时间：2023-02-21 22:05:17
导语：在自动化控制系统的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：工业；自动化控制系统；抗干扰技术
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.12.009
近年来，我国工业发展逐渐朝着自动化、信息化、智能化方向发展，越来越多的自动化控制系统被应用在工业生产中，然而工业自动化控制系统应用现状却不理想，各种各样的干扰源对于自动化控制系统的稳定、正常运行产生了直接影响，所以应充分了解工业自动化控制系统受到的干扰情况，有针对性地进行抗干扰处理，提高工业自动化控制系统运行的稳定性。
1工业自动化控制系统的干扰分析
1.1传导干扰
（1）信号线引入干扰。电流通过信号线过程中产生感应磁场，相邻信号线受到感应磁场影响会产生一定的感应电流，随着感应电流的增大，和检测开关相连接的接收设备会受到干扰影响，由于信号线中电流持续流过，会影响和信号线相连接的自动化控制系统正常运行，使得控制器逻辑数据不稳定，甚至发生死机或者错误动作。（2）设计施工干扰。工业自动化控制系统在施工设计阶段，由于操作、设备型号、调试、安装、工程技术设计等因素，安装设计过程中，接地系统混乱或者控制器、高频发生器或者开关高功率设备之间的距离较短，造成工业自动化控制系统设计施工干扰。（3）电源线干扰。工业现场的电源线干扰非常常见，其主要来自两个方面，一方面是工业自动化控制系统受到供电电源耦合影响；另一方面，干扰信号通过供电电源系统进入自动化控制系统。工业自动化控制系统主要通过电网电源供电，其运行过程中经常受到很多因素的干扰和影响，例如，电网短路暂态冲击、大功率用电设备停止或者开启、电网波动等都会影响工业自动化控制系统的正常运行。
1.2辐射干扰
工业自动化控制系统受到的辐射干扰主要是指电弧电路、高频感应设备、雷电、射频设备等产生的干扰，对于这种干扰源，在实际应用中没有很好的方法进行消除，而可以通过减弱或者直接切断电磁干扰传播途径，采用装设防雷设备、合理布置线路、保护隔离、等位机屏蔽或者联机等措施，保障工业自动化控制系统的安全运行。
2工业自动化控制系统的抗干扰技术
2.1软件设计
工业自动化控制系统设计过程中，采用惯性滤波、限幅滤波、中位值滤波、平均值滤波等方法通过计算机程序对系统信号实现数学处理，消除或者减少干扰信号的强度、数量，保障输入信号的稳定性和可靠性，这种方法计算机程序很容易移植，便于修改系统参数，有效提高数字滤波的稳定。
2.2管线设计
为了减少工业自动化控制系统的干扰，应优化管线设计，包括通信线、电源线、信号线管道等，电源线设置应和通信管线保持足够距离，并且使用金属管道覆盖通信管线，正确敷设电缆线路，结合抗干扰、经济性、实用性等因素，选择合适的信号电缆线，其中最常见的是双芯屏蔽双绞线，电缆线敷设过程中应注意以下问题：其一，对于不同信号，敷设不同电缆线路，结合传输信号类型，分层敷设电缆线路；其二，不能使用同一根多芯电缆同时传输数字信号和模拟信号，电缆和电源线不能共用；其三，不能在同一个线槽中放置电源线缆和信号线缆，避免平行、近距离的进行敷设施工，若电源线缆和信号线缆必须放置在一起，两种线缆应保持60cm以上的距离；其四，大功率电动机应和信号线缆保持适当的距离。
2.3电源设计
若工业生产现场包含变频器和大功率器件，对于电源线路采取科学有效的抗干扰措施，对电源设备进行有效隔离，在进线电源分级部位设置避雷器，使用隔离变压器设置在PLC电源输入端，对于隔离变压器的次级绕组和初级绕组，装设屏蔽层，然后做好可靠接地，通过双绞线作为二次侧接线。
2.4接地设计
工业生产现场环境变化会干扰信号线，发生误动作、测量精度下降、死机、程序跑飞、系统数据混乱等现象，这主要是由于接地系统设置不合理，对于工业自动化控制系统应做好接地设计，通过正确、合理的接地设计，有效抑制工业自动化控制系统受到电磁干扰影响，在实际应用中包括信号屏蔽接地、系统接地和安全接地。工业自动化控制系统接地设计过程中，严格区分保护接地和工作接地，保护接地电阻不能超过2欧姆，强电设备接地点和接地极接地点之间保持10m以上的距离，埋设在工业生产现场建筑物周围10m的区域。信号源接地设计，在信号侧接地设置屏蔽层，若信号线中间如果有接头，做好绝缘处理，牢固连接屏蔽层，防止信号线多点接地，连接多芯对绞电缆线和屏蔽双绞线，相互连接好各个屏蔽层，然后进行绝缘处理以后，选择合适接地位置进行单点接地。另外，计算机接入信号之前，在大地和信号线之间连接电容，有效减少共模干扰，将滤波器装设在信号两极之间，减少差模干扰。
2.5选择合适器件
结合不同电子设备的特性，选择合适的器件，例如，通过设置RC、AD双积分滤波器，使电流信号和电压信号转换传输过程中消除高频干扰，有效减少差模干扰。采用双绞线和差动输入器，做好单边接地、屏蔽地线和光电隔离，消除共模干扰。
3结束语
工业自动化控制系统在实际应用中容易受到各种各样的干扰影响，而干扰抑制是一项非常复杂、系统的项目，应综合考虑多方面因素，在施工设计过程中结合自动化控制系统的规格和型号，做好各方面的抗干扰设计，提高工业自动化控制系统的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]李世发.基于工业自动化控制系统的抗干扰措施的研究[J].硅谷,2011(13):86.
[2]赵琳,翟诺,申敏.工业控制系统中应用的PLC抗干扰技术[J].自动化技术与应用,2008(09):129-131+76.
[3]宋家杰.PLC控制系统中的工程问题研究[D].南京理工大学,2004.
