船用电气自动化毕业论文

论电气自动化控制系统的设计思想【论文关键词】：电气自动化；控制系统；设计思想；系统功能 【论文摘要】：文章通过介绍电气综合自动化系统的功能，讨论了目前电气自动化控制系统的设计思想（以发电厂为例子），展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。设各智能化水平的提高使得对现场设备状况的精确掌握成为可能，通讯技术的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域，基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。 一、电气综合自动化系统的功能 根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能 为： 1．发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。 2．发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。 3．发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS(电力系统稳定器)的投退。 4．220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网。 5．6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。 6．380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。 7．高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)。 8．柴油发电机组和保安电源控制和操作。 9．直流系统和LPS系统的监视。 对于发变组保护等主保护和安全自动装置，因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度，可能增加相当大的费用，故可以保留。但是它们与DCS间要口求接，控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装置信息，并可以通过DCS进行事故追忆。 二、电气自动化控制系统的设计思想 1．集中监控方式 这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时， 隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2．远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线，CAN总线等)的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建 3．现场总线监控方式 目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展， 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，而

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伴随着时代进步的浪潮，我国的社会和经济出现了快速发展的新景象，科学技术也在不断的进步与更新，这给工业化发展带来了可靠支持。随着信息时代的来临，特别是科学技术的不断发展，给工业化发展提供了更好的条件和环境。

PLC技术具体指的是可编程逻辑控制器，这是一种在工业环境中完成数字化运算并实现电子操作系统的控制技术，经过存储器的可编程序来做到内部存储的记录、运行和控制等指令，同时在实际的工业工作中，通过使用数字以及模拟量等手段完成对已储存内容的输出以及输入的控制。电气自动化控制应用PLC可编程逻辑控制器，是PLC系统、计算机技术和继电接触控制技术等相互结合而进行运行的，它给电气控制自动化提供支持和可靠的保障，不但使电气控制系统的自动化水平得到提高，也解决了传统电气控制系统的内接线复杂、耗能高和可靠性低等问题，给工业化发展奠定了基础。

1、PLC技术的特点分析

(1)抗干扰能力强劲，且具有很高的可靠性。

在以往的控制系统里，继电器的使用非常的普遍，继电器的大量使用使得故障出现的可能大大的提高。而PLC技术与其相比较，对触电因接触问题而发生的故障实现了有效的解决。PLC在使用较少的导入导出相关硬件的同时完成对系统的良好运行，这种做法对处在运行状态中的系统发生故障的概率实现了极大的降低。这是因为PLC控制器，从硬件到软件都具备了极强的抗干扰能力，并且对系统运行的可靠性有着极大的提升。

(2)编程简单，方便运用。

PLC系统，仅需对编程语言有一定的理解就可以对其进行使用，不强行要求具备专业的计算机相关知识。而且PLC系统的另一大优势就在于降低工作量，PLC系统的开发周期短，同时在调试、安装、操作等方面都非常的简便。而且只要修改在线程序就可以完成对整个系统的改变，不需对硬件再进行拆装和改进。

(3)硬件配套设施完善，具有很强的适应能力。

在硬件配置上，PLC控制器装备有标准化以及模块化两种硬件装置。而通过不同硬件配置，就可以对PLC系统进行符合现实使用情况的改进以及不同功能的实现。这些都可以在用户程序中进行操作，这样就可以满足各种工艺条件。因此可以称PLC具备很强的.适应能力。

(4)有很高的性价比，且功能全面。

PLC控制器可以为使用者提供各种各样的编程元件，控制功能强大。PLC系统可以实现通信联网，对控制进行分散，并且完成集中管理。

(5)维修简易。

PLC其自身就具有一定的诊断功能和显示功能，所以故障出现的可能性极低。在发生问题的时候，系统会显示其故障信息。与此同时，诊断功能就开始查找故障的所在，此后，只需简单的更换模块，就可以对故障问题进行排除。

2、PLC在电气自动化控制方面的应用

起初，只有在其开关量的控制运用中才有PLC技术的身影，因科技的限制，当时的数据处理以及监控能力都处在较低的水平，服务效能需要不断的提高和完善，如今随着工业改革的深化和科学技术的发展，PLC技术在这中间实现了自身的蜕变，完成了自身的进步与发展，PLC技术具体应用有以下几个方面：

(1)顺序控制方面。

开关量控制和顺序控制是电气自动化辅助系统中的主要技术控制方式，增效降耗是电力行业生产随节能减排要求而要重视的内容，因此使自动控制水平的要求也不断提升。PLC技术代替继电控制器在电气自动化控制方面起着主要作用，不但做到了控制单独工艺流程，并且在信息模块和通信总线连接的配合协调下，也做到了协调与控制全部的生产工作。电力自动化系统从人力控制开始到计算机技术等支撑下，做到了自动化控制，采用PLC的电力自动化系统主要有远程IO站以及与现场传感器的网络结构，在远程IO站和主站层由通信总线进行连接，经过远程IO站和二次电缆做到连接传感器。经过主站层的PLC系统，只用经过室内显示屏，就可以做到监控系统的运作。

(2)开关量的控制应用。

具有电磁性的继电器是过去广泛使用的元件，因此，大量触点事故的发生，使得系统的可靠性大大降低，另外其自身的控制系统也存在着一定的问题，但在电气自动化控制上应用PLC技术后，只用取消一些元件的继电器就可以完成，对系统的可靠性进行提升，另外具有完整的系统并且维修简单，在二次接线简化的前提下，还取缔了闪光电源配置。

(3)闭环控制方面。

泵类电机的启动可以使用PLC实现自动启动，其顺控模块可以对泵的运作时间等实现自主选择，而工作人员只需对现场开关进行调节就可以了。同时在现场进行操作时，必须将开关调成手动挡。而如今，常规控制和PLC控制相结合是常用的控制方式。电液执行单元和转速测量单元以及电子调节单元这三个单元组成PLC技术的控制系统，同时他们又分别对其他系统有着控制作用。

3PLC应用中的注意事项

在现实操作中，需要对工作时的通风、温度等因素进行控制。就温度来说，PLC应该在一个温度变动不大的环境中进行使用，对于大型的矿区应尽可能的远离。而对PLC造成负面影响的还有其他干扰因素。如在干扰源的作用范围内使用PLC，发生故障的可能性会增加，带来不必要的经济损失，而且会对工作进程造成一定的影响。最后要说的是，PLC需要有独立的电源，并保持接地线良好的连接状态，防止发生突发事件时产生较大的危险。

4、结束语

综上，由于PLC可编程逻辑控制器的特征和优势使其广泛应用在工业控制领域中，经过闭环控制和开关质量控制以及顺序控制等应用实现了对电气自动化控制的改良，大幅提高了其自动化水平，对工业生产效率的提升和质量提供有力且可靠的帮助。如今在我国科技水平蓬勃发展的今天，工业生产的改革也在朝着其自身的目标不断发展，而PLC控制系统也要在这种背景下继续进行自身的更新与改善，在电气自动化发展的控制方面起更多的作用。

参考文献：

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