電氣控制系統(tǒng)

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電氣控制系統(tǒng)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】燃?xì)怆姀S；電氣控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

前言

近年來，我國(guó)各個(gè)行業(yè)的電能需求發(fā)生了顯著增加，這種現(xiàn)象為燃?xì)怆姀S帶來了一定的壓力。為了保證電能提供的穩(wěn)定性、安全性，需要將電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用在燃?xì)怆姀S中，該系統(tǒng)的作用是能夠保障機(jī)組處于正常運(yùn)行狀態(tài)。在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)的過程中，應(yīng)該充分考慮燃?xì)怆姀S的實(shí)際需求。

1燃?xì)怆姀S

1.1燃?xì)怆姀S的生產(chǎn)過程

在燃?xì)怆姀S中，天然氣等相關(guān)燃料在燃?xì)廨啓C(jī)中發(fā)生燃燒，這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽，并完成化學(xué)能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化。當(dāng)產(chǎn)生蒸汽達(dá)到一定數(shù)量之后，蒸汽會(huì)對(duì)汽輪機(jī)產(chǎn)生推動(dòng)作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)內(nèi)能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。當(dāng)上述步驟完成之后，發(fā)電機(jī)會(huì)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，供給人們使用[1]。

1.2燃?xì)怆姀S的優(yōu)點(diǎn)

與燃煤電廠相比，燃?xì)怆姀S的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染少。燃?xì)怆姀S的發(fā)展有助于可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2燃?xì)怆姀S對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求

燃?xì)怆姀S對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求主要集中在實(shí)用性方面，具體要求主要包含以下幾種：

2.1反應(yīng)速度

為了保證電氣控制系統(tǒng)作用的合理發(fā)揮，需要保證所設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)具備極快的反應(yīng)速度。需要將電氣控制系統(tǒng)快速保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制在100ms以下。

2.2電氣設(shè)備

從操作角度來講，電氣控制設(shè)備的信息收集量相對(duì)較小，因此其操作程序較為簡(jiǎn)單。但該系統(tǒng)需要對(duì)整個(gè)燃?xì)怆姀S的機(jī)組進(jìn)行控制，這種特點(diǎn)對(duì)組成電氣控制系統(tǒng)的電氣設(shè)備提出了更高的要求。為了保證電氣控制系統(tǒng)控制功能、保護(hù)功能等相關(guān)功能的有效發(fā)揮，需要加強(qiáng)對(duì)所應(yīng)用電氣設(shè)備的安全性和可靠性方面的控制[2]。

3電氣控制系統(tǒng)的組成部分

電氣控制系統(tǒng)主要是由以下兩部分組成的：

3.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)怆姀S相關(guān)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要包含以下兩部分：3.1.1實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)該部分主要是由電器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)等組成的。在燃?xì)怆姀S中，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用是為電氣控制系統(tǒng)捕捉相關(guān)設(shè)備控制信息。3.1.2廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)就廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)而言，它的作用是完成對(duì)燃?xì)怆姀S在生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生相關(guān)信息的儲(chǔ)存和分析。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用使得其應(yīng)該具有一定數(shù)量的通信接口。在實(shí)際應(yīng)用過程中，當(dāng)生產(chǎn)活動(dòng)發(fā)生后，廠級(jí)監(jiān)控信息網(wǎng)需要將其所收集和處理的信息分別傳送至相應(yīng)的機(jī)組控制系統(tǒng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)合理的控制作用[3]。

3.2相關(guān)硬件設(shè)備

就我國(guó)目前的燃?xì)怆姀S機(jī)組特點(diǎn)而言，單元制機(jī)組較為常見。根據(jù)燃?xì)怆姀S生產(chǎn)活動(dòng)的特點(diǎn)，電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備應(yīng)該包含汽機(jī)———燃機(jī)控制系統(tǒng)以及分散控制系統(tǒng)。在這些硬件設(shè)備之間，運(yùn)用一定數(shù)量的通信和硬接線進(jìn)行連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間信息的有效傳輸。

