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(一)载波通讯设备
一个完整的载波通讯系统,按功能划分,大体分为调制系统、载供系统、自动电平调节系统、振铃系统和增音系统。其中前四部分是载波机的主要组成。
1.载波机。论文百事通电力线载波机概括起来由四部分组成:自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统。载波机类型不同,各自系统的构成原理、实现方式等都有所不同。调制系统:双边带载波机传输的是上下两个边带加载频信号,只要经过一级调制即可将原始信号搬到线路频谱;单边带载波机传输的是单边带抑制载频的信号,一般要经过两级或三级调制将原始低频信号搬往线路频谱。自动电平调节系统:此系统的设置是为补偿各种因素所引起的传输电平的波动。在双边带载波机中,载频分量是常发送的,在接收端,将能够反映通道衰减特性变化的载频分量进行检波、整流,而后去控制高载放大器的增益,即可实现此目的;单边带载波机,设置中频调节系统,发信端的中频载频一方面送往中频调幅器,另一方面经高频调幅器的放大器送往载波通路,对方收信支路用窄带滤波器选出中频,放大后,一方面送中频解调器进行同步解调另一方面作为导频,经整流后,再去控制收信支路的增益或衰减,从而实现自动电平调节。振铃系统:为保证调度通讯的迅速可靠,电力线载波机均设置乐自动交换系统以完成振铃呼叫自动接续的任务。双边带载波机是利用载频分量实现自动呼叫,单边带载波机则设有专门的音频振铃信号。载供系统:其作用是向调制系统提供所需载频频率。在双边带载波机中,发信端根据调制系统的需要,一般设有中频载频和高频载频,而且收信端除设有一个高频载频振荡器外,中频解调器的载频则主要靠对方端送过来的中频载频,以实现载频的“最终同步”。
2.音频架、高频架。在载波通讯中,如果调度所和变电站相距较远,为了保证拨号的准确性和通讯质量,在调度所侧安装音频架,而在变电站侧安装高频架,两架之间用音频电缆连接起来。载波机按音频架、高频架分架安装后,用户线很短,通讯质量明显提高,另外给远动通路信号电平的调整也带来方便。同时,话音通路四线端亦在调度所,便于与交换机接口组成专用业务通讯网。
(二)微波通讯设备
根据微波站的作用,所承担任务的不同,微波站分为不同类型。根据站型的不同,其设备也有所不同。但一般来说,包括以下设备:终端机、收发信机、天馈线、微波配线架、电源、蓄电池、铁塔等。
1.收、发信机。微波收、发信机的主要任务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道,频率变换过程是将信号的频率往高处变(群路信号变为微波信号),即上变频。在收信通道,频率变换过程是将信号的频率往低处变(微波信号变为群路信号),即下变频。
2.终端机。微波通讯系统中,必须有复用设备作为终端机,其作用是:在发信端,将各用户的话路信号,按一定的规律组合成群频话路信号;在收信端,将群频话路信号,按相应规律解出各个话路信号。
(三)光纤通讯设备
光纤通讯系统主要包括光端机和光中继机以及脉冲编码调制PCM数字通讯设备。
1.光端机。光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机中还有其他辅助电路,如公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通讯、电源等。在实际应用中,为了提高光端机的可靠性,往往采用热备用方法,使系统在主备状态下工作,正常情况下主用部分工作,当主用部分发生故障时,可自动切换到备用部分工作,目前应用较多的是一主一备方式。光端机各主要组成部分作用如下:输入接口:将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换:简称码型变换,将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路:包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路:将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号,并进行放大,均衡改善脉冲波形,清除码间干扰。定时再生电路:由定时提出和再生两部分组成,从均衡以后的信号流中抽取定时器,再经定时判决,产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换:简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。光端机一般采用条架结构,单元框方式。不同速率下工作的光端机,单元框的组成情况也不同。
2.光中继机。在进行长距离光传输时,由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路衰耗等限制,光端机之间的最大传输距离是有限的。例如34Mbit/s光端机的传输距离一般在50~60km的范围,155Mbit/s光端机的传输距离一般在40~55km的范围,若传输距离超过这些范围,则通常须考虑加中继机,相当于光纤传输的接力站,这样可以将传输距离大大延长。由于光中继机的作用可知,光中继机应由光接收机、定时、再生、光发送等电路组成。一般情况下,可以看成是没有输入输出接口及线路码型正反变换的光端机背靠背的相连。因此,光中继机总的来说比光端机简单,为了实现双向传输,在中继站,每个传输方向必须设置中继,对于一个系统的光中继机的两套收、发设备,公务部分是公共的。
3.数字通讯设备。一般来说,数字通讯设备包括PCM基群和高次群复接设备。PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码、调制,变成数字信号,再通过数字复接技术,将多路PCM信号变成一路基群速率为2048Mbit/s信号进行传送,以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理过程,还原成模拟的话音信号的一种设备。新晨
二、电力通讯网络的工作模式
