時間:2022-04-26 11:48:01
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,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了一篇自動控制系統論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
1自動控制系統的應用
1.1集成自動控制
集成自動控制系統是我國機械自動化工程當中是十分重要的一項。而集成化自動控制系統就是保留原有的信息技術,然后加以修改,取其精華,去其糟粕,使機械自動化系統變得更加完善。集成化自動控制系統能將原有的信息技術和與生產相關的信息糅合起來,不僅使得機械工程中的集中工程得到了加強,還將為械工程的生產與發展拓展到了更廣闊的領域。計算機技術是機械自動控制系統的基礎,而計算機技術在不斷的發展,集成自動美國控制系統得到了多方面工程制造的認可,深入到了各個領域。同時,集成自動控制系統也在計算機技術的更新下得到了完善與提高。
1.2柔性自動控制系統
機械自動控制系統不能夠保持原有的自動化成分,需要不斷的更新研發與創造。而柔性自動控制系統就是新發展的一項自動技術,它不僅包含了其他自動化控制系統的特性,能夠自動化生產,還能夠在生產中智能化。在機械工程不斷發展的同時,柔性自動控制系統已經成為了其中重要的組成部分。在機械工程的發展與應用中,柔性自動控制系統將信息技術、現代化機械生產技術與先進的計算機信息化設備進行結合,利用數控技術進行生產,這樣的科學生產方式使得機械制造不斷進步。
1.3智能自動控制系統的應用
所謂智能自動控制系統,就是在人工技術與計算機網絡技術的共同作用下,對機械工程中的任意一個過程進行模擬和控制,讓機器變得人性化,讓機械自動控制系統工作時能夠與人的大腦相類似,能夠收集數據和采集信息。智能自動控制系統有效的結合了人工智能技術和機械工作的過程,這樣,不僅使得生產效率大大提高,生產過程更易控制,還節省了人力,創造了更大的經濟效益。
2自動控制系統的發展前景
未來的科技技術會比現在更加發達,而每一個國家和地區的經濟水平都在不斷發生著變化,我們國家的發展和經濟水平也都在不斷的提高。這些都離不開機械工程,而自動控制系統是機械工程的重要組成部分,只有自動控制工程不斷的更新發展,機械工程才能夠不斷的創新,變得越來越科技化,才能呢個拓展到更多的領域。在自動控制系統在網絡信息技術不斷發展的背景下,在機械工程的應用中將實現先進的網絡化發展,并通過網絡的傳播,迅速滲入到各個行業中。當今社會經濟的發展更注重的可持續性,無論多啊么先進的自動控制系統,在生產生活中都應該更注重環保和節約。在生產自動化控制裝置時,應該以環保為首要考慮,節約能源,這樣才能夠可持續發展。
3結語
在經濟迅速發展和科技不斷進步的今天,自動控制系統已經成為了我國生產中最有力的系統,也是不可缺少的一部分。而集成化自動控制系統、柔性化自動控制系統和智能化自動控制系統的發展不僅能夠給我國的機械工程行業帶來很大的經濟效益,同時也能夠幫助企業更好地管理機械工程,對我國機械工程的生產與發展有十分重大的作用。
作者:郭華 單位:阿勒泰地區七六〇三臺
一、自動控制系統下的汽車電子技術
1.1創新汽車制動系統的研究
汽車制動系統性能好壞直接影響汽車行駛安全性和停車可靠性,多數汽車機械故障導致的事故是由制動系統引起的。據汽車安全性研究相關資料,如今眾多交通事故中,由于制基于自動控制系統的汽車電子技術分析文/田榮隨著科學技術的不斷進步,電子電工工業技術不斷更新,汽車行業高速發展,自動化、智能化的不斷革新,這給汽車電子中的自動控制領域帶來新的挑戰和機遇。如何讓人們更好地掌握汽車電子、電工技術,以便適應日新月異的發展需要。本文主要結合汽車電子的現狀和當前汽車電子發展所存在的問題,闡述了自動控制系統對汽車電子技術的機遇與發展。。摘要動系統故障導致的高達45%。為了保證行車安全、停車可靠,對汽車制動系的工作靠可性問題的研究已成為汽車行業研究的重要課題之一。制動系統的作用主要是使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車,使已停駛的汽車在各種道路條件下穩定駐車,使下坡行駛的汽車速度保持穩定,在汽車領域內,一切都是以安全為前提,在此基礎之上,對自動控制技術加以研究,能夠在科學上加強安全性。