4燃?xì)怆姀S電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

燃?xì)怆姀S電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要包含以下幾種：

4.1燃?xì)怆姀S電源系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

該模塊主要包含以下兩部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)：4.1.1燃?xì)怆姀S用電源系統(tǒng)燃?xì)怆姀S用電源系統(tǒng)是電氣控制系統(tǒng)中的基礎(chǔ)部分。為了保證通過該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使電氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生良好的控制功能，需要應(yīng)用事故保安電源系統(tǒng)、6kV廠用電源系統(tǒng)以及380V廠用電源系統(tǒng)組成整個(gè)燃?xì)怆姀S用電源系統(tǒng)。其中，事故保安電源系統(tǒng)的作用是保證燃?xì)怆姀S機(jī)組的運(yùn)行安全。由于該系統(tǒng)的重要作用，需要將該系統(tǒng)控制在熱備用狀態(tài)中，便于燃?xì)怆姀S相關(guān)人員對(duì)該系統(tǒng)的快速啟用。就6kV廠用電源而言，其手動(dòng)合閘指令是通過鍵盤進(jìn)行傳遞的。當(dāng)該指令發(fā)出后，鍵盤會(huì)將其傳遞至快切裝置中，當(dāng)系統(tǒng)判斷結(jié)果顯示滿足通氣條件時(shí)，該指令才會(huì)被執(zhí)行。在指令執(zhí)行的同時(shí)，信號(hào)會(huì)被顯示在屏幕中。380V電源系統(tǒng)中包含多臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組都包含兩段保安母線。保安電源、工作電源以及備用電源是保安母線的主要組成部分。其中，保安電源的供電對(duì)象主要是指UPS系統(tǒng)等。該部分設(shè)計(jì)的合理性直接對(duì)電氣控制系統(tǒng)的功能產(chǎn)生影響，因此需要對(duì)所有組成部分的設(shè)計(jì)和應(yīng)用加以重視。4.1.2燃?xì)怆姀S用電源的切換裝置人們用電量的增加對(duì)燃?xì)怆姀S的電能供應(yīng)提出了更高的要求。為了保證高壓廠用電源的連續(xù)、穩(wěn)定、安全供電，需要將廠用電源切換裝置融入電氣控制系統(tǒng)中。在安裝該裝置的過程中，既要保證裝置切換功能的合理發(fā)揮，還要保證且安裝位置不會(huì)對(duì)其他設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響。從綜合角度考慮，可以將該切換裝置安裝在高壓電源系統(tǒng)中工作電源位置的進(jìn)線開關(guān)周圍。該裝置具有一定的獨(dú)立性特點(diǎn)，為了保證該裝置的正常運(yùn)行，需要利用硬接線實(shí)現(xiàn)廠用電源切換裝置與電氣控制系統(tǒng)之間的有效信息傳輸[4]。

4.2燃?xì)怆姀S電源系統(tǒng)控制模塊設(shè)計(jì)

就燃?xì)怆姀S的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)而言，對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行控制具有一定的必要性。在該設(shè)計(jì)要點(diǎn)中，組成部分主要包含以下幾種：4.2.1UPS不停電電源系統(tǒng)UPS不停電電源系統(tǒng)是電源控制系統(tǒng)中的重要組成部分。該系統(tǒng)中主要包含靜態(tài)開關(guān)、逆變器以及整流器。在燃?xì)怆姀S中，UPS系統(tǒng)可以不間斷為其提供交流電源。其中，逆變器的作用主要是保證電壓波形的穩(wěn)定，逆變器和整流器的作用是完成電能的提供。4.2.2直流電源系統(tǒng)在我國(guó)目前的燃?xì)怆姀S中，常見的直流電源系統(tǒng)主要包含DC220V和DC110V。就DC220V直流電源系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)是由三組整流器和一組直流母線組成的。交流保安段負(fù)責(zé)為該系統(tǒng)中的整流器提供電源；為了保證直流母線作用的正常發(fā)揮，需要在不同的直流母線之間加設(shè)一定數(shù)量的聯(lián)絡(luò)切換開關(guān)。就DC110V系統(tǒng)而言，其中包含兩組母線、整流器以及蓄電池組。為了保證不同母線之間能夠進(jìn)行有效聯(lián)系，需要設(shè)置一定數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)開關(guān)。直流電源系統(tǒng)的作用對(duì)象主要是事故照明等燃?xì)怆姀S中的常見負(fù)荷，該系統(tǒng)需要對(duì)這些常見負(fù)荷進(jìn)行合理的控制和保護(hù)[5]。4.2.3保安段電源系統(tǒng)機(jī)組廠用電故障會(huì)為燃?xì)怆姀S帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。為了保證電能的正常供應(yīng)，需要將保安段電源系統(tǒng)加入電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)中。在燃?xì)怆姀S機(jī)組的正常運(yùn)行過程中，當(dāng)發(fā)生用電故障時(shí)，保安段電源系統(tǒng)會(huì)對(duì)直流電源系統(tǒng)等進(jìn)行有效控制和保護(hù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)組的正常運(yùn)行。除此之外，機(jī)組廠用電斷故障的發(fā)生頻率相對(duì)較高，電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效降低其發(fā)生概率。對(duì)此，應(yīng)用電氣控制系統(tǒng)之后，當(dāng)燃?xì)怆姀S機(jī)組廠用電再次發(fā)生斷開故障時(shí)，保安段電源系統(tǒng)通過自身功能的發(fā)揮可以實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組的快速啟動(dòng)，進(jìn)而保證供電的連續(xù)性、安全性。