通讯的目的是为了传送、交换信息。虽然信息有多种形式(如语音,图像或文字等),但一般通讯系统的组成都可以概括为:信源是指信息的产生来源,这些信息都是非电信息,要转换成电信号,需要一种变换器,即输入设备。交换设备是沟通输入设备与发送设备的接续装置。它可以经济地使用发信设备,提高发信设备的利用率。发送设备的任务是将各种信息的电信号经过处理(如调制、滤波、放大等)使之满足信道传输的要求,并经济有效地利用信道。载波通讯中,载波机的发信部分就是一种发送设备。信道是信息传输的媒介,概括地讲分有线信道和无线信道。信号在传输过程中,还会受到来自系统内部噪声和外界各种无用信号的干扰各种形式的噪声集中在一起用一个噪声源表示。接收设备和输出设备的作用与发送设备和输入设备作用相反,它们是接收线路传输的信息,并把它恢复为原始信息形式,完成通讯。在电力工业中,现已形成以网局及省局为中心的专用通讯网,并且已开通包括全国各大城市的跨省长途通讯干线网络。在现行的通讯网中光纤通讯已占主导地位。随着电力工业的发展,大电站、大机组、超高压输电线路不断增加,电网规模越来越大;通讯技术发展突飞猛进,装备水平不断提高,更新周期明显缩短。数字微波、卫星通讯、移动通讯、对流层散射通讯、特高频通讯、扩展频谱通讯、数字程控交换机以及数据网等新兴通讯技术在电力系统中会得以逐渐推广与应用。
三、结语
在合理规划、设计和实施各种网络的基础上,如何为电力系统提供种类繁多、质量可靠的服务,就成为摆在电力通讯部门面前的一个重要课题,而建立一个综合、高效的电力系统通讯资源管理系统则是解决这一问题的一项重要基础工程,具有十分重要的理论意义和应用价值。
参考文献
[关键词]电力通讯 自动化设备 工作模式 研究
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)18-0343-01
随着我国经济水平的提升,我国的社会主义市场经济体制也在不断的革新变化,在市场竞争体制的大环境下,如何提高同行竞争力、从众多电力企业内脱颖而出就成了现如今电力企业急需解决的难题。与此同时,随着我国通讯行业的迅猛发展,通讯自动化设备的推陈出新,其为我国电力企业通讯系统的快速发展也提供了很大的助力。但由于电力通讯自动化设备种类繁多、工作模式的原理错综复杂,给电力企业通讯系统的管理带来了很大的挑战与困难。在这种情况下,如何根据自身发展现状,提出针对有效的解决办法,就成了现如今众多电力企业应为之努力的方向。因此,本文将主要从现如今可用于电力通讯的自动化设备种类及其工作模式两方面进行阐述,希望能对电力企业有一个实质性的帮助。
1 电力通讯自动化设备
1.1 光纤通讯自动化设备
光纤通讯是利用光与光纤来达到信息传递的一种通讯方式,其首先利用信号的发送端将数据信息转换为便于传输的电信号,然后通过调制方法将电信号转移到激光器上,其所产生的光的强度就会与电信号形成同步变化的趋势,与此同时利用光纤将形成的光信号传输到信号的接收端,最后接收端将光信号再次转换为电信号,以此实现数据信息的传输过程。光纤通讯具有信息传输容量巨大、私密性高等优势,现已成为电力通讯系统使用最为广泛的一种通讯方式。光纤通讯自动化设备主要包括以下几种:1)发射机器,其主要用于实现数据信号――光信号之间的转换;2)接收机器,其主要用于实现光信号――数据信号之间的转换,同时还可将光信号放大到可用于传输的电平值;3)光纤,主要用于光信号的传输;4)中继机器,其主要用于增强在远距离传输过程中不断衰弱的光信号。
1.2 载波通讯自动化设备
载波通讯是电力运输系统最基本的一种电力通讯方式,其不仅可以利用已有的高压输电线路实现电力信号高效、快速的传输,减少了额外设备的投资成本,而且由于高压输电线路这一传输介质十分可靠、稳定,使得其所传输的电力信号也具有可靠、稳定的优点。载波通讯方式不仅可以进行模拟电信号的传输,还可同时实现数字电信号的传输,如若将其应用在家庭、办公室等场所,则具有明显的节约通讯成本、安装便捷快速等优点,若将其应用在电力通讯系统之中,则可作为远程查抄电表的基本技术支撑。常用电力通讯系统的载波通讯自动化设备主要有以下三种:1)明线式载波机,其是使用铜线作为传输介质的一种载波通讯自动化设备,可同时将加载在40组铜线上的电信号进行高效、快速的传输;2)对称式载波机,其是使用对称性线路作为传输介质的一种载波通讯自动化设备,在通讯承载数量、抗信号干扰能力以及私密性方面具有明显的优势;3)同轴电缆式载波机,其是使用同轴性线路作为传输介质的一种载波通讯自动化设备。
1.3 微波通讯自动化设备
微波通讯自动化设备种类繁多,不同形式的微波站,其所使用的通讯自动化设备也是各不一样,与此同时,其所承担的通讯业务也是各不相同。一般情况下,微波通讯自动化设备主要有收信机器、发信机器和终端机器三部分。其中,收、发信机器主要用于改变信号的发射与接收频率,比如,在接收信息阶段,收信机器就需要把接收信号的频率降低,但在发送信息阶段,发信机器就需要把要发送信号的频率升高,以此实现信号的接收与发送功能。而终端机器则是微波通讯方式中的关键性设备,其在发送信息阶段可用于把各路单一性信号组合成为多路群体性信号,而在接收信息阶段则可用于把多路群体性信号再次转换为各路单一性信号,但这两次转换其所遵循的规律则是不同的。
2 电力通讯自动化设备的工作模式
推行通讯系统的目的就是为了实现数据信息的传输与转换,正常情况下,通讯系统应按如下工作模式进行:数据信息的来源――数据信息的接收――数据信息的转换――数据信息的发送――数据信息的传输――数据信息的接受――数据信息的交换――数据信息的输出――数据信息新的接收源。
实行电力通讯自动化的目的就是为了通过自动化的高科技产物或技术手段来实现数据信息之间的传输与交换。实际上,通过电力通讯自动化设备接收到的数据信息,其形式往往是纷繁复杂的,但为了保障电力系统的高效运行,这就要求不论电力通讯自动化设备接收的数据信息是哪一种,就必须要将接收到的数据信息与其他通讯设备之间实现能够高效、快速的传输与交换。在通讯系统中,数据信息的来源主要有语言、文字、图片等形式,而电力通讯自动化设备则需要将任何形式的信息来源转换为电信号,也就是说电力通讯设备必须具有转换器的作用。此时,电力通讯设备的主要作用就是将数据信息的输入仪器与发送仪器连接起来,以此在不使用额外仪器设备的基础之上,充分利用数据信息的发送仪器。这样一来,不仅使得数据信息发送仪器的使用频率大大提高,还在一定程度上保障了所发送信息的准确性,为电力企业带来实质性的经济利益。而数据信息的发送仪器,其在电力通讯系统中的主要作用就是把其所接收的数据信息准确无误的输送到指定目的地,比如在载波通讯方式中,各种形式的载波机之内都有这样一个用于数据信息发送的仪器设备。
3 总结
近年来,随着电力企业的迅速发展、用电设施的逐渐增加、电网规模的逐渐扩大、电力企业若想在同行之间拥有强大的竞争力,一定要结合自身发展实际、不断提高自身能力水平、不断优化电力通讯系统,而这都是建立在对电子通讯自动化设备及其工作模式有了全面且系统的了解之上的。因此,电力企业在发展过程中,一定要积极研究与电力通讯有关的技术知识,不断提高自身科技水平,以此提高公司发展行情。
参考文献
[1]傅元秀.电力通讯自动化设备及其工作模式研究[J].电子制作,2012,(8):20.