1.2汽車電子中的電子元件開發
汽車電子技術涉及到許多電子元件,每一個元件都有其相應的用處,有的甚至有著至關重要的作用,如何確保每一個電子元件都能夠應用到位,如何開發創新新的電子元件,是汽車電子中的必修課。所謂的汽車電子一般是指車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置。車體汽車電子控制裝置,包括發動機控制系統、底盤控制系統和車身電子控制系統(車身電子ECU)。汽車電子最重要的作用是提高汽車的安全性、舒適性、經濟性和娛樂性。用傳感器、微處理器MPU、執行器、數十甚至上百個電子元器件及其零部件組成的電控系統。由于汽車上的電子元器件的裝置數量的急劇增多,為了減少連接導線的數量和重量,網絡、總線技術在此期間有了很大的發展。總線技術是將各種汽車電子裝置連接成為一個網絡,通過數據總線發送和接收信息。電子裝置除了獨立完成各自的控制功能外,還可以為其它控制裝置提供數據服務。由于使用了網絡化的設計,簡化了布線,減少了電氣節點的數量和導線的用量,使裝配工作更為簡化,同時也增加了信息傳送的可靠性。通過數據總線可以訪問任何一個電子控制裝置,讀取故障碼對其進行故障診斷,使整車維修工作變得更為簡單。
1.3發動機系統的改善
目前汽車發動機主流是汽油發動機,對于環境污染嚴重的今天來說,汽油發動機可以說是罪魁禍首,只有在拋棄汽油發動機的提前下,對發動機系統的進行創新和技術開發,才能讓汽車電子的發展顯得更加有意義。天然氣汽車逐漸得到了普遍的認同與應用,作為一種新型的能源汽車,發動機燃料主要采用壓縮天然氣。從某種程度上來講,與一般的汽油發動機對比,一定限度地降低了碳氫以及一氧化碳的排放量。立足于柴油發動機,天然氣發動機幾乎沒有排放任何顆粒物。目前,天然氣發動機主要存在兩種形式:一是由汽油機改裝成雙用燃料發動機,二是由柴油機改裝成單燃料發動機。由此可知,當進氣道處要實施天然氣噴射時,將會存在諸多的問題,主要表現在四個方面:第一,降低了發動機充氣效率;第二,平均有效壓力出現降低;第三,動力性出現下降;第四,排放性能與原車水平保持一致。因此,必須要充分發揮天然氣能源優勢,不斷完善稀燃技術、缸內直接噴射技術以及電控多點順序噴射技術等新型的發動機控制技術,改善壓縮天然氣發動機的性能。
1.4利用計算機多媒體進行技術創新
計算機多媒體技術的運用已經應用在各個領域內,如3DMAX軟件的運用,能夠實現各種模型的創立,能夠直觀的反應于現實中,把相關圖片、數據圖以及視頻分析穿插進自動控制系統的開發中。汽車電子技術的研究在許多人開來是非常專業化的領域,導致其局限性,其實不然。在信息化的今天,任何知識都可以通過上網和網上媒體進行快速了解,通過網絡,能夠把無法形象講述該專業領域內汽車器件結構的安裝、線路的走向清晰地呈現出來,對汽車電子技術的發展有著重要作用。
二、結語
綜上所述,隨著21世紀社會主義市場經濟競爭日趨激烈,信息化、自動化、網絡化的日新月異,市場對汽車電子技術的開發和創新要求越來越高,只有不斷的專研和創新,才能在汽車電子行業中立足,但也不能冒進,對于我過汽車電子而言,自動化控制系統的研究只是一方面,還有許多不足之處,希望以后可以不斷的發展和完善。
作者:田榮 單位:黔東南民族職業技術學院
摘要:污水處理是治理環境的重要手段之一,能有效緩解我國當前的環境污染問題。在實際的污水處理過程中,其處理系統具有隨機性與非線性特征,因此,在污水處理廠處理污水時,應設計配電系統,從而保證自動控制系統穩定運行。基于此,作者對污水處理廠自動控制系統設計進行詳細的研究分析,以供人員參考。