4.3燃?xì)怆姀S發(fā)電機(jī)和變壓器組系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

該模塊包含的元件數(shù)量較多、種類較為復(fù)雜，這種特點(diǎn)為電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了一定的難度。為了保證電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，需要運(yùn)用機(jī)島控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制。在這種控制方式中，可以在在線控制系統(tǒng)與信號(hào)源以及發(fā)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)等相關(guān)控制模塊之間建立有效的連接。發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控主要是通過DCS系統(tǒng)完成的[6]。

5結(jié)論

電氣控制系統(tǒng)范文第2篇

中圖分類號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

0 引言

隨著我國(guó)電力行業(yè)的高速發(fā)展，DCS的應(yīng)用也越來越廣泛，但DCS主要完成的是汽輪機(jī)、鍋爐的自動(dòng)化過程控制，對(duì)電氣部分的自動(dòng)化結(jié)合較少，DCS一般未充分考慮電氣設(shè)備的控制特點(diǎn)，所以無論是功能上還是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，與網(wǎng)絡(luò)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相比在開放性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性等方面都有較大的差距。

1 電氣現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象

電氣現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象主要有:發(fā)電機(jī)-變壓器組，其監(jiān)控范圍主要包括發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、主變壓器、220kV斷路器；高壓廠用工作及備用電源，其監(jiān)控范圍主要包括高壓廠用工作變壓器、起動(dòng)-備用變壓器等；主廠房?jī)?nèi)低壓廠用電源，其監(jiān)控范圍主要包括低壓廠用工作和公用變壓器、照明變壓器、檢修變壓器和除塵變壓器等主廠房的低壓廠用變壓器；輔助車間低壓廠用電源；動(dòng)力中心至電動(dòng)機(jī)控制中心電源饋線；單元機(jī)組發(fā)電機(jī)和鍋爐DCS控制電動(dòng)機(jī)；保安電源；直流系統(tǒng)；交流不停電電源。

2 電氣現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.1 電氣參數(shù)變化快 電氣模擬量一般為電流、電壓、功率、頻率等參數(shù)，數(shù)字量主要為開關(guān)狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作等信號(hào)，這些參數(shù)變化快，對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的采樣速度要求高。

2.2 電氣設(shè)備的智能化程度高 電氣系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)、起動(dòng)-備用變壓器保護(hù)、自動(dòng)同期裝置、廠用電切換裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器等保護(hù)或自動(dòng)裝置均為微機(jī)型，6kV開關(guān)站保護(hù)為微機(jī)綜合保護(hù)，380V開關(guān)站采用智能開關(guān)和微機(jī)型電動(dòng)機(jī)控制器，所有的電氣設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了智能化，能方便地與各種計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用通信方式進(jìn)行雙向通信。另外，電氣設(shè)備的控制一般均為開關(guān)量控制，控制邏輯十分簡(jiǎn)單，一般無調(diào)節(jié)或其它控制要求，電氣設(shè)備的控制邏輯簡(jiǎn)單。

2.3 電氣設(shè)備的控制頻度較低 除在機(jī)組起、停過程中，部分電氣設(shè)備要進(jìn)行一些倒閘或切換操作外，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)電氣設(shè)備一般不需要操作。在事故情況下，大多由繼電保護(hù)或自動(dòng)裝置動(dòng)作來切除故障或進(jìn)行用電源切換。且電氣設(shè)備具有良好的可控性，這是因?yàn)殡姎獾目刂茖?duì)象一般均為斷路器、空氣開關(guān)或接觸器，其操作靈活，動(dòng)作可靠，與電廠其它受控設(shè)備相比，具有良好的可控性。

2.4 電氣設(shè)備的安裝環(huán)境較好且布置相對(duì)集中 電氣設(shè)備大多集中布置在電氣繼電器室和各電氣配電設(shè)備間內(nèi)，設(shè)備布置相對(duì)比較集中，且安裝環(huán)境極少有水汽或粉塵的污染，為控制設(shè)備就地布置提供了有利條件。

3 電氣現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)配置 每臺(tái)機(jī)組配置現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(fieldbusco nt rol sys-tem，F(xiàn)CS)，將機(jī)組電氣系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)-變壓器組、單元機(jī)組廠用電系統(tǒng)和公用廠用電系統(tǒng)都納入FCS，F(xiàn)CS作為DCS的一個(gè)子系統(tǒng)，在DCS操作員站實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的監(jiān)控，并通過冗余配置的通信服務(wù)器在站控層與DCS進(jìn)行連接。

