序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇自動化控制設計范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞：自動化控制，醫(yī)藥企業(yè)，方案設計，應用效果

中圖分類號：R文獻標識碼： A

Abstract: With the development of new technics and the application of new equipment, pharmaceutical companies in China have gained an impressive success in product qualities and quantities. Nevertheless we have to accept the fact that we still have a long way to go to catch up with our foreign competitors. It has been proved that automation system could be helpful to ensure the stability of products and make the management system more effective. In this article, we elaborated the specific parts which require the use of automation system in pharmaceutical companies and introduced the design principles of the system. What is more, we also pointed out some details need to pay attention to during operation. What we discussed here is how to design the automation system in an appropriate way in pharmaceutical projects, which could be meaningful to pharmaceutical companies.

Key words: automatic control, pharmaceutical industry, design scheme, application effect

引言

藥品安全事關(guān)人民群眾的身體健康和生命安全，關(guān)系到經(jīng)濟健康發(fā)展和社會穩(wěn)定，有些醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)由于缺乏嚴格有效的自動化控制和管理手段與機制，而發(fā)生重大的藥品生產(chǎn)質(zhì)量事件，在社會上反響強烈。這就要求醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)采取更加有效的措施，提升藥品質(zhì)量監(jiān)控力度，在這個過程中，提高自動化水平發(fā)揮著不可忽視的關(guān)鍵作用，自動化系統(tǒng)能提高企業(yè)的生產(chǎn)和管理水平，有效的控制和約束人的行為，在規(guī)范化管理的同時可以大幅降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提升企業(yè)核心競爭力，同時自動化系統(tǒng)的應用對于企業(yè)逐漸向國外領(lǐng)先企業(yè)靠攏，提升整個行業(yè)的競爭能力具有重要意義，是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。

自動化系統(tǒng)在藥品生產(chǎn)中的作用

自動化系統(tǒng)在醫(yī)藥企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中具有重要的價值：

（1）建立自動化系統(tǒng)可以按GMP規(guī)范要求對企業(yè)整體進行數(shù)據(jù)采樣、分析、記錄、存檔、列表、實時控制、運行狀態(tài)動態(tài)模擬、運行成本核算等多專業(yè)單元集中管理、統(tǒng)一調(diào)度，提高企業(yè)的整體素質(zhì)，使之與國際先進水平靠攏。通過信息的網(wǎng)狀化和立體化管理，實現(xiàn)企業(yè)信息的全面共享，同時使文檔的電子化和結(jié)構(gòu)化存儲，便于企業(yè)實現(xiàn)集中式和規(guī)范化的管理，為科學決策提供信息保證。

（2）建立全天候自動化實時監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效的遏制由于操作不當和人為的瀆職或系統(tǒng)設備本身而造成事故的發(fā)生，使管理更加規(guī)范。

（3）新型控制技術(shù)的應用，縮短生產(chǎn)周期從而提高設備的使用率，減少維修和染菌風險，為企業(yè)提供了穩(wěn)定的生產(chǎn)控制手段和優(yōu)化工藝的平臺。

（4）在能源計量管理項目中，為企業(yè)的生產(chǎn)成本核算和工作的績效考核提供了有效的數(shù)據(jù)。

（5）自動化系統(tǒng)的聲光報警信號能及時通報專業(yè)人員進行維修，預防事故的擴大，有效的保護生命、環(huán)境、設備、財產(chǎn)的安全。

自動化系統(tǒng)方案設計

隨著城市規(guī)模的快速擴展，處于城市中心區(qū)域的大量五六十年代建設的工業(yè)企業(yè)面臨著外遷，在開發(fā)區(qū)新建制藥園區(qū)的新制劑建設中我們在生產(chǎn)線的自動化控制方案上做了幾方面的提升：

3.1 空調(diào)系統(tǒng)

在整個制劑生產(chǎn)線通過自動化技術(shù)對設備自身及空氣的純凈度、濕度、溫度、流速等進行參數(shù)監(jiān)控和控制以滿足制藥工藝的要求，具體內(nèi)容有：風機的啟停控制、風機變頻調(diào)節(jié)、運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)、初效中效過濾網(wǎng)阻塞報警、回風溫濕度、送風溫濕度、加濕器啟停，溫濕度調(diào)節(jié)、新風風閥控制、部分潔凈房間的溫度 濕度及微壓差參數(shù)監(jiān)測控制等。

網(wǎng)絡方式采用智能分布式, 實現(xiàn)各控制節(jié)點之間，以及它們與專用控制、接口設備之間的數(shù)據(jù)通信。

3.2 規(guī)范管理與智能設備

制劑生產(chǎn)中，雖然制劑設備本身的自動化內(nèi)容比較豐富，但他們的自動化問題大多數(shù)是由設備制造商來完成的，是自我封閉的，形成了一個個孤島，還有一些中間過程如原輔料 中間品 半成品等缺乏合適的監(jiān)控手段，整個生產(chǎn)過程存在著大量的人工操作和質(zhì)量不可控的環(huán)節(jié)。

根據(jù)上述狀況在項目設計中一方面根據(jù)生產(chǎn)和管理的實際需求，進行模塊化和層次化的考慮，詳細梳理并合理設計生產(chǎn)全過程的批生產(chǎn)和批管理流程方案，確定藥品生產(chǎn)全過程中的關(guān)鍵質(zhì)量控制點，把包括最底層的操作工人在內(nèi)的所有生產(chǎn)和管理人員的所有工作，全部統(tǒng)一在同一個信息化的網(wǎng)絡操作平臺上，由計算機系統(tǒng)有效地規(guī)范、約束或取代人的操作行為，從而降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)中由于人為因素導致的質(zhì)量偏差和事故；另一方面對智能設備的定購提出盡可能統(tǒng)一的通訊接口，通過485接口接入串口服務器，然后轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)直接接入工序的控制網(wǎng)絡。

3.3 能源成本核算

制劑生產(chǎn)中除了原材料成本外能源的消耗也占有較大比例。 生產(chǎn)中常用的能源一般有一次水、循環(huán)水、冷凍水、熱水、蒸汽、壓縮空氣（高壓 低壓）、用電量等，因此能源自動計量系統(tǒng)就是對這些能源的使用情況進行采集、瞬時計量，自動記錄各種能源的使用量，并對能源異常消耗進行報警，利用能源計量數(shù)據(jù)的采集、診斷、分析進行成本核算及生成各種報表，由此達到有效管理節(jié)能降耗的目的。

3.4 系統(tǒng)集成

在管理層，網(wǎng)絡將自身的管理設備和建筑物中其他相關(guān)系統(tǒng)和獨立的智能化系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信、信息共享以及其他廠商設備和系統(tǒng)的通訊，網(wǎng)絡采用以太網(wǎng)，以標準TCP/IP協(xié)議互相通信，中央操作站及分站，數(shù)據(jù)管理服務器，網(wǎng)絡控制引擎等設備分布其上，通過瀏覽器，即可以通過用戶名和密碼輕松訪問權(quán)限范圍內(nèi)的被控設備，同時通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)把數(shù)據(jù)上傳至總部管理層作為決策依據(jù)。