[4]张铁军.工业过程控制计算机系统的抗干扰技术[J].天津冶金,2002(05):29-31+44.
1现场总线监控方式设计
通过对以上两种电气自动化控制系统设计的分析，在选用不同方式设计的过程中，会给电气自动化控制系统带来一些负面的影响，也有一些问题是需要处理的，这都将会对电气自动化控制系统的正常运行带来一定的影响[3]。而现场总线监控方式设计，主要是基于计算机网络技术的基础上，实现系统的智能化控制。现场总线监控方式设计的过程中，不仅可以有效的节省安装工作量以及安装材料等，同时对提高系统的控制性能也有着极大的作用，并且，在计算机网络技术的支持下，整个电气自动化控制系统的运行可靠性较高，网络组态也显得更加灵活等，同时也能减少隔离设备，不同的间隔将会发挥出不同的作用，避免了相邻元件出现连锁瘫痪的现象，有效的提升了自动化控制系统的运行性能。另外，现场总线监控方式设计主要采用的是智能化设备就地安装的形式，有效的减少了电缆的投入数量，进而达到节约系统设计成本的目的。
2提高电气自动化控制系统性能的主要策略分析
提高电气自动化控制系统性能的策略有很多，例如：（1）合理控制电气设备外部环境的不利因素，主要是对湿度、温度等环境的控制，不仅要保障电气自动化控制系统的运行效率，同时也应更好的延长其使用寿命[4]；（2）合理选用性能较好的电气元器件，由于电气自动化控制系统由多个电气元器件所组成，为了避免电气元器件出现问题，应合理选用性能较好的电气元器件，这样才能提高设备的耐久性，更有利于设备的长期稳定运行；（3）加强对设备的防护工作，尤其是设备散热的情况下，为了避免热量过大对设备带来危害，应积极做好设备的散热保护措施，确保设备性能运行环境的安全性，不仅有利于设备的正常运行，同时对提高系统的使用效能、消除安全隐患等有着极大的作用；（4）在对电气自动化控制系统进行设计的过程中，应结合系统运行的实际情况来对其进行全面的考虑，这样才能保证电气自动化控制系统设计的有效性，并将其作用充分的发挥出来，提升电气自动化控制系统运行效率。
3总结
关键词 化工 控制系统 防雷 屏蔽
中图分类号：TQ05 文献标识码：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 化工控制系统屏蔽的相关规范要求
《GB 50217-1994电力工程电缆设计规范》――3.6.8 控制电缆金属屏蔽的接地方式，应符合下列规定：
（1）计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层，不得构成两点或多点接地，宜用集中式一点接地。
（2）除（1）项等需要一点接地情况外的控制电缆屏蔽层，当电磁感应的干扰较大，宜采用两点接地；静电感应的干扰较大，可用一点接地，双重屏蔽或复合式总屏蔽，宜对内、外屏蔽分用一点，两点接地。
（3）两点接地的选择，还宜考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧断。
《GB50057-2000建筑物防雷设计规范》――第6.3.1条规定：……当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端等电位连接，当系统要求只在一端做等电位连接时，应采用两层屏蔽，外层屏蔽按前述要求处理。
那么化工控制系统同时存在以上几种情况，应该经过分析确定一种行之有效的屏蔽接地方式。
2 雷电损坏化工自动化控制系统的途径
雷电可能影响化工自动化系统有三种方式：直击雷、感应雷以及雷电波入侵。
（1）直击雷，这一种方式雷电直接击中化工自动化仪表或与之相连的化工设备，大量电流的通过化工设备流入与相连的地网，在接地装置上产生很高的电阻压降，即地电位升高，对化工自动化控制系统造成损坏。
（2）感应雷，某一回路的雷电过电压通过相互之间感应产生雷电电磁脉冲，耦合到与之相近的弱电系统上，或者由于雷电在附近接闪的发生（包括雷电击中建筑物的防雷装置），化工自动化控制系统上空及周围，产生交变的磁场，从与使到化工自动化控制系统的回路产生幅值较大的感应电动势，使到化工自动化控制系统遭到损坏。
（3）雷电波入侵，雷电击中与化工自化控制系统相连的电源线、信号线，过电压通过线路耦合到自动化回路上，给系统告成损坏。
3 信号线屏蔽层接地
化工自动化控制系统的电源线和信号线，一般使用屏蔽电缆，但是这些屏蔽电蔽平衡特性较差，因此屏蔽线的完整性和有效接地对屏蔽电缆来说是有着十分重要的意义。屏蔽屋接地是为了减少弱电设备因受到电磁干扰，而影响其正常工作，但是接地方式到底是一端接地还是两端接地，一直以来科学界都有着不同的声音，两端接地。特别是保持屏蔽的完整性，屏蔽效果就会好很多，不完整的屏蔽将极大地降低屏蔽效果；如果屏蔽只在一端接地，在非接地端的包皮对地将可能出现很高的暂态电压。控制电缆屏蔽层两端接地的优点是：（1）当控制电缆为母线暂态电流产生的磁通所包围时，在电缆的屏蔽层中将感应出屏蔽电流，由屏蔽电流产生的磁通，将抵消母线暂态电流产生的磁通对电缆芯线的影响。假定屏蔽作用理想，两者共同作用的结果，将使被屏蔽层完全包围的电缆芯线中的磁通为零，屏蔽层形成了一个理想的法拉第笼，起到非常好的效果。（2）屏蔽层两端接地，可以降低由于地电位升高产生的暂态感应电压。当雷电经避雷器注入地网，使地网中的冲击电流增大时，将产生暂态的电位波动，同时地网的视在接地电阻也将暂时升高，对弱电控制系统影响相当大。
但是屏蔽电缆的屏蔽层两端接地时，如果系统中出现短线电流，或是直击雷、感应雷、雷电波入侵等三种方式产生的过电压时，由于电缆屏蔽层两端接地电阻不一样，造成电位不同，从与产生的地环环流，将对信号控制线路成干扰。
所以两端接地还是一端接地，是一个更具争议的问题。
4 结束语
因此化工自动化控制系统，双层屏蔽，最外层屏蔽两端接地，内层屏蔽一端等电位接地。此时，外层屏蔽由于电位差而感应出电流，因此产生降低源磁场强度的磁通，从而基本上抵消没有外屏蔽层时所感应的电压，这种方法集两种接地的优点于一身，可以解决单点接地和两点接地的缺点，对于化工自动化控制系统防雷电电磁感应起着很重要的作用。
参考文献
[1]王晓瑜.几种雷电屏蔽分析模型物理基础的研究[J].高电压技术,1994.20(2).