3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 電氣FCS采用分層、分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)功能上分層，設(shè)備布置上分散。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為3層設(shè)備2層網(wǎng)方式，3層設(shè)備指監(jiān)控主站層、通信子站層和間隔層，2層網(wǎng)指連接監(jiān)控主站層與通信子站層的以太網(wǎng)以及連接通信子站層與間隔層的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)。監(jiān)控主站層由雙冗余的系統(tǒng)主機(jī)、工程師站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和負(fù)責(zé)與DCS及廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)(SIS)通信的雙冗余通信服務(wù)器等組成，通信子站層主要由安裝于電氣繼電器室的多串口通信服務(wù)器和安裝在各配電室的通信管理機(jī)組成，間隔層設(shè)備主要包括安裝在電氣繼電器室、6kV開關(guān)柜和380V開關(guān)柜的智能測(cè)控裝置、綜合保護(hù)測(cè)控裝置、電動(dòng)機(jī)控制器和智能儀表等。通信管理機(jī)與監(jiān)控主站采用雙冗余的光纖以太網(wǎng)連接，與間隔層設(shè)備可根據(jù)設(shè)備情況采用Profibus，LON，CAN，工業(yè)以太網(wǎng)或其它現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行連接，其主要功能除完成對(duì)各綜合智能測(cè)控單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理外，還完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的加工和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的管理工作。公用廠用電系統(tǒng)的站控層以太網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)，通過通信網(wǎng)關(guān)分別與機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)以太網(wǎng)連接，共用單元機(jī)組的工程師站，并通過軟、硬件閉鎖手段只能接受一臺(tái)機(jī)組控制系統(tǒng)的操作指令。

3.2 數(shù)據(jù)采集 對(duì)發(fā)電機(jī)-變壓器組、高壓廠用變壓器及起動(dòng)-備用變壓器，除少量模擬量信號(hào)、高壓側(cè)斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)位置信號(hào)、控制回路斷線及允許遠(yuǎn)方操作信號(hào)、發(fā)電機(jī)-變壓器組及起動(dòng)-備用變壓器所有控制量信號(hào)采用硬接線直接與DCS連接外，其它監(jiān)測(cè)信號(hào)均通過專設(shè)的測(cè)控裝置接入FCS，再以通信方式送DCS。電氣專用裝置如發(fā)電機(jī)-變壓器組及起動(dòng)-備用變壓器保護(hù)、電壓自動(dòng)調(diào)整裝置(AVR)、同期裝置、故障錄波、廠用電快速切換、柴油機(jī)、直流系統(tǒng)以及交(直)流不停電電源(UPS)系統(tǒng)等均設(shè)有通信接口，通過多串口通信服務(wù)器接入FCS。

電廠廠用電源分高壓廠用工作及備用電源、主廠房低壓廠用電源系統(tǒng)和輔助車間低壓廠用電源系統(tǒng)，主廠房低壓廠用電源包括低壓廠用工作和公用變壓器、照明變壓器、檢修變壓器和除塵變壓器及其380V配電裝置等，輔助車間低壓廠用電源包括輸煤系統(tǒng)、工業(yè)廢水處理站、翻車機(jī)、循環(huán)水系統(tǒng)、補(bǔ)給水系統(tǒng)變壓器及其380V配電裝置等。為與本工程水、煤、灰輔助系統(tǒng)集中控制的思路相適應(yīng)，輔助車間廠用電源系統(tǒng)均納入機(jī)組DCS監(jiān)控。針對(duì)熱控水、煤、灰單獨(dú)設(shè)置控制點(diǎn)的方案，輔助車間380V電源系統(tǒng)也可納入相應(yīng)可編程序控制器(PLC)控制。 為使控制系統(tǒng)接線更加簡(jiǎn)單，對(duì)主廠房重要廠用電源如6kV廠用電系統(tǒng)及鍋爐、汽輪機(jī)、主廠房公用系統(tǒng)等，采用硬接線和現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合的采集方式，即重要DI信號(hào)(如斷路器合閘位置、斷路器跳閘位置、允許操作、故障)和DO信號(hào)(如斷路器合閘指令、斷路器跳閘指令等)保留硬接線，回路其它所有信息均通過現(xiàn)場(chǎng)總線以通信方式送入FCS及DCS；而對(duì)機(jī)組不重要廠用電源如檢修、照明、電除塵及輔助車間廠用電系統(tǒng)等，取消廠用電電源系統(tǒng)全部的硬接線，完全采用通信方式進(jìn)行監(jiān)視和控制。

對(duì)單元機(jī)組電動(dòng)機(jī)，由于與機(jī)組熱工系統(tǒng)聯(lián)系緊密，采用硬接線和現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合的采集方式，同時(shí)，要保留和監(jiān)控邏輯有關(guān)的重要信息，采用硬接線的方式，接入DCS中進(jìn)行監(jiān)控。FCS采集的供電氣系統(tǒng)分析管理的信息如各保護(hù)整定值、故障時(shí)電流和電壓波形等數(shù)據(jù)，送入FCS的工程師站進(jìn)行分析處理，不送入DCS，但可以通過獨(dú)立的通信接口送入SIS和管理信息系統(tǒng)(MIS)。