關鍵詞:污水處理廠;自動控制系統;設計
隨著時代快速發展,人們用水量逐漸增大,產生的污水不僅嚴重影響自然環境,更影響人們的正常生活。當前,由于污水量逐漸增多,原有的污水處理系統逐漸滿足不了當前的污水處理需求,因此,利用現有的自動化控制技術,提升污水處理效率,是當前污水處理廠的首要研究目標,以此來提升污水處理效率。
1污水處理工藝流程
污水處理廠的工作任務是將污水中部分有毒污染物質與水進行分離,同時將有毒的污染物質進行轉化,得到無毒的物質,從而將水凈化,充分利用資源。在實際的污水處理過程中,主要分為預處理、一級處理、二級處理、深度處理以及污泥處理五個階段。在我國,常用的處理手段主要是過濾與混凝沉淀,并在實際的處理過程中,結合實際情況,進行詳細的調節,當前,污水處理工藝流程為:格柵、沉砂、曝氣、二次沉淀、生物過濾以及消毒排放。
2污水處理廠自動控制系統設計要求與原則
在對污水處理廠自動控制系統設計時,應嚴格遵循以下幾點要求:首先,相關控制系統所涉及的電氣設備應具備手動操作與自動操作兩種形式,并且相關的系統運行狀態與故障情況可以在終端監控系統顯示;其次,在控制系統運行過程中,系統設定的具體數值與參數可以人為進行更改,方便相關工作人員結合實際情況進行調整,并設置保密措施,保證只有管理人員才能對數值進行更改;最后,在污水處理廠自動控制系統運行過程中,其系統本身應具備一定的監控能力,并對自身的系統進行全方位監控,以保證系統高效穩定地運行。與此同時,在污水處理廠自動控制系統設計過程中,還應遵循經濟性、可靠性、先進性、開放性以及實用性原則,以此來滿足污水處理廠的污水處理工藝、生產管理以及設備穩定運行對自動化控制的需求[1]。
3污水處理廠自動控制系統硬件與軟件設計
3.1自動控制系統硬件設計
硬件設計是污水處理廠自動控制系統的重要組成部分,貫穿污水控制系統全過程。在污水處理控制系統中,存在大量的啟停裝置,以便于及時掌握系統的運行與故障。在自動控制系統設計過程中,其系統主要包括三條通訊鏈路、三個ET200M從站以及兩套CPU412控制器,通過相關的監控軟件,利用自動控制系統,實現對污水處理廠所有設備監控,并提供生產報表和水質數據記錄等功能,從而實現污水處理。在系統實際運行過程中,自動控制系統的核心是自動控制柜,其功能是按照PLC編寫的程序運行。PLC控制系統硬件是指,可編程邏輯控制器,在工業領域應用范圍廣泛,但在實際的設計應用過程中,應結合實際情況選擇合適的PLC的種類。PLC控制系統自身的信號輸出是利用模擬量與數字量的形式進行輸出,改變了傳統的繼電器控制模式,其系統主要由CPU模塊、電源模塊、輸出模塊、數字模塊、通訊模塊以及模擬量輸入等組成,其工作過程中主要分為三個階段,即輸入采樣、程序執行以及輸出刷新,從而保證系統穩定運行。
3.2自動控制系統軟件設計
自動控制系統的軟件設計,主要是保證控制系統具有良好的協調性,以此來使控制系統的操作指令可以在不同設備之間順利執行,污水處理廠自動控制系統軟件設計主要分為以下兩點:第一點,上位機的監控軟件設計,在實際的軟件開發設計過程中,其各個步驟都需要在組態軟件上完成,所以,相關的監控軟件需要選擇組態靈活、趨于人性化的界面以及功能較強的應用軟件,以此來保證污水處理過程中的數據采集、工藝過程等得到有效的監控。監控系統在監控過程中,需要將污水處理過程中的所有工藝流程進行監控,基于此,在監控軟件設計過程中,設計人員應將各部分的信息進行緊密的結合,以此來保證自動監控系統的穩定性。當前,上位機監控軟件主要分為三部分模塊:第一部分,監控模塊;第二部分,預測模塊;第三部分,登錄管理模塊。第二點,PLC控制程序在實際的軟件開發過程中,應以污水處理廠的污水自動控制系統為基礎,根據相關工作原理,研究循環掃描和建立映像區,由程序確定映像區的大小,保證系統的所有輸入點與輸出點在映像區內存在相關的對應點,為控制系統提供外部信息。同時,將程序開發作為主要的研究內容,并圍繞污水處理工藝的流程進行開發設計[2]。
