時(shí)間：2023-02-21 22:05:17
導(dǎo)語(yǔ)：在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：工業(yè)；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；抗干擾技術(shù)
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.12.009
近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)發(fā)展逐漸朝著自動(dòng)化、信息化、智能化方向發(fā)展，越來(lái)越多的自動(dòng)化控制系統(tǒng)被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，然而工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀卻不理想，各種各樣的干擾源對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常運(yùn)行產(chǎn)生了直接影響，所以應(yīng)充分了解工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)受到的干擾情況，有針對(duì)性地進(jìn)行抗干擾處理，提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
1工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾分析
1.1傳導(dǎo)干擾
（1）信號(hào)線引入干擾。電流通過(guò)信號(hào)線過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，相鄰信號(hào)線受到感應(yīng)磁場(chǎng)影響會(huì)產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流，隨著感應(yīng)電流的增大，和檢測(cè)開(kāi)關(guān)相連接的接收設(shè)備會(huì)受到干擾影響，由于信號(hào)線中電流持續(xù)流過(guò)，會(huì)影響和信號(hào)線相連接的自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行，使得控制器邏輯數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，甚至發(fā)生死機(jī)或者錯(cuò)誤動(dòng)作。（2）設(shè)計(jì)施工干擾。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在施工設(shè)計(jì)階段，由于操作、設(shè)備型號(hào)、調(diào)試、安裝、工程技術(shù)設(shè)計(jì)等因素，安裝設(shè)計(jì)過(guò)程中，接地系統(tǒng)混亂或者控制器、高頻發(fā)生器或者開(kāi)關(guān)高功率設(shè)備之間的距離較短，造成工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工干擾。（3）電源線干擾。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電源線干擾非常常見(jiàn)，其主要來(lái)自兩個(gè)方面，一方面是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)受到供電電源耦合影響；另一方面，干擾信號(hào)通過(guò)供電電源系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)化控制系統(tǒng)。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要通過(guò)電網(wǎng)電源供電，其運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常受到很多因素的干擾和影響，例如，電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊、大功率用電設(shè)備停止或者開(kāi)啟、電網(wǎng)波動(dòng)等都會(huì)影響工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
1.2輻射干擾
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)受到的輻射干擾主要是指電弧電路、高頻感應(yīng)設(shè)備、雷電、射頻設(shè)備等產(chǎn)生的干擾，對(duì)于這種干擾源，在實(shí)際應(yīng)用中沒(méi)有很好的方法進(jìn)行消除，而可以通過(guò)減弱或者直接切斷電磁干擾傳播途徑，采用裝設(shè)防雷設(shè)備、合理布置線路、保護(hù)隔離、等位機(jī)屏蔽或者聯(lián)機(jī)等措施，保障工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
2工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)
2.1軟件設(shè)計(jì)
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用慣性濾波、限幅濾波、中位值濾波、平均值濾波等方法通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)ο到y(tǒng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)處理，消除或者減少干擾信號(hào)的強(qiáng)度、數(shù)量，保障輸入信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性，這種方法計(jì)算機(jī)程序很容易移植，便于修改系統(tǒng)參數(shù)，有效提高數(shù)字濾波的穩(wěn)定。
2.2管線設(shè)計(jì)
為了減少工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的干擾，應(yīng)優(yōu)化管線設(shè)計(jì)，包括通信線、電源線、信號(hào)線管道等，電源線設(shè)置應(yīng)和通信管線保持足夠距離，并且使用金屬管道覆蓋通信管線，正確敷設(shè)電纜線路，結(jié)合抗干擾、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等因素，選擇合適的信號(hào)電纜線，其中最常見(jiàn)的是雙芯屏蔽雙絞線，電纜線敷設(shè)過(guò)程中應(yīng)注意以下問(wèn)題：其一，對(duì)于不同信號(hào)，敷設(shè)不同電纜線路，結(jié)合傳輸信號(hào)類型，分層敷設(shè)電纜線路；其二，不能使用同一根多芯電纜同時(shí)傳輸數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，電纜和電源線不能共用；其三，不能在同一個(gè)線槽中放置電源線纜和信號(hào)線纜，避免平行、近距離的進(jìn)行敷設(shè)施工，若電源線纜和信號(hào)線纜必須放置在一起，兩種線纜應(yīng)保持60cm以上的距離；其四，大功率電動(dòng)機(jī)應(yīng)和信號(hào)線纜保持適當(dāng)?shù)木嚯x。
2.3電源設(shè)計(jì)
若工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)包含變頻器和大功率器件，對(duì)于電源線路采取科學(xué)有效的抗干擾措施，對(duì)電源設(shè)備進(jìn)行有效隔離，在進(jìn)線電源分級(jí)部位設(shè)置避雷器，使用隔離變壓器設(shè)置在PLC電源輸入端，對(duì)于隔離變壓器的次級(jí)繞組和初級(jí)繞組，裝設(shè)屏蔽層，然后做好可靠接地，通過(guò)雙絞線作為二次側(cè)接線。
2.4接地設(shè)計(jì)
工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化會(huì)干擾信號(hào)線，發(fā)生誤動(dòng)作、測(cè)量精度下降、死機(jī)、程序跑飛、系統(tǒng)數(shù)據(jù)混亂等現(xiàn)象，這主要是由于接地系統(tǒng)設(shè)置不合理，對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)做好接地設(shè)計(jì)，通過(guò)正確、合理的接地設(shè)計(jì)，有效抑制工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)受到電磁干擾影響，在實(shí)際應(yīng)用中包括信號(hào)屏蔽接地、系統(tǒng)接地和安全接地。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格區(qū)分保護(hù)接地和工作接地，保護(hù)接地電阻不能超過(guò)2歐姆，強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)和接地極接地點(diǎn)之間保持10m以上的距離，埋設(shè)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)建筑物周圍10m的區(qū)域。信號(hào)源接地設(shè)計(jì)，在信號(hào)側(cè)接地設(shè)置屏蔽層，若信號(hào)線中間如果有接頭，做好絕緣處理，牢固連接屏蔽層，防止信號(hào)線多點(diǎn)接地，連接多芯對(duì)絞電纜線和屏蔽雙絞線，相互連接好各個(gè)屏蔽層，然后進(jìn)行絕緣處理以后，選擇合適接地位置進(jìn)行單點(diǎn)接地。另外，計(jì)算機(jī)接入信號(hào)之前，在大地和信號(hào)線之間連接電容，有效減少共模干擾，將濾波器裝設(shè)在信號(hào)兩極之間，減少差模干擾。
2.5選擇合適器件
結(jié)合不同電子設(shè)備的特性，選擇合適的器件，例如，通過(guò)設(shè)置RC、AD雙積分濾波器，使電流信號(hào)和電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸過(guò)程中消除高頻干擾，有效減少差模干擾。采用雙絞線和差動(dòng)輸入器，做好單邊接地、屏蔽地線和光電隔離，消除共模干擾。
3結(jié)束語(yǔ)
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中容易受到各種各樣的干擾影響，而干擾抑制是一項(xiàng)非常復(fù)雜、系統(tǒng)的項(xiàng)目，應(yīng)綜合考慮多方面因素，在施工設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的規(guī)格和型號(hào)，做好各方面的抗干擾設(shè)計(jì)，提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。
參考文獻(xiàn)：
[1]李世發(fā).基于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾措施的研究[J].硅谷,2011(13):86.
[2]趙琳,翟諾,申敏.工業(yè)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的PLC抗干擾技術(shù)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2008(09):129-131+76.
[3]宋家杰.PLC控制系統(tǒng)中的工程問(wèn)題研究[D].南京理工大學(xué),2004.
[4]張鐵軍.工業(yè)過(guò)程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)[J].天津冶金,2002(05):29-31+44.
