收发模块进行的。

　　而这种收发系统的信号源通常情况下都是由红外线发光二极管组成的，而接着装置一般都是光敏三极管等。

　　在正常的工作状态下，红外发射管会一直放出红外光线，之后这些光纤就会被红外接收管收到到，并输送到单片机上。

　　如果警戒线被遮挡的时候，红外线接受管便不会进行单片机输出信号，因此就会被中断，而报警信号就会被传输给相应基站，从而实现智能监控。

　　这在工业中也经常用到，有效的防止了问题发生。

　　2、自动化控制的保护功能

　　在工业中，其设备的保护成为了工作中重要任务之一，电气自动化控制系统主要的作用之一就是对系统内部的各个部分进行控制，一般来说工业设备中的高压和大电流开关设备的体积都不会非常大，因此一旦设备在工业施工过程中出现问题，损失则相当大，只要安装了完善电气与仪表自动化控制系统，就可以对工业设备的供电系统进行有效的控制和保护。

　　3、数据测量与整合功能

　　一些工业建设前需要大量的测量数据，大型的测量设备中的指示灯或者音响的信号只能够简单的表示设备的运行状态，如果要精准的了解设备的工作情况，就需要进行电气仪表自动化控制系统按装和运用。

　　在加上通过电脑设备控制操作的组件与仪表等设备，在不用多余人力的情况下实现微机自动化控制。

　　在工业中实现数据测量和整合。

　　如在冶金中，冶金流程的全息集成。

　　实现铁-钢-轧横向数据集成和相互传递，实现管理-计划-生产-控制纵向信息集成，同时，整合生产实时数据和关系数据库为数据仓库，采用数据挖掘技术，提供生产管理控制的决策支持。

　　二、电气与仪表自动化控制系统的应用与发展前景

　　1、自动化仪表在冶金生产中的应用

　　电气与仪表自动化控制系统应用十分广泛，下面我们主要从冶金方面进行简要举例，自动化仪表控制系统具有将输入信号转换为输出信号的功能，它是自动化系统中的一个非常重要的组成部分，它在一套设备中的作用就好比人的大脑神经中枢对人产生的作用，它在设备运行中提供的一些数据是监控设备是否正常运转的重要参数。

　　自动化仪表一般分为温度仪表、压力仪表、流量计、校验仪表等。

　　它广泛的应用于生产生活和科研开发工作中。

　　它具显示、记录、监测、控制等多种重要功能。

　　从它不同的方面，我们可以把它分为五大类：从用途上来分，可分为检测仪表、显示仪表、转换和传输仪表、调节控制仪表、执行器;从组成形式上来分，可分为基地式仪表、单元组合式仪表、组装式电子综合控制装置、集中分散型控制系统;从使用能源来分，可分为气动仪表、电动仪表和液动仪表;从测量参数来分，可分为压力仪表、温度仪表、液位仪表、流量仪表;从使用系统来分，可分为生产系统检测仪表和安全系统检测仪表。

　　以PLC、DCS、工业控制计算机为代表的计算机控制，是以对现场级设备的控制。

　　在基础自动化系统中，目前由PLC 控制仍占主要地位;在冶金流程中，基础自动化控制系统又是关键的部分，它设计的好坏直接影响到整个控制系统。

　　2、电气与仪表自动化控制系统的发展前景

　　2.1开放式控制系统的发展趋势。

　　随着自动化的发展，仪表自动化控制系统的可信软件已经广泛运用于生产生活的方方面面。

　　例如在测量，控制生产仪器以及计算机连接控制中，通过各种计算机借口网络接口，形成一个完整的网络连接，形成特定的功能、实现过程控制、实时监测、智能化控制。

　　2.2智能化方向发展趋势。

　　科技的发展促使人们对自动化仪表控制系统提出了更高的要求。

　　越来越多的生产要求在自动化仪表控制系统方面实现智能化控制。

　　这样就要求控制器能够实现智能的操作和控制，这也是实现智能化最基本的前提。

　　智能化的发展的核心就是现场总线技术，仪表的进一步研发，总线技术起了重大的作用，它对于控制系统的不断完善和发展，也起到了巨大的促进作用。

　　智能化最主要的就是要将各种技术很好地融合在一起，实现生产操作便捷化。

　　仪表智能化的完善，对于工业的发展起着不可忽视的作用。

　　2.3网络化方向的发展趋势。

　　随着网络的发展和普及，在仪表自动化控制系统上实现计算机数字化网络化控制，对于自动控制系统与设备之间实现很好的连接，起着关键的作用。

　　将生产设备和工厂信息实现网络连接，信息数据的采集是问题的处理也更加便捷，这样智能化的仪表控制系统才能更好的发挥自己的作用。

　　网络化发展，将实现办公与生产自动化的完美结合。

　　三、电气与仪表自动化控制系统的设计思想及工作过程

　　1、设计思想

　　集中监控方式是主要的设计思想，集中监控的主要目的就是将电气与仪表控制系统的功能全部汇总到一个处理器上进行处理，但是设计的时候都会遇到一个问题，由于汇总导致处理的过程比较慢，而且信息量大，同时电气设备在监控的作用下，会使系统的可靠性降低，所以在设计过程上使整个组态更加的灵活自如，降低系统发生故障的可能。

