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1.变电站继电保护的实际要求
继电保护作为电力系统的重要装备之一，当变电站电力设备发生故障或者出现影响电力系统正常运营的因素时，继电保护装置就可以在第一时间消除这些不安全因素和故障。从这一层面可以看出，继电保护在电力系统中有着十分重要的作用，一般情况下，对于继电保护的设置需要满足以下几个要求：
1.1必须具有独立性
要保证继电保护装置的独立性，需要将电压量和电流接入装置内部，将回路开关设置成整体的系统，并将其引致保护装置内部，但是严禁与其他设备通用，这样设置就能够保证继电保护数据的独立性。
1.2需要保持联系性
如果完全将继电保护装置独立于电力系统之外，就难以起到既定的作用，为了保证继电保护装置兼具独立性和联系性的特征，在继电保护装置与相关信息系统联系时，需要使用继电器空节点、计算机通讯接口、光电耦合器接口来进行连接，此外，为了保证继电保护装置的保护作用，需要选择屏蔽电缆或者光纤电缆来进行连接，这两种导线能够能够防止干扰信号对保护装置的影响，可以很好的提升继电保护的抗干扰性和运行可靠性。
1.3设置好跳合闸回路
对于继电保护装置必须要设置好单独的跳合闸回路，这样，在电力系统的运行出现故障时，继电保护装置就能够及时将故障排除，减少电力企业的损失，同时，继电保护装置也能够将告警信号和动作信号显示出来，工作人员就能够发现故障发生的部位和实际情况并有针对性的采取措施，将损失控制到最小化。
2.继电保护装置的安装方式
就现阶段下我国的情况来看，继电保护装置的安装方式有两种：
2.1集中式安装方式
集中式安装方式在以往的应用范围十分广泛，这种安装方式就是将继电保护装置放置于保护柜之内，使用这种安装方式，监控系统与继电保护装置的联系则使用管理单元数字信号的传输来实现，集中式安装方式的占地面积很小，也能够节约通信电缆的使用，便于管理人员对其进行统一管理，也可以保证设备在良好的环境中运行。
2.2分散式安装方式
分散式安装方式就是将继电保护装置设置于开关位置，每个开关必须要配备好相应的保护系统，再将监控系统置于控制室之中，这样，监控系统与继电保护装置的连接主要由管理单元数字信号来联系，这种安装方式可以及时的消除不安全因素及电力设备的故障，保证整个设备的正常运转。
3.继电保护装置安装方式的选择
变电站的建立方式主要由子系统的建立来决定，在建立继电保护装置时，需要优先使用分散式安装方式，把继电保护装置设置在设备开关处或者开关处附近，并使用微机控制的方式进行控制。这种设置方式最大的优点就是能够节约电缆的使用，并提升整个继电保护装置运行的安全性，此外，这种保护装置子系统使用的是就地设置的方式，这就大幅减少二次设备安装带来的土地损失。当然，不同的继电保护装置使用的安装方式都会有所不同，在决定要采取哪种安装方式前，需要对现场的条件进行考察，将场地中的电缆设备和其他的条件尽可能的利用起来，不管使用何种安装方式，都要达到减少费用、节约投资的目的。就目前来看，很多中低压变电站会使用集中式处理方式，这种方式的通信电缆小、干扰性小，高压变电站，则可以使用分散式安装与集中式安装混合的方式来安装。
4.综合自动化变电站继电保护系统的可靠性
在综合自动化变电站的运行过程中，继电保护装置可能会由于各种因素出现故障，为了提高变电站运行的安全性，必须要加强继电保护装置的维护、管理和检修，以便从整体上提升变电站的服务水平。据有关的数据调查显示，导致继电保护装置出现故障一般由三种因素所致，即产品质量、设计中的故障以及二次维护的漏洞。继电保护装置在自主检查以及储存故障方面，具有很大的优势。一般情况下，对于继电保护装置可靠性分析主要针对装置的正常使用率、使用时间、异常情况进行分析，并得出结论，如果在数据传输的过程中发生异常情况，就需要对继电保护装置的可靠性进行分析，从而降低系统对继电保护装置的依赖性，以便达到系统的统一性和协调性，防止继电保护装置故障对于系统带来的不良影响。
5.结语
在现阶段下，我国电网正处在发展的阶段，这就给变电站综合自动化系统的建设提供了一定的发展机遇，继电保护装置作为变电站的核心因素，具有十分重要的意义，在实际的工作过程中，必须加强对继电保护装置的管理和维护。
【参考文献】
[1]王超，王慧芳，张弛，刘玮，李一泉，何奔腾.数字化变电站继电保护系统的可靠性建模研究[期刊论文].电力系统保护与控制，2013，02（01）.
[2]湛文军.继电保护在综合自动化变电站的应用与探讨[期刊论文].民营科技，2008，02（20）.
篇2
0 引言
选煤厂皮带运输机是选煤厂生产的关键设备之一，一旦其电控系统出现故障，将影响选煤厂整个生产，带来重大的经济损失和安全隐患。由于选煤厂皮带运输机的电控大多为继电器控制系统，存在线路复杂、故障点多、可靠性低、稳定性差等缺点，不能满足煤矿安全生产的需要，因此，笔者采用PLC控制系统取代原来的继电器控制系统，并用组态王实现对整个皮带运输机的运行过程进行监控。
1 系统构成及控制过程
该皮带运输机控制系统由两级系统构成：一级基础自动化系统，二级完成监控和操作的人机界面系统。
基础自动化系统采用SIEMENS S7-200系列PLC，由完成控制功能的PLC、完成系统监控和操作的人机界面操作员站、现场执行机构和传感器组成；上位机监控系统采用亚控的组态王软件进行设计。论文参考。
一级基础自动化控制主要控制出现异常情况时进行报警和紧急停车，二级主要用来进行参数设定，启动和人工紧急停止。
2系统设计
皮带运输机系统是以PLC为核心、对皮带运输机的运行情况进行实时在线控制和监督的自动化系统，通过PLC和组态王。该系统可以实现对所有现场在线设备的程序控制管理、安全联锁控制等功能，并显示各种操作画面和模拟现场，对事故信号进行报警以及打印报表等。
该系统主要特点：
(1) 开放式的结构，具有极大的灵活性、可扩展性；
(2) 便利的维护手段，可在线维护；
(3) 先进的硬件控制设备，具有高抗干扰能力、高可靠性；
(4) 高可靠性的检测仪表；
(5) 集中操作，分散控制的思想；
(6) 通用的软件开发平台，智能的设备管理和监控软件。
该系统主要功能具有检测皮带机速度、温度、撕裂、烟雾、跑偏等功能，当出现异常情况时，PLC控制电机紧急停止，同时报警并把信息传到上位机，由操作人员进行分析检修，完成后重新启动。
2.1 系统硬件设计
SIEMENS S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、检测及控制的自动化。论文参考。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。此处选用CPU226模块（集成24输入/16输出共40个数字量I/O点，且可连接7个扩展模块）和模拟量扩展模块EM231（4路模拟量输入）、EM232（两路模拟量输出），它们的特点如下：
(1) 6个独立的30KZ高速计数器和2路独立的20KZ高速脉冲输出；
(2) 实现分布式系统和扩展通信能力都很简便，组成系统灵活自如；
(3) 随着应用的扩大，系统扩展无任何问题；
(4) 具有更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能；
(5) CPU可以高速处理指令并且具有友好的参数设置功能。
CPU模块：负责程序的运行等工作，电源不仅向CPU模块供电而且还要满足与CPU模块相连的其它模块的用电需求。
数字量输入模块DI：将外部采集到的信号输入到PLC，例如保护PLC的DI将皮带撕裂、烟雾、跑偏等信号采集进来；以完成监视保护功能。
数字量输出模块DO：将PLC内部运算结果输出，例如保护PLC的DO将正常启动，自动控制、手动控制、综合故障等输出；操作PLC的DO输出来控制继电器，以完成监视、控制和保护功能。
模拟量输入模块AI：将外部的模拟量采集进来送给PLC，如皮带的速度和温度，以完成监视保护功能。
模拟量输出模块AO：将PLC计算好的数字量，如皮带的速度等转换成模拟量输出到上位机上，以完成监视功能。
2.2 系统软件设计
该系统中，PLC程序执行变频器的启动/停止控制和皮带机的行程和速度监控任务，变频器根据给定的信号和反馈的信号控制皮带机的速度；PLC通过传感器得到信号来控制皮带机是否停止、报警器是否报警。为了更加安全可靠运行，本设计还设置了自动手动切换，自动/手动程序如图1所示。
2.3 PLC与上位机之间的通信
在现场环境恶劣的条件下，采用上位机监控措施可直接将故障显示出来，从而提高整个系统故障的诊断效率，减少故障的维修时间，提高整个电控系统的可靠性。论文参考。本系统利用CAN总线与上位机进行通信，可将各种信息传输到上位机，从而实现对系统的实时监控。部分子程序和中断程序分别如图2、图3所示。
3 结束语
根据选煤厂皮带运输机系统的实际情况，研制开发了选煤厂皮带运输机智能控制系统。该系统经过严格的选型、合理的配置及完善的程序设计，使系统维修方便，自控功能强，可以自动显示故障，可靠性高、稳定性好，极大的改善了皮带运输机的运行状况，确保矿山安全生产。