4 結(jié)束語(yǔ) 隨著電廠自動(dòng)化水平的不斷提高，電氣系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制已成為當(dāng)前設(shè)計(jì)的主流，控制方式也從單純的DCS監(jiān)控逐步向具備故障分析、信息管理、設(shè)備管理、自動(dòng)抄表、仿真培訓(xùn)等高等級(jí)運(yùn)行管理功能的方向發(fā)展，由此又推動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電廠電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。將FCS應(yīng)用到火力發(fā)電廠控制過程有利于提高火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，節(jié)約工程投資，值得大力推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李虞文.火電廠計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與系統(tǒng)[M].北京:水利水電出版社.2003.

電氣控制系統(tǒng)范文第3篇

關(guān)鍵詞： 電源系統(tǒng) 模擬主軸 主軸方向信號(hào) 抑制電磁干擾 PMC

數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)是比較復(fù)雜的控制過程，理清和深入剖析這一系統(tǒng)的每一個(gè)組成單元對(duì)我們認(rèn)識(shí)、應(yīng)用和維修數(shù)控機(jī)床都有深遠(yuǎn)意義。

一、數(shù)控機(jī)床電源系統(tǒng)（主電路）

1.數(shù)控系統(tǒng)的工作電源

電壓要求：DC 24V或AC 24V。

方法：系統(tǒng)變壓器+開關(guān)電源。

電壓信號(hào)變化為AC380V—AC220V—DC24V—CNC裝置。

作用：將數(shù)控系統(tǒng)和電網(wǎng)之間的直接的電聯(lián)系切斷（電氣隔離），以避免電網(wǎng)電壓波動(dòng)及線路故障對(duì)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生干擾和影響。

開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。

信號(hào)變化為AC220V—整流DC300V—高頻信號(hào)—開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷—CNC裝置。

2.主軸驅(qū)動(dòng)裝置的電源供給

（1）模擬主軸

方案：空氣開關(guān)+變頻器+交流電機(jī)。

（2）數(shù)字主軸

方案：伺服變壓器（或開關(guān)電源）+交流伺服驅(qū)動(dòng)器+交流伺服電機(jī)。

3.進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的電源供給

開環(huán)控制：380/85V的變壓器+空氣開關(guān)+步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器+步進(jìn)電機(jī)。

半閉環(huán)控制：伺服變壓器（或開關(guān)電源）+交流伺服驅(qū)動(dòng)器+交流伺服電機(jī)。

4.數(shù)控系統(tǒng)PMC的I/O電源：采用開關(guān)電源（DC24V）

數(shù)控機(jī)床PMC的輸入、輸出回路需要24V的直流電源，可以采用一個(gè)開關(guān)電源提供，但是這個(gè)開關(guān)電源一定要和為數(shù)控系統(tǒng)供電的開關(guān)電源共地；如果為數(shù)控系統(tǒng)供電的開關(guān)電源容量足夠，那么也可以同時(shí)作為PMC的I/O電源。

5.刀架電機(jī)電源供給：采用空氣開關(guān)

6.冷卻電機(jī)和電機(jī)的電源供給：采用空氣開關(guān)

7.機(jī)床照明和電柜風(fēng)扇的電源供給

機(jī)床照明一般采用AC 36V或AC 24V，由于這兩個(gè)電壓都不是標(biāo)準(zhǔn)電壓，因此需采用照明變壓器為照明燈具供電。

二、主軸驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般采用變頻器+主軸電機(jī)的方式，下面是這一系統(tǒng)的組成和信號(hào)處理方法。

1.主軸速度信號(hào)的處理

主軸運(yùn)行指令（如M03 S1000）—編譯、運(yùn)算和邏輯處理—主軸速度信號(hào)（0—+10V或者4—20mA）—變頻器。

2.主軸方向信號(hào)的處理

單極性模擬主軸：0—10V，主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向則由PLC控制。

雙極性模擬主軸：-10V—+10V，而主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不由PLC控制，而是由速度信號(hào)的正、負(fù)極性決定。

3.主軸速度檢測(cè)的處理

主軸控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)為速度控制系統(tǒng)，目前主軸速度檢測(cè)最常用的做法是采用脈沖編碼器作為檢測(cè)元件。

4.主軸驅(qū)動(dòng)器故障監(jiān)控處理

現(xiàn)在使用的變頻器和交流伺服驅(qū)動(dòng)器一般具有故障自診斷功能并提供有故障監(jiān)控可編程I/O端口，其輸出形式有繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出等形式。I/O端口之間實(shí)質(zhì)上是一種開關(guān)關(guān)系，開、關(guān)的狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器正常與否；由于數(shù)控機(jī)床的M、S、T三大輔助功能都是由PLC控制的，故可以將這一開關(guān)量作為數(shù)控系統(tǒng)PLC的一個(gè)輸入點(diǎn)，以此監(jiān)控驅(qū)動(dòng)器是否正常或就緒。自診斷功能實(shí)質(zhì)上反映的是可編程I/O端口開、關(guān)的狀態(tài)。