[2]许高峰,司马文霞,顾乐观.输电线路雷电屏蔽问题研究的现状和发展[J].高电压技术,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).
关键字：电气自动化 控制系统 系统设计
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0075-01
作为自动化领域中的一条重要分支，电气自动化控制系统在实现电气自动化过程中发挥着举足轻重的作用，是电力企业实现自动化生产的重要环节，为推进电力企业自动化、现代化具有重要作用。[1]因此加强电气自动化控制系统的设计工作，应充分认知电气自动化控制系统的重要作用，提高电气自动化控制系统的性能，发挥其在电力生产中的作用。
1 电气自动化控制系统的设计思路
1.1 集中监控方式
采用集中监控方式设计电气自动化控制系统，这种方式把系统的各个功能集中在一个处理器上进行处理，方便员工对其运行和维护，降低了对控制站的防护要求，在用这种方式进行设计时，操作较为简单。但是采用集中式设计电气自动化系统也有诸多弊端：首先系统各功能集中在同一处理器，使处理器负担过重，降低了处理速度；其次，这种方式需要电力企业加大投入，增加电缆，从而确保系统对全部设备的监控，使电力生产成本大为增加；最后，远距离的电缆往往带来不利的影响因素，使系统可靠性大为降低，甚至使隔离刀偏离，影响设备的正常运转。所以集中监控的方式虽然便于集中处理，但也有诸多弊端，不利于降低电力生产升本，减少了电力企业的经济效益。[2]
1.2 远程监控方式
采用远程监控方式设计电气自动化控制系统可以为电厂节约了安装费用和安装材料，提高了控制系统的可靠性，使系统组态较为灵活。但是由于这种设计方式中的很多总线的通讯速度较低，使这种设计方式的使用范围受到很大限制，一般应用于小系统监控中。
1.3 现场总线监控方式
现场总线监控设计方式是建立在计算机网络技术的应用以及智能化电气设备发展的基础上。现场总线监控设计方式不仅节省了安装从材料、提高了系统控制性能，而且大量减少了隔离设备，再加上计算机网络技术的应用使得整个系统可靠性更高、网络组态更为灵活，且在不同的间隔能发挥其不同的作用，相邻两个元件不会出现连锁瘫痪效应，大大提升了自动化控制系统的性能。现场总线监控方式的智能化设备采用就地安装的形式，从而减少了电缆数量，节约了投资成本，为电力企业带来了巨大的经济效益和社会效益。现场总线监控方式设计电气自动化控制系统代表了未来电气自动化的发展方向，为电气自动化设计和发展提供重要的依据。[3]
2 提高电气自动化控制系统的性能
电气自动化控制系统性能的提升涉及多方面因素，主要有对电子元器件的选择、电子设备环境、控制设备的选择、设备的散热防护等。只有选择恰当的点在元器件，加强对电子设备环境的控制，结合具体的实际情况，设计符合实际应用情况的控制设备，同时做好设备的散热防护工作，才能使电气自动化控制系统正常运转，使之在电力传输中发挥其巨大作用。
2.1 选用性能较好的电子元器件
电子元器件是电气自动化控制系统的重要组成部分，电子元器件性能的好坏关系到电气自动化控制系统的性能的好坏，性能好的元器件除了能对其所处的外部环境有较好的适应之外，还能提高设备的耐久性，降低元器件更换频率，降低生产成本，同时对系统正常运转有巨大的促进作用。相反，性能差的元器件则会提高成本，也给系统性能带来损害。所以在选择电子元器件事要谨慎对待，注意电子元器件的稳定性和可靠性，对其质量进行严格的监测和认定，同时在投入使用之后，要对其使用状况进行记录，从而为电子元器件更换提供依据。[4]
2.2 控制电子设备外部环境的不利因素
电子设备所处的外部环境一般比较复杂，对电子设备的使用情况和使用寿命有较大的影响。较好的外部环境是电子设备正常运行的具有重要作用，从而为系统性能的提升提供重要的保障。通常遇到恶劣的外部环境，如霉菌多、湿度大、空气污染严重这样的恶劣环境，则会使设备受到严重的侵蚀，使水分或其他增加绝缘材料的导电物质侵入到电子设备内部，使电子设备性能降低，甚至造成设备的损坏，从而使自动化控制系统性能降低，甚至不能正常运转，影响电厂效益，所以要提高电气自动化控制系统的性能，需要控制电子设备外部不利的环境因素。
2.3 控制设备要与实际情况相结合
电气自动化控制设备在设计之初应充分考虑其适用性。在设备设计时，根据实际情况的需要对零部件以及相适应的软件系统进行技术参数的考察，再同具体的实际需要进行设计，才能使设计出的控制设备，技能和实际需求相符合，又能提高控制系统的性能，降低开发成本，使其具有较高的性价比。
2.4 加强设备散热防护工作
设备散热防护是电气自动化控制系统性能正常发挥的又一重要保障，同时也是系统元器件使用寿命和功能正常发挥的重要保障，加强设备的散热防护，不仅仅使系统性能正常发挥，而且延长了元器件及设备的使用寿命，使控制系统体现出极高的经济性，为电厂降低了成本，提高了经济效益。设备的散热防护做得不到我则会影响其可靠性，甚至会造成设备的损坏，导致控制系统的瘫痪。所以，在设备防护中，要注重设备的散热防护，使设备在使用过程中所产生的热量及时排解出去，特别是对于功率较大的设备应在设备上加上散热器，同时在功率大的设备周围应避免了敏感的半导体分离器的使用，从而消除隐患，提高系统使用性能。[5]
3 结语
电气自动化控制系统在实现电气自动化过程中发挥着举足轻重的作用，是电力企业实现自动化生产的重要环节，为推进电力企业自动化、现代化具有重要作用。在电气自动化设计中要结合科学的设计思路，将自动化控制系统的设计与应用利益广泛的计算机网络技术相结合，做好提高系统性能的各项工作，从而真正发挥电气自动化控制系统在电力输送中的巨大作用，推动我国电气自动化发展。
参考文献
[1] 石一辉，张承学，易攀，等.差分算法在电力系统高频信号分析过程中的研究[J].电工技术学报，2008（3）.