关键词 NTP;电力自动化;时钟同步;优势;应用;
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)24-0103-02
NTP是一种能够实现电力自动化设备时钟同步的网络时间协议,它可以对电力自动化设备的时钟进行同步化,以此来提高电力自动化设备时钟对时的精确度。目前我国电力自动化设备在运行中出现的多种电网事故都与时钟同步记录状况有着密切联系,时间记录错误或者误差较大会影响相关工作人员的判断,从而引发电网事故。为了避免这一状况,在电力自动化设备时钟同步中广泛应用NTP尤为必要,它是实现电力自动化设备时钟同步的重要条件。
1 NTP特点及优势分析
1.1 NTP特点
NTP中文称之为网络时间协议,要利用其进行对时需要一个标准的参考时钟与NTP服务器。其特点主要体现在这两个方面,首先NTP所呈现的标准时间是从UTC中获取的,其获取UTC的时间来源较为广泛,既可以是互联网,也可以是天文台、卫星及原子钟等等,NTP可以通过这些途径拥有准确可靠的时间源,一般情况下都是采用GPS时钟作为NTP的参考时钟。其次采用NTP服务器能够实现分层服务,NTP用户可以通过NTP向NTP服务器进行时间校对,缩小了标准时钟与被对时设备的误差。
1.2 NTP优势
就目前电力自动化设备时钟同步应用NTP的效果来看,NTP是现今相对比较简单且经济的时间同步方法,其应用范围较为广阔,在城域网、广域网及标准的操作系统中都可以应用。并且应用NTP可以大大提高时间同步的分辨率及精确度,通常可以达到毫秒的误差。电力自动化设备对时钟同步的分辨率要求较高,然而目前一些电力设备仍然应用主站向远动设备的对时方式,这种方式所产生的分辨率及精确度都比较低,无法满足电力设备对时钟同步的要求,因此在电力自动化设备时钟同步中应用NTP势在必行。NTP主要以GPS时钟作为参考时钟,运用站内的GPS时钟向电力设备对时,其时间精确度可以达到1 ms。
2 NTP的工作原理及实现方式概述
2.1 NTP工作原理
运用NTP,其内部的GPS参考时钟可以实现分层服务,最高层属于参考时钟层,其他皆为时间服务层,下层时间服务器可以作为上层时间服务器的客户,而下层则能够提出与上层服务器对时的要求。客户端发送数据包中当前时间及对时请求,服务器户会将接收时间录入接收到的数据包中,并将该数据包传输给客户端。客户端接收数据包以后会及时计算其在此过程中的传输时间。那么为了保证对时的准确性,需要多个数据包进行交换,从而得到比较准确的传输统计时间等相关数据。
2.2 NTP的实现方式
NTP的实现方式不具有唯一性,其主要实现方式有三种,分别是时间服务器、局域网与无线时钟。采取时间服务器的方式可以实现网络系统时间与网络内部NTP时间服务器的时间同步;采取局域网的方式则主要是在局域网内部选择一个节点时间作为NTP的时间源,以此来确保时间同步;无线时钟则是利用串口连接无线时钟,让无线时钟接收GPS卫星发生信号来获取并确定当前时间。
3 NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用分析
3.1 NTP需要系统平台的支持
NTP应用于电力自动化设备时钟同步中需要在变电站站控层与间控层采取局域网的方式,保证带有GPS时钟的NTP服务器与客户端设备相匹配,这样才能够确保其在标准的系统平台中安全运行,比如UNIX、Linux、Windows及VMS等平台都支持客户端的NTP功能,然而电力自动化设备时钟同步中采取的不是系统平台,那么就需要相关厂家实现客户端的NTP功能。
3.2 设置多台NTP服务器
在电力自动化设备中要实现NTP的性能指标,仅仅依靠一台NTP服务器是不行的。在电力自动化设备中可以在每座变电站系统中设置一台NTP服务器,变电站中的其他自动化设备及计算机设备应与GPS参考时钟的NTP服务器进行同步计时。在电力自动化设备中要想保证NTP应用的可靠性,就需要在设备装置中的NTP服务器上设置2~3台服务器,并使其进行同时运行。在这种状况下NTP在电力自动化设备中会自动搜寻时间同步精确度最高且性能最好的NTP服务器,而后实施同步操作。
3.3 NTP故障解决
当电力自动化系统设备在运行中出现故障,若电力自动化设备中应用了NTP,那么可以采取手动方式将NTP服务器启动,在系统平台图形界面下点击Action菜单下的Start Ntp,另外还可以直接在图形界面输入命令,这两种方式都可以实现NTP对时服务操作。在操作过程中若发现GPS参考时钟与实际时钟的对时相差较大,此时不应进行NTP服务器重启操作,这样极有可能会引起对时信号中断,从而影响NTP服务器对时的准确性与可靠性。当电力自动化系统设备在运行中出现对时故障,可利用手动对时的方式实现GPS时钟与NTP服务器对时,保证整个电力自动化系统设备的时钟同步。
3.4 NTP服务检测
为了充分发挥NTP在电力自动化系统设备时钟同步中的作用及影响力,应对电力自动化系统设备时钟同步内部的NTP服务进行实时检测。相关工作人员可以利用snoop命令对NTP服务数据包进行全面检测,时刻掌握NTP服务实际状况,从而实现电力自动化系统设备中NTP服务的准确对时。
4 总结
由NTP的特点、优势及工作原理等方面可看出NTP具有较强的功能性,在电力自动化系统设备中设置系统平台,能够提高NTP服务对时的同步性与精确度,保证了电力自动化系统设备的时钟同步。NTP操作简单且投资较少,使整个电力自动化系统设备的结构趋于简洁化。就现今NTP自身性能及其在电力自动化系统设备中的应用现状来看,NTP对时性能还有很大的提升与发展空间。
参考文献
[1]张树海.NTP 在电力自动化设备时钟同步中的应用探讨[J].电源技术应用,2013,6(04):139-140.
[2]王蕴婷.NTP 服务在自动化设备时钟同步中的应用探讨理[J].空中交通管理,2011,5(18):17-18.
1 建筑电气自动化设备项目工程的特点分析
在建筑行业的电气自动化设备项目工程管理,受到建筑行业的影响,主要表现为以下几个特点:
(一)工程周期比较长,涉及面比较广
在建筑行业中,本身由于生产商品的长期性,建筑行业的工程项目周期都存在时间长的基本特点。建筑电气自动化设备项目工程管理,所涉及的领域比较广泛,主要包括机械设备、电子工程、自动化等多种领域。建筑电气自动化设备的工程周期一般以设备的购买作为起点,过程中主要包括设备的装配、调试以及运行与维护,最终实现自动化的需求。
(二)技术含量比较高,工程比较复杂
在我国科学技术不断发展的背景下,建筑工程也达到了不断创新与发展。建筑领域中,随着材质、工艺、技能以及设备等的不断更新,建筑电气自动化设备的项目工程管理的技术含量也不断攀升,对管理人员的素质要求也相应提高。同时,建筑电气自动化的安装也随着技术的不断创新,而更加复杂化,机电设备的吊装、安装、测验等要求也不断提高。
(三)协调管理的工作增多,提出合作要求
在建筑电气自动化设备项目工程管理过程中,安装工程项目涉及到的领域增多,在工程的每一个步骤中,需要进行协调合作。同时,对机电安装工艺的设计标准以及实施要求也不断提高,必须要能够满足设计要求,保证施工的质量水平,要求设备投产运行后可以在方方面面达标。
2 建筑电气自动化设备项目工程管理的有效措施
(一)强化施工过程的质量控制
建筑电气自动化设备项目工程的实施过程中,对质量进行有效控制,重点集中在对变配电系统以及电气照明系统质量控制两个方面。其中,变配电系统一般采用地下埋线的方式。在具体的变配电系统安装过程中,必须将低压配电箱或者母线沿着地下室牵引到塑料管中,同时利用通过塑料管连通电力负荷。照明器具应该通过划线找正,并根据划线点进行打孔,在进行固定前,必须要检测是否达到标准。在具体施工之前,装备方应该和检测方、供应商以及业主进行探讨,制定出符合建筑电气自动化设备项目工程设计要求的方案,安装方必须要在此过程中,展开全面的监控。变配电系统的柜内线应该画示意图,避免线路杂乱无章,影响实际施工。
另外,电气照明系统的施工工程中,必须要选择绿色环保、耗能比较低的照明灯具。室内的照明线应该选择铜芯的绝缘导线,进而提高系统的安全性。室外的照明线应该使用电缆,从塑料管中通过最终埋设在地下。电气照明系统应该使用智能系统,进行自动调节。
照明器具设备的管理需要注意以下几点:(1)灯头盒的埋设时,必须要确定灯具的型号,检查是否出现换动情况。(2)利用墙体以及灯具的尺寸来划线定点,并做好相应标记。(2)灯具的成排布置应该尽心全方位牵线,吸顶灯应该选择灯托大于或者等于灯壳的型号,使其能够紧贴天花板。(3)必须要做好灯具地方的检查工作,灯头壳选取、灯具划线定点以及墙面遮挡情况必须要进行慎重考虑。(4)必须要保证灯具材料的质量。
