電氣自動化控制系統設計方案

時間：2023-05-01 03:48:44 規劃方案我要投稿

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電氣自動化控制系統設計方案

電氣自動化控制系統的設計思想

電氣自動化控制系統設計方案

第一章緒論 ............................................ 3

1.1 電氣自動化控制系統的發展趨勢 ................................. 3

1.2電氣自動化控制系統的現狀 ...................................... 3

1.3電氣自動化控制系統的目的和意義 ................................ 3

第二章電氣自動化控制系統的設計思想 ....................... 4

2.1 控制系統的監控方式 ........................................... 4

2.1.1 集中監控方式 ............................................... 4

2.1.2 遠程監控方式 .............................................. 4

2.1.3 現場總線監控方式 ........................................... 4

2.2 傳感器與傳感器的分類 ......................................... 5

2.2.1 傳感器 ..................................................... 5

2.2.2、傳感器的組成 .............................................. 5

2.2.3、傳感器的測量 .............................................. 5

2.2.4 傳感器的基本特性 ........................................... 6

2.2.5 傳感器的靜態輸出-輸出特性 .................................. 7

第三章電氣自動化控制系統的主要內容 ....................... 8

3.1電氣自動化是高等院校開設的一門工科專業。 ...................... 8

3.2自動控制系統的分類方法較多，常見的有以下幾種。 ................ 8

3.3.對控制系統性能的要求 ......................................... 9

第四章電氣綜合自動化系統的功能 ......................... 11

結論 .................................................... 12

參考文獻 ................................................ 13

電氣自動控制系統

摘要

文章通過介紹電氣綜合自動化系統的功能，討論了目前電氣自動化控制系統的設計思想（以發電廠為例子），展望了將來電氣自動化控制系統的發展趨勢。設各智能化水平的提高使得對現場設備狀況的精確掌握成為可能，通訊技術的發展則為大容量的數據傳輸提供了平臺。在自動化領域，基于Pc的控制系統以其靈活性和易于集成的特點正在被更多的采納。

【論文關鍵詞】：電氣自動化；控制系統；設計思想；系統功能

電氣自動化控制系統的設計思想

第一章緒論

1.1 電氣自動化控制系統的發展趨勢

作為現代先進科學技術方面的核心領域，依靠最先進的科學建立起來的電氣自動化工程控制系統在社會經濟的快速發展中起著不可替代的作用，它引領著現代化工業的前進方向，在工業生產中，電氣自動化控制系統能夠在減少勞動力成本和強度上起到很好的效果，并且能夠增強傳輸信息的有效性和實時性、提高檢測精確度，同時，電氣自動化控制系統能夠降低安全事故發生的概率，保證生產的安全。

OPC(OIJEforProcess Control)技術的出現，IEC61131的頒布，以及Microsoft的Windows平臺的廣泛應用，使得未來的電氣技術的結合，計算機日益發揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個國際化的標準，正被各大控制系統廠商廣泛采納。

Pc 客戶機／服務器體系結構、以太網和Internet技術引發了電氣自動化的一次又一次革命。正是市場的需求驅動著自動化和IT平臺的融和，電子商務的普及將加速著這一過程。Internet／Intranet技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景。企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務、人事等管理數據，也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控，在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用，將對未來的自動化產品，如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響。相對應的軟件結構、通訊能力及易于使用和統一的組態環境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢正從單一的設備轉向集成的系統。

1.2電氣自動化控制系統的現狀

隨著經濟的發展，許多行業實行的自動化技術都離不開電氣化自動化的配合。在經歷了幾十年的發展之后，我國的電氣自動化技術已經取得了很好的成績。但同國際水平相比我國的電氣自動化技術仍然有著不小的差距。

1.3電氣自動化控制系統的目的和意義

伴隨著計算機科學與技術的發展，通過計算機軟硬件控制，實現電氣自動化已成為現實，計算機的模擬操作，更為現實電力系統運行狀況提供了方便快捷的監視和判斷功能，PC和網絡技術已經在工商管理中得到普及，在電氣自動化領域，基于PC的人機界面普遍被采用，并以其直觀性、靈活性和易于集成等特點備受用戶的青睞。

電氣自動控制系統

第二章電氣自動化控制系統的設計思想

2.1 控制系統的監控方式

2.1.1 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。

2.1.2 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統監控，而不適應于全廠的電氣自動化系統的構建

2.1.3 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，而回答人的補充 2009-06-22 17:09 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。 4

電氣自動化控制系統的設計思想

2.2 傳感器與傳感器的分類

2.2.1 傳感器

傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的、便于應用的某種物理量的測量裝置。

這一概念包含下面四個方面的含義：

1）傳感器是測量裝置，能完成信號獲取任務。

2）它的輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學量、生物量。

3）它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉換、吃力、顯示等等，這種量可以是氣、光、電量，但主要是電量。