[2] 曹殿春，厚金库.我国工业电气自动化的发展现状与趋势[J].中国新技术新产品，2009（2）.
随着时代的不断发展，楼宇的设计中也逐渐加入了智能的因素，在智能化发展的趋势下，楼宇自动化控制系统在建筑行业得到了广泛的应用。在实际的建工工程中，自动化系统不断走向发展与完善，但是关于楼宇自动化控制系统的失败案例也有不少，这就要求我们在实际工作中对自动控制系统进行进一步的完善。本文就对楼宇的自动化控制系统进行了深入浅出的分析与探讨，希望能为楼宇建设的自动化系统控制的相关设计提供一些参考。
【关键词】自动化 控制系统 完善
近年来我国的经济建设得到高速的发展，楼宇的建设开始全面开展，同时也带动了楼宇自动化系统控制建设的发展。楼宇自动化控制系统主要包括四大部分，包括主机、现场监控器、通信网络和仪表。楼宇自动化系统对建筑内的何磊设备进行监控，保证了运行的安全、可靠，同时还能节省人力和物力。但是，因为我国的楼宇自动化控制的发展比较晚，在设计和施工等方面还只是处于初级发展阶段，在具体的设计和施工方面还存在着很多不合理的地方，所以会有运行不良、使用寿命短等问题的出现。所以，根据实际情况，我们要针对楼宇自动化设计的特点对相关的管理功能进行选择，同时还要在实际的工作中积累关于自动化控制的相关经验，使系统设计得到相应的完善，使楼宇自动化控制系统真正的发挥出相应的功能。
1 简述自动化控制系统有哪些基本的功能
在楼宇自动化系统设计中采用的数据通常情况下都是根据自动采集而来的数据，这些数据可以作为系统运行的一种参数，对运行情况进行自我监控，对系统中的各个指标进行全方位的调动，进而实现和创造经济效益和相应的社会效益。
1.1 自动化系统具有数据自动采集的功能
对现地控制单位之间传送的数据进行的处理和存储要建立在系统数据库的基础之上，用上位计算机对系统的相关参数进行分析，从而形成系统运行的参数。在数据库中提取的数据资料可以对自动控制进行调节，通过本身的记录、检索等功能为系统的工作人员的灵活调用作为参考。
1.2 自动化系统具有自动监控与调节的功能
想要提高系统的监控水平和调节水平，可以达到减少对系统操作失误的目的。但是，系统具有本身的复杂性，人工的监控是难以达到要求的，所以就需要自动监控和调节功能的开发与利用。对各种功能设置模拟操作系统，这个系统的设置要建立在数据科学合理的基础上。将自动系统的指令设置在屏幕显示器上，根据计算机屏幕显示执行的步骤，这样就可以对系统运行进行一目了然的监控了。
1.3 总动画系统具有现地控制单元的功能
这个功能应该在自动化操作系统中某个环节的后面，进行现地的现实和处理，同时将操作的具体情况传到主控层。主控等再根据指令对是否满足指令的条件进行分析。最后按照发出的指令将硬件运行到相应的位置上。现地控制一般都会设置权限开关，根据开关实现远程的切换，同时依然可以使用手动的方式进行辅的操作，手动操作还可以解决特殊情况下的燃眉之急。
2 对数据采集的设计
在对自动化系统进行上述三项基本功能的设计的时候，一定要体现出系统基本功能之间的共通性，还要对这些功能进行合理的处理，使自动化控制功能的适用性能够得到相应的提高。
2.1 对数据采集的设计
在对系统数据进行采集之前要做到有针对性的进行采集，对自动化控制系统数据进行采集之后，要及时将数据传送到上位计算机中，实现系统运行的实时监控，这些数据可以作为盘点系统运行是否正常的重要依据。对系统的数据采集可以用单端隔离的模拟量进行输入卡，用波形检测的方式对系统自动收集的数据进行分析与监控，同时，必须要设置好采集范围和输出通道。
对数据进行采集设计时要做到对数据保存情况的实时显示。在对软件进行设计的时候还要对校本程序进行编译，同时用人机界面对数据的几率、存储等情况进行显示，最后将软件和数据可连接起来。这种功能使数据记录和存取的便利性得到大大的提高，同时还完成了对数据可的属性设置。
值得一提的是，对数据进行采集的时候要遵循一个重要的原则，探测元件与要采集的内体要尽量靠近，以减少传导中的误差，避免这些误差对数据真实性的影响。在传输中还可以使用光纤等新技术，这种新技术的应用可以达到准确的目的同时又不会使误差造成系统的误动作。
2.2 监控设计
在自动化系统中的监控最常见的方式有三种：远程监控方式、集中监控方式和现场总线监控方式。其中几种监控方式便于系统运行的维护管理，对系统的设计比较容易，也没有较高的要求和标准。远程监控方式的优点主要有对资源能够起到节约监控的目的，同时具有较高的可靠性，并且在实际的应用中可以体现出组态灵活的优势，还可以实现对电缆、附属材料的节约利用。现场总线监控方式是当今条件下一种比较符合时代特征的监控方式，它可以实现远程监控，使监控的连接线路缩短，在这种方式上可以很好的体现出智能化的特点。同时为网络控制系统的发展奠定了基础。
2.3 现地控制单元
自动化系统现地控制单元的实际采用了计算机软件和硬件等先进的技术，确保了各项标准都能符合指标要求。随着科技的不断发展，计算机在不断的更新换代，系统的规模也应该随着计算机的更型换代得到扩展与升级，维护方面要具备自我诊断和自我恢复的功能，避免因为人员操作失误造成的损失。现地控制单元的设计主要包括对机组设备的调节和将控制；对机组控制单元顺序的控制；数据通信要保持通畅；要有自我诊断的功能。
3 结语
综上所述，对自动化控制系统进行设计的时候，要将采集到的数据及时的输送到上位计算机中，对整个运行流程实现实时监控，根据数据对系统运行状况进行判断。还要根据各种方式的运用，使系统工作的效率得到提高，减少维护故障率，在新技术的帮助下，实现计算机对整个系统的配置与设计。
参考文献
[1]张雪峰.楼宇自动化控制系统的IP化发展分析[J].智能建筑电气技术，2012（6）.