4結束語
綜上所述,在污水處理廠自動控制系統研究設計過程中,相關設計人員應結合實際情況,設計符合當前國家相關部門基本要求的自動控制系統,并且注意控制系統的設計成本與后期維護支出等因素,提升污水處理效率。但在實際的設計過程中,還存在一些問題,需要相關人員不斷改善,以此來緩解環境污染現狀。
作者:劉洋 李爽 單位:國電東北環保產業集團有限公司沈水灣污水處理廠
摘要:熱力站自動控制系統的穩定直接關系到熱力站的安全運行,來自自動控制系統內外的各種電磁干擾是對系統安全、穩定運行的最大威脅。針對熱力站自動控制系統在設計、施工和維護中容易被忽視的電磁干擾問題,從自動控制系統的受干擾源分析出發對干擾源進行分類研究,并在此基礎上提出一些自動化控制系統的抗干擾措施,以減少或避免電磁干擾的影響。主要對熱力站自動化控制系統的抗電磁干擾方法進行了分析探討,希望對相關從業人員具有借鑒作用。
關鍵詞:熱力站;自動控制系統;電磁干擾;屏蔽技術
隨著社會的進步和工業技術的提高,生產設備的自動化控制程度越來越高,大部分企業都基本實現了生產過程的自動化控制。熱力站也實現了電氣化自動控制,在熱力站內,循環泵、補水泵等動力設備不斷地啟停運行,自控設備和電氣動力設備相互交叉,使得現場的電磁環境非常復雜,干擾嚴重,從而導致測量的數值誤差較大或控制指令、通訊異常等影響自動化控制系統的正常運作。因此,加強對其工業自動化控制系統的抗干擾技術的研究就顯得十分重要了。結合自身的工作實踐經驗,在設計中就要考慮如何避免和減少電磁干擾,并在施工調試的過程中嚴格按設計要求合理布線,可靠接地,盡量減少強弱電的交叉耦合,減少設備之間的電磁干擾。
1熱力站自動控制系統受電磁干擾的影響
1.1熱力站自動控制系統的簡單介紹
熱力站自動控制系統主要設備有現場PLC控制器、現場總線、通訊設備、溫度傳感器、壓力傳感器、流量計、電動調節閥、電子遠程水表、循環泵和補水泵的變頻控制柜等設備,其結構示意圖如圖1所示。
1.2自動控制系統受電磁干擾的主要影響
熱力站自動控制系統受電磁干擾的主要影響有:傳感器采集的數據產生較大偏差,數據傳輸過程引起數值的波動,PLC控制器受電磁干擾不能穩定工作發出錯誤指令,通訊不暢不能正常傳輸數據,執行機構(調節閥、變頻器、電氣控制柜)異常動作等。當熱力站自動控制系統受到電磁干擾引起上述現象時,整個熱力站將受到干擾不能正常工作,從而影響到供熱系統的穩定運行。所以在現實控制中,如何減少和避免電磁干擾顯得尤為重要。
2如何減少或避免電磁干擾
要想減少或避免電磁干擾,就得弄清楚電磁干擾是如何產生的。從電磁干擾原理得知,構成電磁干擾必須有干擾源、干擾耦合的途徑和受干擾設備三要素,減少或避免電磁干擾的技術就是圍繞這三要素所采取的各種措施。只有弄清了電磁干擾是怎樣產生的,主要的干擾源又是什么,哪些設備容易受到電磁干擾的影響,如何減少電磁干擾進入系統的途徑,才能針對不同電磁干擾問題采取不同的處理措施,從而有效地減少或避免電磁干擾問題。
2.1熱力站自動控制系統的主要電磁干擾
熱力站自動控制系統的主要電磁干擾有強電設備循環泵、補水泵、變頻器的啟停、調速產生的電磁干擾對弱電設備傳感器、PLC控制器、通訊設備、傳輸線路的輻射干擾,以及各種傳感器、控制器等弱電設備之間的電磁相互傳導干擾等。主要干擾源有電機、變頻器、電動閥、傳感器、PLC控制器等。
2.2減少或避免電磁干擾的方法和措施
2.2.1合理的空間布置及布線根據熱力站的空間布局,合理安排設備的安裝位置,綜合考慮器件或設備的布置及布線,將強電設備間和弱電設備間分開布置在房間的兩側,強電電纜入地走地溝,弱電電纜架空走橋架,各自控設備間保持適當的距離,綜合考慮場地空間大小和大型設備的布局,合理安排布置各設備的位置,盡可能地增大干擾源與受擾電路之間的距離。增大空間距離能有效地減弱電磁輻射干擾的傳播,從而降低了設備受干擾的概率,降低整個系統故障的風險。2.2.2屏蔽技術給主要的干擾源及受擾設備都安裝屏蔽保護外殼。