安裝注意事項

在項目建設施工過程中要注意以下幾個方面：

（1）現(xiàn)場的電纜、管線、橋架施工安裝須遵守有關(guān)規(guī)范，測量管線及氣動信號管線的敷設應本著避開高溫、機械損傷、工藝介質(zhì)排放口、易泄漏、腐蝕、振動、妨礙檢修等場所，不影響交通及整齊美觀的原則進行施工。

（2）儀表設備及控制執(zhí)行機構(gòu)，如調(diào)節(jié)閥等設備的安裝位置都要便于維護和維修，高空處要制作相應的安裝維修工作臺。

（3）儀表線路與工藝設備、管道絕緣層表面之間的距離應符合規(guī)范要求；儀表信號電纜與電力電纜平行鋪設時，應保證規(guī)定的最小間距，與電力電纜交叉鋪設時，宜成直角。

（4）從電纜橋架至設備的電纜須穿鋼管敷設，注意潔凈區(qū)的管線敷設須滿足衛(wèi)生要求，現(xiàn)場橋架、電纜護管、儀表及箱體應按規(guī)定可靠接地，電纜橋架中信號電纜與電力電纜之間需加裝隔離板。

（5） 一次儀表的安裝位置以相關(guān)專業(yè)的設備、管道位置為準；流量測量信號點的安裝位置保證有足夠的前、后直管段。

（6）土建施工時，凡是自動化專業(yè)管線需穿墻，穿樓板或電纜橋架安裝需要預埋鋼板時，請及時與土建專業(yè)配合。

（7）組網(wǎng)時要注意RS-485 的接地問題，對整個網(wǎng)絡，必須有一條低阻的信號地將兩個接口的工作地連接起來，使共模干擾電壓被短路。這條信號地可以是額外的一條線（非屏蔽雙絞線），或者是屏蔽雙絞線的屏蔽層。

自控系統(tǒng)的實際應用效果分析

（1）方案的實施合理可靠地解決了生產(chǎn)線中各智能設備自動化檢測與控制的孤島問題，數(shù)據(jù)更加統(tǒng)一，管理集中便利，使得整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)與設備調(diào)度自動化過程連貫起來，為成功實現(xiàn)生產(chǎn)全過程的控制和管理提供了技術(shù)上的保證。

（2）采用自動化和信息化相結(jié)合的手段，能在最大范圍內(nèi)控制和約束人的行為，排除一切人為的失誤和環(huán)境條件的干擾，使藥品在整個生產(chǎn)周期都能夠自動和極其嚴格地按照既定的最優(yōu)化工藝條件和GMP質(zhì)量管理規(guī)范進行生產(chǎn)，使得藥品質(zhì)量的可控、可追溯、可驗證變?yōu)榭赡堋?/p>

（3）項目的實施提升了對藥品生產(chǎn)過程的控制力度，同時自動形成的生產(chǎn)和質(zhì)量檢驗、控制和驗證所需要的生產(chǎn)文檔、質(zhì)量文檔和驗證文檔，為項目順利通過國家GMP、美國FDA及歐盟的相關(guān)認證提供了大量電子文檔認證。

（4）能源自動計量系統(tǒng)的監(jiān)控使得企業(yè)隨時掌握能源消耗情況，通過能源定量化管理，做到能耗有數(shù)據(jù)，制定生產(chǎn)工序和產(chǎn)品能耗定額有依據(jù)，考核用能狀況有標準，為制訂節(jié)能的操作制度創(chuàng)造條件，同時為合理開展節(jié)能技術(shù)改造提供可靠依據(jù)。

結(jié)論

自動化系統(tǒng)的建立和完善是提升我國醫(yī)藥行業(yè)相關(guān)企業(yè)整體水平的重要途徑之一，有助于企業(yè)建立先進規(guī)范化的生產(chǎn)管理體系。在藥品生產(chǎn)過程中，可以在多個方面運用自動化系統(tǒng)，將自動化系統(tǒng)與已有的其它相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)系在一起，共同實現(xiàn)對生產(chǎn)流程的監(jiān)控管理和統(tǒng)一調(diào)度，從而實現(xiàn)縮短生產(chǎn)周期，提高運營效率，控制生產(chǎn)成本，進行績效考核以及及時對設備等進行維修以確保生產(chǎn)安全等目的。

參考文獻：

【1】黃超群 唐軍  孫航. 工業(yè)生產(chǎn)過程中的SCADA應用分析. 自動化與儀器儀表. 2012，（5）

【2】鄒芳云 楊瑞鋒.智能儀表管理系統(tǒng)的設計與應用. 自動化與儀表. 2013，（10）

篇(2)

關(guān)鍵詞：大型電氣設備；自動化控制；任務合理調(diào)度模型；并行分布

引言

隨著國際自動化水平的不斷提升，大型電氣設備在我國各領(lǐng)域的應用也越來越廣。在大型電氣設備的自動化控制中，任務合理調(diào)度的有序進行，是增強大型電氣設備應用性能、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的關(guān)鍵[1⁃3]。任務合理調(diào)度問題也一直是各國科研人員研究的難點課題之一，科研人員曾設計出一些大型電氣設備的自動化控制中任務合理調(diào)度模型，但這些模型均存在一定的問題，無法給予大型電氣設備精準、高效的自動化控制[4⁃6]。任務合理調(diào)度問題一直是各國科研人員研究的難點課題之一，本文設計一種調(diào)度穩(wěn)定性好、通信性能強的大型電氣設備的自動化控制中任務合理調(diào)度模型。

1大型電氣設備自動化控制中的任務調(diào)度性質(zhì)分析

大型電氣設備由一個母設備與多個子設備組成，其實質(zhì)是一種異構(gòu)的星型網(wǎng)絡。在大型電氣設備的自動化控制中，使用P={P0,P1,⋯,Pi,⋯,PN}表示含有N個子設備的大型電氣設備總集合（i是一個自然數(shù)，表示隨機提取的子設備序列號，1iN），其中，P0表示大型電氣設備中的母設備，余下的均為子設備。用l表示大型電氣設備中母設備對子設備的自動化控制通道長度，那么，大型電氣設備自動化控制網(wǎng)絡示意圖如圖1所示。由圖1可知，大型電氣設備的自動化控制任務全部存儲于母設備P0中，由于每條子設備控制通道的長度l均不相同，因此母設備P0的自動化控制效率處于不斷變化當中，這使得任務合理調(diào)度形成了一種“大面積、分散式”的工作性質(zhì)，這種工作性質(zhì)要求所設計的任務合理調(diào)度模型需要通過“并行分布”原則給予大型電氣設備精準、高效的自動化控制。同時，由于自動化控制效率的不同將導致大型電氣設備中的N個子設備，無法同時接收到母設備分配出的自動化控制任務。因此，大型電氣設備自動化控制中任務調(diào)度的工作量是隨時間而不斷增長，這一性質(zhì)要求所設計的任務合理調(diào)度模型也應該擁有較強的可擴展性，以維持大型電氣設備的應用性能。