[2]杨慕铁.浅析如何完善楼宇自动化控制系统设计[J].福建建材，2013（6）.
[3]何宇红.楼宇自动化控制系统工程设计探析[J].科技与企业，2012（10）.
作者简介
汪诗雯（1985-），女，安徽省歙县人。大学本科学历。现为柳州市人民医院助理工程师。主要研究方向为电子信息工程。
简要介绍了OPC技术和OLE三层接口技术，OPC技术在转炉自动化控制系统的运行中起到了至关重要的作用。阐述了转炉自动化控制系统的基本配置、硬件、软件等方面的内容。将OPC技术运用到钢铁生产中，可提高钢材的生产效率。该系统的应用有利于满足生产需求，促进我国钢铁产业的持续发展。
关键词：
OPC技术；转炉自动化控制系统；通讯电子技术；人工智能管理技术
在炼钢过程中，采用转炉自动化控制系统可提高钢铁生产效率、降低生产成本和减轻工人的劳动强度，从而为实现生产更多高附加值产品打下坚实的基础。现阶段，科学技术、通讯电子技术和人工智能管理技术在钢铁生产中应用广泛，数据采集准确，为更好地实现转炉自动化控制系统的研究提供了有利条件。在该系统中配备了1台计算机单独工作，从而可在现有操作系统的基础上，利用OPC技术实现网站之间的互访。这有利于以最少的投资收获最大的效能。
1OPC和OLE三层接口技术的概述
1.1OPC技术概述OPC技术有其工业标准，包括一整套的接口和属性的标准集。由于以往每个应用软件的开发商为了存取现场设备的数据都需要重新编写专用接口函数，但现场设备中的数据复杂，且产品常常升级，这对数据编写造成了严重的影响。因此，OPC技术应运而生。该技术具有高效性和开放性，且安全、可靠，是一种即插即用的设备驱动程序，可为广大系统使用者带来便利。该技术的产生有效地建立了现场控制与应用程序之间的桥梁，可实现过程自动化控制。现已建立OPC基金会管理，世界上重要的自动化控制系统或仪器过程控制系统都是基金会会员。
1.2OLE三层接口技术概述OLE技术应用于微软公司，通过一套标准的OLE/COM接口完成。OLE是自动化标准接口，其可自动调用OLE技术，允许多台计算机之间进行文档和图形的交换。OLE机制的基础是COM，其是为了实现与编程语言无关的对象而制定的，可以不受程序限制访问，且可在两个应用程序之间进行接口通讯。
2转炉自动化控制系统的应用
基于OPC技术的转炉自动化控制系统需要完成2部分操作：①在主体系统操作站界面中增加二文重砣系统，并且保证此操作站能访问二文重砣系统PLC系统；②需要将二文重砣系统扩充为主体系统的操作站，最终实现两套系统的相互访问和有效结合。
2.1系统的硬件连接如图1所示，“操作站3”即二文重砣系统操作站，带有以太网卡，用网线连接了转炉环网的交换机。“操作站3”升格为OPC服务器，配有双网卡。二文重砣系统通过网卡采集变量，设置OPC为服务器，用以太网卡连接转炉环网，从而使“主控室”“操作站1”“操作站2”得以访问。
2.2系统的软件配置基于OPC技术，转炉自动化控制系统在软件配置方面需要建立以太网连接和进行系统变量、归档报警等，这是因为二文重砣系统变量数目少于主体系统。因此，可将“操作站1”的项目内容直接挪用至“操作站3”，以减少复杂系统开发研究带来的巨大工作量。此操作可完成转炉对6台PLC的访问，可将“操作站3”中计算机的IP地址设为合适的网段，从而实现转炉的自动化生产。此外，还可建立二文重砣系统的变量，并在此基础上研发新型项目，实现系统的各种功能以及“操作站3”对主体系统和二文重砣系统的全面访问。
2.3系统中OPC功能的配置在该系统中，使用OPC技术才能更好地实现操作站对二文系统的有效访问，操作步骤如下：①确认各操作站内安装的软件，确认“操作站1”与“操作站3”之间的网络地址是否处于同一工作组内，以确保两个操作站可以相互访问。②为了设置最低安全级别，对所有人设置了访问权限，可避免因权限引发的问题。在“操作站3”中配置DCOM系统，开始运行指令，选中“OPCServer”设置属性，在复选框中选择“none”和“Anonymous”。③对“操作站1”进行OPC功能设置，实现“操作站1”到“操作站3”的二文重砣系统的变量访问，即通过右键点击“资源管理器”，找到“变量管理器”后添加驱动程序，选择相对应的系统参数，出现一系列服务器列表可供选择时，即可访问所有站点；在服务器列表中，选择“操作站3”的计算机，在定义下的服务器中选择子菜单，通过点击子菜单中的“服务器”按钮，得到所需的变量；在二文重砣系统中选中一个变量，经过确认后可进行新变量的设定。④将二文重砣系统操作界面加入“操作站1”的项目中，通过系统的有效拷贝，界面中的变量可以通过上述方式建立，完成从服务器中读取变量数据的任务。此外，可通过OPC技术实现自动化系统间的网络互访功能。
3.结束语
在传统炼钢技术的基础上，融入新型的现代化技术，研究出基于OPC技术的转炉自动化控制系统，可优化炼钢工艺的自动化进程。因此，应围绕该技术的整体化需求规范其操作流程，强化自动化系统的功能，从而实现最好的运行效果。本文对集团钢铁生产系统进行了深入研究，通过完善转炉自动化控制系统，对工艺过程中的变量及参数进行实时监控，提高了集团的钢铁产量和钢铁质量，降低了集团发展的运营成本，为早日实现产业国际化打下了基础。
参考文献:
［1］刘长进，徐蕾，张淋云.OPC技术在济钢120吨转炉控制系统中的应用［J］.可编程控制器与工厂自动化（PLCFA），2004（12）.