(二)强化项目工程的进度管理
进度计划是项目管理中的一项常规性工作。建筑电气自动化设备项目管理过程中,进度管理控制的核心是对实际进度的有效监控,根据实际进度情况,与进度计划做对比,找出合适的改进策略。电气自动化项目的进度控制,需要从以下几个方面来展开:(1)对现场情况的有效了解,为了取得较好的成效,应该建立良好的资料收集机制,从而为进度计划提供全面、真实以及准确的信息,保障决策的正确性。信息主要通过当面交谈分项责任人汇报等主要两种方式来收集获取。建筑电气自动化设备的项目工程需要对进度报告进行编制,需要对进度偏差进行合理分析。项目工程管理的进度偏差分析,主要包括偏差趋势以及原因两部分内容的分析。施工方案的无法落实以及施工图纸的不准确,都会影响到进度报告的准确性。同时,施工人员的素质、设备的性能以及设备故障、资金投入等都会对项目的进度造成影响。在标准进度报告时,必须要对进度偏差进行分析,抓住问题的本质。
在建筑电气自动化设备项目工程管理过程中,必须要做好电子自动化项目的设计工作。优秀的项目设计时项目管理的良好开端。技术人员做电气自动化项目一般的流程是:第一步、先确定要实现的功能;第二步、根据整体动作,写出分步的细则,就是用编程的思维思考一下;第三步、根据这些动作,列出输入和输出端口数量,再选择合适控制元件;第四步、再根据选定的控制器,选择行程开关的类型;第五步、将所有器件摆放于平面上,用来计算电控箱的尺寸;第六步、开始组装,接线;第七步、写程序,逐个功能试运行,直到全部试运行成功;第八步、整理,即线路整理和资料整理,。基本上就这几步,只是会遇到其中的几步循环几次。而在对进度进行控制的过程中,可以对电气自动化项目设计流程,进行有效优化,为进度计划编制提供良好的基础。
在电气自动化进度管理过程中,需要做好调度协调工作,有效更改进度计划,为工作的顺利展开提供支持。在实际的管理过程中,计划的改变需要多个部门的协调,例如运行状态的协调,需要配备调度协调机构来依据程序顺利展开工作。
(三)强化电气自动化设备的安全管理
关键词:电力自动化系统;智能保护;测控设备;开发
我国电网长期处于高负荷运行状态,一旦出现安全事故将会严重影响我国国民经济发展,电力企业及电网安全已经成为了社会关注的一个热点,相关专家学者对电力自动化系统智能保护测控设备设计开发进行了研究,以期为电网的安全稳定运行提供更好的技术支持。
一、电力自动化系统智能保护测控设备整体结构分析
开发设计电力自动化系统智能保护测控设备时,应该使用灵活且能够满足拓展功能及系统升级需求的配置,模块化设计方式应用于结构设计是非常好的,下面我们将分析下电力自动化系统智能保护测控设备应具备的构成模块。
(一)主控模块
系统测控设备的关键核心是主控模块,主控模块主要由数字模拟转换器(ADC)、测量CPU等构成,这个模块工作内容是采集电量转换模块AD样本,得到原始的电流数据,然后经过数据处理功能进行数据处理,得出设备功率、能量等参数,并将其保存在寄存器中。CPU对原始数据处理后,会比较其与参考值的差异,进而判断设备的运行状况,对动作值达到后的保护命令进行设定。主控模块除了具有数据处理及功能外,还具有一定通讯及人机对话功能,处理并分析通讯模块传送出去的信息,并将其传输至设备的通信模块上,进一步实现通讯功能。
(二)电量转换模块
电量转换模块包含内容有电流互感器、电器互感器及滤波电路等,这部分模块采集流经的电能电流,然后转化成模拟量,并传输至主控模块上,接着使其成为能够处理的数据,完成主控模块的数据处理工作时,应该注意其中的测量计算及保护运算等等。电量装换模块在设备安全运行方面具有重大意义,模块测量准确性也关系着整个系统的安全可靠性,因此采集数据必须准确可靠。
(三)人机对话模块
人机对话模块中重要而不可缺少的一部分是自动化设备,模块主要由液晶显示、键盘及LED指示灯三部分组成,其中的全屏控制随着技术进步已经成为了可能。操作人员的命令在这个模块运行中经过键盘传送到电脑中,然后主控模块将输入信息返回出来,表现为液晶控制与数据信息,液晶显示器上能够将当时电量信息、警报信息等多种信息显示出来,各种菜单选项中保护配置、定值以及历史记录等都会呈现在显示器上,而且LED指示灯也会显示出指示模块的电源或者是警告状态下的编委信息。
(四)开关输入及通讯模块
开关输入模块由两部分构成:输入开关量及输出开关量,前者指的是遥信控制功能在设备上的实现,这个功能实现需要采集现场状态量信息,如分合开关、储能开关状态信息等,这些采集的状态量信息需要传输到主控模块上。输出量部分指的是设备具有的“遥控”控制功能,保护命令由主控模块发出后,接着被传递至终端控制器上,对跳合闸回路进行控制,线路开关分合工作也要做好。通讯模块重点关注的是现场总线接口问题,自动化技术中使用最广泛的总线接口是RS485,这种接口在标准化、规范化方面都很好,并且还有使用便捷优点,它在电力自动化系统智能保护测控设备中也得到了很好地应用,与电网自动化的协调也是非常好的。
二、电力自动化系统智能保护测控设备开发设计方案
电力自动化系统智能保护测控设备应具备模块分析研究过后,接下来就要对电力自动化系统智能保护测控设备制定相应的设计方案,这种设备融保护、测量、控制及通讯等多种功能为一体,作为一种新型智能化安全控制设备,其主要具有以下功能:保护功能,这种功能实现需要利用继电保护保证电力设备的安全稳定运行,当电网设备出现故障或者是不正常现象时,设备系统能够快速而准确地判断并发出跳闸命令或警报,进而达到切除事故目的,也能够减少停电范围的扩大,降低电气设备损坏的几率。保护测控功能应该符合国家标准及通用的保护整定、设计原理,系统设计应该具备线路保护装置、变压器差动保护装置及站用变保护装置,给予同、异步电机相对应的保护装置,保护功能配置应该具备无时限过流保护、两段式定时限过流保护及三相三次重合闸等等。测量功能:电力节点测量的实现需要借助末端测量设备,空中中心发出的测量指令迅速地被上传至控制中心后,与电力资源协助配合。通讯功能:这个功能连接着智能保护测控与电力自动化系统,设计时一定要遵循国际相关的电力自动化标准,使电量测量数据与保护信息被传送到控制中线上,在上述功能基础上,采取遥测、遥信等技术,合理科学地控制电网中的设备设施,这四个功能是设备应该具备的基本功能,因此在设计开发时应该注意到。
三、电力自动化系统智能保护测控设备设计应遵循原则及注意的问题
(一)电力自动化系统智能保护测控设备设计应遵循原则
设计这种系统保护测控设备时,必须遵循相关的原则,首先应该遵循的就是技术可靠性原则,研发设计人员应该从过去电力自动化设备成功的硬件系统设计经验中吸取,借助先进、成熟技术手段,保证系统设计过程中的可靠性与安全性。技术成熟度在这种设备设计中具有非常重要作用,如果使用技术不成熟,设备就会存在较大的安全隐患,电网安全运行也得不到相应的保障,甚至还会受到消极影响。第二就是通用性原则,设备设计过程中,所有关于系统设备硬件设计平台都应该遵循通用性原则,借助平台中的不同原理,完成相同硬件系统的实现,及时改变保护软件来完善设备的功能与特性。这样做不仅很好地对设备进行了升级与改进,也进一步提高了设备使用寿命与年限,有效地减少了成本费用。
(二)电力自动化系统智能保护测控设备设计中应注意的问题
CPU性能在整个设备设计中是核心部分,单一CPU现在已经不能满足电网自动化发展需要,电网自动化现在呈现出快速发展趋势,硬件结构设计在整个电力自动化系统智能保护测控设备中,常常采用多CPU模式,更好地将电力自动化设备协调起来,例如ABB公司目前使用最多的是智能型控制单元结构,这种结构使用了四核设计模式,四个CPU分别负责控制系统设备的控制、计算、传感器接入及通信四部分,极大地减轻CPU运行负担,也显著提升了系统设备的工作效率,各个CPU系统间的运行稳定问题也是应该注意解决的,问题解决后,不同CPU之间数据传递将会更加简单快速。
四、结语
随着社会经济的发展,电力资源的地位与作用越来越大,电力企业越来越关注电网运行的安全性,这也成为了社会关注的热点。电力企业经营管理中的难点是电网的安全稳定运行,自动化已经成为了设备设计发展的大趋势,对自动化系统智能保护测控设备需求更大,要想做好这项设备的开发研究,首先要了解认识这种系统设备的结构组成,对设备设计中应具备
关键词:继电保护设备;自动化;可靠性;电力系统