2自動化控制中任務合理調(diào)度模型設計

根據(jù)第1節(jié)給出的“并行分布”和“高度可擴展性”的設計原則，對大型電氣設備的自動化控制中任務合理調(diào)度模型進行設計。假設大型電氣設備中的母設備獲取到的自動化控制任務調(diào)度順序為α1,α2,⋯,αn，（n為自動化控制任務的數(shù)量），將按照上述調(diào)度順序進行調(diào)度工作的子設備設為Pα1,Pα2,⋯,Pαn，用rα1,rα2,⋯,rαn表示這些子設備的開啟時間。為了增強所設計大型電氣設備的自動化控制中任務合理調(diào)度模型的通信性能，并同時獲取優(yōu)異的調(diào)度穩(wěn)定性，規(guī)定子設備的開啟時間rα1,rα2,⋯,rαn必須早于母設備調(diào)度工作開始時間wα1,wα2,⋯,wαn，由此設計出的任務合理調(diào)度模型和模型工作流程如圖2、圖3所示。

3實驗驗證

3.1實驗準備仿真實驗使用3臺相同規(guī)格、型號的虛擬實驗設備，分別寫入本文模型、星型網(wǎng)絡任務合理調(diào)度模型和總線型網(wǎng)絡任務合理調(diào)度模型，并對同一大型電器設備依次進行任務調(diào)度。每臺虛擬實驗設備都擁有兩個通信接口，實驗前，將兩個通信接口的帶寬范圍分別設為[0Mb/s，1.5Mb/s]和[1.5Mb/s，3.0Mb/s]。現(xiàn)進行三個任務合理調(diào)度模型調(diào)度穩(wěn)定性和通信性能的驗證實驗，實驗共計進行6h。3.2模型調(diào)度穩(wěn)定性驗證實驗中，每隔1h對三個系統(tǒng)在兩個通信接口中的任務吞吐量數(shù)據(jù)進行采集，并制成曲線圖，如圖4、圖5所示。由圖4、圖5可得，在帶寬范圍為[0Mb/s，1.5Mb/s]的通信接口1中，三個模型的任務吞吐量曲線波動均不明顯，本文模型的任務吞吐量曲線幾乎為直線狀態(tài)。而在帶寬范圍為[1.5Mb/s，3.0Mb/s]的通信接口2中，星型網(wǎng)絡任務合理調(diào)度模型和總線型網(wǎng)絡任務合理調(diào)度模型的任務吞吐量曲線波動情況明顯變大，并且下降情況嚴重。而本文模型的任務吞吐量曲線僅僅存在細微波動，并無明顯下降，表明本文模型的調(diào)度穩(wěn)定性較好。3.3模型通信性能驗證在大型電氣設備的自動化控制中，通信性能較強的任務合理調(diào)度模型不容易受到網(wǎng)絡入侵的影響，并且傳輸速率更快，是增強大型電氣設備應用性能的基礎(chǔ)保障。因此，模型通信性能的驗證實驗每隔1h變換一次網(wǎng)絡入侵類型，每隔10min記錄下三個模型在兩個通信接口中的傳輸速率。將實驗數(shù)據(jù)繪制成曲線圖，如圖6、圖7所示。由圖6、圖7可得，在兩個通信接口中，本文模型在網(wǎng)絡入侵下的傳輸速率均高于星型網(wǎng)絡任務合理調(diào)度模型和總線型網(wǎng)絡任務合理調(diào)度模型，即網(wǎng)絡入侵對本文模型的傳輸速率幾乎無影響，表明本文模型具有通信性能強的優(yōu)點。

4結(jié)論

篇(3)

電氣自動化控制系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：第一，電源供電回路，為控制系統(tǒng)的運行提供電源。第二，保護回路，一般由熔斷器、穩(wěn)壓組件、繼電器等組件組成，對電氣設備和線路的運行實現(xiàn)保護作用。第三，信號回路，通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將電信號轉(zhuǎn)換為直觀的形式，以此來快速的判斷設備和線路的運行是否處于正常工作狀態(tài)。第四，自動與手動回路。在自動化控制系統(tǒng)中仍然需要手動環(huán)節(jié)的控制作用，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用快速實現(xiàn)自動與手動的切換，能夠促進控制功能的有效發(fā)揮。第五，控制停車回路。在自動化控制系統(tǒng)中，包括啟動設備和制動設備，才能實現(xiàn)能耗制動、倒拉翻轉(zhuǎn)制動等，根據(jù)不同的設備制動需求選擇不同的制動設備。第六，自鎖及閉鎖回路。自鎖是在控制系統(tǒng)啟動以后，電氣設備維持正常工作環(huán)境的狀態(tài)，而閉鎖則是用來保證電氣設備和線路正常運行的穩(wěn)定性和安全性。一般在控制系統(tǒng)中，如果包括兩臺或者兩臺以上的設備，只能實現(xiàn)對一臺設備的自鎖功能。

2電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思路

2.1集中監(jiān)控方式

這種控制方式最大的有點就是操作起來簡便，而且進行防護設計方面也相對比較簡單。不過這種控制方法必須把所有設備的所有功能都集中到一個處理器中，這就容易造成處理器任務過重，而且一旦處理器發(fā)生故障，那么將會直接影響整個控制系統(tǒng)的正常運行，進而影響生產(chǎn)效率。而且設備中隔離道閘的操作特別容易受到輔助接點的影響，導致無法正常操作，這樣就會增加維修費用，給企業(yè)帶來更多的生產(chǎn)成本。所以我們應該加強對這種控制技術(shù)的了解，在使用的時候也需要進行科學衡量才能夠保證生產(chǎn)順利。

2.2遠程監(jiān)控方式

這種控制技術(shù)具有很多優(yōu)點，例如，節(jié)約生產(chǎn)成本、可靠性能高、操作比較靈活等等，所以在系統(tǒng)控制方面能夠被廣泛使用。但是這種技術(shù)受到通訊速度的影響，所以在使用這種技術(shù)時，應該確定操作設備能否滿足該技術(shù)通訊速度的要求，而且這種監(jiān)控方式只適合在小型設備中使用，不能夠用在大型電氣設備中，這也是我們應該注意的問題。