1現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)以上兩種電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析，在選用不同方式設(shè)計(jì)的過(guò)程中，會(huì)給電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)帶來(lái)一些負(fù)面的影響，也有一些問(wèn)題是需要處理的，這都將會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)一定的影響[3]。而現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式設(shè)計(jì)，主要是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化控制?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅可以有效的節(jié)省安裝工作量以及安裝材料等，同時(shí)對(duì)提高系統(tǒng)的控制性能也有著極大的作用，并且，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性較高，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)也顯得更加靈活等，同時(shí)也能減少隔離設(shè)備，不同的間隔將會(huì)發(fā)揮出不同的作用，避免了相鄰元件出現(xiàn)連鎖癱瘓的現(xiàn)象，有效的提升了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行性能。另外，現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式設(shè)計(jì)主要采用的是智能化設(shè)備就地安裝的形式，有效的減少了電纜的投入數(shù)量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本的目的。
2提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能的主要策略分析
提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能的策略有很多，例如：（1）合理控制電氣設(shè)備外部環(huán)境的不利因素，主要是對(duì)濕度、溫度等環(huán)境的控制，不僅要保障電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時(shí)也應(yīng)更好的延長(zhǎng)其使用壽命[4]；（2）合理選用性能較好的電氣元器件，由于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)由多個(gè)電氣元器件所組成，為了避免電氣元器件出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)合理選用性能較好的電氣元器件，這樣才能提高設(shè)備的耐久性，更有利于設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；（3）加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的防護(hù)工作，尤其是設(shè)備散熱的情況下，為了避免熱量過(guò)大對(duì)設(shè)備帶來(lái)危害，應(yīng)積極做好設(shè)備的散熱保護(hù)措施，確保設(shè)備性能運(yùn)行環(huán)境的安全性，不僅有利于設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)對(duì)提高系統(tǒng)的使用效能、消除安全隱患等有著極大的作用；（4）在對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況來(lái)對(duì)其進(jìn)行全面的考慮，這樣才能保證電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性，并將其作用充分的發(fā)揮出來(lái)，提升電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行效率。
3總結(jié)
關(guān)鍵詞 化工 控制系統(tǒng) 防雷 屏蔽
中圖分類號(hào)：TQ05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Analysis on Prevent lightning Shield of Chemical Automation Control System
CHEN Daohui[1], ZHU Liyuan[2], JI Xing[1]
([1] Guangzhou Institute of Lightning Facility Detection, Guangzhou, Guangdong 511436;
[2]Qingyuan Weather Bureau, Guangzhou, Guangdong 511500)
AbstractIn recent years, withthe rapid development of China's computer technology, communication technology and chemical technology and automatic control technology , automatic chemical control system had been more universal use, but in recent years, chemical control signal lines, chemical instrumentation and computer room, etc. by lightning affect more and more serious, so chemical control system signal line shielding is very important and essential, but now our domestic shielding the signal line by way of a single termination or two or more grounding divergence, this paper analysis of single-point and two ground advantage, make the author's own control system for chemical signal line shielding point of view.
Key wordschemical; control system; prevent lightning; shield
1 化工控制系統(tǒng)屏蔽的相關(guān)規(guī)范要求
《GB 50217-1994電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》――3.6.8 控制電纜金屬屏蔽的接地方式，應(yīng)符合下列規(guī)定：
（1）計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的模擬信號(hào)回路控制電纜屏蔽層，不得構(gòu)成兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地，宜用集中式一點(diǎn)接地。
（2）除（1）項(xiàng)等需要一點(diǎn)接地情況外的控制電纜屏蔽層，當(dāng)電磁感應(yīng)的干擾較大，宜采用兩點(diǎn)接地；靜電感應(yīng)的干擾較大，可用一點(diǎn)接地，雙重屏蔽或復(fù)合式總屏蔽，宜對(duì)內(nèi)、外屏蔽分用一點(diǎn)，兩點(diǎn)接地。
（3）兩點(diǎn)接地的選擇，還宜考慮在暫態(tài)電流作用下屏蔽層不致被燒斷。
《GB50057-2000建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》――第6.3.1條規(guī)定：……當(dāng)采用屏蔽電纜時(shí)其屏蔽層應(yīng)至少在兩端等電位連接，當(dāng)系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時(shí)，應(yīng)采用兩層屏蔽，外層屏蔽按前述要求處理。
那么化工控制系統(tǒng)同時(shí)存在以上幾種情況，應(yīng)該經(jīng)過(guò)分析確定一種行之有效的屏蔽接地方式。
2 雷電損壞化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的途徑
雷電可能影響化工自動(dòng)化系統(tǒng)有三種方式：直擊雷、感應(yīng)雷以及雷電波入侵。
（1）直擊雷，這一種方式雷電直接擊中化工自動(dòng)化儀表或與之相連的化工設(shè)備，大量電流的通過(guò)化工設(shè)備流入與相連的地網(wǎng)，在接地裝置上產(chǎn)生很高的電阻壓降，即地電位升高，對(duì)化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)造成損壞。
（2）感應(yīng)雷，某一回路的雷電過(guò)電壓通過(guò)相互之間感應(yīng)產(chǎn)生雷電電磁脈沖，耦合到與之相近的弱電系統(tǒng)上，或者由于雷電在附近接閃的發(fā)生（包括雷電擊中建筑物的防雷裝置），化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)上空及周圍，產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，從與使到化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的回路產(chǎn)生幅值較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使到化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)遭到損壞。
（3）雷電波入侵，雷電擊中與化工自化控制系統(tǒng)相連的電源線、信號(hào)線，過(guò)電壓通過(guò)線路耦合到自動(dòng)化回路上，給系統(tǒng)告成損壞。
3 信號(hào)線屏蔽層接地
化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的電源線和信號(hào)線，一般使用屏蔽電纜，但是這些屏蔽電蔽平衡特性較差，因此屏蔽線的完整性和有效接地對(duì)屏蔽電纜來(lái)說(shuō)是有著十分重要的意義。屏蔽屋接地是為了減少弱電設(shè)備因受到電磁干擾，而影響其正常工作，但是接地方式到底是一端接地還是兩端接地，一直以來(lái)科學(xué)界都有著不同的聲音，兩端接地。特別是保持屏蔽的完整性，屏蔽效果就會(huì)好很多，不完整的屏蔽將極大地降低屏蔽效果；如果屏蔽只在一端接地，在非接地端的包皮對(duì)地將可能出現(xiàn)很高的暫態(tài)電壓?？刂齐娎|屏蔽層兩端接地的優(yōu)點(diǎn)是：（1）當(dāng)控制電纜為母線暫態(tài)電流產(chǎn)生的磁通所包圍時(shí)，在電纜的屏蔽層中將感應(yīng)出屏蔽電流，由屏蔽電流產(chǎn)生的磁通，將抵消母線暫態(tài)電流產(chǎn)生的磁通對(duì)電纜芯線的影響。假定屏蔽作用理想，兩者共同作用的結(jié)果，將使被屏蔽層完全包圍的電纜芯線中的磁通為零，屏蔽層形成了一個(gè)理想的法拉第籠，起到非常好的效果。（2）屏蔽層兩端接地，可以降低由于地電位升高產(chǎn)生的暫態(tài)感應(yīng)電壓。當(dāng)雷電經(jīng)避雷器注入地網(wǎng)，使地網(wǎng)中的沖擊電流增大時(shí)，將產(chǎn)生暫態(tài)的電位波動(dòng)，同時(shí)地網(wǎng)的視在接地電阻也將暫時(shí)升高，對(duì)弱電控制系統(tǒng)影響相當(dāng)大。
但是屏蔽電纜的屏蔽層兩端接地時(shí)，如果系統(tǒng)中出現(xiàn)短線電流，或是直擊雷、感應(yīng)雷、雷電波入侵等三種方式產(chǎn)生的過(guò)電壓時(shí)，由于電纜屏蔽層兩端接地電阻不一樣，造成電位不同，從與產(chǎn)生的地環(huán)環(huán)流，將對(duì)信號(hào)控制線路成干擾。
所以兩端接地還是一端接地，是一個(gè)更具爭(zhēng)議的問(wèn)題。
4 結(jié)束語(yǔ)
因此化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)，雙層屏蔽，最外層屏蔽兩端接地，內(nèi)層屏蔽一端等電位接地。此時(shí)，外層屏蔽由于電位差而感應(yīng)出電流，因此產(chǎn)生降低源磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁通，從而基本上抵消沒(méi)有外屏蔽層時(shí)所感應(yīng)的電壓，這種方法集兩種接地的優(yōu)點(diǎn)于一身，可以解決單點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地的缺點(diǎn)，對(duì)于化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)防雷電電磁感應(yīng)起著很重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]王曉瑜.幾種雷電屏蔽分析模型物理基礎(chǔ)的研究[J].高電壓技術(shù),1994.20(2).