Research on Relay Protection Equipment and Its Automation Reliability inElectric Power SystemWANG Rui-mei,ZHANG Xiao-na,MENG Yu,YANG Lan(Shandong University of Science and Technology in Jinan,Jinan 250000,China)Abstract:Firstly, this paper makes clear the research value of relay protection equipment and its automation reliabilityin power system. On the basis of this research,the factors affecting relay protection equipment and its automation reliabilityare mainly studied,and the concrete measures to strengthen relay protection equipment and its automation reliability in powersystem are put forward. For reference.Key words:relay protection equipment;automation;reliability;power systems
0. 引 言
现如今,随着新时代的到来,以自动化技术、智能化技术、信息技术为依托的企业经营发展模式,已经逐渐走入到我国各个领域中,电力事业也不例外,逐渐提升了自动化技术的应用水平。继电保护装置作为电力系统中必不可少的重要装置,保证其运行自动化可靠性十分必要,是保障整个电力系统安全稳定运行的关键所在。
1. 电力系统继电保护设备及其自动化可靠性的研究价值
新形势下,各个领域的生产发展均朝着自动化、现代化方向迈进,电力网络的基础就是继电保护及其自动化设备,所以研究电力系统继电保护设备及其自动化可靠性具有重要价值和意义[1]。继电保护设备及其自动化系统在运行中可以及时发现并主动搜索有可能存在的故障点以及已经出现的故障点,第一时间将电力接通状态切断,同时向电力企业反馈故障信号。在可靠故障信号的依据下,电力企业开展针对性的排查故障工作,既能够将故障排查时间最大限度缩短,也能够避免电网故障对人们生活和社会各界产生更大影响。
目前,我国城市化建设愈加深入,电网规模在这一背景下逐渐扩大,随之而来供电容量和范围也不断扩大,这就对电力系统可靠性运行带来了挑战和更高要求[2]。如果难以保证继电设备及其自动化系统的可靠性,一旦发生继电设备故障,将会严重阻碍电力系统整体运行速度和供电质量,容易造成大范围停电的严重后果。所以,重视并积极开展电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性研究十分必要,既是保障社会用电的基础任务,也是顺应时展需求的必然趋势。
2. 影响继电保护设备及其自动化可靠性的因素分析
2.1 设备质量的影响
影响继电保护设备及其自动化可靠性的因素中,设备自身质量的影响作用占据重要位置。在市场环境竞争越来越激烈化的当代社会,有些生产继电保护设备的厂家从短期效益角度出发,为了增强企业在市场竞争中的优势,盲目降低生产成本,应用大量质量不合格的继电保护设备零部件,难以保证设备的质量符合实际应用标准需求,影响了设备及其自动化的可靠性。不仅如此,目前我国未经过检测合格便直接使用继电保护设备的情况不在少数,当这些没有合格保证的设备在电力系统运行中,如果某一零部件难以达到运行标准要求,很容易引起设备故障或者运行不协调问题的出现,进而难以保证设备及其自动化可靠性。
2.2 整定值的影响
整定值不正确对于继电保护设备及其自动化应用可靠性的影响较大,如果继电保护设备自身的标准额定范围与整定值不相符,则会发生设备及自动化系统无法运行、错误运行的问题。因此,施工质量与继电保护设备及其自动化可靠性存在紧密关联。现阶段,由于施工中调试不正确和安装不规范所导致的整定值错误问题频繁出现,加之此问题的发生和影响具有随机性和不可控性,因此在运行设备状态下很难及时精准明确问题[3]。
2.3 操作错误的影响
操作错误对继电保护设备及其自动化可靠性产生的影响,既包括直接的表面层次,也包括对可靠性和使用寿命的间接影响。电力企业工作人员在对系统继电保护设备进行错误操作时,将会难以正常发挥出继电保护设备自动检索发现并提交故障信息的作用,导致故障问题无法被及时发现,也不能在故障情况下及时将电流切断,造成相关设备不同程度受损。
3. 加强电力系统继电保护设备及其自动化可靠性的具体措施
3.1 优化设备设计
设备产品的设计是控制设备运行质量和可靠性的源头,所以设计人员要优化继电保护设备及其自动化系统的设计工作。为了实现预期的设计目标,需树立起现代科学的设计理念,从多种角度考虑设备运行可靠性问题的影响因素,将先进的设计方法应用到继电保护系统设计中。这样也能达到提升可用度、减少误动发生率的效果[4]。值得一提的是,由于继电保护系统的设计要求不同,所以在具体工作中要结合实际要求和具体情况,科学选择适合的方式,确保产品设计能够与系统指标保持一致要求,最大限度通过优化设备设计降低成本。
3.2 加强日常维护
有效开展日常维护工作是保证电力系统继电保护设备及其自动化功能可靠性的主要途径。所以,电力企业工作人员要加强对继电保护设备的日常维护和检修保养,在具体工作中做到如下两点。
首先,定期维修继电保护装置,加强日常检查,检查内容包括开关动作灵活与否、设备标志有无不一致现象、设备元件名称有无错误问题等.此外,注意对光子牌和红绿指示灯的检查,也要定期检查连接螺钉和不同继电器的连接情况。
其次,加强对断路器机构故障检查。工作人员在完成保护装置的检查评估以后,要结合设备运行具体情况对其科学分类,其中能够确保系统安全的为一类设备;二类设备是可以保障人安全、可以在正常情况下运行,整体完好存在小瑕疵的设备;三类设备是如果发生故障问题则能够对系统安全产生影响,导致系统极其不稳定的设备。详细记录设备的划分,为今后的有效维修提供可靠依据。
3.3 提升设备可靠性
在管理和使用继电保护设备过程中,需要精准、合理地控制设备装置指标计算工作。在计算运行正确率时,需综合考虑区外故障动作情况[5]。重视对继电保护装置运行可靠性的保护,灵活使用多种方式,积极学习,汲取国内外电力企业成功、先进的继电保护设备及其自动化可靠性保护工作经验,不断提升设备可靠性。
3.4 提高产品质量
首先,从设备生产层面来说。设备生产厂家要从长远发展角度出发,不盲目追求成本的降低,而是要追求质量的保证,在产品零部件质量合格前提下,合理控制成本,达到质量与经济效益双收的效果,提升继电保护设备的质量。
其次,从市场健康发展来说。政府有关部门要对继电保护设备及生产加工原材料的市场加大净化力度,保证所有厂家都能够按照现行法律法规要求,做到每一批次产品均进行质量合格检测,直至检品合格才能够流入市场,避免以次充好、滥竽充数的情况发生,而一旦出现此类问题,必须严肃处理,以儆效尤。
最后,从电力企业角度来说。电力企业要抓好继电保护设备的选购工作,制定相应的采购制度,对厂家资质、产品质量进行综合比对,遵循最优选择,为企业电力系统引入有质量保证,契合系统运行要求的继电保护设备,降低继电保护设备故障发生率,避免其可靠性受到影响[6]。
3.5 使用冗余技术
所谓冗余技术,简单来说就是如果发生继电保护设备自身内部的错误指令问题,则会由系统对指令进行自动判断,然后把错误指令消除,避免操作错误,以达到保证设备及其自动化可靠性的目的。冗余技术的应用优势很多,包括实用价值高、应用成本低等,能够让电力企业通过最小成本预算实现效益的最大化。
因此,在电力系统继电保护设备的安装施工中,要充分运用先进的冗余技术,提升设备运行效率,改善拒动率,让设备即便在错误指令下,也能够在冗余技术应用中表示出错误运行问题。
4. 结 论
继电保护设备及其自动化在电力系统运行过程中,其可靠性容易受多方因素影响,导致无法发挥继电保护的价值作用。电力企业要分析并掌握影响继电保护设备可靠性的具体因素,采取有效的加强继电保护设备及其自动化可靠性措施,降低继电保护设备故障发生率,不断提升设备及其自动化可靠性。
参考文献
[1]张永涛.电力系统继电保护及自动化装置可靠性研究[J].魅力中国,2019,(25):345-346.