2.3現(xiàn)場總線監(jiān)控方式

這種方式是當前電氣自動化控制系統(tǒng)中最為常用的控制技術(shù)，在實踐中的應用效果十分好，取得了很多成功的經(jīng)驗，為智能電氣設備的發(fā)展提供了重要借鑒。相比其他控制技術(shù)來說，這種方式的適用性更強，能夠根據(jù)不同的需要選擇最合適的控制系統(tǒng)設計，給生產(chǎn)帶來更多的便利。由于這種技術(shù)本身就存在監(jiān)控功能，所以不需要很多的使用設備，只要根據(jù)需要直接安裝相關(guān)的智能設備，實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)的連接，就能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控，極大地減少電纜的使用數(shù)量，提高了生產(chǎn)效率。此外，這種控制方法中的設備都是獨立才做的，通過計算機把各個設備之間相互諒解，不僅能夠很靈活的進行組合，還能夠提高系統(tǒng)運行的可靠性，而且其中任何一個設備發(fā)生故障都不會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響，保證生產(chǎn)的正常運行。這種技術(shù)也是未來電氣技術(shù)發(fā)展的主要方向，我們應該對此深入研究。

3電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，計算機應用技術(shù)的普及，電氣自動化控制技術(shù)在各行各業(yè)中被廣泛應用，特別是隨著OPC技術(shù)的誕生，進一步促進了電氣自動化控制技術(shù)和計算機的結(jié)合。未來電氣技術(shù)和計算機技術(shù)的融合將更加緊密，這也是當前以及未來電子商務的目標。不論從電氣技術(shù)發(fā)展角度來說，還是從計算機技術(shù)發(fā)展角度來看，電氣自動化控制系統(tǒng)必然會隨著時代的進步而進步，同時能夠在不同領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用，使生產(chǎn)率得到很大提升，進一步促進我國經(jīng)濟的發(fā)展，提高我國電氣技術(shù)在國際上的地位。

4結(jié)束語

篇(4)

關(guān)鍵詞：選礦工藝 ；自動化控制；PLC

中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A

1、概述

FCS（Fieldbus Control System現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）是用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡將現(xiàn)場各個控制器和儀表設備互聯(lián)，構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，同時控制功能可降低安裝成本和維修費用。FCS是一種開放的、具有互操作性的、分散的分布式控制系統(tǒng)，現(xiàn)在廣泛應用于選礦自動化控制系統(tǒng)中，并取得了較好的效果。

2、某選礦廠自動控制系統(tǒng)設計

2.1 選礦廠自動控制系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)某選礦廠的工藝流程要求，初步擬定該選礦廠的控制系統(tǒng)由5個控制站，與一個中央控制室組成環(huán)網(wǎng)。控制層提供了生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)和設備信息采集、過程數(shù)據(jù)控制處理與實時控制等功能，主要由PAC站與HMI組成。

各站內(nèi)部采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場工業(yè)總線的方式進行數(shù)據(jù)通訊；各站與中央控制室之間，采用以太網(wǎng)的方式進行數(shù)據(jù)傳輸及存儲[3]。5個控制站分別是：（1）粗碎、中碎及干選控制站；（2）高壓輥磨機流程控制站；（3）1#系列篩分預選及磨選控制站；（4）2#系列篩分預選及磨選控制站；（5）濃縮、環(huán)水及尾礦控制站。

選礦廠控制系統(tǒng)的信息層主要提供了現(xiàn)場生產(chǎn)過程的模擬顯示、操作指令下達、報警顯示、數(shù)據(jù)存儲、歷史記錄、報表分析及WEB等功能。信息層主要由操作員分站、操作員總站、工程師站、歷史服務器、WEB服務器、WEB客戶端、以太網(wǎng)交換機和網(wǎng)絡打印機，以及相關(guān)的軟件等組成。

2.2 選礦廠自動控制系統(tǒng)軟件設計

該系統(tǒng)所用的軟件主要有：操作系統(tǒng)軟件WindowsXP SP2、PLC控制應用軟件Machine Edition、組態(tài)監(jiān)控軟件iFix、歷史數(shù)據(jù)庫軟件iHistorian、WEB軟件Portal。

信息層的計算機操作系統(tǒng)主要配備Windows XP Service Pack 2。它對個人用戶來說：具有可靠的附件安全檢查，提供更多的網(wǎng)絡安全保護，確保了網(wǎng)頁瀏覽更安全。系統(tǒng)組態(tài)采用iFix軟件，由于iFix系列軟件的C/S架構(gòu)，系統(tǒng)選用2套iFix增強型的無限點開發(fā)版軟件作為工程師冗余站。此軟件通過專業(yè)驅(qū)動和下位的PLC連接，實現(xiàn)和PLC的數(shù)據(jù)的交互。同時，選用6套iClient軟件作為此系統(tǒng)的操作員站，用來實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控，其中5套是分別對應于各控制站，另外1套是整個系統(tǒng)的總監(jiān)控[4]。

系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理選用GE公司的iHistorian軟件來實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的壓縮歸檔存儲。iHistorian數(shù)據(jù)庫通過iFix采集器和下位的iFix軟件連接，從iFix軟件的數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)。同時，它可以通過其它采集器以及接口和別的系統(tǒng)連接。系統(tǒng)中的WEB功能由GE公司的Portal軟件來實現(xiàn)，Portal是一個專業(yè)的可視化的數(shù)據(jù)分析報表生成和web的軟件。系統(tǒng)中涉及到的三個GE Fanuc軟件直接可以實現(xiàn)無縫連接。

2.3 選礦過程主要控制方法

選礦過程控制主要有前饋控制、反饋控制和以反饋控制為主，輔以前饋控制的綜合控制三種。前饋控制是干涉因素未進入過程以前，先檢測出其有關(guān)參數(shù)，利用事先研究的關(guān)系式，判明其對生產(chǎn)過程的影響，按要求予以校正。反饋控制是先測出被控變量參數(shù)，反饋到控制器與給定值進行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果，調(diào)節(jié)被控變量直至與給定值接近。因此，設計通常采用以反饋控制為主，并輔以前饋控制的綜合控制方式，如磨礦回路中的給礦量、濃度和粒度控制；浮選回路中的給藥量、品位和液位控制等[5]。

該選礦廠工藝流程主要包括：碎礦工藝流程控制、高壓輥磨流程控制、篩分預選及磨選控制、一段磨礦的工藝控制、二段磨礦的工藝控制、尾礦濃縮及尾礦輸送控制。

控制系統(tǒng)通過對濃縮機底流濃度的檢測，分析現(xiàn)時的排礦濃度與工藝設定的濃度是否有偏差，如分析結(jié)果有偏差，控制系統(tǒng)將會根據(jù)偏差決策：進行調(diào)整或者不調(diào)、進行調(diào)大或者調(diào)小底流的放礦閥，用以改變濃密機底流的排礦量，從而控制調(diào)整濃密機內(nèi)的積礦量，達到控制底流排礦濃度的目的。