[2]許高峰,司馬文霞,顧樂(lè)觀.輸電線路雷電屏蔽問(wèn)題研究的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].高電壓技術(shù),1999.25(12).
[3]Brown G W,Whitehead E R. Field and analytical studies of t ransmissionline shielding (part Ⅱ) [J]. IEEE Trans on Power Apparatus and System,1969.88(5).
關(guān)鍵字：電氣自動(dòng)化 控制系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（b）-0075-01
作為自動(dòng)化領(lǐng)域中的一條重要分支，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，為推進(jìn)電力企業(yè)自動(dòng)化、現(xiàn)代化具有重要作用。[1]因此加強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，應(yīng)充分認(rèn)知電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要作用，提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能，發(fā)揮其在電力生產(chǎn)中的作用。
1 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路
1.1 集中監(jiān)控方式
采用集中監(jiān)控方式設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這種方式把系統(tǒng)的各個(gè)功能集中在一個(gè)處理器上進(jìn)行處理，方便員工對(duì)其運(yùn)行和維護(hù)，降低了對(duì)控制站的防護(hù)要求，在用這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，操作較為簡(jiǎn)單。但是采用集中式設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)也有諸多弊端：首先系統(tǒng)各功能集中在同一處理器，使處理器負(fù)擔(dān)過(guò)重，降低了處理速度；其次，這種方式需要電力企業(yè)加大投入，增加電纜，從而確保系統(tǒng)對(duì)全部設(shè)備的監(jiān)控，使電力生產(chǎn)成本大為增加；最后，遠(yuǎn)距離的電纜往往帶來(lái)不利的影響因素，使系統(tǒng)可靠性大為降低，甚至使隔離刀偏離，影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以集中監(jiān)控的方式雖然便于集中處理，但也有諸多弊端，不利于降低電力生產(chǎn)升本，減少了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。[2]
1.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控方式
采用遠(yuǎn)程監(jiān)控方式設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以為電廠節(jié)約了安裝費(fèi)用和安裝材料，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)組態(tài)較為靈活。但是由于這種設(shè)計(jì)方式中的很多總線的通訊速度較低，使這種設(shè)計(jì)方式的使用范圍受到很大限制，一般應(yīng)用于小系統(tǒng)監(jiān)控中。
1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式
現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控設(shè)計(jì)方式是建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用以及智能化電氣設(shè)備發(fā)展的基礎(chǔ)上?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控設(shè)計(jì)方式不僅節(jié)省了安裝從材料、提高了系統(tǒng)控制性能，而且大量減少了隔離設(shè)備，再加上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用使得整個(gè)系統(tǒng)可靠性更高、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)更為靈活，且在不同的間隔能發(fā)揮其不同的作用，相鄰兩個(gè)元件不會(huì)出現(xiàn)連鎖癱瘓效應(yīng)，大大提升了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式的智能化設(shè)備采用就地安裝的形式，從而減少了電纜數(shù)量，節(jié)約了投資成本，為電力企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)代表了未來(lái)電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向，為電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)和發(fā)展提供重要的依據(jù)。[3]
2 提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能的提升涉及多方面因素，主要有對(duì)電子元器件的選擇、電子設(shè)備環(huán)境、控制設(shè)備的選擇、設(shè)備的散熱防護(hù)等。只有選擇恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)在元器件，加強(qiáng)對(duì)電子設(shè)備環(huán)境的控制，結(jié)合具體的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)符合實(shí)際應(yīng)用情況的控制設(shè)備，同時(shí)做好設(shè)備的散熱防護(hù)工作，才能使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使之在電力傳輸中發(fā)揮其巨大作用。
2.1 選用性能較好的電子元器件
電子元器件是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，電子元器件性能的好壞關(guān)系到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能的好壞，性能好的元器件除了能對(duì)其所處的外部環(huán)境有較好的適應(yīng)之外，還能提高設(shè)備的耐久性，降低元器件更換頻率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)有巨大的促進(jìn)作用。相反，性能差的元器件則會(huì)提高成本，也給系統(tǒng)性能帶來(lái)?yè)p害。所以在選擇電子元器件事要謹(jǐn)慎對(duì)待，注意電子元器件的穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)和認(rèn)定，同時(shí)在投入使用之后，要對(duì)其使用狀況進(jìn)行記錄，從而為電子元器件更換提供依據(jù)。[4]
2.2 控制電子設(shè)備外部環(huán)境的不利因素
電子設(shè)備所處的外部環(huán)境一般比較復(fù)雜，對(duì)電子設(shè)備的使用情況和使用壽命有較大的影響。較好的外部環(huán)境是電子設(shè)備正常運(yùn)行的具有重要作用，從而為系統(tǒng)性能的提升提供重要的保障。通常遇到惡劣的外部環(huán)境，如霉菌多、濕度大、空氣污染嚴(yán)重這樣的惡劣環(huán)境，則會(huì)使設(shè)備受到嚴(yán)重的侵蝕，使水分或其他增加絕緣材料的導(dǎo)電物質(zhì)侵入到電子設(shè)備內(nèi)部，使電子設(shè)備性能降低，甚至造成設(shè)備的損壞，從而使自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能降低，甚至不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響電廠效益，所以要提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能，需要控制電子設(shè)備外部不利的環(huán)境因素。
2.3 控制設(shè)備要與實(shí)際情況相結(jié)合
電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在設(shè)計(jì)之初應(yīng)充分考慮其適用性。在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況的需要對(duì)零部件以及相適應(yīng)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的考察，再同具體的實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能使設(shè)計(jì)出的控制設(shè)備，技能和實(shí)際需求相符合，又能提高控制系統(tǒng)的性能，降低開(kāi)發(fā)成本，使其具有較高的性價(jià)比。
2.4 加強(qiáng)設(shè)備散熱防護(hù)工作
設(shè)備散熱防護(hù)是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能正常發(fā)揮的又一重要保障，同時(shí)也是系統(tǒng)元器件使用壽命和功能正常發(fā)揮的重要保障，加強(qiáng)設(shè)備的散熱防護(hù)，不僅僅使系統(tǒng)性能正常發(fā)揮，而且延長(zhǎng)了元器件及設(shè)備的使用壽命，使控制系統(tǒng)體現(xiàn)出極高的經(jīng)濟(jì)性，為電廠降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)備的散熱防護(hù)做得不到我則會(huì)影響其可靠性，甚至?xí)斐稍O(shè)備的損壞，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的癱瘓。所以，在設(shè)備防護(hù)中，要注重設(shè)備的散熱防護(hù)，使設(shè)備在使用過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量及時(shí)排解出去，特別是對(duì)于功率較大的設(shè)備應(yīng)在設(shè)備上加上散熱器，同時(shí)在功率大的設(shè)備周圍應(yīng)避免了敏感的半導(dǎo)體分離器的使用，從而消除隱患，提高系統(tǒng)使用性能。[5]
3 結(jié)語(yǔ)
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，為推進(jìn)電力企業(yè)自動(dòng)化、現(xiàn)代化具有重要作用。在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中要結(jié)合科學(xué)的設(shè)計(jì)思路，將自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用利益廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，做好提高系統(tǒng)性能的各項(xiàng)工作，從而真正發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電力輸送中的巨大作用，推動(dòng)我國(guó)電氣自動(dòng)化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 石一輝，張承學(xué)，易攀，等.差分算法在電力系統(tǒng)高頻信號(hào)分析過(guò)程中的研究[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2008（3）.