参考文献：
[1]廖常初 . PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，2002.9
篇3
1 .热工自动化系统运行环境与形势
为保证工自动化设备和系统的安全、可靠运行，可靠的设备与控制逻辑是先决条件，正常的检修和维护是基础，有效的技术管理是保证。只有对热工自动化系统设备和检修运行维护进行全过程管理，对所有涉及热工自动化系统安全的外部设备及设备的环境和条件进行全方位监督，并确保控制系统各种故障下的处理措施切实可行，才能保证热工自动化系统的安全稳定运行。综观目前热工自动化系统运行环境，笔者认为以下问题亟待研究解决：
1.1 随着热工系统监控功能不断增强，范围迅速扩大，故障的离散性也增大，使得组成热控系统的控制逻辑，保护信号取样及配置方式，控制系统、测量和执行设备、电缆、电源、热控设备的外部环境以及为其工作的设计、安装、调试、运行、维护，检修人员的素质等等，这中间任何一环节出现问题，都会引发热工保护系统不必要的误动或机组跳闸，影响机组的经济安全运行。论文格式。如何进一步做好热工系统从设计、基建安装调试到运行维护检修的全过程质量监督与评估，提高热控设备和系统运行的安全可靠性和经济性已至关重要。
1.2 由于各种原因，热工系统设计的科学性与可靠性、控制逻辑的条件合理性和系统完善性，保护信号的取信方式和配置，保护联锁信号定值和延时时间的设置，系统的安装调试和检修维护质量，热工技术监督力度和管理水平，都还存在着不尽人意处，由此引发热工保护系统不必要的误动时有发生。而随着发电厂建设的快速发展，发电业成本的提高，发电企业面临的安全考核风险将增加和市场竞争环境将加剧。因此如何提高机组设备运行的安全性、可靠性和经济性是发电厂经营管理工作中重中这重。
1.3 热控设备的管理目前仍停留在传统的管理模式，所有设备的检修，不管运状况如何，基本采用定期检修与校验方式，其结果是大量人力做了无功（比如仪表调前合格率统计达98%甚至更高的仪表，仍按规定的周期全部进行检测校验，结果不仅浪费人力、物力，还有可能增加设备的异常）。一些单位设备采购时，因对设备质量好坏不了解和无设备选型参考依据，流入一些质量不好的产品，对机组的安全运行构成影响甚至威胁。因此如何通过对在线运行设备的质量进行分类，制定合理的仪表校验周期，是发电厂管理工作中迫切需要解决的问题。
1.4 随着企业管理向集约化经营和管理结构扁平化趋势，为提高经济效益，发电厂在多发电，提高机组利用小时的同时，通常通过减少生产人员的配备，以提高劳动生产率。此外发电企业密切与外包检修企业之间的联系，专业检修队伍取替本厂检修队伍的配置将是发展趋势。在这种情况下，如何监督、评价、验收一台机组热工自动化系统检修、维护、运行的质量，热工缺少一个系统的、可付绪操作的评估标准。
2、建立维修、管理一体化的监督信息平台
2.1 实现远程监控和动态监督
随着发电厂行业的飞速发展，各集团公司的机组数量和容量不断增加且分布全国各地，就目前状况要做到实时有效地生产管理难度大。 同样作为技术监督服务范围的快速增加，专家型技术人员相对短缺，服务效率与客户要求的差距增大。
解决的办法，是加快实施远程监视系统，通过办公电脑，主管部门可以对发电厂机组的运行状况进行实时监视，对生产运营情况进行决策；发电厂可进行实时动态监督、远程技术支持、服务和故障事故原因分析查找，从而提高服务质量和服务效率。
2.2 实现监督程序化
基于实时参数的设备管理系统软件，目前国外引入的已不新鲜，但价格昂贵且有些水土不服之疑。
建立发电厂设备检修运行维修管理一体化的热工监督信息平台，通过与SIS系统接口，将DCS控制系统界面以标准化格式引入平台，对热工在线运行参数综合分析判断，将同参数间显示偏差、倒挂，不符运行实际的参数点等及时自动生成报表，发出处理请求，生成缺陷处理单，并对处理响应速度和结果进行跟踪统计，使检修校验工作有的放矢。论文格式。
对自动调节参数的品质进行判断，分别统计出稳态和动态时设定点偏离值（值大小和频次）和越限值（时间和频次），进行时间段内调节阀门特性、静态和动态调节品质，阀门切换等曲线和指标的自动生成。对运行中出现的越限报警信号进行归类、智能分析（滤出不需要的报警，频繁出现的报警，速率动作报警），为提高运行人员的预控能力发挥作用。论文格式。
实现热工参数考核指标，如自动利用率、DAS投入率，保护投入率、测量系统抽查合格率、超温统计的自动生成。此外可将维修工作流中的日常消缺、点检、计划检修工作以及维修外包等，均在平台下进行定点、定标、定期、定项、定人、定法、检查环境条件、记录、处理和报告等进行信息化。
2.3 推动培训工作的健康开展
随着技术发展和新建机组增加，新老电厂都面临人员技术素质跟不上需求的局面。加强技术培训、实现远程或网上技术教育，提高热工人员技术素质，是做好热工监督工作的基础。因此为推动培训工作健康开展，建议行业组编系列培训教材，建立岗位证书制度，指导发电厂企业人员培训工作的进行；通过网络定期技术水平测试试卷，促进各单位技术培训工作的深入；开展行业技术操作比武竞赛，调动热工专业人员自觉学习和一专多能的积极性。提高专业人员积极主动的工作责任性、科学严谨的工作态度、功底扎实的专业和管理技能。
3.结束语
篇4
关键词：矿井通风;调节通风;自动化系统
1 序言
通风系统调节准确性和及时性直接关系到矿井的安全和运行成本，目前通风系统调节处于人工调节阶段，人员劳动量大，调节不及时且调节准确性差，为进一步解决矿井通风系统管理中的通风调节问题，本论文引进压差法矿井自动通风调节系统。
该系统包括自动化控制器、压差测试装置、自动调节装置、传感器等。
2 自动化控制器
基于压差法的矿井自动通风调节系统核心为自动化控制器，本系统控制器采用西门子PLC为主要控制元器件，包括位移传感器、压差传感器、动力源控制装置（本论文设计动力源是气动，其装置是本安电磁阀）、数据传输、开关按钮、声光报警器等。
研究的技术关键点为：控制系统原理和控制器基本架构。
控制系统原理：压差传感器采集压力变化数值，通过设置参数装换为通过调节系统的风量，再根据预先设定的需风量进行比对，确定调节系统通风断面的变化大小，同时位移传感器监视通风断面的变化，保证系统调节准确且快速。
控制器基本架构，控制器采用PLC控制器，控制器控通过电流信号与位移传感器、压差传感器、动力源开闭按钮相连接，通过开关量与手动按钮连接，通过RS485信号与上位机进行数据和指令的传输，在控制器上预留瓦斯、声光报警器、视频接口，并可以与其他控制器进行数据传输。
3 压差测试装置
压差测试装置关系到系统的准确性，是系统最核心的数据采集设备，压差测试装置的技术要求进入测试区域内风流平稳、压差测量精度高、数据采集准确、数据传输快等。
压差测试装置采用圆形设计，主要是保证压差采集的准确性和进入测试装置的风流平稳，易于测量且数据精度高。
压差测试装置进风测安装有均风装置，主要是消除通风系统涡流造成的数据采集误差。在测试装置上布置两排数据采集管，其中在每排布置4个压力采集孔，两两对应，测压管深入测试装置内侧10cm处，4个测试孔外部用软管连接，进行压力平均处理。两排测试孔之间距离不得少于1m，主要是保证压差传感器数值的读取和测量。
压差测试装置对每个测压管进行防尘处理，保证所有测压管的通畅，静压传导准确。
4 自动调节装置
自动化调节装置是矿井自动调节通风系统的主要调节机构，本论文采用气动为动力源。
自动调节装置设计要求调节准确、运行速度慢、密封性好、安全性高等。
根据技术要求，自动调节装置采用通风断面缩小的方式，调节速度为0.5m/min，移动精度为1cm。
自动调节装置与压差测试装置相连，通过圆形阻风器向前移动，起到调节通风断面的作用，同时根据压差测试装置中风量的变化，确定圆形阻风器的移动方向和移动大小，位移传感器监测圆形阻风器的移动方向和移动大小。
圆形阻风器移动动力为缓冲气缸，气缸最快伸出速度为0.5m/min。带载后，移动伸出速度为0.3m/min，满足精确调节的目的。
5 实验论证
实验论证是论证系统的完整性和调节的准确性。进一步发现系统存在的问题，并进行修改和完善，为现场实地测试做准备工作。
主要是在自动风窗前后布置压力测点，单管压差计测量两点压差，与压差传感器数值比对;模拟巷道的断面为半圆拱，尺寸为2.8m（宽）×2.9m（长），人工调节风阻器开口大小;模拟巷道通风选择抽出式通风，通过风机变频，控制测试系统的风量。
通过多次测试，得出系统测试数据，如表1所示。
通过实验可以得出，调节装置的调节误差小于4%，所以，矿井自动通风调节系统是可行的。
6 结论
通过理论设计和实验验证，得出以下几点结论：
（1）矿井自动调节通风系统构成为自动控制器、压差测量装置、自动调节装置;（2）矿井自动通风调节系统调节误差小于4%;（3）矿井自动通风调节系统可以解决矿井通风调节不及时和不准确问题。
参考文献：
[1]白华宁.矿井通风系统风窗风量自动调节控制装置技术研究[J].科技情报开发与经济，2012，22（20）：145.