3、系統(tǒng)設計特點

系統(tǒng)采用基于現(xiàn)場總線控制的配電模式，使控制系統(tǒng)通過PLC對軟啟動器、變頻器、電機保護器等智能設備進行檢測和控制。從而實現(xiàn)對流程設備進行多變量的監(jiān)控，提高數(shù)據(jù)的采集精度和控制精度，并實現(xiàn)完全意義上的遠程監(jiān)控。

使用FCS技術(shù)將現(xiàn)場智能設備通過總線的方式連接起來，即是實現(xiàn)了更高意義的配電自動化和過程自動化，其特點如下：

（1）由于控制系統(tǒng)與現(xiàn)場設備是通過總線進行數(shù)字化的傳輸，因而減少了以往模擬信號的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，提高了數(shù)據(jù)的采集精度和控制精度。

（2）利用FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和總線通訊，來控制和檢測加有智能功能的流程設備。

（3）總線方式具有結(jié)構(gòu)性好，F(xiàn)CS可以把智能技術(shù)分散現(xiàn)場各點，依靠現(xiàn)場智能設備實現(xiàn)基本控制功能。

（4）通過現(xiàn)場總線可以連接所有智能設備，大大減少了控制電纜的數(shù)量和施工調(diào)試的費用，也減少了日常維護量，有利于實現(xiàn)該選礦廠的減人增效的目標要求。

4、結(jié)語

基于FCS的選礦自動化控制系統(tǒng)設計能實現(xiàn)以下功能：

（1）對選礦廠實行集中操作控制即：通過自動化控制系統(tǒng)對生產(chǎn)流程實現(xiàn)全流程的自動啟/停控制；對生產(chǎn)流程及設備運行狀態(tài)進行實時自動監(jiān)控，從而保證流程在線運行設備安全。

（2）對生產(chǎn)流程中重要的工藝參數(shù)如：礦倉料位、礦漿池液位、蓄水及環(huán)水池液位、破碎機、高壓輥磨機、球磨機給礦量、各給水環(huán)節(jié)的給水量等進行實時檢測和顯示。

（3）通過控制系統(tǒng)網(wǎng)絡，將選廠生產(chǎn)信息向上級相關(guān)部門實時傳送和，在提高礦業(yè)公司選礦廠生產(chǎn)自動化水平的同時、提高礦業(yè)公司現(xiàn)代化企業(yè)的管理水平。

（4）對該選礦廠的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)將采用先進的、基于C/S結(jié)構(gòu)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

通過對該選礦廠生產(chǎn)過程的自動化控制設計，使該選礦廠的自動化裝備水平達到國際先進和國內(nèi)領(lǐng)先水平，生產(chǎn)效率和指標達到國內(nèi)選礦廠生的先進水平。

參考文獻

[1] 袁秀英.組態(tài)控制技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社，2003.67～88.

[2] 黃雨虹，陳慶玲.選礦車間生產(chǎn)過程控制方案的優(yōu)化[J].輕金屬，2003（10）：9-12

篇(5)

關(guān)鍵詞：燃燒系統(tǒng) 自動化控制 邏輯 分析

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）04-0008-02

筆者曾經(jīng)于2010年參與SPV電站的燃燒系統(tǒng)自動化控制設計，該項目按照奧地利著名的上市公司蘭精公司BRUNO先生提供的先進邏輯，對燃燒系統(tǒng)進行自動控制，經(jīng)過SPV電站現(xiàn)場三個多月的運行，在現(xiàn)場收到良好的效果，一方面減少了運行人員的工作量，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，增加了系統(tǒng)的可靠性，同時也為SPV創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟利益。

1 項目背景分析

SPV電站燃燒系統(tǒng)自動化控制設計項目（鍋爐島）主要是由無錫華光鍋爐廠提供的130T循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)、飛灰添加系統(tǒng)、石灰石添加系統(tǒng)、纖維泥添加系統(tǒng)、稻殼添加系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)、柴油、天然氣點火系統(tǒng)、DCS自動控制系統(tǒng)等系統(tǒng)組成。由于系統(tǒng)比較多，控制比較復雜。

2 投燃燒自動化的條件分析

（1）所有的壓力變送器必須滿足一定的精度——SPV采用的是ROSEMENT的3051系列壓力變送器，精度都在千分之5以下；

（2）所有的溫度采用溫度變送器進行隔離，提高系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性、可靠性；

（3）所有的風量測量采用高精度的德國產(chǎn)DeltaBar流量計，安裝中確保流量計的安裝距離滿足要求，從而使儀表的精度控制在1%左右（國產(chǎn)的流量計誤差在5-10%）；

（4）執(zhí)行裝置使用AUMA的執(zhí)行機構(gòu)，性能穩(wěn)定，頻繁動作而電機不會過熱損壞；

（5）三臺給煤機采用國內(nèi)第一品牌的賽摩密封式給料機，轉(zhuǎn)速控制采用ABB變頻器，現(xiàn)場對給煤機稱重系統(tǒng)進行了標定，誤差在千分之五以內(nèi)；

（6）所有的引風機、一次風機、二次風機采用ABB變頻器控制，一方面提高了節(jié)能效果，另一方面響應速度快，便于自動控制；

（7）將天然氣、一次風流量、二次風流量、蒸汽流量進行壓力溫度補償，補償公式為：F1=K*（ΔΡ*ρ1）1/2，ρ1密度是由壓力溫度工況所決定的，并將工況流量轉(zhuǎn)換到標準狀態(tài)下的標準流量：F0=P1*F1*273/{P0*（T1+273）}。

3 燃燒系統(tǒng)控制的邏輯分析

3.1 鍋爐燃料熱量的計算

鍋爐中能產(chǎn)生能量的物料有：天然氣、柴油、纖維泥、飛灰、稻殼、煤等，鍋爐燃料熱量的詳細計算得到所有的鍋爐燃料產(chǎn)生的熱量，單位為MW。

3.2 燃燒風量分析

圖1是計算補償后的一次風機、二次風機、返料風機的總風量G，REST風量K是指用于密封助吹用的播煤風量（取壓點在一次風流量計之前）及返料風的總和。

通過根據(jù)預設的燃料和空氣流量的計算控制，可以使燃燒爐內(nèi)的燃料完全燃燒，避免造成污染和浪費，同時還可避免因空氣不足造成的燃燒不充分現(xiàn)象發(fā)生或因空氣流量過大增加風機的耗電量或熄火現(xiàn)象。

3.3 PID調(diào)節(jié)

經(jīng)計算可知當鍋爐在額定狀態(tài)下，130T蒸汽對應的能量為114MW，DCS可以根據(jù)鍋爐的負荷自動輸出一個能量值，同時操作員可以根據(jù)實際情況進行手動控制、可以很方便的輸入鍋爐需要的能量（手動微調(diào)）。

