浅析电气自动化的控制系统应用

时间:2020-08-18 17:05:12 自动化毕业论文 我要投稿

浅析电气自动化的控制系统应用

  随着我国科学技术的发展,电气自动化控制系统在实际生活中的应用越来越广泛,下面是小编搜集整理的一篇探究电气自动化控制系统的论文范文,供大家阅读借鉴。

  一、电气自动化控制系统概述

  电气自动化控制系统,是指以计算机技术为基础,便于集成和控制的电气系统,它是电气工程与自动化的简称。

  1.电气自动化控制系统特点

  1.1电气自动化控制系统功能较为整体化,电气自动化控制系统操作量较小,信息采集量远远小于其他控制系统,操作频率较低。电气自动化控制系统控制较为准确,整体控制速度较快,控制效果较好。

  1.2电气自动化控制系统功能可靠性较强,系统反应时间较短,操作较快,控制效果非常显著。在进行电气自动化控制系统控制的过程中电气自动化控制系统需要较高的抗干扰性。

  1.3电气自动化控制系统控制时多采取顺序控制及数据系统采集控制,整体保护较多,控制效果较强。除此之外,电气自动化控制系统控制的联锁保护效果非常好。

  2.电气自动化控制系统功能

  在进行电气自动化控制系统功能的过程中,电气自动化控制系统功能主要实现:

  (1)对LPS系统与直流系统进行全面监督,对出现的问题及时进行反应;

  (2)对发电厂厂高变保护,对发电机的常用变压器、励磁变压器进行全面保护;

  (3)通过电气自动化控制系统功能可以有效完成自动同期并网和手动同期并网220kV/500kV开关系统;

  (4)对柴油发电机组及保安电源进行操控;

  (5)对高压启、备变压器设备进行操控;

  (6)对低压厂用电源的操控,对电源变化进行动态监督管理,对低压备自投装置进行全面控制;

  (7)对高压厂用电源的操控,对电源变化进行动态监督管理,对厂用电压快切装置状态的投退及手动启动进行全面控制;

  (8)实现对发电机的励磁系统操控,完成控制方式切换和电力系统稳定器的投退等。

  二、监控方式

  1.集中监控

  集中监控方式主要在于运行维护便捷,系统设计容易,控制站的防护要求不高。但是基于此方法的特点是将系统各个功能集中到一个处理器进行处理,处理任务繁重致使处理速度受到影响。此外电气设备全部进入监控,会随着监控对象的大量增加导致主机冗余的下降,电缆数量增加,成本加大,长距离电缆引入的干扰也会影响到系统的可靠性。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,增加了维护量,并存在因为查线或传动过程中由于接线复杂造成误操作的可能。

  2.现场总线监控

  当前智能化电气设备有了较快的发展,计算机网络技术已经普遍应用在变电站综合自动化系统中,我们也积累了丰富的运行经验。这些都为网络控制系统应用于电力企业电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控使得系统设计更有针对性,对于不同的间隔可以拥有不同的功能,可以根据实际的间隔情况进行设计,也具备远程监控方式的`全部优点。此外,采用这种方式还可减少大量的隔离设备、端子柜、I/O卡件、模拟量变送器等,而且设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,降低成本和安装维护工作量。另外,各装置的功能相对独立并通过网络连接,网络组态灵活,是整个系统的可靠性大大提高,任何装置故障仅影响相应的原件,不会导致整个系统瘫痪。

  3.远程监控

  远程方式具有节约材料、节省安装费用、可靠性高、组态灵活等优点,但由于各种现场总线的通讯速度不够高,而电厂等电气部分通讯量相对比较大,所以这种方式适合于小系统监控,而不适用于大范围的电气自动化系统的构建。

  三、电气和自动化在工程实践中的融合

  1.由于高低压变配电系统设备中具有嵌入式控制装置,用电设备就地控制设备中具有PLC控制器和现场总线技术的应用,电气和自动化的交融、一体化在电气与自动化工程实践活动的合二为一。

  2.根据用电设备和工艺控制要求进行高低压变配电系统、用电设备的一次电气设计。

  3.根据供电方条件、要求和用电设备要求和特点,进行高低压变配电系统二次计量、保护、控制的控制流程框图设计。

  4.根据工艺控制要求和自动控制要求,进行配电系统末端用电设备的就地控制装置的控制流程框图设计。

  5.根据工艺控制要求进行仪表、执行器和操作管理站等系统的控制流程框图设计。

  6.在操作管理站上通过组态软件的平台,按电气、自动化系统的控制流程框图内容实现电气和自动化系统的功能。软件的接口标准协议趋于统一,可以进行在线、离线或远程状况下的组态编程。