4）輸出輸入有對應關系，且應有一定的精確程度

2.2.2、傳感器的組成

傳感器的功用是一感二傳，即感受被測信息，并傳送出去。傳感器一般由敏感元件、轉換元件、轉換電路三部分組成。

2.2.2.1. 敏感元件

2.2.2.2. 轉換元件

敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉換成電路參數量。

2.2.2.3. 轉換電路

上述電路參數接入轉換電路，便可轉換成電路參數量。

實際上，有些傳感器很簡單，有些則較復雜，也有些是帶反饋的閉環系統。最簡單的傳感器由一個敏感元件組成，它感受被測量時直接輸出電量，如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉換元件組成，沒有轉換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質量塊是敏感元件，壓電片是轉換元件。有些傳感器轉換元件不只一個，要經過若干次轉換。

由于傳感器空間限制等其他原因，轉換電路常裝入電箱中。然而，因為不少傳感器要在通過轉換電路之后才能輸出電量信號，從而決定了轉換電路是傳感器的組成部分之一。

2.2.3、傳感器的測量

2.2.3.1、直接測量

在使用測量儀表進行測量時，對儀表讀數不需要經過任何運算，就能直接表示測量的結果，稱為直接測量。這種測量方法。這種測量方法是工程上廣泛采用

電氣自動控制系統

的方法。

2.2.3.2、間接測量

在使用儀表進行測量時，首先對與被測物理量有確定函數關系的幾個量進行測量，將測量值代入函數關系式，經過計算得到所需結果，這種測量稱為間接測量。間接側來那個多用于科學實驗中的實驗室測量，工程測量中亦有應用。

2.2.3.3、聯立測量

在應用儀表進行測量時，若被測物理量必須經過求解聯立方程才能得到最后的結果，則稱這樣的測量為聯立測量。在進行聯立測量時，一般需要改變測試條件，才能獲得一組聯立方程所需要的數據。它只是用于科學實驗或特殊場合。2.2.3.4、偏差式側量

在測量過程中，用儀表指針位移決定被測量的測量方法，稱為偏差式測量法。應用這種方法進行測量時，標準量具不裝在儀表內，而是事先用標準量具對儀表刻度進行校準；在測量時，輸入被測量，按照儀表指針在標尺上的示值，決定被測量的數值。采用這種方法進行測量，測量過程比較

http://http://www.solarmaxlimited.com/news/5570DE09EB0B4AFC.html 簡單、迅速。但是，測量結果的精度低。這種測量方法廣泛適用于工程測量。

2.2.3.5、零位式測量

在側來那個過程中，用指零位儀表的零位指示檢測測量系統的平衡狀態；在測量系統達到平衡時，用已知的基準量決定被測未知量的測量方法，稱為零位式測量法。

2.2.3.6、微差式測量

微差式測量法是綜合了偏差式測量法與零位式測量法的優點而提出的測量方法。微差式測量法的優點是反應快，而且測量精度高，特別適用于在線控制參數的檢測。

2.2.4 傳感器的基本特性

2.2.4.1、精確度

與精確度有關的指標有三個：精密度、準確度和精確度。

1）精密度

它說明測量傳感器輸出值的分散性，即對某一穩定的被測量，由同一個測量者，用同一個傳感器，在相當短的時間內連續重復測量多次，其測量結果的分散程度。例如，某測溫傳感器的精密度為0.5°C，即表示多次測量結果的分散程度不大于0.5°C。精密度是隨機誤差大小的標志，精密度越高，意味著隨機誤差小。但必須注意，精密度與準確度是兩個概念，精密度高不一定準確度高。

2）準確度

電氣自動化控制系統的設計思想

它說明傳感器輸出值與真值的偏離程度。例如，某流量傳感器的輸出值與真值偏離0.3m3/s。準確度是系統誤差大小的標志，準確度高意味著系統誤差小。同樣，準確度高不一定精密度高。

3）精確度

它是精密度和準確度兩者的總和，精確度高表示精密度和準確度都比較高。在最簡單的情況下，可取兩者的代數和。精確度常以測量誤差的相對值表示。

2.2.4.2、穩定性

傳感器的穩定性有兩個指標。一是傳感器測量輸出值在一段時間中變化。以穩定度表示；二是傳感器外部環境和工作條件變化引起輸出值的不穩定，用影響量表示。

1）穩定度

指在規定時間內，測量條件不變的情況下，由傳感器中隨機性變動，周期性變動，漂移等引起輸出值的變化。一般用精密度和觀測時間長短表示。

2）影響量

測量傳感器由外界環境變化引起輸出值變化的量。稱為影響量。它是由溫度、濕度、氣壓、震動、電源電壓及電源頻率等一些外加環境影響所引起的。說明影響量時，必須將影響因素與輸出值同時表示。

2.2.5 傳感器的靜態輸出-輸出特性