[2] 曹殿春，厚金庫(kù).我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（2）.
隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，樓宇的設(shè)計(jì)中也逐漸加入了智能的因素，在智能化發(fā)展的趨勢(shì)下，樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際的建工工程中，自動(dòng)化系統(tǒng)不斷走向發(fā)展與完善，但是關(guān)于樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的失敗案例也有不少，這就要求我們?cè)趯?shí)際工作中對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的完善。本文就對(duì)樓宇的自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入淺出的分析與探討，希望能為樓宇建設(shè)的自動(dòng)化系統(tǒng)控制的相關(guān)設(shè)計(jì)提供一些參考。
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化 控制系統(tǒng) 完善
近年來(lái)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)得到高速的發(fā)展，樓宇的建設(shè)開(kāi)始全面開(kāi)展，同時(shí)也帶動(dòng)了樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)控制建設(shè)的發(fā)展。樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括四大部分，包括主機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器、通信網(wǎng)絡(luò)和儀表。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)建筑內(nèi)的何磊設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，保證了運(yùn)行的安全、可靠，同時(shí)還能節(jié)省人力和物力。但是，因?yàn)槲覈?guó)的樓宇自動(dòng)化控制的發(fā)展比較晚，在設(shè)計(jì)和施工等方面還只是處于初級(jí)發(fā)展階段，在具體的設(shè)計(jì)和施工方面還存在著很多不合理的地方，所以會(huì)有運(yùn)行不良、使用壽命短等問(wèn)題的出現(xiàn)。所以，根據(jù)實(shí)際情況，我們要針對(duì)樓宇自動(dòng)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)對(duì)相關(guān)的管理功能進(jìn)行選擇，同時(shí)還要在實(shí)際的工作中積累關(guān)于自動(dòng)化控制的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)得到相應(yīng)的完善，使樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)真正的發(fā)揮出相應(yīng)的功能。
1 簡(jiǎn)述自動(dòng)化控制系統(tǒng)有哪些基本的功能
在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的數(shù)據(jù)通常情況下都是根據(jù)自動(dòng)采集而來(lái)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以作為系統(tǒng)運(yùn)行的一種參數(shù)，對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行自我監(jiān)控，對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行全方位的調(diào)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和相應(yīng)的社會(huì)效益。
1.1 自動(dòng)化系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)自動(dòng)采集的功能
對(duì)現(xiàn)地控制單位之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理和存儲(chǔ)要建立在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)之上，用上位計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，從而形成系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)中提取的數(shù)據(jù)資料可以對(duì)自動(dòng)控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)本身的記錄、檢索等功能為系統(tǒng)的工作人員的靈活調(diào)用作為參考。
1.2 自動(dòng)化系統(tǒng)具有自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)的功能
想要提高系統(tǒng)的監(jiān)控水平和調(diào)節(jié)水平，可以達(dá)到減少對(duì)系統(tǒng)操作失誤的目的。但是，系統(tǒng)具有本身的復(fù)雜性，人工的監(jiān)控是難以達(dá)到要求的，所以就需要自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能的開(kāi)發(fā)與利用。對(duì)各種功能設(shè)置模擬操作系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)置要建立在數(shù)據(jù)科學(xué)合理的基礎(chǔ)上。將自動(dòng)系統(tǒng)的指令設(shè)置在屏幕顯示器上，根據(jù)計(jì)算機(jī)屏幕顯示執(zhí)行的步驟，這樣就可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行一目了然的監(jiān)控了。
1.3 總動(dòng)畫系統(tǒng)具有現(xiàn)地控制單元的功能
這個(gè)功能應(yīng)該在自動(dòng)化操作系統(tǒng)中某個(gè)環(huán)節(jié)的后面，進(jìn)行現(xiàn)地的現(xiàn)實(shí)和處理，同時(shí)將操作的具體情況傳到主控層。主控等再根據(jù)指令對(duì)是否滿足指令的條件進(jìn)行分析。最后按照發(fā)出的指令將硬件運(yùn)行到相應(yīng)的位置上。現(xiàn)地控制一般都會(huì)設(shè)置權(quán)限開(kāi)關(guān)，根據(jù)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的切換，同時(shí)依然可以使用手動(dòng)的方式進(jìn)行輔的操作，手動(dòng)操作還可以解決特殊情況下的燃眉之急。
2 對(duì)數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)
在對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行上述三項(xiàng)基本功能的設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要體現(xiàn)出系統(tǒng)基本功能之間的共通性，還要對(duì)這些功能進(jìn)行合理的處理，使自動(dòng)化控制功能的適用性能夠得到相應(yīng)的提高。
2.1 對(duì)數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)
在對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之前要做到有針對(duì)性的進(jìn)行采集，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之后，要及時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到上位計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這些數(shù)據(jù)可以作為盤點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行是否正常的重要依據(jù)。對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以用單端隔離的模擬量進(jìn)行輸入卡，用波形檢測(cè)的方式對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與監(jiān)控，同時(shí)，必須要設(shè)置好采集范圍和輸出通道。
對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集設(shè)計(jì)時(shí)要做到對(duì)數(shù)據(jù)保存情況的實(shí)時(shí)顯示。在對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候還要對(duì)校本程序進(jìn)行編譯，同時(shí)用人機(jī)界面對(duì)數(shù)據(jù)的幾率、存儲(chǔ)等情況進(jìn)行顯示，最后將軟件和數(shù)據(jù)可連接起來(lái)。這種功能使數(shù)據(jù)記錄和存取的便利性得到大大的提高，同時(shí)還完成了對(duì)數(shù)據(jù)可的屬性設(shè)置。
值得一提的是，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的時(shí)候要遵循一個(gè)重要的原則，探測(cè)元件與要采集的內(nèi)體要盡量靠近，以減少傳導(dǎo)中的誤差，避免這些誤差對(duì)數(shù)據(jù)真實(shí)性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術(shù)，這種新技術(shù)的應(yīng)用可以達(dá)到準(zhǔn)確的目的同時(shí)又不會(huì)使誤差造成系統(tǒng)的誤動(dòng)作。
2.2 監(jiān)控設(shè)計(jì)
在自動(dòng)化系統(tǒng)中的監(jiān)控最常見(jiàn)的方式有三種：遠(yuǎn)程監(jiān)控方式、集中監(jiān)控方式和現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式。其中幾種監(jiān)控方式便于系統(tǒng)運(yùn)行的維護(hù)管理，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較容易，也沒(méi)有較高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的優(yōu)點(diǎn)主要有對(duì)資源能夠起到節(jié)約監(jiān)控的目的，同時(shí)具有較高的可靠性，并且在實(shí)際的應(yīng)用中可以體現(xiàn)出組態(tài)靈活的優(yōu)勢(shì)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜、附屬材料的節(jié)約利用?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是當(dāng)今條件下一種比較符合時(shí)代特征的監(jiān)控方式，它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，使監(jiān)控的連接線路縮短，在這種方式上可以很好的體現(xiàn)出智能化的特點(diǎn)。同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2.3 現(xiàn)地控制單元
自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元的實(shí)際采用了計(jì)算機(jī)軟件和硬件等先進(jìn)的技術(shù)，確保了各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都能符合指標(biāo)要求。隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)在不斷的更新?lián)Q代，系統(tǒng)的規(guī)模也應(yīng)該隨著計(jì)算機(jī)的更型換代得到擴(kuò)展與升級(jí)，維護(hù)方面要具備自我診斷和自我恢復(fù)的功能，避免因?yàn)槿藛T操作失誤造成的損失。現(xiàn)地控制單元的設(shè)計(jì)主要包括對(duì)機(jī)組設(shè)備的調(diào)節(jié)和將控制；對(duì)機(jī)組控制單元順序的控制；數(shù)據(jù)通信要保持通暢；要有自我診斷的功能。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要將采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)的輸送到上位計(jì)算機(jī)中，對(duì)整個(gè)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷。還要根據(jù)各種方式的運(yùn)用，使系統(tǒng)工作的效率得到提高，減少維護(hù)故障率，在新技術(shù)的幫助下，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的配置與設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]張雪峰.樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的IP化發(fā)展分析[J].智能建筑電氣技術(shù)，2012（6）.