5.主軸驅(qū)動(dòng)器制動(dòng)處理：制動(dòng)組件

主軸驅(qū)動(dòng)器一般都內(nèi)置有制動(dòng)組件，在機(jī)床主軸要求快速制動(dòng)時(shí)，若內(nèi)置的制動(dòng)單元或電阻不足以消耗、吸收再生電能而導(dǎo)致直流部分過壓時(shí)，外接制動(dòng)組件，加快消耗再生電能的速度。

6.接地處理：抑制電磁干擾

數(shù)控機(jī)床工作環(huán)境中的電磁和噪聲干擾是很嚴(yán)重的，作為精密加工設(shè)備的數(shù)控機(jī)床，其主軸驅(qū)動(dòng)器必須采取有效的抗干擾措施。

變頻器主要采取正確的接地措施。變頻器的接地處理有兩個(gè)方面：一是對(duì)變頻器主回路PE端子正確接地，以提高變頻器抑制噪聲干擾的能力并減小變頻器對(duì)外界電氣設(shè)備的干擾。二是將變頻器的控制信號(hào)線（采用雙絞線或屏蔽線）屏蔽層接地，以排除外界對(duì)控制信號(hào)傳輸?shù)母蓴_。

三、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

常用的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的方式為：

開環(huán)控制：380/85V的變壓器+空氣開關(guān)+步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器+步進(jìn)電機(jī)。

半閉環(huán)控制：伺服變壓器（或開關(guān)電源）+交流伺服驅(qū)動(dòng)器+交流伺服電機(jī)。

1.指令信號(hào)的處理過程

進(jìn)給指令（如G01 X100 Z-20 F200）—編譯、運(yùn)算和邏輯處理—指令脈沖信號(hào)（0—+10V或者4—20mA）—交流伺服驅(qū)動(dòng)器—交流伺服電機(jī)。

2.編碼器反饋信號(hào)的處理

編碼器輸出信號(hào)的反饋方式主要有2種：可以將編碼器輸出信號(hào)直接送入數(shù)控系統(tǒng)的編碼器反饋接口；也可以將將編碼器的輸出信號(hào)先送至交流伺服驅(qū)動(dòng)器，再由交流伺服驅(qū)動(dòng)器反饋至數(shù)控系統(tǒng)的編碼器反饋接口。

四、交流控制電路

交流控制電路主要采用接觸器和繼電器控制的線路，主要有：電源啟動(dòng)/停止控制（采用接觸器）、變頻器電源控制（可選）、交流伺服驅(qū)動(dòng)器電源控制（可選）、刀架的正反轉(zhuǎn)控制（對(duì)車床而言）、冷卻控制、控制，電柜風(fēng)扇、照明等。控制方式主要通過交流接觸器的通斷控制。

五、PMC控制電路

1.PMC定義

PMC其實(shí)就是PLC（可編程邏輯控制器），但是因?yàn)闄C(jī)床控制PLC是專門用于控制機(jī)床的，其中有多條專用指令，故而叫做PMC——可編程機(jī)床控制器。

2.數(shù)控機(jī)床PMC的信號(hào)處理

3.PMC控制內(nèi)容

主要有：M、S、T功能（主軸速度大小由主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制）、操作信號(hào)處理、急停控制、坐標(biāo)軸控制、主軸控制、刀架控制、冷卻控制、導(dǎo)軌等。

以上是我對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)第一組成部分的一些具體的分析，希望對(duì)研究數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的初學(xué)者有所幫助。

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[3]GSK928TE數(shù)控系統(tǒng)使用手冊(cè).

電氣控制系統(tǒng)范文第4篇

1.1集中控制方式

集中控制方式指的是按照功能的不同將電氣控制系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備劃分成不同的部分，然后在集中控制室里對(duì)這些劃分出來的部分進(jìn)行集中控制。這種控制方式下的系統(tǒng)維護(hù)工作比較簡(jiǎn)便，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度也不高。但是這種方式由于需要將系統(tǒng)中的所有信息都放到一個(gè)處理器中，因此處理器的任務(wù)非常繁重，而且信息的集中會(huì)降低處理器的速度，使得電氣控制系統(tǒng)反應(yīng)的靈敏性受到影響。

1.2分布式控制方式

分布式控制方式即DCS控制，是一個(gè)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由過程監(jiān)控級(jí)和過程控制級(jí)共同組成。這種控制方式以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶，并且對(duì)通信、控制、顯示等4C技術(shù)進(jìn)行了綜合。