[2]高志航.继电保护自动化技术在电力系统中的应用 [J].魅力中国,2019,(27):382-383.
[3]孟祥晨.电气自动化系统中继电保护安全技术 [J].中国新技术新产品,2019,(13):141-142.
[4]孙丹丹.电力系统安全自动控制与继电保护 [J].数码设计(下),2019,(7):196.
【关键词】现场总线;无扰切换;设备管理
0.引言
FCS现场总线是连接控制设备与上层自动化控制设备之间的双向串行链路,以其结构和布线简单、数字传输准确可靠、现场信息丰富等特点,在工厂自动化控制中得到越来越广泛的应用。它的全数字化、双向传输、多点通讯,逐步取代之前在工业中广泛应用的DCS集散控制系统。本文采用的是其中的Profibus-DP标准,它是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,为实现工厂综合自动化和现场工艺设备智能化提供了可行的解决方案。
1.设备控制与管理
本文的工艺设备主要分为三类,一类是只需要起停控制的设备,包括除尘器、皮带运输机、搅拌电机等。控制目的是保证正常顺序开停车,以及故障或非正常状况下的连锁停车。另一类是需要调速的设备,包括泵类、风机类、给料机等设备。控制目的是参与到液位、流量、压力等的闭环控制中,以保持运行工况的稳定性。第三类是自成系统的设备,比如破碎机、球磨机、陶瓷过滤机等。这类设备相对较为独立,其信息主要是用于监测,或加入少量的控制。对于前两类设备,与之相连的直接控制设备是变频器、软起动器、马达保护器等控制器。这些控制器接收PLC通过DP总线发出的指令,同时又将设备运行或故障信息反馈给PLC,并在上位机监控画面显示这些状态。上位机画面包含有丰富的信息,包括设备起停操作界面、运行状态信息、趋势曲线等,通过对数据库信息进行统计分析、处理,还可以在上位机中得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率计算,电量水量统计等,实现工厂过程数据可视化及设备管理。不难看出,设备控制顺序是上位机—PLC—控制器—现场设备。
2.控制器与现场设备
对现场设备的电气控制分为就地和总线两种方式。就地控制时,现场设备起停依赖于动力站的变频器、软起动器、马达保护器等控制器接收安装在设备近旁的就地操作箱上的起停按钮或频率给定装置发出的信号;远程控制时,设备起停则依赖于控制器通过DP总线接收的上位机画面发给PLC的指令。无论这两种哪种控制方式,PLC都可以通过DP总线读到控制器中存放的设备运行或故障状态。就地和总线切换过程要使设备平稳的保持原有状态,这种保持,除了像软起和马达保护器这些工频运行的设备不能因转换而停车或启动外,对于正在以某个频率运行的变频设备,切换时还要维持运行频率不变,即无扰切换。由于总线控制的加入,在外部电路及参数设置方面对切换电路予以充分考虑,使得就地/总线无扰切换比用DCS方式更加可靠。
无扰切换电路设计,在没有采用FCS之前,主要通过远程就地切换继电器与主回路接触器通断的时间差,来保证远程就地切换瞬间设备启动回路或运行回路不断电。即切换过程要保证主回路接触器线圈失电、触点断开的时间,要大于切换继电器线圈得电、触点闭合的时间。FCS系统,从电路及程序上,充分考虑切换的顺畅。以变频回路为例。总线/就地切换开关不影响就地启动继电器的动作,通过变频器运行输出继电器,以及总线/就地停止继电器,来保持给变频器的启动信号维持切换之前的状态。为了保持变频器切换前后频率不变,配合以智能操作器,此操作器可显示变频器的频率给定值SV和频率反馈值MV。无论总线还是就地,MV都对应于变频器的实际频率反馈值。SV则不同。就地时,SV显示操作器给变频器的频率设定值;总线时,SV显示的是MV通过操作器自身变送输出的值,与此时PLC通过总线设置给变频器的频率给定值基本一致。在就地切换到总线的瞬间,PLC通过总线将频率实时数据传输给变频器作为频率给定信号;在总线切换到就地的瞬间,则是利用操作器自身的无扰切换功能,操作器接收转换信号后,瞬间将显示的SV的值输出给变频器作为给定频率,从而实现双方向的可靠的无扰切换。
3.PLC与控制器
控制器主要包括变频器、软起动器、马达保护器等。为实现总线控制,需设置控制器参数。除了基本的额定电压、频率、电流、功率因数、总线地址等的设置外,对于变频器,还需要设置起停模式(如惯性、斜坡等)、加减速时间、控制信号源、频率源等;软起动器需要设置起停模式(如电压、力矩)、升降压时间、限流倍数、保护类别、输入输出功能等;马达保护器需要设置操作模式、保护设置、控制设置等。初始设置一般是通过控制器本身的键盘完成。也可以由PLC通过DP总线对控制器参数进行设置和修改,并对控制器的特性进行连续监测与控制。
为对不同控制方式的电机进行统一管理,PLC中设置统一的电机控制变量,包括电机控制类型、控制字、状态字、频率设定、频率反馈、电机电流、电机功率、故障代码。其中电机控制类型中显示变频器控制、软起动器控制、电机保护器控制、普通电机控制等信息。控制字中包括起停电机、故障复位。状态字包括运行/停止、总线/就地、故障、急停、合闸/分闸等信息。频率设定和频率反馈对应于变频器,电机电流、功率、故障代码对应于所有总线控制设备。故障代码是FCS较DCS优势之处,PLC通过总线读取故障代码后,可以对现场装置进行远方诊断,快速判断故障原因,排查故障。
4.上位机与PLC
上位机与PLC的通讯,采用DAServer作为接口,DAServer根据设定时间比如1000ms来读写需要与PLC交互的数据。上位机则是以事件形式读取接口中的数据。这些数据信息的读写,需要上位机进行解码及编码,以对应到特定位,实现PLC中控制字及状态字在上位机画面的显示。对于自成系统的如球磨机等设备,由于自身存在很完备的监控系统,通过通讯读取需要特别关注的参数以显示在画面中。如球磨机的油站、离合器、慢驱电机、主电机等的状态、报警等信息,轴瓦及定子温度、油压油流、振动等信息,陶瓷过滤机的循环泵、加酸泵、真空泵等相关信息。
5.上位机与服务器
上位机与PLC之间的通讯使得画面可以获得设备运行的实时数据。如若需要生产的历史数据或关键的性能指标,则需要从服务器中获得数据。各PLC设备将总线传输的与生产密切相关的设备数据存储到服务器,上位机利用ActiveFactory分析报表工具读取服务器的历史数据,以跟踪生产信息,并对信息进行分析、计算、处理,得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率、耗电量、用水量等。工厂过程数据可视化后,管理人员能够在详细的数据趋势及信息基础上,采取行动优化生产过程。生成数据报表及设备管理报表,提高生产绩效。