[2]楊慕鐵.淺析如何完善樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].福建建材，2013（6）.
[3]何宇紅.樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)探析[J].科技與企業(yè)，2012（10）.
作者簡(jiǎn)介
汪詩(shī)雯（1985-），女，安徽省歙縣人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為柳州市人民醫(yī)院助理工程師。主要研究方向?yàn)殡娮有畔⒐こ獭?/p>
簡(jiǎn)要介紹了OPC技術(shù)和OLE三層接口技術(shù)，OPC技術(shù)在轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行中起到了至關(guān)重要的作用。闡述了轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本配置、硬件、軟件等方面的內(nèi)容。將OPC技術(shù)運(yùn)用到鋼鐵生產(chǎn)中，可提高鋼材的生產(chǎn)效率。該系統(tǒng)的應(yīng)用有利于滿足生產(chǎn)需求，促進(jìn)我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞：
OPC技術(shù)；轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)；通訊電子技術(shù)；人工智能管理技術(shù)
在煉鋼過(guò)程中，采用轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)可提高鋼鐵生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)更多高附加值產(chǎn)品打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。現(xiàn)階段，科學(xué)技術(shù)、通訊電子技術(shù)和人工智能管理技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，為更好地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究提供了有利條件。在該系統(tǒng)中配備了1臺(tái)計(jì)算機(jī)單獨(dú)工作，從而可在現(xiàn)有操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站之間的互訪。這有利于以最少的投資收獲最大的效能。
1OPC和OLE三層接口技術(shù)的概述
1.1OPC技術(shù)概述OPC技術(shù)有其工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括一整套的接口和屬性的標(biāo)準(zhǔn)集。由于以往每個(gè)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)商為了存取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)都需要重新編寫專用接口函數(shù)，但現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的數(shù)據(jù)復(fù)雜，且產(chǎn)品常常升級(jí)，這對(duì)數(shù)據(jù)編寫造成了嚴(yán)重的影響。因此，OPC技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)具有高效性和開(kāi)放性，且安全、可靠，是一種即插即用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，可為廣大系統(tǒng)使用者帶來(lái)便利。該技術(shù)的產(chǎn)生有效地建立了現(xiàn)場(chǎng)控制與應(yīng)用程序之間的橋梁，可實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化控制?，F(xiàn)已建立OPC基金會(huì)管理，世界上重要的自動(dòng)化控制系統(tǒng)或儀器過(guò)程控制系統(tǒng)都是基金會(huì)會(huì)員。
1.2OLE三層接口技術(shù)概述OLE技術(shù)應(yīng)用于微軟公司，通過(guò)一套標(biāo)準(zhǔn)的OLE/COM接口完成。OLE是自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)接口，其可自動(dòng)調(diào)用OLE技術(shù)，允許多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行文檔和圖形的交換。OLE機(jī)制的基礎(chǔ)是COM，其是為了實(shí)現(xiàn)與編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)的對(duì)象而制定的，可以不受程序限制訪問(wèn)，且可在兩個(gè)應(yīng)用程序之間進(jìn)行接口通訊。
2轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用
基于OPC技術(shù)的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要完成2部分操作：①在主體系統(tǒng)操作站界面中增加二文重砣系統(tǒng)，并且保證此操作站能訪問(wèn)二文重砣系統(tǒng)PLC系統(tǒng)；②需要將二文重砣系統(tǒng)擴(kuò)充為主體系統(tǒng)的操作站，最終實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)的相互訪問(wèn)和有效結(jié)合。
2.1系統(tǒng)的硬件連接如圖1所示，“操作站3”即二文重砣系統(tǒng)操作站，帶有以太網(wǎng)卡，用網(wǎng)線連接了轉(zhuǎn)爐環(huán)網(wǎng)的交換機(jī)?！安僮髡?”升格為OPC服務(wù)器，配有雙網(wǎng)卡。二文重砣系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)卡采集變量，設(shè)置OPC為服務(wù)器，用以太網(wǎng)卡連接轉(zhuǎn)爐環(huán)網(wǎng)，從而使“主控室”“操作站1”“操作站2”得以訪問(wèn)。
2.2系統(tǒng)的軟件配置基于OPC技術(shù)，轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)在軟件配置方面需要建立以太網(wǎng)連接和進(jìn)行系統(tǒng)變量、歸檔報(bào)警等，這是因?yàn)槎闹仨认到y(tǒng)變量數(shù)目少于主體系統(tǒng)。因此，可將“操作站1”的項(xiàng)目?jī)?nèi)容直接挪用至“操作站3”，以減少?gòu)?fù)雜系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究帶來(lái)的巨大工作量。此操作可完成轉(zhuǎn)爐對(duì)6臺(tái)PLC的訪問(wèn)，可將“操作站3”中計(jì)算機(jī)的IP地址設(shè)為合適的網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐的自動(dòng)化生產(chǎn)。此外，還可建立二文重砣系統(tǒng)的變量，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)新型項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能以及“操作站3”對(duì)主體系統(tǒng)和二文重砣系統(tǒng)的全面訪問(wèn)。
2.3系統(tǒng)中OPC功能的配置在該系統(tǒng)中，使用OPC技術(shù)才能更好地實(shí)現(xiàn)操作站對(duì)二文系統(tǒng)的有效訪問(wèn)，操作步驟如下：①確認(rèn)各操作站內(nèi)安裝的軟件，確認(rèn)“操作站1”與“操作站3”之間的網(wǎng)絡(luò)地址是否處于同一工作組內(nèi)，以確保兩個(gè)操作站可以相互訪問(wèn)。②為了設(shè)置最低安全級(jí)別，對(duì)所有人設(shè)置了訪問(wèn)權(quán)限，可避免因權(quán)限引發(fā)的問(wèn)題。在“操作站3”中配置DCOM系統(tǒng)，開(kāi)始運(yùn)行指令，選中“OPCServer”設(shè)置屬性，在復(fù)選框中選擇“none”和“Anonymous”。③對(duì)“操作站1”進(jìn)行OPC功能設(shè)置，實(shí)現(xiàn)“操作站1”到“操作站3”的二文重砣系統(tǒng)的變量訪問(wèn)，即通過(guò)右鍵點(diǎn)擊“資源管理器”，找到“變量管理器”后添加驅(qū)動(dòng)程序，選擇相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)，出現(xiàn)一系列服務(wù)器列表可供選擇時(shí)，即可訪問(wèn)所有站點(diǎn)；在服務(wù)器列表中，選擇“操作站3”的計(jì)算機(jī)，在定義下的服務(wù)器中選擇子菜單，通過(guò)點(diǎn)擊子菜單中的“服務(wù)器”按鈕，得到所需的變量；在二文重砣系統(tǒng)中選中一個(gè)變量，經(jīng)過(guò)確認(rèn)后可進(jìn)行新變量的設(shè)定。④將二文重砣系統(tǒng)操作界面加入“操作站1”的項(xiàng)目中，通過(guò)系統(tǒng)的有效拷貝，界面中的變量可以通過(guò)上述方式建立，完成從服務(wù)器中讀取變量數(shù)據(jù)的任務(wù)。此外，可通過(guò)OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)互訪功能。
3.結(jié)束語(yǔ)
在傳統(tǒng)煉鋼技術(shù)的基礎(chǔ)上，融入新型的現(xiàn)代化技術(shù)，研究出基于OPC技術(shù)的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可優(yōu)化煉鋼工藝的自動(dòng)化進(jìn)程。因此，應(yīng)圍繞該技術(shù)的整體化需求規(guī)范其操作流程，強(qiáng)化自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，從而實(shí)現(xiàn)最好的運(yùn)行效果。本文對(duì)集團(tuán)鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，通過(guò)完善轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)工藝過(guò)程中的變量及參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了集團(tuán)的鋼鐵產(chǎn)量和鋼鐵質(zhì)量，降低了集團(tuán)發(fā)展的運(yùn)營(yíng)成本，為早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)國(guó)際化打下了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
［1］劉長(zhǎng)進(jìn)，徐蕾，張淋云.OPC技術(shù)在濟(jì)鋼120噸轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.可編程控制器與工廠自動(dòng)化（PLCFA），2004（12）.