[2]吴强，李孝东，秦宪礼.从矿井通风系统改造实例谈调节风窗的重要性能[J].煤矿安全，1996（7）：38-41.
篇5
在自动化控制领域，占绝对统治地位的是现场总线技术。尽管现场总线具有众多优势，但是随着生产规模的一再扩大，现场机电装备越来越多，需要实时监测和自动化控制的设备也越来越多，在这种背景下，现场总线已经无法完全满足现场众多机电装备的监控需求，而且由于现场总线是具有针对性的工业自动化控制总线，往往使得各个机电装备成为了“自动化控制孤岛”，彼此无法兼容通讯，给设备的后期维护管理带来不便。
随着以太网通信技术的飞速发展，工业以太网逐渐以其低廉的组网价格、兼容性较好的通信协议，以及一体化的联网技术而受到普遍应用，成为目前能够替代现场总线的最好选择之一。本论文主要结合汽车整车焊装PLC自动化控制流水线生产控制系统，对基于工业以太网的自动化控制系统进行设计研究，以期能够从中找到面向工厂流水线生产控制的工业以太网自动控制应用方式，并以此和广大同行分享。
1 工业以太网概述
工业以太网在工业生产制造领域中，主要是作为生产制造自动化控制的基础平台，通过底层安装的传感设备，将机电装备的工作状态参数、工艺参数以及现场环境参数等关键参数检测出来，并通过工业以太网所支持的网络通信协议上传到工业以太网中进行网络传输。随着工业自动化技术的日益发展与进步，很多工业生产流水线都逐渐提出了更高的自动化控制的要求，例如要求实现监测与控制的一体化，要求实现无人值守等等，这些高难度控制要求的提出，在一定程度上都促进了工业以太网在工厂自动化控制领域中的应用，尤其是将工业以太网与PLC控制相结合，能够实现很多工厂自动化控制系统的功能建设需求。本课题重点以工业以太网和PLC相结合，以工厂流水线自动化控制为具体研究对象，深入探讨工业以太网在工厂流水线自动化控制系统中的应用。
2 基于工业以太网的流水线自动控制系统设计
2.1 功能模块设计
本论文以汽车整车焊装作为具体的研究对象来探讨工业以太网在流水线自动控制中的应用。汽车整车焊装具有较多的工艺流程，而且机电装备离散度较大，需要实时监测与控制的参数变量较大，因此采用工业以太网相较于采用现场总线具有很多优势。纵观整车焊装的流水线工艺流程，基于工业以太网实现的流水线自动控制系统应当具有以下几个主要功能：
①产品生产任务分派及调度。能够根据生产进度适当的调整生产资源分配，根据任务变化自动完成对流水线生产工艺的更改，以适应不同车型的自动焊装。
②电气控制和分析。通过在底层安装传感监测设备，实现对流水线焊装工艺流程的各个环节的监测与控制，并通过工艺数据库的分析，实现相关生产工艺参数的自动匹配和优化。
③顺序和逻辑控制功能。按照流水线自动化焊装的工艺流程，对整个焊装工艺流程实施顺序控制，利用PLC作为顺序逻辑控制器，实现众多机电设备在流水线自动焊装工艺过程中的顺序联动、启停控制及互锁等控制功能和逻辑判断功能。
④监视报警功能、显示功能。通过在监控终端开发专用的监控画面，为用户提供直观的监控界面，通过人机交互接口的设计实现用户对现场焊装流水线的远程自动化控制。
2.2 基于工业以太网的流水线自动控制系统设计
2.2.1 系统结构设计
由于整个流水线的设备量大、信号类型多、控制地点分散，不适合采用传统的继电器和控制开关为主要实现方式的本地控制模式，而且这种控制模式并不利于设备的后期维护管理，同时对于系统的扩容升级而言是十分不利的，为此，必须借助于工业以太网实现分布式控制管理模式（DCS模式），通过三级DCS功能的合理划分与配置，能够很方便的实现对整车焊装流水线自动控制的远程控制模式。本论文拟采用监控终端、本地PLC站和底层传感设备三个层次的DCS控制模式实现基于工业以太网的整车焊装流水线自动化控制。
①监控终端。监控终端设置在中央控制室内，供值班人员对全厂流水线自动化控制的工艺进行实时监控。监控终端内运行的是专门开发的上位机程序，通过友好的人机交互接口实现远程控制，并且通过工业以太网实现与本地PLC站的数据信息的交互。
②本地PLC站。主要通过对开关量的检测实现流水线生产工艺流程中各个环节的电气监测，诸如限位开关、行程开关、电磁阀等。本地PLC站能够通过对设备的工作状态参数、工艺参数和环节参数的检测和A/D转换，将相关参数变量转换为数字量进入工业以太网传输，从而实现上位机与下位机的一体化通信。
③底层传感设备。现场传感器主要是用以检测现场监控点物理参数信号，变送器将采样数据转换成
4～20 mA的电流信号，经屏蔽电缆送到各子系统的PLC内。控制信号由PLC输出后以4～20 mA电流形式送到执行机构。执行机构主要有气动和电动执行机构等。
2.2.2 系统控制模式设计
①远程遥控方式。在现场设备控制箱，将控制方式置于“遥控”控制方式，中央控制室的操作人员可以通过计算机监控软件对现场设备进行遥控启停。在这种控制方式下，监视界面可显示设备的运行状态及相关的工艺参数，操作员可根据选择“手动或者自动”控制方式，通过设备控制按钮启停远程设备，并能判断设备运行是否正常，监测故障并发出报警提示，统计工艺数据，显示模拟量趋势曲线，打印故障报警及日志报表等。全部操作由中央控制室的操作人员通过键盘和鼠标完成。
②本地控制方式。在现场设备控制箱，将控制方式置于“本地”控制方式下，通过控制操作箱上的启动/停止按钮，对现场设备手动启停控制。本地控制方式为系统的基本保留方式，在与中央控制室断开联系等任何情况下都可以完成整车焊接处理工艺要求的控制功能。
2.3 PLC自动系统设计
根据整车焊接处理厂工艺特点和现场的焊接设备分布及焊接机器人的作业范围，可以将整车焊接车间流水线PLC下位机系统划分为两个PLC站点，各自负责不同的工艺流程。为此，需要统计全厂的I/O点分布情况，详见表1。
由于本系统中的下位机PLC选用的西门子公司的S7-300系列的PLC产品，其网络通讯功能的最大特色便是集成了MODBUS/TCP以太网通信协议。为此，本系统中下位机PLC控制系统的网络通讯就基于MODBUS/TCP以太网通信协议实现，进而进一步降低了本自动控制系统的网络通信集成成本。
2.4 工业以太网网络系统设计
2.4.1 网络拓扑结构选择
本系统选用环型网络拓扑结构，当某一节点出现故障时，它会自动旁路，而不影响环型网络的信息传输。环型网络结构的显著特点是环路上的工作站在发送信息时，只能按照顺序依次传输，所以不存在冲突问题。在光纤传输介质成本降低的今天，工业以太网的传输介质选用光纤组成双环路双冗余网络是比较合适的方法。
2.4.2 系统组网方案设计
基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统可以划分为三层：信息管理层、网络传输层、传感检测及执行机构层。
①信息管理层。信息管理层主要是实现对整个工业以太网自下而上传输过来的流水线生产工艺的各个参数的管理，包括状态参数的实时监测、越限报警；生产工艺参数的自动存储、报表分析；设备控制指令的自动/联动派发等等，这些功能的实现依赖于在信息管理层所开发的人机交互接口良好的专用自动化控制监控程序，通常可以采用组态程序实现。
②网络传输层。网络传输层就是指基于工业以太网所搭建起来的工业以太网传输网络系统，同时通过配置交换机、操作站等辅助设备，能够实现操作人员在网络现场对网络传输层的检查、维护和管理。网络传输层作为整个自动化控制网络系统的数据传输平台，对于整个系统的功能实现具有至关重要的作用。
③传感监测及执行机构层。传感监测及执行机构层主要有两个作用，第一是通过传感检测设备，将流水线工艺流程中的各个参数实时检测出来并发送到工业以太网上进行通讯，第二是通过安装电气开关、电磁阀等开关动作执行元件，接受来自顶层的中央信息管理层的远程控制指令，实现对现场机电装备或者流水线工艺流程的远程自动化控制，传感监测及执行机构层是面向整车焊接流水线生产和自动化控制的最底层，主要包括车间现场的各种监测、控制子系统，如焊接机器人控制子系统，滚床控制子系统，带式输送机控制子系统等。
3 结 语