3.4 輸出能量與現(xiàn)有能量（Energy）的比較分析

PID調(diào)節(jié)輸出的負荷，與目前Energy的負荷作為比較，取最小值送至RAMP模塊。RAMP模塊是一個保證負荷不能突變的模塊，每分鐘的變化為8MW/min。

Energy模塊取值范圍為鍋爐所需要的總能量MW的85%-115%，當鍋爐增加負荷時，取115%MW，當鍋爐降負荷時取85%，這樣做的優(yōu)點時可以防止鍋爐負荷突變，引起負荷大起大落，造成燃燒不穩(wěn)定。鍋爐所需要燃料的能量MW等于主蒸汽的能量加上尾部煙氣所帶走的能量并加上鍋爐能量損耗，減去給水流量所帶的能量再減去一次風、二次風、返料風所帶的熱量。

3.5 氧量控制I

氧量控制輸入由三部分組成，1過氧量系數(shù)，它可以根據(jù)鍋爐負荷，氧量控制器自動輸出一個系數(shù)（范圍0.8-1.5）；2鍋爐每MW所需要的標準風量，由工程師輸入，是個理論值，取值范圍在700-1300NM3，可根據(jù)燃燒條件自由輸入；3氧量平衡系數(shù)，當操作員操作鍋爐時，通過觀察鍋爐的燃燒情況，從而可以通過該系數(shù)對風量進行微調(diào)。氧量控制器輸出值為F、I。

3.6 控制邏輯的相關(guān)計算

RAMP輸出值與鍋爐現(xiàn)有燃料能量做比較，取最大值后與I（NM3/MW）相乘便可以得到鍋爐所需要的最大風量。

鍋爐現(xiàn)有的風量G與理論值F相除，便得到了鍋爐所允許的最大能量值，與現(xiàn)有的鍋爐能量MW做比較后，取最小值減去飛灰、纖維泥、柴油、天然氣等熱量后，分配給給煤機系統(tǒng)。這正體現(xiàn)了鍋爐先加風，后加煤；先減煤，后減風的燃燒原則。

圖2的作用是將計算出來的鍋爐所需要的風量J減去返料風與播煤風K后，按不同的系數(shù)（一般一次風60%，二次風40%），分配給兩臺一次風機與二次風機，通過控制風機左右側(cè)執(zhí)行機構(gòu)來調(diào)節(jié)風量。當執(zhí)行機構(gòu)全開時，通過調(diào)節(jié)變頻器來提高電機的轉(zhuǎn)速，從而保證執(zhí)行機構(gòu)有一定的調(diào)節(jié)裕度。

再將計算出來的鍋爐所需要的能量減去飛灰、纖維泥、燃油、天然氣、稻殼等燃燒所產(chǎn)生的能量后，分配給三給煤機。對于不同品質(zhì)的煤，操作員可以根據(jù)化驗結(jié)果輸入不同的煤的大卡值，每臺給煤機便可計算出所需要的煤量。從而實現(xiàn)了燃燒的自動控制。

4 結(jié)語

綜上所述，在熱工人員的精心調(diào)試下，在DCS廠家軟件精心組態(tài)下，在運行人員的全力配合下，在BRUNO等專家的指導下，我們實現(xiàn)了在SPV電廠的燃燒控制的自動運行，我們在燃燒自動控制上取得了成功。通過這個項目，我們打破了國內(nèi)很多專家對燃燒自動化能否實現(xiàn)的懷疑，為國內(nèi)流化床鍋爐電廠自動化控制提供了成功的范例。

參考文獻

篇(6)

【關(guān)鍵詞】船閘；PLC；自控

隨著航運業(yè)的發(fā)展，船閘的數(shù)量也在不斷增加，如何提高船閘的管理水平和便于操作管理人員的使用，同時使船舶迅速便利安全的通過船閘，是擺在船閘設計人員和管理人員面前具有挑戰(zhàn)性的工作。新時期對運行效率也有著不同的要求，因此，開發(fā)新技術(shù)、應用新技術(shù)也是我們技術(shù)人員義不容辭的職責，我們應不斷地總結(jié)經(jīng)驗，提高PLC自動控制系統(tǒng)的安全、可靠性，進一步提高船閘的使用效率。

1 船閘自控系統(tǒng)的設計和有關(guān)說明

1.1 自控系統(tǒng)設備

宿遷三號船閘自控系統(tǒng)由上、下游四臺PLC控制柜、三個操作臺、五只端子箱、4臺備用動力箱組成。集控室安裝一個操作臺，四閘首機房各安裝一端子箱和備用動力箱。

1.2 系統(tǒng)控制方式

自動控制系統(tǒng)有計算機操作和按鈕操作兩種控制方式。以計算機操作控制為主，按鈕操作為輔。計算機控制由WEBAccess組態(tài)軟件經(jīng)編程組態(tài)后實現(xiàn)。計算機操作具有程控和單項兩種方式。程控即一個上行或下行程序只需按一次關(guān)閘按鈕，開閥、開閘、關(guān)閥幾步連續(xù)順序自動進行，自動開閘門完全依靠水位計發(fā)水平信號，當水位計因故不能發(fā)水位信號時，則需要人為發(fā)水平信號后在按開閘門按鈕才能打開閘門；按鈕操作主要是在計算機暫時故障的情況下，在閘首機房操作臺上進行的一種簡單臨時的基本操作。

1.3 新技術(shù)和新設備

船閘自動控制系統(tǒng)中使用了多項新技術(shù)和新設備。系統(tǒng)使用了多種新型進口傳感器，以提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。閘門使用進口光電開關(guān)和觸點式門頭開關(guān)雙重保險確保信號的采集正確，防止浪涌采集到的錯誤信號。液壓設備上安裝了高精度（精度可達0.05%）、可靠性強、穩(wěn)定性好的磁質(zhì)位移傳感器，使系統(tǒng)時刻精確的采集到閘門的開關(guān)量，并顯示于組態(tài)操作界面中。水位裝置具有綜合比較功能，確保水位齊平信號準確，避免受水浪波動影響發(fā)出假信號。PARKER派克PQ-F00系列比例放大器的應用，使PLC可以通過指令信號完成對柱塞泵的流量進行連續(xù)的調(diào)節(jié)控制。

1.4 在PLC自控系統(tǒng)中引入了自動語音播報

由于船閘廣播用語絕大多數(shù)是固定用語。廣播語音主要包括固定調(diào)度用語，船舶信息語音，用多媒體技術(shù)和語音合成技術(shù)，建立了船閘調(diào)度常用語言語音庫，組態(tài)程序根據(jù)船閘的運行狀態(tài)來動觸發(fā)語音播報，使主控室電腦可以自動播報安全提示等等。除了自動播報之外，值班人員還可以隨時進行人工播報。有了這個自動語音播報系統(tǒng)，很大程度的降低了工作人員的播報工作量，更有利于樹立船閘的文明服務形象，安全提示信息更加完備、準確、規(guī)范化，更好的為過往船舶服務。