關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化：控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)思想：創(chuàng)新
隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化已成為一門自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的分支技術(shù)。其內(nèi)容正在不斷成熟和完善，在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。電氣設(shè)備保護(hù)自動(dòng)裝置要求可靠性高，動(dòng)作速度快，同時(shí)對(duì)抗干擾要求較高。電氣智能化水平不斷提高， 對(duì)儀器設(shè)備能夠精準(zhǔn)的控制， 實(shí)現(xiàn)了大容量信息數(shù)據(jù)的傳輸，也可以依托在不斷發(fā)展的通訊技術(shù)。由于具有靈活性以及很高的集成性，基于Pc的控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，越來(lái)越廣泛的被應(yīng)用。利用先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)、電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，對(duì)其進(jìn)行以微機(jī)監(jiān)控和自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的綜合自動(dòng)化改造，并實(shí)現(xiàn)對(duì)水電站發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)起、停機(jī)及其自動(dòng)發(fā)電控制、同期并網(wǎng)，完成了機(jī)組和線路的各種電氣量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制以及對(duì)上級(jí)調(diào)度的信息傳輸。保證工廠安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高工廠綜合經(jīng)濟(jì)效益。
1當(dāng)前電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的功能
根據(jù)“先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)”為系統(tǒng)組態(tài)總體原則，最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備性能安全可靠、配置合理、經(jīng)濟(jì)的目的，遵照電氣控制的特點(diǎn)和單元機(jī)組的運(yùn)行方式，將其發(fā)電機(jī)——變壓器組和廠用的電源等電氣系統(tǒng)的控制全部納入ECS監(jiān)控模式下。為了確保工業(yè)設(shè)備和人身安全、滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、開(kāi)放性、互換性、可用性、易操作性、易維護(hù)性的要求，達(dá)到自動(dòng)化程度高的現(xiàn)代化生產(chǎn)管理模式。
2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)新思路
2.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
工廠以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)。工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和控制在中控室的操作員工作站上進(jìn)行，同時(shí)也可在各LCU上通過(guò)觸摸屏和開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)其所控設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)視和控制。機(jī)組單元及開(kāi)關(guān)站／公用單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接并接受其監(jiān)控， 同時(shí)在這些系統(tǒng)的現(xiàn)地控制柜上設(shè)有控制開(kāi)關(guān)以及操作按鈕，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的現(xiàn)地監(jiān)控。一種沖床機(jī)自動(dòng)化沖瓶蓋新型操作機(jī)， 屬于實(shí)用新型機(jī)械。該機(jī)解決沖瓶蓋生產(chǎn)中，人工用眼睛配合雙手在上下沖之間瞄準(zhǔn)沖瓶蓋，不能理想描準(zhǔn)， 時(shí)而沖出缺塊圓，時(shí)而圓與圓之間留出過(guò)火間格， 浪費(fèi)了材料。又容易產(chǎn)生人傷事故。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可按“無(wú)人值班” (少人值守)的運(yùn)行方式設(shè)計(jì)。觸摸屏與PLC之間采用標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放、快速的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)( MPI)，通訊速率最大可達(dá)12Mbps，保證PLC與觸摸屏、現(xiàn)地單元與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的安全性。硬件、軟件采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)，以便于硬件設(shè)備的擴(kuò)充，又可適應(yīng)功能的增加和系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展。
2.2 實(shí)現(xiàn)完全數(shù)字化電氣信息量監(jiān)控
廠用電保護(hù)裝置和MCC、PC控制裝置均能滿足保護(hù)、測(cè)控和高速通信一體化的要求，按照監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置，現(xiàn)場(chǎng)總線將廠用電氣系統(tǒng)組成局域網(wǎng)，組成專用的ECS，實(shí)現(xiàn)完全數(shù)字化電氣信息量監(jiān)控的目標(biāo)，為DCS提供高速實(shí)時(shí)的數(shù)字化通信接口。DCS均以通信軟報(bào)文方式對(duì)參與順序控制的電氣量進(jìn)行采集和控制， 未用二次電纜硬接線，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和施工量，節(jié)省了大量的經(jīng)濟(jì)成本。具備實(shí)時(shí)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)電站的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。人機(jī)接口功能強(qiáng)，操作控制簡(jiǎn)潔、方便、靈活。在保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性等技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)， 系統(tǒng)應(yīng)具有可維護(hù)性好的特點(diǎn)，保證較小的MTTR指標(biāo)。
2.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集
工業(yè)自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)和微機(jī)監(jiān)控實(shí)時(shí)在線采集， 電機(jī)組主軸各關(guān)鍵處的擺度、各個(gè)軸承和機(jī)架的振動(dòng)、蝸殼和尾水管的壓力、軸承溫度、接力器行程、發(fā)電機(jī)組功率、空氣隙的動(dòng)態(tài)變化、發(fā)電機(jī)絕緣狀況、水輪機(jī)流量、空化噪聲以及超聲波等參數(shù)，進(jìn)行必要的預(yù)處理和轉(zhuǎn)化，存入系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
2.4 全開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)監(jiān)控方式
全開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是采用智能I／O模件作為儀表上網(wǎng)的橋梁，可同時(shí)節(jié)省成本，使用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)分布式、開(kāi)放式的發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)放性無(wú)疑是新一代控制系統(tǒng)的重要性特征。使用開(kāi)放式的控制器硬件及其開(kāi)放式的組態(tài)軟件替代DCS中專用的控制器，數(shù)據(jù)連接能力與硬、軟件可移植性的組合，保留DCS的冗余技術(shù)及組態(tài)技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)， 以太網(wǎng)和0Pc是數(shù)據(jù)連接能力的例子，PC是開(kāi)放的硬、軟件平臺(tái)的例子。開(kāi)放基于標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)開(kāi)放性。
3 工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展潮流——有線與無(wú)線的融合
控制信息的傳輸是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)控制的關(guān)鍵，建設(shè)數(shù)字化、信息化工廠、實(shí)現(xiàn)“一網(wǎng)到底”的控制技術(shù)，需要建立一個(gè)通暢可靠的信息傳輸渠道， 有線系統(tǒng)往往需要較大的投資，無(wú)線系統(tǒng)是個(gè)很好的選擇。一組鋁塑組合式防偽瓶蓋產(chǎn)品，是瓶蓋市場(chǎng)上最新的技術(shù)，防偽功能強(qiáng)，效果明顯。隨著無(wú)線技術(shù)的逐漸成熟應(yīng)用，有線與無(wú)線的融合正式成為工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展的潮流。新型鋁塑組合式瓶蓋的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明快，具有較高的實(shí)用性價(jià)值。可見(jiàn)，工業(yè)自動(dòng)化儀表的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，能夠?qū)⒛M技術(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字技術(shù)，并且數(shù)字技術(shù)中的技術(shù)含量更高，數(shù)字化互感器和光纖的應(yīng)用，在市場(chǎng)中占有更大的比例，具有良好的平衡性， 明確的定位性，市場(chǎng)發(fā)展前景良好。