6.总结
本文利用FCS(现场总线控制系统)中的Profibus-DP总线在工厂的实际应用,从现场设备、控制器、PLC、上位机以及服务器等方面,介绍了FCS对电气设备无扰切换控制及自动化设备管理的实现方法。 [科]
【参考文献】
【关键词】现场总线;无扰切换;设备管理
0.引言
FCS现场总线是连接控制设备与上层自动化控制设备之间的双向串行链路,以其结构和布线简单、数字传输准确可靠、现场信息丰富等特点,在工厂自动化控制中得到越来越广泛的应用。它的全数字化、双向传输、多点通讯,逐步取代之前在工业中广泛应用的DCS集散控制系统。本文采用的是其中的Profibus-DP标准,它是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,为实现工厂综合自动化和现场工艺设备智能化提供了可行的解决方案。
1.设备控制与管理
本文的工艺设备主要分为三类,一类是只需要起停控制的设备,包括除尘器、皮带运输机、搅拌电机等。控制目的是保证正常顺序开停车,以及故障或非正常状况下的连锁停车。另一类是需要调速的设备,包括泵类、风机类、给料机等设备。控制目的是参与到液位、流量、压力等的闭环控制中,以保持运行工况的稳定性。第三类是自成系统的设备,比如破碎机、球磨机、陶瓷过滤机等。这类设备相对较为独立,其信息主要是用于监测,或加入少量的控制。对于前两类设备,与之相连的直接控制设备是变频器、软起动器、马达保护器等控制器。这些控制器接收PLC通过DP总线发出的指令,同时又将设备运行或故障信息反馈给PLC,并在上位机监控画面显示这些状态。上位机画面包含有丰富的信息,包括设备起停操作界面、运行状态信息、趋势曲线等,通过对数据库信息进行统计分析、处理,还可以在上位机中得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率计算,电量水量统计等,实现工厂过程数据可视化及设备管理。不难看出,设备控制顺序是上位机—PLC—控制器—现场设备。
2.控制器与现场设备
对现场设备的电气控制分为就地和总线两种方式。就地控制时,现场设备起停依赖于动力站的变频器、软起动器、马达保护器等控制器接收安装在设备近旁的就地操作箱上的起停按钮或频率给定装置发出的信号;远程控制时,设备起停则依赖于控制器通过DP总线接收的上位机画面发给PLC的指令。无论这两种哪种控制方式,PLC都可以通过DP总线读到控制器中存放的设备运行或故障状态。就地和总线切换过程要使设备平稳的保持原有状态,这种保持,除了像软起和马达保护器这些工频运行的设备不能因转换而停车或启动外,对于正在以某个频率运行的变频设备,切换时还要维持运行频率不变,即无扰切换。由于总线控制的加入,在外部电路及参数设置方面对切换电路予以充分考虑,使得就地/总线无扰切换比用DCS方式更加可靠。
无扰切换电路设计,在没有采用FCS之前,主要通过远程就地切换继电器与主回路接触器通断的时间差,来保证远程就地切换瞬间设备启动回路或运行回路不断电。即切换过程要保证主回路接触器线圈失电、触点断开的时间,要大于切换继电器线圈得电、触点闭合的时间。FCS系统,从电路及程序上,充分考虑切换的顺畅。以变频回路为例。总线/就地切换开关不影响就地启动继电器的动作,通过变频器运行输出继电器,以及总线/就地停止继电器,来保持给变频器的启动信号维持切换之前的状态。为了保持变频器切换前后频率不变,配合以智能操作器,此操作器可显示变频器的频率给定值SV和频率反馈值MV。无论总线还是就地,MV都对应于变频器的实际频率反馈值。SV则不同。就地时,SV显示操作器给变频器的频率设定值;总线时,SV显示的是MV通过操作器自身变送输出的值,与此时PLC通过总线设置给变频器的频率给定值基本一致。在就地切换到总线的瞬间,PLC通过总线将频率实时数据传输给变频器作为频率给定信号;在总线切换到就地的瞬间,则是利用操作器自身的无扰切换功能,操作器接收转换信号后,瞬间将显示的SV的值输出给变频器作为给定频率,从而实现双方向的可靠的无扰切换。
3.PLC与控制器
控制器主要包括变频器、软起动器、马达保护器等。为实现总线控制,需设置控制器参数。除了基本的额定电压、频率、电流、功率因数、总线地址等的设置外,对于变频器,还需要设置起停模式(如惯性、斜坡等)、加减速时间、控制信号源、频率源等;软起动器需要设置起停模式(如电压、力矩)、升降压时间、限流倍数、保护类别、输入输出功能等;马达保护器需要设置操作模式、保护设置、控制设置等。初始设置一般是通过控制器本身的键盘完成。也可以由PLC通过DP总线对控制器参数进行设置和修改,并对控制器的特性进行连续监测与控制。
为对不同控制方式的电机进行统一管理,PLC中设置统一的电机控制变量,包括电机控制类型、控制字、状态字、频率设定、频率反馈、电机电流、电机功率、故障代码。其中电机控制类型中显示变频器控制、软起动器控制、电机保护器控制、普通电机控制等信息。控制字中包括起停电机、故障复位。状态字包括运行/停止、总线/就地、故障、急停、合闸/分闸等信息。频率设定和频率反馈对应于变频器,电机电流、功率、故障代码对应于所有总线控制设备。故障代码是FCS较DCS优势之处,PLC通过总线读取故障代码后,可以对现场装置进行远方诊断,快速判断故障原因,排查故障。
4.上位机与PLC
上位机与PLC的通讯,采用DAServer作为接口,DAServer根据设定时间比如1000ms来读写需要与PLC交互的数据。上位机则是以事件形式读取接口中的数据。这些数据信息的读写,需要上位机进行解码及编码,以对应到特定位,实现PLC中控制字及状态字在上位机画面的显示。对于自成系统的如球磨机等设备,由于自身存在很完备的监控系统,通过通讯读取需要特别关注的参数以显示在画面中。如球磨机的油站、离合器、慢驱电机、主电机等的状态、报警等信息,轴瓦及定子温度、油压油流、振动等信息,陶瓷过滤机的循环泵、加酸泵、真空泵等相关信息。
5.上位机与服务器
上位机与PLC之间的通讯使得画面可以获得设备运行的实时数据。如若需要生产的历史数据或关键的性能指标,则需要从服务器中获得数据。各PLC设备将总线传输的与生产密切相关的设备数据存储到服务器,上位机利用ActiveFactory分析报表工具读取服务器的历史数据,以跟踪生产信息,并对信息进行分析、计算、处理,得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率、耗电量、用水量等。工厂过程数据可视化后,管理人员能够在详细的数据趋势及信息基础上,采取行动优化生产过程。生成数据报表及设备管理报表,提高生产绩效。
6.总结