关键词：电气自动化：控制系统；设计思想：创新
随着时代的不断发展，电气自动化已成为一门自动化领域内的分支技术。其内容正在不断成熟和完善，在生产和生活中应用越来越广泛。电气设备保护自动装置要求可靠性高，动作速度快，同时对抗干扰要求较高。电气智能化水平不断提高， 对仪器设备能够精准的控制， 实现了大容量信息数据的传输，也可以依托在不断发展的通讯技术。由于具有灵活性以及很高的集成性，基于Pc的控制系统在工业自动化领域，越来越广泛的被应用。利用先进的自动化控制技术、电子技术、微机技术、计算机网络技术相结合，对其进行以微机监控和自动发电控制系统为基础的综合自动化改造，并实现对水电站发电机组的自动起、停机及其自动发电控制、同期并网，完成了机组和线路的各种电气量的实时监测和控制以及对上级调度的信息传输。保证工厂安全、可靠、经济运行，提高工厂综合经济效益。
1当前电气自动化系统的功能
根据“先进、实用、经济”为系统组态总体原则，最终实现技术先进、设备性能安全可靠、配置合理、经济的目的，遵照电气控制的特点和单元机组的运行方式，将其发电机——变压器组和厂用的电源等电气系统的控制全部纳入ECS监控模式下。为了确保工业设备和人身安全、满足系统实时性、开放性、互换性、可用性、易操作性、易维护性的要求，达到自动化程度高的现代化生产管理模式。
2 电气自动化控制系统的设计新思路
2.1计算机监控系统
工厂以计算机监控系统为基础。工业设备的运行监视和控制在中控室的操作员工作站上进行，同时也可在各LCU上通过触摸屏和开关按钮实现对其所控设备运行的监视和控制。机组单元及开关站／公用单元通过光纤网络与全厂计算机监控系统连接并接受其监控， 同时在这些系统的现地控制柜上设有控制开关以及操作按钮，可以实现设备的现地监控。一种冲床机自动化冲瓶盖新型操作机， 属于实用新型机械。该机解决冲瓶盖生产中，人工用眼睛配合双手在上下冲之间瞄准冲瓶盖，不能理想描准， 时而冲出缺块圆，时而圆与圆之间留出过火间格， 浪费了材料。又容易产生人伤事故。计算机监控系统可按“无人值班” (少人值守)的运行方式设计。触摸屏与PLC之间采用标准、开放、快速的现场总线技术( MPI)，通讯速率最大可达12Mbps，保证PLC与触摸屏、现地单元与上位机之间数据交换的安全性。硬件、软件采用模块化、结构化的设计，以便于硬件设备的扩充，又可适应功能的增加和系统规模的扩展。
2.2 实现完全数字化电气信息量监控
厂用电保护装置和MCC、PC控制装置均能满足保护、测控和高速通信一体化的要求，按照监控系统的硬件配置，现场总线将厂用电气系统组成局域网，组成专用的ECS，实现完全数字化电气信息量监控的目标，为DCS提供高速实时的数字化通信接口。DCS均以通信软报文方式对参与顺序控制的电气量进行采集和控制， 未用二次电缆硬接线，简化了设计和施工量，节省了大量的经济成本。具备实时性好，抗干扰能力强，适应电站的现场环境的优点。人机接口功能强，操作控制简洁、方便、灵活。在保证系统的实时性和可靠性等技术指标的同时， 系统应具有可维护性好的特点，保证较小的MTTR指标。
2.3 系统的数据采集
工业自动发电控制系统和微机监控实时在线采集， 电机组主轴各关键处的摆度、各个轴承和机架的振动、蜗壳和尾水管的压力、轴承温度、接力器行程、发电机组功率、空气隙的动态变化、发电机绝缘状况、水轮机流量、空化噪声以及超声波等参数，进行必要的预处理和转化，存入系统实时数据库中。
2.4 全开放式现场总线控制系统监控方式
全开放式现场总线控制系统是采用智能I／O模件作为仪表上网的桥梁，可同时节省成本，使用现场总线网络适应分布式、开放式的发展趋势，开放性无疑是新一代控制系统的重要性特征。使用开放式的控制器硬件及其开放式的组态软件替代DCS中专用的控制器，数据连接能力与硬、软件可移植性的组合，保留DCS的冗余技术及组态技术等优点， 以太网和0Pc是数据连接能力的例子，PC是开放的硬、软件平台的例子。开放基于标准，标准驱动开放性。
3 工业控制技术发展潮流——有线与无线的融合
控制信息的传输是实现自动化系统控制的关键，建设数字化、信息化工厂、实现“一网到底”的控制技术，需要建立一个通畅可靠的信息传输渠道， 有线系统往往需要较大的投资，无线系统是个很好的选择。一组铝塑组合式防伪瓶盖产品，是瓶盖市场上最新的技术，防伪功能强，效果明显。随着无线技术的逐渐成熟应用，有线与无线的融合正式成为工业自动化控制技术发展的潮流。新型铝塑组合式瓶盖的设计简洁明快，具有较高的实用性价值。可见，工业自动化仪表的数字化、网络化，能够将模拟技术转化为数字技术，并且数字技术中的技术含量更高，数字化互感器和光纤的应用，在市场中占有更大的比例，具有良好的平衡性， 明确的定位性，市场发展前景良好。
关键字：自动化控制系统PLC 变频调速
1.概述
重卷机组是冷轧产品的一道重要工序，用于将厚度为0.2～0.65mm的大直径钢卷经切头、切尾、切边、检查及涂油后，重卷分切成小直径钢卷，并将钢卷称重、打捆。随着市场经济的不断完善和发展，生活水平的要求越来越高，使得冷轧产品的需求量越来越大。高效稳定的自动化系统对保证冷轧产品的生产效率至关重要。本文主要介绍基于西门子PLC控制系统，如何实现重卷全线自动化控制，以及相关参数的配置。