關(guān)鍵字：自動(dòng)化控制系統(tǒng)PLC 變頻調(diào)速
1.概述
重卷機(jī)組是冷軋產(chǎn)品的一道重要工序，用于將厚度為0.2～0.65mm的大直徑鋼卷經(jīng)切頭、切尾、切邊、檢查及涂油后，重卷分切成小直徑鋼卷，并將鋼卷稱重、打捆。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷完善和發(fā)展，生活水平的要求越來(lái)越高，使得冷軋產(chǎn)品的需求量越來(lái)越大。高效穩(wěn)定的自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)保證冷軋產(chǎn)品的生產(chǎn)效率至關(guān)重要。本文主要介紹基于西門子PLC控制系統(tǒng)，如何實(shí)現(xiàn)重卷全線自動(dòng)化控制，以及相關(guān)參數(shù)的配置。
2．重卷線自動(dòng)化控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
萊鋼重卷線采用西門子公司的S7―400系列及PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線, 系統(tǒng)中配有TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)通訊接口。自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作時(shí)可由操作人員通過(guò)本地計(jì)算機(jī)（HMI）設(shè)定運(yùn)行參數(shù)，包括來(lái)料的各種參數(shù)，然后將這些參數(shù)與設(shè)定的機(jī)組運(yùn)行速度、張力等參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算后，控制變頻調(diào)速器的控制指令使各個(gè)變頻調(diào)速器帶動(dòng)電機(jī)按一定的速度比例運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)工控機(jī)WINCC畫面實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互控制整條生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)、參數(shù)、實(shí)時(shí)過(guò)程數(shù)據(jù)都通過(guò)畫面顯示出來(lái)，并作為歷史數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。對(duì)異常情況如變頻器故障、電機(jī)過(guò)熱、油壓異常等進(jìn)行報(bào)警，并存儲(chǔ)報(bào)警記錄。自動(dòng)控制各主傳動(dòng)電機(jī)之間的速度、張力的大小，風(fēng)機(jī)、油泵的啟停、閥門的開(kāi)閉。系統(tǒng)還可以對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)及歷史數(shù)據(jù)庫(kù)管理，并可查詢及打印相關(guān)數(shù)據(jù)。
3.控制系統(tǒng)功能
3.1張力控制與速度控制
瞬時(shí)卷經(jīng)計(jì)算：
對(duì)于瞬時(shí)卷徑的計(jì)算可以根據(jù)同一時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)向輥上帶鋼走過(guò)的長(zhǎng)度與卷筒上帶鋼走過(guò)的長(zhǎng)度相等，同側(cè)卷筒和導(dǎo)向輥上帶鋼的線速度相等，因此：
πDCNC=πDSNS
DC=NS*DS/NC
DC-----------卷筒上的帶鋼瞬時(shí)直徑
DS-----------導(dǎo)向輥的直徑
NC-----------卷筒的轉(zhuǎn)速，以脈沖計(jì)量
NS-----------導(dǎo)向輥的轉(zhuǎn)速，以脈沖計(jì)量
開(kāi)卷機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算：
張力給定Zset由Profibus DP網(wǎng)傳給開(kāi)卷機(jī)變頻裝置，首先由計(jì)算出鋼卷的實(shí)際瞬時(shí)直徑D，然后再根據(jù)直徑計(jì)算出開(kāi)卷機(jī)的轉(zhuǎn)矩M，做為開(kāi)卷機(jī)的轉(zhuǎn)矩限幅，從而保證張力的恒定，具體的計(jì)算公式如下：
n=nact÷i (rmp)
πD=Vact÷n(m)
M=Zset*D/2(Nm)
Nact-----------電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速
i--------------開(kāi)卷機(jī)減速比rmp每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)
Vact------------鋼帶線速度
重卷機(jī)組中，開(kāi)卷機(jī)控制是帶卷徑計(jì)算的張力控制，卷取機(jī)控制是帶卷徑計(jì)算的速度控制。下面進(jìn)一步說(shuō)明如何通過(guò)自動(dòng)化的控制滿足工藝的要求。
公式一：電動(dòng)機(jī)的力矩
M=KMФI樞
KM----電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)；Ф ----電機(jī)磁通；I樞----電機(jī)電樞電流
公式二：張力T與力矩M關(guān)系
T=2M/D
D-----帶卷直徑
公式三：帶鋼線速度
V=πDn電/60i
n電------電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rmp；i------電動(dòng)機(jī)和卷筒的速比
公式四：電機(jī)電樞電勢(shì)
E=KCФn電
KC-------是常數(shù)
公式一、三、四帶入公式二可得下面公式
T=CEI樞/V
C-------常數(shù)C=2πKM/60iKC
由此式可得E不變，V也不變，則帶鋼張力T與電樞電流I樞成正比。
控制框圖如下：
Zset張力設(shè)定 電流輸出
偏差i
計(jì)算張力Zi
卷取機(jī)的速度控制的實(shí)質(zhì)是，若卷取時(shí)帶鋼線速度不變，采用電流調(diào)節(jié)器使I樞保持恒定，就可保證張力恒定。
Vset速度設(shè)定 電流輸出
偏差i
計(jì)算速度Vi
實(shí)際上，隨著帶鋼卷徑的變化，線速度是變化的。所以可以通過(guò)電勢(shì)調(diào)節(jié)器調(diào)整電動(dòng)機(jī)的磁通Ф，以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保持線速度恒定?；蛘叽磐ě兑欢〞r(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)器，保持張力恒定。
3.2自動(dòng)分切控制
切分剪
開(kāi)卷機(jī)入口轉(zhuǎn)向輥 出口轉(zhuǎn)向輥 卷取機(jī)
鋼卷重量計(jì)算公式如下：
BG=(D2―Di2)*π/4*B*ρ
式中 BG―帶鋼重量；D―鋼卷直徑；Di―鋼卷內(nèi)經(jīng)（=2*Ri）；
B―帶鋼寬度；ρ―帶鋼密度。
分切控制
n=BG/Gset；（n=BL/Lset）
n---分切次數(shù)；Gset----卷重設(shè)定；Lset---長(zhǎng)度設(shè)定。
4.系統(tǒng)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
4.1采用了網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)場(chǎng)總線傳遞過(guò)程數(shù)據(jù)，多種信息的交換僅依靠網(wǎng)纜或屏蔽雙絞線即可完成，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大并且穩(wěn)定，也方便系統(tǒng)的維護(hù)和故障的查找。避免了模擬量傳輸所帶來(lái)的漂移、抗干擾等問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4.2操作人員、計(jì)算機(jī)與控制設(shè)備三者之間的聯(lián)系均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成，人機(jī)界面可以使全線生產(chǎn)過(guò)程的視窗控制中心，確保安全可靠控制生產(chǎn)全過(guò)程。
4.3全數(shù)字化、控制器及所有控制功能均有參數(shù)設(shè)定功能，控制精度高；控制參數(shù)能通過(guò)優(yōu)化功能自動(dòng)設(shè)定；能方便的實(shí)現(xiàn)與PLC和其它裝置的聯(lián)網(wǎng)；通過(guò)相應(yīng)的軟件可實(shí)現(xiàn)張力、速度、位置、同步等高精度控制要求。
5.總結(jié)
關(guān)鍵詞：選礦工藝 ；自動(dòng)化控制；PLC
中圖分類號(hào)： TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1、概述
FCS（Fieldbus Control System現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）是用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)控制器和儀表設(shè)備互聯(lián)，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，同時(shí)控制功能可降低安裝成本和維修費(fèi)用。FCS是一種開(kāi)放的、具有互操作性的、分散的分布式控制系統(tǒng)，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于選礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，并取得了較好的效果。
2、某選礦廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 選礦廠自動(dòng)控制系統(tǒng)架構(gòu)