  7.进行现场设备和网络系统的安装、电缆敷设设计。

  四、电气自动化控制系统的应用

  电气自动化控制系统的应用相当广泛,以电力系统为例,分析电气自动化控制系统的应用情况。

  1.计算机处理系统和数据采集。其主要功能包括参数输入、参数显示、性能计算、报表打印、异常报警、事故序列记录、历史数据追忆等。

  2.汽机电液调节系统。我国早期汽机控制使用液压控制系统,到了20世纪80年代,因为控制设备、电气元件以及电液转换器可靠性的提升,而且使用高压抗燃油伺服机构,使得电调系统较多的为汽机配套,从而实现转速、电功率、调节级后压力三个回路控制。控制汽轮发电机组由盘车开始,依次冲转,暖机,升速,阀切换并网,带初负荷,加负荷,直到正常运行。参加电网的一次调频及接受电液的调度来改变负荷。不但保证机组安全,并且达到了在运行状态变化中,尽量延长机组寿命,以及稳态运行过程中尽量提高机组的经济性。

  3.汽机旁路系统。旁路控制系统的组成包括高低压旁路压力调节和高低压旁路温度调节系统,旁路阀门执行器可以依据系统在运行时候力矩及速度的要求来选择电动或是电液执行器。   4.汽机监视保护表。汽机需在机组的启动、运行及停机过程里使用保护仪表监视机械工作状况,避免发生事故。自20世纪80年代起,我国生产的汽轮发电机组的单机容量增加,必须开发相应机械参数的监视保护仪表,其中包括转速、轴向位移、轴承盖振动、轴振动、偏心度、汽缸热膨胀等整套的装置,从而使得机组连锁保护系统有准确的保护监视信号。

  5.机、炉协调系统。协调控制系统作为火电站主控系统意义重大。其主要任务是控制机组的各项输入和输出之间的能量平衡以及质量平衡,并且不断对运行过程中的内、外干扰行进消除,以满足电网对于机组负荷的需求,使得机组稳定运行,其主要功能是接受电网负荷调度,参与调频和调峰,控制汽机、锅炉间的能量输入输出平衡,协调锅炉内诸如送风、燃料、引风、给水等子系统的控制动作,协调辅机设备实际能力和机组出力等。

  五、电气自动化控制系统的未来发展趋势

  伴随着科学技术水平的不断提高,相信电气自动化控制系统也会产生日新月异的变化,将会朝着更加智能化、一体化、信息化和创新化的方向发展。

  1. 智能化的发展趋势

  所谓电气自动化控制系统的智能化,就是指其在性能、功能和反应等方面都会得到进一步的提高和完善,能够主动的对外界的指令做出判断与回应,使对电气产品的使用更加简单、方便和快速。这不仅能够减少很多的人力和物力,对于降低生产的成本也会产生重要的作用,并且能够为消费者提供更多的便利。除此之外,科学技术水平的进一步发展和科技手段的改革,还会进一步促进电气自动化控制系统朝着智能化的方向发展。

  2.一体化的发展趋势

  实现电气自动化控制系统的一体化对于我国电气事业的发展能够产生至关重要的作用,在电气产品的设计、生产、使用、维护等方面都是必要性的发展趋势,这是供电企业对生产成本进行有效控制,提高企业的经济效益和市场竞争能力的重要途径,也是电力事业不断增强其在国民经济发展中的地位的有效举措。另外,在整个电气自动化控制系统的发展历程中,实现其自身的一体化始终都是一个重要的发展目标和发展趋势。

  3.信息化的发展趋势

  当今社会是一个网络化的时代,信息技术在促进社会联系和沟通方面是必不可少的技术。而电气自动化控制系统的信息化,是指系统自身就能够完成对信息的收集、分析和处理,是电气自动化控制系统的智能化和一体化的集中表现形式,实现系统的信息化能够很大程度的减少人力物力的投入,采用计算机技术进行数据的分析和处理,可以有效的减少信息处理过程中的错误概率,使系统的运行更加精准和方便。

  4.创新化的发展趋势

  科技的发展都会经历起步、成熟、完善和创新的过程,自电气自动化控制系统产生以来,我国已经取得了巨大的技术进步,并且正处于更加成熟和完善的阶段,相信在更加高科技水平的刺激和作用下,我国的电气自动化控制系统将会逐渐朝着创新化的趋势发展,不论是在技术,还是在设备方面都会得到创新和发展。

  六、结束语

  总之,电气自动化控制系统在促进我国电气事业的发展方面具有至关重要的地位,在社会生产生活的方方面面都发挥着巨大的影响,并且被应用到各个领域之中。相信在不久的将来,电气自动化控制系统将会朝着更加智能化、一体化、信息化和创新化的方向发展。

  参考文献

  [1] 刘春兰.自动化控制系统在电力系统中的应用研究[J].四川工程职业技术学院学报,2013,6(04).

  [2] 毛龙飞,张平,杨欢,张辉宇.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展[J].产业与科技论坛,2013.21(05).

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