　　并且有效的运用到工业中，才是主要设计思路。

　　2.电气自动化控制系统的工作过程

　　2.1调度端系统的工作过程。

　　通过计算机发送的信息被自动化电气设备系统接收后，通过前置机的处理，储存到相应的储存设备中，将信息完整地保存下来，然后服务器将相关的信息传输到对应的工作站当中，最后经过服务器将系统的信息传输到局域网，方便工程师对工业施工及设备信息监控。

　　2.2RTU的工作流程。

　　可以通过控制远程的遥测采集板，AID转换器等设备，对变电所的遥测量进行采集，通过信息网络将相关信息发送到控制单元上。

　　经中央控制系统处理后，将信息发送到相关的功能计算机，最后将处理其发送到调度端，进行综合处理。

　　结束语

　　近些年来，我国社会的发展，推动了电气自动化的进程，同时也对其提出了更多的要求，因此，不断对现有的技术以及设备系统进行完善和改进，是十分必要的。

　　目前，困扰电气仪表自动化技术人员的一个问题就是如何提高系统的自我检测能力，实现其自我维护。

　　解决了这个问题，我国的电子仪表自动化必然会再上一个新台阶。

　　参考文献

　　[1]刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向[J].黑龙江科技信息，2010(06)

　　[2]付中元.高职电气自动化技术专业建设的几点探索[J].科技信息，2010(15)

　　[3]胡建华.自动化控制系统中的仪表分类及发展趋势探析[J].科技促进发展，2012(8).

　　[4]王景月.关于自动化仪表与控制系统发展趋势的探讨[J].才智，2012(6).

　　电气与仪表自动化控制系统接地【2】

　　[摘要]科技的进步推动了电气自动化的技术的不断创新，自动化控制逐渐向集成化、智能化方向发展，尤其是电动智能仪表和集散控制系统DCS及可编程控制器的广泛使用，仪表及控制系统的接地成为仪表工程设计的一个相当重要的组成部分。

　　[关键词]自动化仪表系统接地

　　前言

　　随着计算机技术的日益成熟，自动化控制已经成为工业生产不可缺少的一部分。

　　电气自动化技术的不断创新和计算机智能化技术的发展，推动电气自动化控制逐渐向集成化、智能化方向发展，并且得到很好的应用和推广。

　　先进技术的引进和推广，不但提升了操作的便捷性，而且提升了仪表的精细化管理水平。

　　而合理准确的接地是保证集散控制系统运行安全可靠，系统网络通信畅通的重要前提。

　　正确的接地既能抑制外来干扰，又能减小设备对外界的干扰影响。

　　而错误的接地反而会引入干扰，严重时甚至会导致集散控制系统无法正常工作。

　　因此接地问题不仅在系统设计时要周密考虑，在工程安装投运时也必须以最合理的方式加以实现。

　　一、电气与仪表自动化控制系统概述

　　电气自动化控制系统主要由PLC控制模块，通信模块，和中央控制模块组成：PLC控制模块在电气元件的选择上非常严格，因此在实际应用中具有更稳定的生产性能。

　　PLC控制模块体积小，质量轻，安装容易，操作简便，所以在PLC的控制系统建立时，消耗时间短，操作便捷，产品的更改和升级更为容易，且PLC的操作界面非常人性化，更适于推广;通讯模块的主要功能是将数据采集仪器收集到的各种数据存放于存储器中，并通过网络传输到上位机系统，这种通讯系统可以减少很多设备资源的使用。

　　同时保证信息传输中的精确性及稳定性，保障通信信号的实时畅通，如果通讯模块采用光纤进行通信，可以更好的降低传输中的误码率，降低外界因素对通信模块的干扰;中央控制系统是由安装在系统中的微型计算机来实现控制，具有精度高，速度快的特点，在使用中央控制系统进行操控时，能显著提高系统的运行效率，操作的精确性和稳定性。