随着工业以太网在工厂自动化控制领域中的逐步广泛应用，逐渐取代了过去传统的以现场总线为基础的自动控制模式。本论文对基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统展开了设计与研究，通过对网络通信实时性的理论分析，建立了基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统，分别从下位机PLC自动化控制系统和上位机DCS以太网网络系统两个角度详细探讨构建了整个综合自动化网络控制系统的设计与实现，对于工业以太网在工厂自动化控制方面的应用，无论是在理论研究还是在实践应用方面，都是具有较好的指导借鉴意义。
参考文献：
篇6
前言
传统变电站监控系统元件多、接线复杂，可靠性低，保护继电器主要是电磁式的，反应速度慢、精度低，特别是由于这些元件都不带有记忆功能，不能对历史事件进行有效的记录，影响事后分析故障及故障的处理时间，所以不能满足日益发展的电力系统的要求。当前，计算机技术、通信技术迅速发展，各类计算机控制技术在工业上的应用日臻完善，微机化在变电站综合自动化系统的应用已经成为发展的主要方向。
变电站综合自动化系统主要特点
变电站综合自动化系统建立在数据通信技术、计算机技术、软件技术的基础上，是一种集测量、控制、保护及远动等功能为一体的微机控制系统。变电站综合自动化系统主要是由多个微机保护单元，测量控制单元，通讯网络，后台管理机，打印机等组成，接线简单，系统可靠，适应了现代生产发展和能源管理的要求。主要有以下特点：
结构微机化：系统的的主要元件用可编程逻辑控件代替分立元件，实现了硬件软化，软件硬化，所有功能都是通过软件来实现，实现了将数据采集、数据传输、远方控制、微机保护等环节能够并列运行，运行参数、操作记录、历史记录等均可通过打印机输出。通过网络连接，实时的将数据上传到电力调度。
功能综合化：微机保护单元具有完善的测量、控制、保护功能，综合自动化系统就是利用了微机保护单元的完善功能，根据用户需要配置独立的微机保护单元，通过通讯网络将微机保护单元和后台管理机按照一定的结构形式连接起来。它可以保护除交直流电源以外的全部二次设备，微机保护代替了以继电器为主的模拟保护，监控装置（后台管理机）综合了仪表屏、操作屏、模拟屏、远动、中央信号系统和光字牌等功能，接线简单。
运行管理智能化：一般微机保护单元都有实时在线自诊断功能，可以在微机保护单元的面板上显示故障发生的时间和故障类型，保护单元通过网络将自诊断结果送到后台管理机，这样使得运行人员可以随时掌握保护单元的运行状态。由于保护单元在抗干扰方面采取了一定的措施。使得其抗干扰能力强，提高了保护的高可靠性。
操作监视屏幕化：系统将所有的操作和监视功能，通过后台管理机来实现。操作人员通过显示器全方位监视变电站运行方式和运行参数，屏幕数据取代了常规方式下的指针仪表，实时接线画面取代了模拟屏，远程遥控开关的分合闸。软件程序取代五防闭锁装置，提高了操作的可靠性，减少了人为误操作。
变电站综合自动化系统各个子系统及其基本功能
SCADA监控子系统
SCADA系统完成对各模拟量、状态量和脉冲量的采集和处理，并将处理结果以图形、表格等形式进行显示。其功能包括数据采集;事件顺序记录SOE;数据处理与记录;故障记录、故障录波和故障测距;人机联系等。
数据采集：变电站采集的典型模拟量有：进线电压、电流和功率值，各段母线的电压、电流，各馈电回路的电流及功率值。此外还有变压器的油温、直流电源电压等。变电站内采集的状态量数据主要有：变电站内各高压断路器和高压隔离开关的位置状态;变电站内一次设备运行状态及报警信号，变压器分接位置信号，无功补偿电容器的投切开关位置状态等。这些信号大部分采用光电隔离方式的开关中断输入或周期性扫描采样获得。脉冲量是指脉冲电度表输出的脉冲信号表示的电度表。
事件顺序记录SOE：变电站内各种事件信息的顺序记忆并登陆存档，如变电站内各开关的正常操作次数，发生时间;变电站内运行参数和设备的越限报警及记录，包括变电站内开关的正常变位报警，设备及运行参数的越限报警，系统保护装置的动作报警等。
数据处理与记录：数据处理的主要内容包括电力部门和用户内部生产调度所要求的数据。变电站运行参数的统计、分析与计算包括变电站进线及各馈电回路的电压和电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、无功电量的统计计算;日负荷、月负荷的最大值、最小值、平均值的统计分析及各类负荷报表的生成和负荷曲线的绘制等。
故障记录、故障录波和故障测距：设备或线路发生故障时，系统自动记录继电保护装置和各种装置动作的类型、时间、内容等，并提供事故追忆。
人机联系功能：屏幕显示是变电站综合自动化系统进行人机联系的重要手段之一。通过屏幕显示，可以使值班人员随时、全面地了解变电站的运行情况，屏幕显示的内容可以包括一次主接线，实时运行参数，变电站内一次设备的运行状况等;键盘输入数据如运行操作人员的代码及密码，运行操作人员密码的更改，保护类型的选择及定值的更改，报警的界限、设置与退出手动/自动设置等;人机联系是变电站综合自动化系统不可缺少的互补措施，为了防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在设计上保留人工直接跳合闸手段和CRT屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操作口令和监护口令才有权进行操作控制。
微机保护子系统
微机保护是综合自动化系统的关键环节。微机保护包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护，具体有：高压输电线路的主保护和后备保护，变压器的主保护和后备保护，无功补偿电容器组的保护，母线保护，配电线路的保护，备用电源的自动投入装置和自动重合闸装置等。作为综合自动化重要环节的微机保护应具有以下功能：
故障记录，故障自诊断、自闭锁、自恢复，并具备断电保持功能。
存储多套整定值，并能显示及当地修改整定值。
实时显示保护主要状态及统一时钟对时功能（功能投入情况及输入量值等）。
与监控系统通信功能，根据监控系统命令发送故障信息，保护装置动作信息，保护装置动作值以及自诊断信息;接受监控系统选择保护类型及修改保护整定值的命令等，与监控系统通信应采用标准规约。
安全自动控制系统
为了保障电网的安全可靠经济运行和提高电能质量，变电站综合自动化系统中根据不同情况设置有相应安全自动控制子系统，主要包括以下功能：电压无功综合控制，低频减载，备用电源自投，小电流接地选线，故障录波和测距，同期操作，声音图像远程监控。
通信管理子系统
通信功能包括站内现场级间的通信和变电站自动化系统与上级调度的通信两部分。通信子系统应使用标准的通信规约。
综合自动化系统的现场级通信。综合自动化系统的现场级通信，主要解决自动化系统内部各子系统与监控主机及各子系统间的数据通信和信息交换问题，通信范围是变电站内部。
综合自动化系统与上级调度通信。综合自动化系统兼有RTU的全部功能，能够将所采集的模拟量和开关状态信息，以及事件顺序记录等传至调度端，同时能接受调度端下达的各种操作、控制、修改定值等命令。
通信技术是变电站综合自动化的实现必需条件，有了通信技术才使得变电站的遥控、遥调、遥测、遥信功能得以实现，它是系统远动的必需纽带。
结束语
结论：变电站综合自动化系统能够提高供电质量，提高电压合格率;提高变电站的安全可靠运行水平;提高电力系统的运行，管理水平;缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资，减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效的目的。但是，变电站综合自动化系统依然需要大量的二次保护控制电缆，以及耗费不少的有色金属，同时，自动化的实现需要成熟的计算机技术、通信技术、软件技术的支持，这就必然要求系统具有强抗干扰能力和防病毒入侵能力以防止整个系统瘫痪。
建议：由于县级供电局的历史原因，员工技术业务水平有待提高，同时，变电站基本实现了变电站综合自动化系统的技术改造，为更好的维护管理好变电站，做好电力供应。因此，向员工普及培训变电站综合自动化系统知识是必要。
参考文献：
[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理【M】.北京：中国电力出版社，2004.