1.5 系統(tǒng)設計了安全測試功能

除了PLC系統(tǒng)自有的自診斷功能外，系統(tǒng)還具有安全測試功能。為保證船閘的安全正常運行，系統(tǒng)設有必要的安全檢測裝置，主要包括：啟閉機油壓檢測；啟閉機油溫檢測；啟閉機油堵檢測；控制系統(tǒng)自檢；受控設備故障檢測；電氣故障檢測（包括電動機熱繼電器和供電回路電源通電等）。

1.6 緊急事件的應急處理設計

預設急事件的自動處理程序。對于緊急情況設有一鍵處理功能。針對可能發(fā)生的情況系統(tǒng)預先設有相應的自動處理的程序，對可能發(fā)生的吊船、夾檔情況設有吊船處理按鈕、夾檔理按鈕和急停開關(guān)按鈕。情況發(fā)生時，只需按下相應按鈕則可以自動執(zhí)行相應處理。避免緊急情況下，由于操作人員操作處理不當引起更大損失。

2 船閘自控系統(tǒng)操作應用方面的優(yōu)點與不足

船閘電氣自控系統(tǒng)在建設的初期，通過充分調(diào)研、現(xiàn)場參觀的方式設置了門頭光電開關(guān)，引入了閘閥門運行同步糾偏系統(tǒng)，使閘門開、關(guān)的同步性更為準確。高新技術(shù)設備的應用：如磁質(zhì)位移傳感器、比例放大器，使得電氣自控系統(tǒng)的操作、閘閥門的液壓啟閉設備設施的運作更加協(xié)調(diào)，通過運行情況來看，該系統(tǒng)具有運行穩(wěn)定、故障率低、操作方式簡便易懂、安全可靠性高等技術(shù)優(yōu)勢。

2.1 計算機系統(tǒng)配置合理、得當，符合人機操作原理

系統(tǒng)使用WebAccess組態(tài)軟件編程，將通過網(wǎng)絡采集到各種信息，以數(shù)據(jù)/文本/圖形/動畫/實時畫面等方式呈顯于操作員面。使操作人員在操作臺電腦前隨時可以了解設備運行狀況和船閘運行狀態(tài)。且WebAccess組態(tài)軟件使用，使船閘的生產(chǎn)操作簡化為簡單的鼠標操作，所有操作只是用鼠標輕輕一點組態(tài)界面中的按鈕，就可以實現(xiàn)對船閘設備的控制，完成提閥、開閘、關(guān)閘等操作。避免了以往使用觸點式按鈕操作帶來的，按鈕脫焊等機械故障，通過操作界面實現(xiàn)人機對話，自動補充了操作員對運行步驟的再確認，船閘運行安全可靠性進一步增強。

2.2 計算機界面模擬屏的應用，使閘閥門運行狀態(tài)更為直觀

船閘的運作，無外乎對閘、閥門的實際動作情況即開度狀態(tài)進行了解，紅綠燈的轉(zhuǎn)換狀況及閘室內(nèi)外的水位情況進行確認。為了更加直觀、簡便的加以對船閘設備的運行狀況進行了解，設計之初、安裝過程中，在閘閥門液壓油缸體內(nèi)，安裝了磁質(zhì)位移傳感器，了解該設備設施先進程度高，船閘技術(shù)應用以來，準確的在界面上顯示了閘閥門的開度數(shù)值情況，模擬開、關(guān)閘閥門過程的位置變動情況也較為清晰。既有數(shù)值理性的認識，又兼有閘閥門實物感觀方面形的表現(xiàn)，加上狀態(tài)過程、閃爍提示，操作員更加一目了然設備運作所處的狀態(tài)。完好的界面顯示，也為我們對故障現(xiàn)象的查找、排除提供了方便。

2.3 閘閥門運行同步糾偏系統(tǒng)應用了先進的設備，使閘閥門同步運行的效果更為理想。門頭光電開關(guān)及反光板分別設置在閘門的頂端近中縫位置處，閘門的運作同步效果控制在偏差30cm范圍內(nèi)有效，閘閥門的同步方面的調(diào)節(jié)一個是可以從電比例放大泵的油量控制閥進行調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)壓力的大小，一個是從PLC程序圖中對磁質(zhì)位移傳感器的初設變量進行調(diào)節(jié)。兩個方面都要兼顧考慮，運行以來，液壓系統(tǒng)壓力也較穩(wěn)定，同步效果很好。

2.4 水平信號的完善（采用超聲波水位計），確保了船閘系統(tǒng)的運行穩(wěn)定，在我所二線船閘自控系統(tǒng)設計之初，我們從管理角度出發(fā)綜合考慮了水位計的使用效能，最終的應用上，鑒于水位計失靈下的措施彌補，為使程序更加協(xié)調(diào)，保證船閘不問斷運作，我們設置了人工手動水平信號，一旦水位計出現(xiàn)故障，仍可以根據(jù)實際水位水平情況，手動鍵入信號，確保閘開程序的進行，不至于因水位計故障而造成船閘斷航現(xiàn)象。

2.5 終端信號采集、技術(shù)方面的再開發(fā)

自動化控制系統(tǒng)，對閘閥門開關(guān)動作到位情況的信號收集，仍停留在依靠行程開關(guān)的動作信息反饋得來，由于行程開關(guān)的應用存在易損、固定裝置易松動、檢修更換量大等不便之處，在與設計部門的溝通方面仍致力于優(yōu)先使用磁致位移傳感器。原因有二：一是磁致位移傳感器能夠準確反映出閘閥門動作行程位置變量的準確數(shù)值；二是通過截取開度儀的開終、關(guān)終的到位數(shù)值作為開關(guān)到位信號，代替行程開關(guān)發(fā)出的開關(guān)到位信號輸入到PLC控制程序中。我們對此一直探索，我相信此項技術(shù)方面，會最終有所突破，從而減少行程開關(guān)機械運行給檢修方面帶來的不便，推進自動化水平的提高。

3 結(jié)束語

以可編程序控制器（PLC）控制為核心的船閘自動化控制系統(tǒng)，采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)和Quantum-PLC設備組成集散型控制系統(tǒng)，其特有的有控制、監(jiān)控、語音、故障檢測等功能相信在船閘的實踐應用中會越來越會得到社會同行業(yè)界的廣泛認可。

參考文獻：

篇(7)

關(guān)鍵詞：煤礦電氣自動化；控制系統(tǒng)；機械設備選型；優(yōu)化設計

中圖分類號：TD614 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2013）-12-0217-01