2．重卷线自动化控制系统简介
莱钢重卷线采用西门子公司的S7―400系列及PROFIBUS-DP现场总线, 系统中配有TCP/IP协议的以太网通讯接口。自动化控制系统工作时可由操作人员通过本地计算机（HMI）设定运行参数，包括来料的各种参数，然后将这些参数与设定的机组运行速度、张力等参数进行运算后，控制变频调速器的控制指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。通过工控机WINCC画面实现人机交互控制整条生产线的正常运行。设备运行的状态、参数、实时过程数据都通过画面显示出来，并作为历史数据保存在数据库中。对异常情况如变频器故障、电机过热、油压异常等进行报警，并存储报警记录。自动控制各主传动电机之间的速度、张力的大小，风机、油泵的启停、阀门的开闭。系统还可以对生产数据库及历史数据库管理，并可查询及打印相关数据。
3.控制系统功能
3.1张力控制与速度控制
瞬时卷经计算：
对于瞬时卷径的计算可以根据同一时间内，导向辊上带钢走过的长度与卷筒上带钢走过的长度相等，同侧卷筒和导向辊上带钢的线速度相等，因此：
πDCNC=πDSNS
DC=NS*DS/NC
DC-----------卷筒上的带钢瞬时直径
DS-----------导向辊的直径
NC-----------卷筒的转速，以脉冲计量
NS-----------导向辊的转速，以脉冲计量
开卷机转矩计算：
张力给定Zset由Profibus DP网传给开卷机变频装置，首先由计算出钢卷的实际瞬时直径D，然后再根据直径计算出开卷机的转矩M，做为开卷机的转矩限幅，从而保证张力的恒定，具体的计算公式如下：
n=nact÷i (rmp)
πD=Vact÷n(m)
M=Zset*D/2(Nm)
Nact-----------电机实际转速
i--------------开卷机减速比rmp每分钟旋转次数
Vact------------钢带线速度
重卷机组中，开卷机控制是带卷径计算的张力控制，卷取机控制是带卷径计算的速度控制。下面进一步说明如何通过自动化的控制满足工艺的要求。
公式一：电动机的力矩
M=KMФI枢
KM----电机结构常数；Ф ----电机磁通；I枢----电机电枢电流
公式二：张力T与力矩M关系
T=2M/D
D-----带卷直径
公式三：带钢线速度
V=πDn电/60i
n电------电动机转速rmp；i------电动机和卷筒的速比
公式四：电机电枢电势
E=KCФn电
KC-------是常数
公式一、三、四带入公式二可得下面公式
T=CEI枢/V
C-------常数C=2πKM/60iKC
由此式可得E不变，V也不变，则带钢张力T与电枢电流I枢成正比。
控制框图如下：
Zset张力设定 电流输出
偏差i
计算张力Zi
卷取机的速度控制的实质是，若卷取时带钢线速度不变，采用电流调节器使I枢保持恒定，就可保证张力恒定。
Vset速度设定 电流输出
偏差i
计算速度Vi
实际上，随着带钢卷径的变化，线速度是变化的。所以可以通过电势调节器调整电动机的磁通Ф，以改变电机的转速，保持线速度恒定。或者磁通Ф一定时，通过调节电流调节器，保持张力恒定。
3.2自动分切控制
切分剪
开卷机入口转向辊 出口转向辊 卷取机
钢卷重量计算公式如下：
BG=(D2―Di2)*π/4*B*ρ
式中 BG―带钢重量；D―钢卷直径；Di―钢卷内经（=2*Ri）；
B―带钢宽度；ρ―带钢密度。
分切控制
n=BG/Gset；（n=BL/Lset）
n---分切次数；Gset----卷重设定；Lset---长度设定。
4.系统特点和优势
4.1采用了网络及现场总线传递过程数据，多种信息的交换仅依靠网缆或屏蔽双绞线即可完成，传输的数据量大并且稳定，也方便系统的维护和故障的查找。避免了模拟量传输所带来的漂移、抗干扰等问题，大大提高了系统的稳定性。
4.2操作人员、计算机与控制设备三者之间的联系均通过网络完成，人机界面可以使全线生产过程的视窗控制中心，确保安全可靠控制生产全过程。
4.3全数字化、控制器及所有控制功能均有参数设定功能，控制精度高；控制参数能通过优化功能自动设定；能方便的实现与PLC和其它装置的联网；通过相应的软件可实现张力、速度、位置、同步等高精度控制要求。
5.总结
关键词：选矿工艺 ；自动化控制；PLC
中图分类号： TU2 文献标识码： A
1、概述
FCS（Fieldbus Control System现场总线控制系统）是用现场总线网络将现场各个控制器和仪表设备互联，构成现场总线控制系统，同时控制功能可降低安装成本和维修费用。FCS是一种开放的、具有互操作性的、分散的分布式控制系统，现在广泛应用于选矿自动化控制系统中，并取得了较好的效果。
2、某选矿厂自动控制系统设计
2.1 选矿厂自动控制系统架构
根据某选矿厂的工艺流程要求，初步拟定该选矿厂的控制系统由5个控制站，与一个中央控制室组成环网。控制层提供了生产工艺数据和设备信息采集、过程数据控制处理与实时控制等功能，主要由PAC站与HMI组成。