[2]王显平，田勇.变电站综合自动化系统及其应用.电力建设，2003.
[3]史素华.无人值班变电站综合自动化系统研究.北京：华北电力大学（北京）硕士论文，2007.
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一．引言
智能建筑是实现建筑结构优化以及设备、服务、管理来满足住户需求的综合，其目的是给用户提供一个舒适、安全、高效、便利的人性化建筑环境。智能建筑中的电气自动化控制技术是搭建智能建筑的基础和平台，电气自动化控制实现了暖通空调、变配电设备、照明设备、排水设备等为建筑服务或提供生活功能的系统集成，是智能建筑中不可缺少的组成部分。从早期建筑中的暖通空调设备自动化控制，伴随着建筑技术和控制技术的不断进步，智能建筑中的电气自动化控制也得到飞速发展。
二．智能建筑中的电气自动化功用。
1.实现系统设备的自动化控制。
在智能建筑中，由于提高生活舒适度的要求，需要采用大量的电子、电气设备，如智能开关模块、传感器、红外控制、信号中继器、对讲设备、音乐系统、安防监控系统等组成了建筑的智能化功用。通过实行电气自动化控制技术，将各个独立分散运行的单机设备进行集成控制，实现对设备、终端的自动化运行和远程管理控制，实现了建筑的智能化。同时，对提高建筑设备运行效率、减少设备运行成本、提升住户舒适度和安全度具有积极意义。
2.实现智能建筑的系统集成。
智能建筑的系统集成是对建筑中各终端设备的远程管理与控制，通过对终端设备的控制和管理，实现建筑节约费用、节约能源、提高生活水平的目的。智能建筑是建筑技术和计算机技术、网络技术、通信技术和控制技术的集成，系统集成的目标是为了搭建建筑主体内的智能化管理，通过对建筑自动控制技术、通信技术、综合布线技术、计算机网络技术、安全防范技术以及多媒体技术等将相关设备进行整合，通过软件进行集成，实现建筑智能化的目的。智能建筑的系统集成提升了建筑的智能化水平，实行电气控制自动化是保证智能建筑系统集成的基础。
三.电气自动化控制技术在智能建筑中的应用。
1.智能建筑的系统自动化控制原理。
智能建筑的自动化控制系统是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统，又称之为分布式控制系统（Distributedcontro systems DCS）。其实现原理是采取“分散控制、集中管理”的模式，通过对现场终端设备上的微型计算机控制装置（即DDC）进行实时检测和分布控制任务，而设备终端上的微型计算机控制装置实现对终端设备的控制以及管理，对终端设备进行信号采集，通过传感器进行信号传输，将传输信号送至智能设备上，实现对设备的工况管理和自动控制。这样就避免了计算机集中控制带来的高危险性，同时也弥补了单机设备管理的局限性。
2.LONWORKS技术的应用。
LONWORKS技术原本是为工厂管理服务的，是以工厂测量和控制机器间的数字通讯为主的现场网络，通过将通讯的数字化，使得终端多点化成为可能，实现了传感器、终端设备和控制器之间的特化通讯。由于LONWORKS技术支持分布式网络控制，同时又是一个开发性的可交互操作的控制技术平台，其优势正符合智能建筑的系统需要。在早期的智能建筑中，并没有控制网络，其控制系统只是采用电线将气动控制装置连接而成，这种控制组成结构简单，不利于设备扩展。同时由于终端设备厂商所使用的通讯协议互不兼容，导致无法实现系统的整体自动化控制。随着计算机技术的发展，网络技术也越来越完善，基于网络开发的系统LONWORKS技术被逐步应用到智能建筑中。
LONWORKS技术能实现终端设备和智能设备在简单网络上可以进行对等的通信，能形成一个低成本、可相互操作的控制系统，便于服务定制、程序编写、功能扩容。在智能建筑的电气系统中，采用LONWORKS技术，将照明、保暖、通风、安保等终端设备进行资源整合，通过传感器控制为单一的开放式网络，节约了安装和运营成本。LONWORKS技术中，房间中的多功能传感器可以将房间的供暖控制器的运行状态进行改变，根据用户需要可从待机状态转为用户需要的模式；房间中的光感传感器对自然光进行检测，并将检测到的自然光数据通过网络传输给LONWORKS控制器，控制器根据设置自动进行区域内灯光照度的调节，可在外部阳光充足时，关闭房间内照明灯具，在房间光线较暗时，自动开启照明灯具，并可以根据用户的个人爱好或预先设定好的环境模式来调整灯光亮度。
LONWORKS技术中的Honeywell自动化控制系统控制着智能建筑的照明设备以及暖通空调，该系统与住户的门禁系统、闭路电视监控系统、消防报警系统以及防盗系统进行系统集成，通过对各个工作站通讯和信息综合，实现对住户特定生活需要的提供。例如：当智能建筑中的住户回到家时，楼道上的门禁控制系统输入安全代码，系统开始启动HVAC系统，将照明控制和暖通空调系统调节至用户离开前的照明度和室温。而在住户外出时，输入代码后实现对照明系统、空调系统的自动关闭，并将各设备调节至节能状态。在HVAC系统中，其控制器可根据房主的要求，将卧室和居室的温度维持在一定理想范围内，采用PI算法控制的FCU通过与暖气片的连接实现自动运行，达到对室内温度、湿度的自动调节、自动控制。
3.基于IP+无线技术的新型电气控制技术。
在智能建筑的发展中，IP+无线技术是随着计算机技术和计算机网络技术的完善而产生的，是计算机网络技术在智能建筑中的具体应用。通过IP+无线网络技术，构成了特有的智能家居系统。由于终端设备采用IP管理，传输通过无线方式进行，可实现双向通信，其好处不言而喻，这也是智能建筑的系统控制的发展趋势。
在计算机网络时代下，智能建筑的电气设备不在是单一、独立运行的终端设备，系统需要采用设备IP绑定，通过无线进行数据和信息传输，这就增加了电气设备的自动化难度。在电气自动化控制系统中，终端设备要具有智能性，如智能电源转换器、无线红外转发器、智能开关、智能插座、安防报警系统、智能窗帘系统以及网络摄像机等，并在设备上进行IP分配，通过智能网关和网络，将数据传输至智能主机，智能主机进行实时监控和任务分配，实现对电气设备的控制和管理。
智能建筑中的智能门锁、对讲可视系统、房间对讲系统、照明系统、空调系统、安防系统、音乐系统以及环境监测等都通过WEB控制，用户即使是在房间外，也能实现对房间内温度、照明、设备开关的控制，并能对建筑设备的运行状况、运行报警情况、性能参数等等进行了解。
四.智能建筑中的电气自动化控制发展趋势。
传统的智能建筑需要实现电气自动化，一般仅仅是采取电线连接设备的单一模式，在发展中受到较大制约。未来的建筑电气自动化控制将注重终端的集约化，将终端功能进行集中，体积减小，降低耗电，在此基础上，形成电气设备的模块化，增加其拓展性。同时电气设备的无线化必是大势所趋，通过无线化接入，提高了设备可移动性和可扩展性，同时简化了施工，避免造成建筑墙面损伤。
五．结束语。
智能建筑的电气控制自动化是提升住户生活水平的必要因素，其技术应用越来越广，这对提高智能建筑的功能具有积极作用。电气的自动化控制，实现了终端设备的远程控制和管理，提高了住户的生活水平和质量。
参考文献
[1] 陈裕家 浅谈电气自动化控制在智能建筑中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》2012年4期
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1 引言