引言

煤礦企業(yè)在實際的生產(chǎn)過程中，高安全性能、高效率的煤礦圣生產(chǎn)需要大量的數(shù)據(jù)資料和模型量的監(jiān)控設備來完成，例如：計算瓦斯含量，檢測實際通風情況，控制礦井水泵的開合等。而基于PCL嵌入型電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)可以適應復雜的工作環(huán)境，也能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦電氣設備的自動化監(jiān)控。但是在構(gòu)建煤礦電氣自動化系統(tǒng)的過程中，如何優(yōu)化設計，如何降低煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)建成本，如何提升監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性是煤礦企業(yè)目前面臨的主要問題。筆者針對煤礦企業(yè)電氣自動化控制系統(tǒng)中機械設備的優(yōu)化選型和結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行研究。

1.優(yōu)化煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)中機械設備的選型

1.1確定煤礦電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模

按照煤礦實際規(guī)模和煤礦自動化監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模來決定PLC機械設備的選型。例如：西門子公司生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品，假設只需要對瓦斯?jié)舛鹊臋z測過程進行控制，可選擇SIEMENSS7-200等機械設備。假設需要結(jié)合煤礦井的水位變化情況來決定水泵機房的具體工作情況，這主要包括了復雜的邏輯型控制和閉環(huán)型控制，這就需要選擇SIEMENSS7-300等機械設備；而結(jié)合礦井下的瓦斯?jié)舛群推渌麉?shù)對井下工作人員進行科學化的管理，這會涉及到通信、智能化檢測和控制，這需要選擇大型的PLC產(chǎn)品。

1.2明確I/O點的種類

按照煤礦電氣自動化控制的具體要求和被監(jiān)控對象的復雜情況，對機械設備的I/O點的種類和數(shù)量進行詳細的統(tǒng)計，并列出清單；再通過估計系統(tǒng)的監(jiān)控內(nèi)容容量來明確需要保留軟件和硬件資源的余量，同時需要充分注意不能過度浪費資源。此外，還需要按照煤礦實際供電情況來明確機械設備輸出點的具體動作頻率，進而判斷出輸出端口是采用繼電器輸出或是利用晶體管來完成輸出工作。

1.3選擇適合的軟件編程工具

從目前情況來看，煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的軟件編程工具包括了手持編程工具、計算機加PLC包、圖形編程工具等主要方式。（一）手持編程工具只適用于廠家明文規(guī)定的語句表的編程中，這種工具的工作效率較低，只能用在小規(guī)模的PLC的編程中。（二）計算機加PLC包屬于效率最高的編程方式，但這種編程方式的單價較高，并不適用于操作現(xiàn)場調(diào)試。通常情況下在大型或中型煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)中進行軟件編程和硬件組態(tài)工作，為進一步提升機械設備的自動化控制效率，要求結(jié)合具體情況，選擇是適合的軟件編程工具。

2.優(yōu)化煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1硬件結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化

硬件結(jié)構(gòu)作為整個煤礦電子自動化控制系統(tǒng)的核心部件，對整個煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運動起著直接的影響。所以需要對硬件結(jié)構(gòu)設計進行優(yōu)化。因為使用要求的不同，所使用的硬件也會出現(xiàn)一定的差異，而本文針對所有控制系統(tǒng)需要高度關(guān)注的輸出電路、輸入電路和系統(tǒng)抗干擾部件等進行研究。

（一）針對系統(tǒng)輸出電路進行優(yōu)化。對于系統(tǒng)的輸出電路進行優(yōu)化，需要結(jié)合煤礦生產(chǎn)的具體要求，對所有指示標志與調(diào)速設備等均需要利用晶體管來完成輸出工作，使得它能夠負荷高頻率的動作，并提升了響應的速度。例如：煤礦水泵機房電氣自動化控制系統(tǒng)中的PLC系統(tǒng)輸出率假設控制在5次/min以下，能夠利用繼電器進行輸出，這種設計方式可以保證電路的簡單化，并能夠提高抗干擾能力和帶負載能力。但是假設PLC系統(tǒng)輸出帶電磁線圈在斷電時，可能會出現(xiàn)浪涌電流，使得PLC芯片受到損壞。所以為防止這種問題的發(fā)生，能夠在其他的電路盤并能連接流二極管，使得它能夠吸收浪涌電流，并對PLC芯片起到很好的保護。假設PLC系統(tǒng)動作頻率控制在6次/min到10次/min之間，也可以利用繼電器來完成輸出工作，但是通常情況下利用固態(tài)型繼電器或中間式繼電器有效控制水泵房的開合。

（二）針對系統(tǒng)輸入電路進行優(yōu)化。對于系統(tǒng)的輸入電路進行優(yōu)化，重點考慮PLC系統(tǒng)供電電源，通常情況下，是控制在交流90到250V之間，這具備了加強的寬幅適用性能。但是因為礦井下工作環(huán)境較為復雜、惡劣，且我國現(xiàn)階段供電的不穩(wěn)定，所以為了實現(xiàn)抗干擾目的，保障系統(tǒng)的安全運行，要求在輸入電路部件中安裝電源凈化設備，例如：安裝電源濾波器、隔離變壓器等。

（三）抗干擾的優(yōu)化設計。系統(tǒng)的抗干擾設計是所有煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)需要引起高度關(guān)注的問題。而對抗干擾進行優(yōu)化設計可以從二點出入：其一，利用隔離變壓器進行抗干擾優(yōu)設計。電網(wǎng)中存在高頻率干擾主要是由于原副邊繞組間的分布式電容耦合形成，因此要求利用超隔離變壓器，并把中性點通過電容和地面連接起來。其二，優(yōu)化布線。利用強點動力線路或是弱電信號線方式分開走線，并保證這之間有一定的間距，從而起到較好的抗干擾效果。

2.2軟件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計

軟件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計可以與硬件結(jié)構(gòu)設計一同進行，其關(guān)鍵工作在于按照煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)送的基本步驟，把軟件結(jié)構(gòu)設計轉(zhuǎn)化成梯形圖，這也屬于PLC系統(tǒng)在電氣自動化控制系統(tǒng)的具體應用中出現(xiàn)的主要問題。對軟件結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計主要從兩點出發(fā)：其一，對軟件程序設計過程進行優(yōu)化，而這關(guān)鍵在于對I/O點的優(yōu)化。按照煤礦電氣自動化控制喜用的具體要求分配I/O點，最大限度地實現(xiàn)I/O信號的集中編制，進而全面提高系統(tǒng)的維護質(zhì)量。其二，對軟件結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計，包括了對基礎(chǔ)程序與模塊的優(yōu)化設計。在實際的煤礦生產(chǎn)過程中，把煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的控制對象分為數(shù)個模塊，再對其進行調(diào)試與編寫，最后把它們組合成一個完成的軟件程序。對于模塊的優(yōu)化設計使得煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)調(diào)整起來更加方便。