根據(jù)某選礦廠的工藝流程要求，初步擬定該選礦廠的控制系統(tǒng)由5個(gè)控制站，與一個(gè)中央控制室組成環(huán)網(wǎng)?？刂茖犹峁┝松a(chǎn)工藝數(shù)據(jù)和設(shè)備信息采集、過(guò)程數(shù)據(jù)控制處理與實(shí)時(shí)控制等功能，主要由PAC站與HMI組成。
各站內(nèi)部采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；各站與中央控制室之間，采用以太網(wǎng)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及存儲(chǔ)[3]。5個(gè)控制站分別是：（1）粗碎、中碎及干選控制站；（2）高壓輥磨機(jī)流程控制站；（3）1#系列篩分預(yù)選及磨選控制站；（4）2#系列篩分預(yù)選及磨選控制站；（5）濃縮、環(huán)水及尾礦控制站。
選礦廠控制系統(tǒng)的信息層主要提供了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的模擬顯示、操作指令下達(dá)、報(bào)警顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、歷史記錄、報(bào)表分析及WEB等功能。信息層主要由操作員分站、操作員總站、工程師站、歷史服務(wù)器、WEB服務(wù)器、WEB客戶端、以太網(wǎng)交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)，以及相關(guān)的軟件等組成。
2.2 選礦廠自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)所用的軟件主要有：操作系統(tǒng)軟件WindowsXP SP2、PLC控制應(yīng)用軟件Machine Edition、組態(tài)監(jiān)控軟件iFix、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)軟件iHistorian、WEB軟件Portal。
信息層的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)主要配備Windows XP Service Pack 2。它對(duì)個(gè)人用戶來(lái)說(shuō)：具有可靠的附件安全檢查，提供更多的網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)，確保了網(wǎng)頁(yè)瀏覽更安全。系統(tǒng)組態(tài)采用iFix軟件，由于iFix系列軟件的C/S架構(gòu)，系統(tǒng)選用2套iFix增強(qiáng)型的無(wú)限點(diǎn)開(kāi)發(fā)版軟件作為工程師冗余站。此軟件通過(guò)專業(yè)驅(qū)動(dòng)和下位的PLC連接，實(shí)現(xiàn)和PLC的數(shù)據(jù)的交互。同時(shí)，選用6套iClient軟件作為此系統(tǒng)的操作員站，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控，其中5套是分別對(duì)應(yīng)于各控制站，另外1套是整個(gè)系統(tǒng)的總監(jiān)控[4]。
系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理選用GE公司的iHistorian軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的壓縮歸檔存儲(chǔ)。iHistorian數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)iFix采集器和下位的iFix軟件連接，從iFix軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取數(shù)據(jù)。同時(shí)，它可以通過(guò)其它采集器以及接口和別的系統(tǒng)連接。系統(tǒng)中的WEB功能由GE公司的Portal軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，Portal是一個(gè)專業(yè)的可視化的數(shù)據(jù)分析報(bào)表生成和web的軟件。系統(tǒng)中涉及到的三個(gè)GE Fanuc軟件直接可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。
2.3 選礦過(guò)程主要控制方法
選礦過(guò)程控制主要有前饋控制、反饋控制和以反饋控制為主，輔以前饋控制的綜合控制三種。前饋控制是干涉因素未進(jìn)入過(guò)程以前，先檢測(cè)出其有關(guān)參數(shù)，利用事先研究的關(guān)系式，判明其對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的影響，按要求予以校正。反饋控制是先測(cè)出被控變量參數(shù)，反饋到控制器與給定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果，調(diào)節(jié)被控變量直至與給定值接近。因此，設(shè)計(jì)通常采用以反饋控制為主，并輔以前饋控制的綜合控制方式，如磨礦回路中的給礦量、濃度和粒度控制；浮選回路中的給藥量、品位和液位控制等[5]。
該選礦廠工藝流程主要包括：碎礦工藝流程控制、高壓輥磨流程控制、篩分預(yù)選及磨選控制、一段磨礦的工藝控制、二段磨礦的工藝控制、尾礦濃縮及尾礦輸送控制。
控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)濃縮機(jī)底流濃度的檢測(cè)，分析現(xiàn)時(shí)的排礦濃度與工藝設(shè)定的濃度是否有偏差，如分析結(jié)果有偏差，控制系統(tǒng)將會(huì)根據(jù)偏差決策：進(jìn)行調(diào)整或者不調(diào)、進(jìn)行調(diào)大或者調(diào)小底流的放礦閥，用以改變濃密機(jī)底流的排礦量，從而控制調(diào)整濃密機(jī)內(nèi)的積礦量，達(dá)到控制底流排礦濃度的目的。
3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
系統(tǒng)采用基于現(xiàn)場(chǎng)總線控制的配電模式，使控制系統(tǒng)通過(guò)PLC對(duì)軟啟動(dòng)器、變頻器、電機(jī)保護(hù)器等智能設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和控制。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流程設(shè)備進(jìn)行多變量的監(jiān)控，提高數(shù)據(jù)的采集精度和控制精度，并實(shí)現(xiàn)完全意義上的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
使用FCS技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備通過(guò)總線的方式連接起來(lái)，即是實(shí)現(xiàn)了更高意義的配電自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化，其特點(diǎn)如下：
（1）由于控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是通過(guò)總線進(jìn)行數(shù)字化的傳輸，因而減少了以往模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，提高了數(shù)據(jù)的采集精度和控制精度。
（2）利用FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和總線通訊，來(lái)控制和檢測(cè)加有智能功能的流程設(shè)備。
（3）總線方式具有結(jié)構(gòu)性好，F(xiàn)CS可以把智能技術(shù)分散現(xiàn)場(chǎng)各點(diǎn)，依靠現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)基本控制功能。
（4）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線可以連接所有智能設(shè)備，大大減少了控制電纜的數(shù)量和施工調(diào)試的費(fèi)用，也減少了日常維護(hù)量，有利于實(shí)現(xiàn)該選礦廠的減人增效的目標(biāo)要求。
4、結(jié)語(yǔ)
基于FCS的選礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)以下功能：
（1）對(duì)選礦廠實(shí)行集中操作控制即：通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)全流程的自動(dòng)啟/?？刂疲粚?duì)生產(chǎn)流程及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控，從而保證流程在線運(yùn)行設(shè)備安全。
（2）對(duì)生產(chǎn)流程中重要的工藝參數(shù)如：礦倉(cāng)料位、礦漿池液位、蓄水及環(huán)水池液位、破碎機(jī)、高壓輥磨機(jī)、球磨機(jī)給礦量、各給水環(huán)節(jié)的給水量等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示。
（3）通過(guò)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，將選廠生產(chǎn)信息向上級(jí)相關(guān)部門實(shí)時(shí)傳送和，在提高礦業(yè)公司選礦廠生產(chǎn)自動(dòng)化水平的同時(shí)、提高礦業(yè)公司現(xiàn)代化企業(yè)的管理水平。
（4）對(duì)該選礦廠的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)將采用先進(jìn)的、基于C/S結(jié)構(gòu)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
通過(guò)對(duì)該選礦廠生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，使該選礦廠的自動(dòng)化裝備水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，生產(chǎn)效率和指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)選礦廠生的先進(jìn)水平。
參考文獻(xiàn)
[1] 袁秀英.組態(tài)控制技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社，2003.67～88.
[2] 黃雨虹，陳慶玲.選礦車間生產(chǎn)過(guò)程控制方案的優(yōu)化[J].輕金屬，2003（10）：9-12