力传感器是目前广泛使用的传感器，在长期使用过程中，由于使用环境、本身结构的变化，需要对其进行标定，以此保证测量的精度。近年来，随着虚拟仪器技术的出现和发展，越来越多的技术人员开始基于该技术来开发自动化测量设备。博士论文，标定。虚拟仪器是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向[1]。而在众多的虚拟仪器开发平台中，美国国家仪器公司（NI）的LabVIEW应用最为广泛。本文主要介绍了基于LabVIEW的力传感器标定程序的设计。
2 标定的原理
所谓标定（或现场校准）[2]就是指用相对标准的量来确定测试系统电输出量与物理输入量之间的函数关系的过程。标定是测试中极其重要的一环。标定除了能够确定输入量和输出量之间的函数关系之外，还可以最大限度地消除测量系统中的系统误差。
传感器的校准采用静态的方法，即在静态标准条件下，采用一定标准等级（其精度等级为被较传感器的3~5倍）的校准设备，对传感器重复（不少于3次）进行全量程逐级加载和卸载测试，获得各次校准数据，以确定传感器的静态基本性能指标和精度的过程。为简化系统的设计，此处标准量采用砝码加载的方式获得。
3 系统组成
3.1硬件组成
系统的硬件组成如图1所示：
图1 系统硬件组成
由图可以看出，系统主要包括计算机、力传感器，数据采集卡、接线盒等。本系统中，力传感器采用电阻应变式压力传感器，四个应变片采用全桥的工作方式。数据采集卡采用NI公司的PCI-6221，该采集卡的主要参数如下：它具有16个模拟输入端口，2个模拟输出端口，24个数字输入输出端口，采样速率最高可达到250kS/s。接线盒采用NI公司的SC-2345，此接线盒直接与数据采集卡相连，接线盒上有SCC信号调理模块插座。SCC模块是NI公司提供的信号调理模块，其上面包含信号调理电路，可以将传感器处采集的信号转换成适合数据采集卡读取的信号。本系统所用的SCC模块为SCC-SG04，此模块适用于连接采用全桥工作方式的电阻应变式压力传感器。
3.2软件组成
本系统软件基于LabVIEW 8.2来开发。LabVIEW是一种图形化的编程语言。博士论文，标定。博士论文，标定。与其他开发工具不同，用LabVIEW编程的过程不是写代码，而是画“流程图”。这样可以使用户从烦琐的程序设计中解放出来，而将注意力集中在测量等物理问题本身。它主要针对各个领域的工程技术人员而设计，非计算机专业人员[1]。博士论文，标定。
因为所用的力传感器属于应变式电阻传感器，其电阻变化率与应变可以保持很好的线性关系，即输入与输出量之间呈线性关系，所以可以用一条直线对校准数据进行拟合。此直线就称为拟合直线，所求得的方程为拟合方程。图2所示为传感器标定程序的采样页面。
此程序采用LabVIEW的事件驱动编程技术进行编制的。事件[3]是对活动发生的异步通知。事件可以来自于用户界面、外部I/O或程序的其它部分。在LabVIEW中使用用户界面事件可使前面板用户操作与程序框图执行保持同步。事件允许用户每当执行某个特定操作时执行特定的事件处理分支。
图2 标定程序采样页面
图3 采样程序
直线拟合的方法[2]有很多种，比如最小二乘法、平均选点法、断点法等等。其中，最小二乘法精度比较高，此处利用它进行直线拟合。根据最小二乘法，假定是一组测量值，是相应的拟合值，mse为均方差，则拟合目标可以表达为，期望mse最小。
LabVIEW中的分析软件库提供了多种线性和非线性的曲线拟合算法，例如线性拟合、指数拟合、通用多项式拟合等等。本程序选择Linear Fit.Vi 来实现最小二乘法线性拟合。
标定子程序的工作流程如下：用户先通过多次采样，获得各个输入量对应的输出量，通过While循环的移位寄存器保存这些值。博士论文，标定。采样完成后，把这些值输入Linear Fit.Vi进行拟合，拟合的曲线在Graph控件中显示出来，同时该Vi自动求出方程y=ax+b中的斜率a和截距b，这样，输入输出量之间的函数关系就可以确定下来了，如图4所示。
图4 标定程序拟合前面板
4 小结
基于虚拟仪器的力传感器标定程序能够方便地对力传感器进行标定。博士论文，标定。该系统具有人机界面友好，灵活方便，自动化程度高等特点。
参考文献：
【1】.候国屏;王珅;叶齐鑫.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].清华大学出版社.2005
【2】.张迎新等.非电量测量技术基础[M].北京航空航天大学出版社，2001
篇9
1 煤泥搅拌桶自动液位控制
煤泥搅拌桶是压滤机入料缓冲容器，随着压滤机工作循环的进行，煤泥桶内液位也在时刻发生变化，此岗位需要岗位工时刻关注搅拌桶的液位变化。结合现场实际，我们利用液位自动化控制可同时实现监测液位及自动控制底流泵开停的功能。电气原理图如下所示：
图中 KA1 KA2中间继电器
SB1 底流泵启动按钮 SB2底流泵停止按钮
工作原理：在煤泥搅拌桶直桶段上安装上压力变送器，变送器将液位转化为电流信号传送至数显仪表，不同电流对应的液位的上下限值设为显示仪表的上下限为触发动作值，从而控制底流泵的开停，使液位始终保持最佳的液位。
2 溜槽防堵装置
洗煤厂设备脱介筛、胶带输送机溜槽因杂物影响极易发生堵塞，灵活利用限位开关自行改造溜槽防堵装置，溜槽堵塞检测器安装在溜槽不受物料冲击的侧壁上，当溜槽内形成堵塞时，检测器将发出报警、停机信号，防止由物料堵塞溜槽而造成的恶性事故。
信号电源AC220V；LS――磁性开关；KZ――中间断电器。
原理：本装置采用门式结构，限位开关弹簧复位，安装在溜槽侧壁。当物料在溜槽中造成堵塞时堆积的物料必定给溜槽侧壁一个压力，从而将本装置的活动门向外推移[2]。当活动门偏转角度大于受控角度时，其限位开关LS动作，中间继电器动作常闭点断开，PLC控制回路断开，通过PLC内部梯形程序来控制生产工艺系统中相关联的设备停机，并同时在控制室计算机模拟屏上显示故障信息，提醒操作人员及时处理故障，堵塞故障排除后，活动门自动复位，方可重新开机。
3 物料探测装置
洗煤厂设有原煤缓冲仓、精煤及矸石仓，原始监测方法垂绳丈量，精确度低，劳动强度大。由于某种原因因仓满造成设备停机事故，为了避免以上现象发生，安装超声波料位计对原煤、产品仓及矸石仓的煤位信号进行实时监测，我厂先用的是超声波 VEGASON 仪表，测量范围可达 70米。适用于测量黏度大、腐蚀性或磨蚀性强的介质，安装方式为法兰式安装，传感器价格低，由于采用两线制技术，安装和布线的耗费大大减少，参数设定和仪表使用非常简便。
工作原理：压电陶瓷制成的高功率的测量探头发射聚焦的超声波脉冲，脉冲波束被介质表面反射回来，电子部件分析反射回来的波束的运行时间和信号形态可以给出精确的物位值。
超声波料位计输出的是4-20ma电流信号，转化为相应的煤位信号，并将采集信号进入PLC，上位机界面可实时监测煤仓显示数值，密控员可根据此值增减给煤量，优化调控洗选流程。
4 结语
通过几种自动化保护装置在章村矿洗煤厂的使用，大大提高了自动化水平，为解决人员短缺提供可靠保障，优化生产流程协调控制，同时在安全生产中降低了事故率，提高运行效率，保证洗煤厂安全高效生产，对提高经济效益显著。
参考文献：
[1]杨小权.几种自动化保护装置在大柳塔洗煤厂的应用[J].煤炭工程，2004（5）.