本文利用FCS(现场总线控制系统)中的Profibus-DP总线在工厂的实际应用,从现场设备、控制器、PLC、上位机以及服务器等方面,介绍了FCS对电气设备无扰切换控制及自动化设备管理的实现方法。
【参考文献】
【关键词】高层建筑;电气自动化设备安装;项目管理;研究
随着我国经济迅速发展,居民生活水平不断提高,同时建筑行业飞速发展,建筑技术越来越成熟,高层建筑成为建筑工程的普遍发展趋势。人们对于建筑工程的质量、设施设备的齐全、舒适度、便利度都有了更高要求。而作为建筑工程过程中不可或缺的电气自动化设备的安装工程的质量必须得到保障,因为只有保证了建筑工程电气自动化设备的安装工程的质量,才能够保证建筑工程竣工后投入正常运营,才能够满足建筑工程使用者对建筑工程的适用、安全、合理等的基本要求。高层建筑由于具有层数繁多、高度大的特点,其电气自动化设备安装项目的管理工作尤其需要严格、仔细、周密的讨论,设计好完美的方案,确保施工过程的质量问题。
1. 某高层建筑基本情况介绍
建筑面积达102540.88平方米,地上29 层,地下3 层(局部4 层)位于市商业核心区的某广场是集停车、商业、办公、高档住宅为一体的综合性大厦。建筑高度89.9 米,本文参考广场高层建筑的电气自动化设备安装项目管理工作进行探讨。某广场的电气自动化系统比较复杂,设置有变配电系统、消防系统、电梯系统、空调系统、电气照明系统、弱电系统、备用电源系统、防雷接地等系统。
2. 高层建筑电气自动化设备安装项目的基本特性
(1)第一,高层建筑电气自动化设备安装项目具有涉及面广而繁杂的特点。高层建筑电气自动化设备安装项目中的机电设备安装工程的施工过程主要涵盖机电设备的采购以及整栋楼层电气自动化设备安装项目中的安装、调试、验收竣工、正常营运等阶段,直到达到客户要求为止。另一方面,高层建筑电气自动化设备安装项目囊括了高层建筑工程中的环保工程、电气工程、机械设备工程、建筑智能化系统、电梯、动力、各类仪表、通信等很多安装工程。
(2)第二,高层建筑电气自动化设备安装项目具有工程施工周期比较长的特点。高层建筑电气自动化设备安装项目的开展从设备采购便开始了,期间要进行设备的安装、调试、试运行、工程验收、正常运行等阶段,耗时比较长。同时很多安装工程必须安装条件满足后才可以进行,尤其是在高层建筑中安装电气自动化设备时,需要的施工条件更加严格,最终导致高层建筑电气自动化设备安装项目的施工周期比较长。
(3)第三,高层建筑电气自动化设备安装项目管理工作中具有高协调性的特点。高层建筑电气自动化设备安装项目涉及的环节比较多,交叉施工作业多,涉及面相当广泛,例如,物资采购、人员选用、设备类型选用、方案设计、工程进度设计等多方面管理工作,同时,由于受到施工作业面限制,高层建筑电气自动化设备安装项目管理工作要具有较强的协调能力,才能够使电气自动化设备安装项目中涉及的各方面相互配合,协调进行,实现高层建筑电气自动化设备安装项目按质按量完成,满足正常运营后业主方面要求。
(4)第四,高层建筑电气自动化设备安装项目具有高技术含量的特点。目前,我国科技日益发达,同时国家对工程建设中节能减排的要求也非常严苛。进一步推动了电气自动化设备的科技含量。在建筑工程电气自动化设备安装项目中普遍存在采用新材料、新工艺、新设备等科技含量高的因子。对于高层建筑的电气自动化设备安装项目更是如此。
3. 高层建筑电气自动化设备安装项目管理要点
3.1充分重视高层电气自动化设备安装项目的质量管理。
在进行高层建筑电气化自动设备安装项目管理工作时,对于质量的管理要贯穿整个工程的始终,不能松懈。质量是一切建筑工程相关项目必须保证的,因为它关系到用户的人身、财产的安全,关系到经济发展。
3.2高层建筑电气自动化设备安装项目中的电气照明管理。
(1)在某广场项目中,选用的是三基色T8、T5环保节能灯。室内照明线路则是借助铜芯绝缘导线穿UPVC 管暗敷于楼板内或者吊顶内,而处于户外的照明用线路则是将电缆穿钢暗敷于地下,竖向采用防火金属桥架贯通,以达到消防的防火要求。
(2)在该建筑电气自动化设备安装项目中需要注意的有:具体施工操作人员要先确认好灯具的规格以及类型,与建筑工程技术员确认相关墙体尺寸,以灯具尺寸和墙体尺寸为依据,准确确定照明灯具安装位置后,才能进行灯头盒的预埋;一定要捋顺吊链灯的灯链后再进行吊链灯的安装工作;要选择灯托不小于灯罩的吸顶灯,保证吸顶灯与顶板不紧贴;采取各方向的网状拉线进行灯具的成排安装;进行配合工作时,要再次检查成排灯具的划线定位,灯具位置的精确性,灯座大小是否适度,各种规格的灯具材料是否合格。
3.3高层建筑电气自动化设备安装项目的施工进度管理。
(1)首先,建立完善的现场数据资料收集制度,以便于借助准确、全面的信息更好的控制项目的进行程度。可以运用以下方法进行信息的收集:将整个建筑工程电气自动化设备安装项目分成若干小项目,设置项目负责人,每一个项目负责人要向项目经理定期汇报项目的最新进展状况;项目经理与项目工程技术人员以及各个施工小队的负责人进行交流咨询;定期开展项目工程实施情况汇报会议,以便于得到综合信息。
(2)其次,对于高层建筑电气自动化设备安装项目施工进度报告的分析重点在于施工进度的偏差分析,要全面、准确的分析项目进度出现偏差的原因,同时,科学预计项目进度偏差的未来趋势。项目进度分析遵循整体与局部相结合原则,先进行总体进度分析,然后对项目工程进度控制的关键点进行分析。目前,依据实践经验总结,影响电气自动化设备安装项目进度的主要因素有:图纸设计不及时、施工方案不完备、施工设备不齐全、劳动力匮乏、相关工作人员工作效率较低等。
(3)最后,在分析出项目进度偏差原因以及未来趋势的基础上,对项目进度计划进行协调。为此,要建立完善的协调程序、现场协调部门,以确保协调工作的有序进行。
3.4高层建筑电气自动化设备安装项目的全程管理。
建筑工程相关项目向来对于施工安全具有高度的警惕性,而高层建筑电气自动化设备安装项目由于施工难度大、高空作业多、技术复杂、涉及因素众多,所以在进行施工操作时,安全管理不容忽视。施工现场要严格遵守各种施工现场用电安全条例以及各项施工作业规范,确保在进行电气自动化设备安装调试以及试运行等工作时,保证现场施工人员以及相关设备的安全。
4. 结束语
某广场的电气自动化安装效果良好,作者认为,对于高层建筑电气自动化设备安装项目的管理工作依然需要进一步的分析与研究,在确保设计方案科学、合理的同时,保证施工现场的高效管理工作,才能更好的完成高层建筑电气自动化设备安装项目。
参考文献
[1]郭宗卫.浅析超高层建筑施工中的安全控制[J].科技资讯.2010(25).
[2]赵庆钢.建筑电气安装工程的问题与解决措施[J].民营科技.2010(08).