1.3現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式現(xiàn)場(chǎng)總線控制

需要依靠集通訊、保護(hù)、控制、檢測(cè)等多方面能力于一體的處理來實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分布式控制，它屬于智能設(shè)備互連通訊網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)總線控制將DCS系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制功能分散到各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)中，將控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

2設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)需要遵守的原則

一個(gè)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)得是否科學(xué)、合理對(duì)于其運(yùn)行是否穩(wěn)定、生產(chǎn)效率的高低等都會(huì)產(chǎn)生很大影響，因此在進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵守一定的原則。

2.1對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化

生產(chǎn)活動(dòng)的順利開展是建立在電氣設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上的，而電氣設(shè)備的正常運(yùn)行又需要供電系統(tǒng)為其提供運(yùn)行動(dòng)力，因此合理的供配電對(duì)于整個(gè)電氣控制系統(tǒng)來說是非常重要的，是電器設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的保證。因此在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

2.2設(shè)計(jì)出電氣控制系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行效率要高

在電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，保證設(shè)備擁有較高的運(yùn)行效率是必須要老驢的問題。只有設(shè)計(jì)出合理的控制技術(shù)，才能保證電氣設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。因此在進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過監(jiān)控設(shè)備對(duì)各設(shè)備的運(yùn)行狀進(jìn)行監(jiān)控，確保較高的設(shè)備運(yùn)行效率。此外，還可以適當(dāng)運(yùn)用一些節(jié)能技術(shù)來減少能源消耗，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)還能降低生產(chǎn)成本。

2.3確保監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性

自動(dòng)化工廠的生產(chǎn)過程涉及到各種大小設(shè)備，因此比較復(fù)雜。只要某個(gè)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問題，就會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。在這樣的情況下，電氣控制系統(tǒng)很容易發(fā)生故障。而一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行被終止甚至危及生命安全等問題，后果無法估計(jì)。因此必須確保電氣控制系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。在電器控制系統(tǒng)的運(yùn)行中對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在運(yùn)行設(shè)備出現(xiàn)過載時(shí)自動(dòng)斷開，保證系統(tǒng)的安全。

3電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展和改進(jìn)

3.1實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)、測(cè)量和控制功能的一體化

我國(guó)目前使用的電氣控制系統(tǒng)，在進(jìn)行事故的分析與處理時(shí)，數(shù)據(jù)的采集與保護(hù)是兩個(gè)相互獨(dú)立的過程。但從技術(shù)更合理、簡(jiǎn)化運(yùn)行成本、減少運(yùn)行裝置的需求來看，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)、測(cè)量和控制功能的一體化會(huì)是大勢(shì)所趨。

3.2系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一

OPC技術(shù)出現(xiàn)和WindowsNT平臺(tái)普及以后，操作系統(tǒng)使用起來更加靈活，維護(hù)工作也比較簡(jiǎn)便。開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一不僅減少開發(fā)所需的時(shí)間和資金投入，也利于運(yùn)行平立于終端平臺(tái)，這樣客戶就可以自行下載運(yùn)行程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)的控制。

3.3程序接口的標(biāo)準(zhǔn)化

IEC61131標(biāo)準(zhǔn)為電氣控制系統(tǒng)供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)程序接口的標(biāo)準(zhǔn)化提供了平臺(tái)。此外，IEC61131程序?qū)ο鄳?yīng)語(yǔ)法所做的定義也已經(jīng)被大部分供應(yīng)商所接受，逐漸向國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)。此外，IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的編程方式非常結(jié)構(gòu)化，因而有著代碼使用率高、管理容易、開發(fā)周期短的優(yōu)點(diǎn)。

4結(jié)束語(yǔ)

電氣控制系統(tǒng)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】石英；拉管；電氣控制系統(tǒng)

1電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1電氣控制系統(tǒng)原理簡(jiǎn)介

電氣控制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)就是它可以按照操作者所需要的方法是機(jī)器、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其它任意的可以改變的因素改變運(yùn)作方式，從而實(shí)現(xiàn)操作者的運(yùn)作需求。它的基本的工作原理就是通過檢測(cè)出被輸出量的實(shí)際數(shù)值，然后將它與輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較獲得之間的差值的過程。通過差值的比較然后進(jìn)行具體的調(diào)控作用進(jìn)而消除這種差值。從而實(shí)現(xiàn)輸出值與輸入值相對(duì)應(yīng)。電氣控制系統(tǒng)主要包括每個(gè)部分開關(guān)的合、分，開關(guān)狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)報(bào)告和報(bào)警設(shè)置，模擬系統(tǒng)的及時(shí)顯示。我們可以運(yùn)用電氣的控制運(yùn)行原理來進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，有助于我們細(xì)致的分析電信線路，從而有助于準(zhǔn)確的排除電路故障。PLC一般情況下由CPU、儲(chǔ)存器、輸入和輸出接口、電源等幾個(gè)部分構(gòu)成。比較經(jīng)典的是西門子的CUP為八路輸入和六路輸出，它可以實(shí)現(xiàn)定量的模擬量的調(diào)控，以及不同模塊的擴(kuò)展，尤其是在點(diǎn)位比較少的情況下應(yīng)用及其廣泛。