篇10
电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。
二、系统结构
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构：
（一）分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
（二）集中式系统结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：
前置管理机任务繁重、引线多，降低了整个系统的可靠性，若前置机故障，将失去当地及远方的所有信息及功能。
软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。
组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。
（三）分层分布式结构
按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元）的二层式分布控制系统结构。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。
这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点：
可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将“危险”分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。
可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。
三、常见通讯方式
目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网出现之前，无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求，但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘，以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有：
双以太网、双监控机模式，主要是用于220-500kV变，在实现上可以是双控机+双服务器方式，支撑光/电以太网；单以太网，双/单监控机模式；双LON网，双监控机模式；单LON网，双/单监控机模式。
四、变电站自动化系统应能实现的功能
微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能：故障记录；存储多套定值；显示和当地修改定值；与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。通信应采用标准规约。
数据采集及处理功能：包括状态数据，模拟数据和脉冲数据
状态量采集。状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。
模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。馈线电流，电压和有功、无功功率值。
事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。
变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
控制和操作功能。操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。
防误闭锁功能。系统的自诊断功能
系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。
数据处理和记录。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：
断路器动作次数；断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；控制操作及修改整定值的记录。
根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。
人机联系系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能，自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。
篇11
一、电力保护通信系统的概述
随着人力资本成本的不断提高，电力系统变电所逐步开展和普及无人值班的运作方式。所以传输各类信息的远动通道便成为了解和控制变电所运行状况的唯一窗口。因此，通道的建设、保持及维护成了工作的重点及难点。一般来说，远动通道分为接收变电所各类信息的“上行”通道和下发各类控制信息的“下行”通道这两种通道。上行通道一般可以直接通过主站显示屏的画面查看其运行情况，而对传输遥控命令的下行通道，至今所有的调度自动化系统、厂站端的RTU或变电站综合自动化装置均不具备对下行通道的检测功能，这严重影响着整个电力系统的运行安全[1]。基于此为了提高电力系统运行的安全性，对线路保护提出了更高的要求。而作为线路保护重要组成部分的远方保护信号设备的安全性、可靠性及快速性必须要可以保证。
二、电力保护通信系统的运用现状及趋势分析
2.1电力保护通信系统的运用现状分析
目前，我国电力保护通信系统的运用主要集中在一些大型的电力企业中，而对于小型的发电企业则很少使用，造成这种现象的原因是多方面的。首先，对于一些小型的电力企业来说采用电力保护通信系统的必要性比较弱。其次，系统的运行对人才与资金的要求比较高，小型电力企业不具有具备专业知识的系统建设及维护的专业技术人员。就目前我国电网中运行的远方保护信号设备而言，大部分的电力企业采用的都是模拟系统，这个系统主要包括使用电力线为载体的保护专用收发信机和电力线音频复用通信系统两个部分[2]。
2.2电力保护通信系统的运用趋势分析
随着互联网技术的不断发展，数字保护通信系统必然代表保护信号设备的发展方向。原因主要体现在以下几个方面。第一，数字保护通信系统符合全球数字化的潮流，第二，数字系统抗干扰的能力强，第三，数字设备可靠性比较高，调试和维护非常方便，从长远来看，可以降低使用成本。第四，数字设备可以提供良好的人机界面。
三、复用式数字保护通信系统的设计分析
通过上面的分析可以看出复用式数字保护通信系统必然代表保护信号设备成为未来的发展方向。在电网改造中SDH、ATM等新的光纤通信技术在电力系统通信中都得到了普遍应用，这无疑可以看出复用式数字保护通信系统的运用潜力[3]，同时电网改造也给复用式数字保护通信系统的运用提供了前所未有的发展机遇。现在高电压等级的变电站的保护信号通信设备首选是数字保护通信设备，而且实现的方式主要是将保护信号复用到SDH通信设备的时隙中，利用SDH设备的快速自愈性能进一步提高保护信号通信的可靠性[4]。基于此论文对复用式数字保护通信系统进行一个系统的设计。为了提高系统的整体性能，这套系统设计方案采用了特别的纠错编码解码方案，同时结合采用一些比较先进的技术设备，比如高速CPU、CPLD和流行的Windows人机界面等。这些都可以很大程度上提高设备的可靠性，使调试、维护和使用过程更加方便安全。复用式数字保护通信系统以具有自愈功能的SDH环状网为核心，提供行政电话、调度电话、远动数据和保护命令的全方位接入和传输。
四、结语
通过论文的分析可以看出数字保护通信系统必然代表保护信号设备的发展方向，这种数字保护通信系统不仅可以提高系统的整体性能，还可以提供行政电话、调度电话、远动数据和保护命令的全方位接入和传输，在实际运用中值得推广。最后，希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供一些参考与借鉴价值。
参考文献
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一．前言
智能楼宇(Intelligent Building)目前的提法很多，日本、美国、欧洲、新加坡等国家。以及国际智能工程学会的提法都不尽相同。我国与日本的情况比较相近．日本机电工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为：综合计算机、信息通信等方面的最先进技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调性的工作。实现建筑物自动化(BA)、通信自动化(CA)和办公自动化(OA)，将这三种功能结合起来的建筑，就是智能化楼宇。
二．智能化楼宇安防自动监控报警系统的必要性
1．随着计算机技术的不断发展．新观念和新技术不断更新．这些将对智能化楼宇的发展有了更高和更新的要求．也要求在智能楼宇的建设中要不断地增加新的目标和功能。楼字自动化系统也叫建筑设备自动化系统(BuidingAutomationSystem，BAS)，是智能楼宇建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境及安全设施进行监测、控制．以提供一个既安全可靠、节约能源、舒适宜人的工作或居住环境。
2．特别是随着我国国民经济的迅速发展，安防系统的相对滞后已经严重阻碍了我国国民经济的发展。伴随着我国各个行业的智能楼宇化。这种矛盾越来越突出嘲。因此，强调把安防自动报警系统纳入到建筑智能化楼宇系统中、提高楼宇自动化水平，迎合当前通过楼宇自控技术实现更多、更高要求的需要。是符合世界发展潮流的．也是当前发展的紧迫问题。