各站内部采用PROFIBUS-DP现场工业总线的方式进行数据通讯；各站与中央控制室之间，采用以太网的方式进行数据传输及存储[3]。5个控制站分别是：（1）粗碎、中碎及干选控制站；（2）高压辊磨机流程控制站；（3）1#系列筛分预选及磨选控制站；（4）2#系列筛分预选及磨选控制站；（5）浓缩、环水及尾矿控制站。
选矿厂控制系统的信息层主要提供了现场生产过程的模拟显示、操作指令下达、报警显示、数据存储、历史记录、报表分析及WEB等功能。信息层主要由操作员分站、操作员总站、工程师站、历史服务器、WEB服务器、WEB客户端、以太网交换机和网络打印机，以及相关的软件等组成。
2.2 选矿厂自动控制系统软件设计
该系统所用的软件主要有：操作系统软件WindowsXP SP2、PLC控制应用软件Machine Edition、组态监控软件iFix、历史数据库软件iHistorian、WEB软件Portal。
信息层的计算机操作系统主要配备Windows XP Service Pack 2。它对个人用户来说：具有可靠的附件安全检查，提供更多的网络安全保护，确保了网页浏览更安全。系统组态采用iFix软件，由于iFix系列软件的C/S架构，系统选用2套iFix增强型的无限点开发版软件作为工程师冗余站。此软件通过专业驱动和下位的PLC连接，实现和PLC的数据的交互。同时，选用6套iClient软件作为此系统的操作员站，用来实现对系统的监控，其中5套是分别对应于各控制站，另外1套是整个系统的总监控[4]。
系统中的数据管理选用GE公司的iHistorian软件来实现历史数据的压缩归档存储。iHistorian数据库通过iFix采集器和下位的iFix软件连接，从iFix软件的数据库中获取数据。同时，它可以通过其它采集器以及接口和别的系统连接。系统中的WEB功能由GE公司的Portal软件来实现，Portal是一个专业的可视化的数据分析报表生成和web的软件。系统中涉及到的三个GE Fanuc软件直接可以实现无缝连接。
2.3 选矿过程主要控制方法
选矿过程控制主要有前馈控制、反馈控制和以反馈控制为主，辅以前馈控制的综合控制三种。前馈控制是干涉因素未进入过程以前，先检测出其有关参数，利用事先研究的关系式，判明其对生产过程的影响，按要求予以校正。反馈控制是先测出被控变量参数，反馈到控制器与给定值进行比较，然后根据比较结果，调节被控变量直至与给定值接近。因此，设计通常采用以反馈控制为主，并辅以前馈控制的综合控制方式，如磨矿回路中的给矿量、浓度和粒度控制；浮选回路中的给药量、品位和液位控制等[5]。
该选矿厂工艺流程主要包括：碎矿工艺流程控制、高压辊磨流程控制、筛分预选及磨选控制、一段磨矿的工艺控制、二段磨矿的工艺控制、尾矿浓缩及尾矿输送控制。
控制系统通过对浓缩机底流浓度的检测，分析现时的排矿浓度与工艺设定的浓度是否有偏差，如分析结果有偏差，控制系统将会根据偏差决策：进行调整或者不调、进行调大或者调小底流的放矿阀，用以改变浓密机底流的排矿量，从而控制调整浓密机内的积矿量，达到控制底流排矿浓度的目的。
3、系统设计特点
系统采用基于现场总线控制的配电模式，使控制系统通过PLC对软启动器、变频器、电机保护器等智能设备进行检测和控制。从而实现对流程设备进行多变量的监控，提高数据的采集精度和控制精度，并实现完全意义上的远程监控。
使用FCS技术将现场智能设备通过总线的方式连接起来，即是实现了更高意义的配电自动化和过程自动化，其特点如下：
（1）由于控制系统与现场设备是通过总线进行数字化的传输，因而减少了以往模拟信号的转换环节，提高了数据的采集精度和控制精度。
（2）利用FCS现场总线控制系统和总线通讯，来控制和检测加有智能功能的流程设备。
（3）总线方式具有结构性好，FCS可以把智能技术分散现场各点，依靠现场智能设备实现基本控制功能。
（4）通过现场总线可以连接所有智能设备，大大减少了控制电缆的数量和施工调试的费用，也减少了日常维护量，有利于实现该选矿厂的减人增效的目标要求。
4、结语
基于FCS的选矿自动化控制系统设计能实现以下功能：
（1）对选矿厂实行集中操作控制即：通过自动化控制系统对生产流程实现全流程的自动启/停控制；对生产流程及设备运行状态进行实时自动监控，从而保证流程在线运行设备安全。
（2）对生产流程中重要的工艺参数如：矿仓料位、矿浆池液位、蓄水及环水池液位、破碎机、高压辊磨机、球磨机给矿量、各给水环节的给水量等进行实时检测和显示。
（3）通过控制系统网络，将选厂生产信息向上级相关部门实时传送和，在提高矿业公司选矿厂生产自动化水平的同时、提高矿业公司现代化企业的管理水平。
（4）对该选矿厂的工业电视监控系统将采用先进的、基于C/S结构的数字视频监控系统。
通过对该选矿厂生产过程的自动化控制设计，使该选矿厂的自动化装备水平达到国际先进和国内领先水平，生产效率和指标达到国内选矿厂生的先进水平。
参考文献
[1] 袁秀英.组态控制技术[M].电子工业出版社，2003.67～88.
[2] 黄雨虹，陈庆玲.选矿车间生产过程控制方案的优化[J].轻金属，2003（10）：9-12
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