　　中央控制系统不但可以对传感器所采集的数据进行实时处理，并根据内置的程序，找出相应的解决方式，还可以实现实时报警功能，不间断地对所测数据进行监控，一旦发现设备运行中的异常情况，可以及时的报警并启动相应的预案进行处理，避免了人为操作时的延迟。

　　这三大模块使自动化控制系统具有以下功能：

　　(1)智能监控

　　自动化控制系统监控设计包括：集中监控、远程监控、现场总线监控。

　　集中监控对控制站的运行和保养比较方便，防护的要求也非常低。

　　但是会增加处理器工作的任务量，降低系统运行的速度;远程监控方够节省安装的费用，能够减少电缆的长度，节省材料，并且能够提高可靠度，其组态也比较的灵活，但是只适用于一些小型的监控系统中;现场总线的监控不仅能够针对已定间隔进行设定相关的功能，还能够针对于不同的间隔采取合理的设计，并且还具有远程监控方式的优势。

　　电气自动化控制系统对周边的生产生活环境进行监测，采集环境信息一般通过相应的传感器来进行，传感器的类型主要有温度传感器，烟雾传感器等多种类型，传感器得到的信息通过由红外收发模块(主要由信号源及红外收发装置结合组成)进行传输，将所得信号输出到单片机上。

　　通过这样的一种方式，可以在无人的情况下对所处环境进行监测，实现智能控制。

　　(2)保护功能

　　自动化仪表工程是一项涉及面极广、质量要求极高的综合性工程。

　　具体就是指利用先进的计算机自动化技术、信息信号处理技术、现代电子通信技术，将包括测量仪、信号系统、继电保护、自动装置等在内的仪表设备经过功能的优化组合，以实现对主动监控、自动测量、自动控制、微机保护和调度通信等综合性的自动化控制。

　　(3)测量功能

　　设备中的指示灯或者音响的信号只能够简单的表征设备的运行状态，如果要精准的了解设备的工作情况，就需要设备仪表对线路进行参数的测量，包括电压、电流以及频率等。

　　在操作的组件与仪表等设备之中都能够通过电脑控制系统所取代，这就实现了微机自动化控制的基础。

　　除此之外，电气自动化控制系统还能够保护发变组和控制励磁变压器;对 6kV-10KV的高压厂用电压的快切装置状态进行监视;对380V低压厂的电源进行监视，控制并且操作低压备自投装置;能够对高压的启变压器进行操作和控制(这种功能主要适合两台机器共同使用的条件下);能够控制柴油发电机组和保安电源等。

　　二、自动化仪表系统接地的重要性

　　在石油和化工行业，仪表自动化技术应用广泛，特别是DCS、PLC、ESD、SIS等系统普遍应用于装置的控制、大型机组的控制和装置的联锁保护系统中。

　　随着大规模集成电路和电子技术的日趋成熟，上述控制系统的硬件和软件已经非常稳定可靠。

　　目前国内使用的控制系统品牌都能满足工艺控制或大型机组保护需求。

　　因此，要努力提高仪表控制系统的可靠性和稳定性，而仪表设备普遍存在绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点，一旦仪表设备收到直接雷击或其附近区域发生雷击，雷电过电压、过电流和脉冲电磁场会通过供电线、仪表信号线、电缆桥架、穿线管等途径到达仪表设备，威胁仪表设备的正常工作和安全运行。

　　如果防护不当，轻则使仪表设备工作失灵，重则使仪表设备永久性损坏，严重时还可能造成人员伤亡、生产事故。

　　因此，在仪表系统的设计和施工阶段，组织者认真优化仪表系统的接地和供电方案显得尤为重要。

　　三、自动化仪表接地系统误区及注意事项

　　自动化控制系统是一个综合的复杂系统，其接地通常包括工作接地、屏蔽接地、防静电接地、防雷接地、保护接地和本安系统接地等多种。

　　自控系统接地的误区突出表现在将系统中的多种接地混合连接，导致各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，产生地环路电流，影响PLC逻辑电路和模拟电路的正常工作。

　　如果地环流较大，而PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布将影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机;而模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

　　另外一个重要误区就是信号电缆屏蔽层两端均做接地。

　　自控系统中电缆屏蔽层必须一点接地。

　　如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，将产生对地电位差，从而产生电流流过屏蔽层。

　　此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内将会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。

　　为了避免由于工作误区导致的仪表系统的信号干扰、系统死机、电气来的感应电压等故障，仪表系统接地有许多关键点需要把握和控制。

　　系统接地形式主要分为等电位接地和单独接地，必须坚持单点接地的原则，即通过唯一的接地基准点ERP组合到接地系统中去。