3．本研究的安防自动监控报警系统应用了现代化的控制部件与设备，查询了人们无法实时检查的环境．将楼宇建筑物中的重要场景传输到一个或多个监控系统并显示。使在无人值守的各类情况下及时观察、了解灾情、监控盗情、记录窃情与相关的暴力犯罪行为。它可以通过遥控摄像机及其辅助设备(镜头、云台、门禁、防盗探头等)直接观看被监视场所的情况。同时，监控系统还可以与消防报警等其他安全技术防范体系联动运行，使防范能力更加强大。该监控系统的另一个特点是可以把被监视场所的图像及声音全部或部分地记录下来，为日后对某些事件的处理及分析提供了方便条件及重要依据。
三．自动监控报警系统组成介绍
1．系统的组成
系统主要由前端信息采集系统、信息传输控制系统、远程拓展系统信息管理系统和自动报警系统组成，如图l所示。
图一 控制中心设计原理框图
(一)前端信息采集系统：主要由图像信息采集和探头信息采集两部分组成。图像信息采集部分是监控系统的主要部分，是整个系统的“眼睛”．它把监视的内容变为图像信号传送到控制中心的监视器上显示并实时存储。探头信息采集通过各种监控探头(如红外线防盗探头、消防探头、门禁探头等1实时监控各个探头信息点的实时状态，通过信息传输控制系统送达信息管理系统判断处理。包括摄像机、镜头、云台、智能球形摄像机探头、红外探头．玻璃破碎感知器或门磁开关等。
(二)信息传输控制系统：主要传输前端各信息监视点的实时状态信息．并对所采集系统中各数据采集点控制，包括传输线缆、光纤传输、同轴电缆传输、网线传输、无线传输。
(三)远程拓展系统：包括IP监控、远程监控、网络监控、视频会议等技术交流。
(四)信息管理系统：负责处理由前端监视摄像采集系统采集的信息数据。通过信息管理系统，将传送过来的图像信息显示在监视器上，记录所有的图像及监控信息。计算并生成对所采集监控信息的信息处理结果，受理台显示发生警情的用户的相关信息。系统包括dvr硬盘录像系统、视频矩阵、画面处理器、切换器、分配器、报警主机。
(五)自动报警系统：对信息管理系统得出的警报事件．将需要处警的报警事件转发到1 10指挥中心或有关的处警单位。
2．设备配置
(一)控制中心需对前端监控探头等进行实时监控和记录。考虑到监控效果要求比较高、图像质量要求清晰稳定，控制中心采用3台全实时(回放、监视都是25帧，秒)的16路的嵌入式硬盘录像机进行实时监控、录像，嵌入式硬盘录像机是完全脱离PC平台设计的，彻底杜绝了病毒的入侵，启动迅速、性能稳定，系统参数及程序在断电时也不会丢失。
(二)硬盘录像机本身不带硬盘，为了能够保存一段时间内的录像资料．至少需给每一台硬盘主机配备2块500G硬盘(硬盘占用空间按0．15G／小时／路来计算)。
(三)可以自选配备l台音视频矩阵，由至少8台监视器组成电视墙．可以多点监控、指定监视器监控等。嵌入式硬盘录像机的输出信号首先输入到视频矩阵，然后通过视频矩阵输出到监控电视墙上。
(四)要实现同一时间硬盘录像机的录像功能和电视墙的监视功能。需将输入信号一分为二．选配音视频分配器4台。
(五)为了实现视频控制矩阵、主控计算机能够并行控制前端的摄像头和云台．需要一个系统协议转换器(BL—D322C)。
(六)考虑到多个用户同时访问网络将带来流量瓶颈等问题，使用视频服务器来进行中转。让视频服务器提供强大的负载能力。
3．报警功能
报警功能包括：防盗防火防燃气泄漏；远程监听、布防与撤防；10秒钟录音及紧急求助；切断通话，优先报警；后备电源可达24小时等。一旦住宅办公室、仓库或机房等有人非法进入。以及有其他紧急求救时，通过探测器的感应，系统会自动拨通事先设定的报警电话，用事先录入的语言报告发警地点和名称、电话号码等警情信息(见图2)。防盗防入侵报警系统一般由报警主机及报警探头组成．而探头分为红外、微波双探测器及闪光报警器等。
图二 报警中心设计原理图
4．实现过程
警报接收与处理主机也称为防盗主机．是报警探头的中枢．负责接收报警信号、控制延迟时间、驱动报警输出等工作嗍。将某区域内的所有防盗防侵入传感器组合在一起．形成一个防盗管区，一旦发生报警就可在防盗主机上一目了然地反映出区域所在。防盗主机目前以多回路分区防护为主流。优越的系统更可显示出警报来源是该区域内的哪一个报警传感器及所在
位置。以便采取相应的接警对策。现代的防盗主机都采用微处理器控制，内有只读存储器和数码显示装置，普遍够编程并有较高的智能，主要表现为：
（一）以声光方式显示报警，以人工或延时方式解除报警：
（二）对所连接的防盗防侵入传感器，可根据需要而设置成布防状态或撤防状态．也可用程序编写控制方式和防区回路性能：
（三）可接多组密码键盘，可设置多个拥护密码，以进行保密防窃：
（四）遇有警报时，其报警信号可以经由通信线路。以自动或人工干预方式向上级部门和保安公司转发．以快速沟通信息或组网：
（五）可程序设置报警连动动作，即遇有报警时，防盗主机的编程输出端可通过继电器接点闭合执行相应的动作。
（六）电话拨号器同警号、警灯一样，都是报警输出设备。可通过电话线把事先录好的声音信息传输给某个人或某个单位。
四．结束语
智能化楼宇安防自动监控报警系统对于楼宇的安全十分重要，因此对于这方面的研究具有重要的意义和价值。
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篇13
水闸自动化监控系统的实施不仅有利于对闸门、泵站等工程准确、可靠地进行监测和控制,继而将水情、闸门工况和运行状态等信息共享,建立实时和历史数据库供流域机构及有关部门监督和分析统计而且能够对防治水害、加强水资源统一管理、降低运行成本、保障水利持续发展具有十分深远的意义。因此,论文结合上海奉贤区水闸的自动化监控管理为例探讨这一领域的研究现状及关键技术。
1 水闸监控系统的发展概况
现有的水闸监控系统一般采取分布式控制系统(DCS)结构,在一定程度上提高了系统的自动化程度和设备的可靠性,但是由于水闸所处的工作环境普遍比较恶劣,其液压系统、传感设备装置等元器件老化较快,经常出现误动、拒动现象,信息一般没有数字化,更没有进行存储,因此,集控系统平台上缺乏设备及系统健康状态信息,从设备的检修维护方面看,现有的水闸监控系统基本上还是采取事后维修,或者定期检修这样较为传统的检修维护策略,而在技术管理领域基本上还处于空白阶段,没有进行系统的设计、规划、实施,因此,将控制、维护和技术管理集成系统应用于水利自动化系统,形成水利枢纽集成自动化系统,可以在很大程度上提高系统的可靠性和稳定性,保证控制命令的正确执行。为了提高水利工程效益和管理水平,精简管理人员,适应现代化水利的要求,必须利用先进的计算机技术、通信网络技术及自动化监控技术形成水利闸门控制、维护和技术管理综合集成自动化系统。通过对水利枢纽闸门系统的运行状态和健康状态实施实时监控,可以提高调度运行响应速度和能力,实现在线优化调度,充分发挥水利枢纽工程信息在国民经济建设和社会发展中的作用。
2 水闸自动化监控系统的组成
上海奉贤区水闸自动化控制系统可按以下方案设置:区水闸管理所作为远程控制的总站（区防汛办可作为总监视站）,金北水闸、白庙水闸、南横泾水闸、南竹港水闸、南沙港水闸、巨潮水闸、千步泾水闸、浦南运河西闸、南竹港出海闸、金南水闸、南门港水闸、水闸这12座水闸作为下设的12个站,每个分站可设中央控制室、中央控制室下又可设几个现场工作站。若小型节制闸可只设现场工作站,不设中央控制室。水闸管理调度自动化系统是先进的各种实时数据采集和监控系统,它是利用遥测遥控技术,各种媒体数据通讯技术、计算机技术和专业的系统软件编程来实现对水闸运行的监视和控制,能自动采集系统内各项参数,同时根据实时闸门运行状况和水情变化,按照水利工程调度运行方案,实时做出调度方案,并监控闸门予以执行,实行水闸调度与监控自动化。各分站的闸门监控管理自动化系统由二大部分组成:计算机监控系统和图像监控系统。
2.1 计算机监控系统
计算机监控系统又分为二部分:（1）中央控制室。通过网络接口和网络线由现场工作站的可编程序控制器PLC传输实时显示各种参数变化情况和设备运行状态。（2）现场工作站,由可编程序控制器和上位计算机及现场检测仪表以及机械设备故障报警器等组成。①可编程序控制器PLC主要负责现场闸门运行参数的采集和设备的控制。如电流、电压、闸前后的水位和闸门状态以及设备完好情况的检测和闸门开、关的控制等。②PLC上位计算机通过RS232或RS485串行口与PLC进行通信收集PLC最新采集的数据,包括电压、电流,闸前后的水位和油压,闸门开关状态以及设备完好情况等,并把以上的这些数据显示在计算机监示器上供工作人员控制时参考和决策。③机械设备故障报警。可以分钢丝绳松懈报警、闸门撑死报警、闸门冲顶报警、闸门上下限位超越报警、闸门关不到位报警、启闭机刹车失灵报警、搁门器位置不正常报警、电源缺相（欠压、过压）报警、闸门关闭过程中有船只报警、高水位或低水位报警、超高船只限制进闸报警等等。
2.2 图像监控系统
为了监视闸群内外的现场状况,便于及时掌握了解水闸闸室内外船只情况和闸门运行时的运行轨迹以及水闸区域内的各种实时情况,完成对闸区的覆盖式监控。各分站的图像监控系统由摄像机、监视器、视频切换器、汉字字符发生器、数字硬盘机、高速球摄像机、解码器等组成。具体分为中央控制室和前置摄像机二部份。中央控制室由控制设备（控制机和视频切换器组成）、记录设备（由一台数字硬盘录像机来完成,具数根据实际所需来布置）和显示设备（具体彩色监视器根据实际需要来选择多少台）组成。前置摄像机部份是由摄像机把摄入的图像变换成视频信号,把水面来往船只情况及时传送给中控室视频切换器,由视频切换器的输出通道传送至监视器图像监控系统,主控制器图像的视频信号通过汉字字符发生器把图像视频信号叠加了汉字,然后通过视频分配器传送给数字硬盘录像机。硬盘录像机根据功能大小可录制多路图像,可同时显示多路或单路实时图像,在回放图像的同时,可录制现场摄入的图像,只要输入日期就可显示历史图像资料,便于随时查询。通过网卡,可在网上传输图像。