1.2新型電氣控制設(shè)備的工作原理

因?yàn)椴扇×撕侠淼南到y(tǒng)電氣控制系統(tǒng)，合理的解決了原始系統(tǒng)內(nèi)部現(xiàn)有的各方面的不合理之處，新型的電氣掌控裝置的熱度維持效果更好。精確控制溫度的高低，精確掌握數(shù)字的精確度，利用智能化電氣裝置操作設(shè)置上位機(jī)接口和記錄儀器的接口，使用熱力感應(yīng)的升溫方式，保溫性能比較強(qiáng)，溫度控制穩(wěn)定。一次性整體焊接，速度快，而且節(jié)約能源省電，操作簡(jiǎn)單易上手，受熱均勻。新型原理的設(shè)備的電氣控制設(shè)備節(jié)約能源程度更高，效率高。在條件相同的工作環(huán)境下，僅需要配置1臺(tái)中頻率電源和若干部通用型熱感應(yīng)增溫器，達(dá)到在不同環(huán)境下升溫的最終目的。

2爐前變壓器

2.1爐前變壓器的的功能和工作原理

前變壓器不是傳統(tǒng)概念下的標(biāo)準(zhǔn)工作設(shè)備，它的工作原理就是將輸入前是四百伏的電壓轉(zhuǎn)化為24伏的電流的性能。以達(dá)到加熱爐體可以調(diào)制為2300攝氏度高溫的最終目的。通常被安裝在電線桿或者店所內(nèi)使用，一般情況下可以實(shí)現(xiàn)將六～一千伏的電壓進(jìn)行降低到四百伏左右。配電電力變壓器是靜態(tài)的電氣控制設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)將某個(gè)確定的準(zhǔn)確地電壓值的交流電壓（電流）變成和它頻率相等的另一種或幾組任意的數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。

2.2爐前變壓器的設(shè)置

非標(biāo)爐前變?cè)O(shè)備規(guī)格明細(xì)如下：調(diào)控信號(hào)的輸入以及輸出：4-20mA、0-10mA、,0-5V、0-10V、1-5V、2-10V、PWM等相同信號(hào)輸入，輸入阻抗：120Ω（4-20mA輸入方式時(shí)）負(fù)載額定電壓范圍：240V、360V、420V、640V、1180V。降溫方法：10A~30A自動(dòng)冷卻，50-1200A風(fēng)能冷卻，1000A-3000A風(fēng)吹冷卻、自動(dòng)冷卻。掌控方法：調(diào)壓移相和過零周波調(diào)功一體化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)平衡電流、平衡電壓、平衡電功率等閉環(huán)調(diào)控以及雙閉環(huán)三相整流直流電源。

3總結(jié)

隨著研究的的不斷發(fā)現(xiàn)和新的進(jìn)展，石英拉管設(shè)備和其他大部分相同類型設(shè)備的不同之處在于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性提出了很高的要求。普通的石英拉管生產(chǎn)線假設(shè)出現(xiàn)了問題，就可以對(duì)系統(tǒng)提出暫停運(yùn)行的工作要求。然后工作人員進(jìn)行維修和護(hù)理，但是如果是屬于高端的石英產(chǎn)品出現(xiàn)技術(shù)環(huán)節(jié)的故障和失衡，則有可能導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失，然而石英拉管熔爐設(shè)備出現(xiàn)系統(tǒng)上的工作失衡現(xiàn)象，就可能出現(xiàn)坩堝炸裂以及有可能對(duì)工作人員的身體健康造成嚴(yán)重的損害。所以石英生產(chǎn)線設(shè)備必須具備非常穩(wěn)定的安全性。石英連熔爐設(shè)備與以往間歇式熔爐設(shè)備相比，具有明顯得進(jìn)步之處和不同之處，最近幾年石英拉管設(shè)備的應(yīng)用一直是國(guó)內(nèi)甚至國(guó)外同行業(yè)的關(guān)注熱點(diǎn)。然而目前階段國(guó)內(nèi)石英行業(yè)對(duì)石英熔爐設(shè)備的研究還處于剛開始時(shí)間階段。研究連熔爐設(shè)備一直是石英拉管開發(fā)技術(shù)的開發(fā)重點(diǎn)，在未來石英設(shè)備的應(yīng)用及開發(fā)具有較大的實(shí)用價(jià)值和實(shí)踐價(jià)值。

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