屏蔽外殼通常是由導電良好的金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽殼等,將被保護的設備電路放置在其中。將變頻器放置在變頻柜中,PLC控制器放置在自控柜中,其他設備都有金屬保護外殼,這樣既可以使屏蔽罩、屏蔽殼內的設備不受外部電磁干擾,又不讓其電磁干擾外泄。系統連接的數據線、信號線必須采用屏蔽電纜線,這樣能避免數據信號傳輸時受到電磁干擾。屏蔽線的屏蔽層必須可靠接地,并與主電路線及控制線完全分離。屏蔽一般分為靜電屏蔽、低頻磁場屏蔽和電磁屏蔽。2.2.3接地技術接地有保證安全和抑制干擾2個作用。正確的接地方式是保證人身和設備安全及抑制干擾的一種有效方法。設備的金屬外殼接地是安全保護接地,是為了防止人身觸電和保證設備安全;系統連接的數據線、信號線的屏蔽層接地是屏蔽接地,干擾電壓對地形成低阻通路,干擾電流通過接地線導流入地,以防止干擾其他電子設備。自動化控制系統是由多臺自動化電氣設備和各類傳感器構成,整個系統必須只能在一處接地,如多點接地,就會在電路中會形成多個接地回路,當低頻信號或脈沖磁場經過這些回路時,就會引起電磁感應噪聲,形成電磁干擾。2.2.4隔離措施隔離的作用是破壞電磁干擾傳播的途徑、切斷電磁耦合的通道,從而達到抑制電磁干擾的目的,包括變壓器隔離、光電耦合器隔離、繼電器隔離等。在熱力站變頻柜和自控柜中都使用了單獨的24V電源開關將強電信號和弱電信號隔離開來,減少了相互之間的干擾;在控制回路中使用了大量的繼電器將控制回路得電氣連接阻斷,切斷了電磁干擾的傳播途徑;在變頻器和控制器接收傳輸信號端加裝光電耦合器隔離,保證了輸入回路和輸出回路的電氣隔離,能很好地解決不同電位、不同邏輯電路之間的信號傳輸和電氣隔離,從而減少了電磁干擾。2.2.5濾波技術濾波技術就是將相應頻帶的濾波器接入信號傳輸通道中濾除或盡可能衰減干擾信號,使信號傳輸過程中不受外部電磁干擾的影響,以達到提高信噪比、抑制干擾的目的。在變頻器的輸入電流端安裝交流電源濾波器和電抗器,能有效地抑制外來的高頻干擾和電源的低頻諧波電流干擾對變頻器控制信號及其他電子設備的電磁干擾。在自動檢測系統中,傳感器的直流電源是共用的一個開關電源,為了避免在同一電源內造成幾個電路之間的相互干擾問題,應在每個傳感器電路中加上RC或LC退耦濾波器。
3總結
熱力站自動控制系統的穩定與否直接關系到熱力站能否安全運行,盡可能地減少自控系統內外的各種干擾是非常重要的事情。在熱力站自控系統設計之初就應充分考慮,要根據場地空間的大小、設備設施的種類、主要干擾源和受干擾設備及干擾的途徑等具體情況,采用與之相適應的各種抗干擾措施,盡可能地減少和避免電磁干擾,保證自控系統能可靠、穩定地工作。在施工和維護過程中,要嚴格按設計要求和規范進行,保證每項措施都能起到應有的作用。此外,在選用電子元器件、傳感器等設備時,必須選用性能參數穩定、可靠,能適應工作現場條件的器件和設備,從而保證系統組成后能安全、穩定地工作。
作者:楊利勇 單位:太原市熱力公司
【摘要】智能建筑是現代建筑行業的發展區域,越來越多的工程項目,設計成了智能建筑。智能建筑樓宇中,比較重要的結構是自動控制系統,加快了智能建筑樓宇的發展速度。智能建筑樓宇提高了對自動控制系統的重視度,采取高效的控制方法,規范自動控制系統在智能化建筑樓宇中的應用。本文主要探討智能建筑樓宇自動控制系統的幾點內容。
【關鍵詞】智能建筑;樓宇;自動控制系統
自動控制系統是智能建筑樓宇的核心部分,通過自動化技術、通信網絡以及計算機技術,規劃了自動化控制部分,應用到智能建筑樓宇內,滿足樓宇智能化的基本需求。目前,我國建筑行業表現出了智能化、自動化的發展特征,直接提高了智能建筑樓宇的服務能力,由此對自動控制系統有一定的需求,目的是通過自動控制系統,優化智能建筑樓宇自動化的運行環境。
一、智能建筑樓宇自動控制系統的設計
1.系統設計自動控制系統主要參與智能建筑樓宇的運行控制,其在設計中,注重功能性的運行內容,管控好樓宇的運行和消耗,促使樓宇內的各項自動化項目,保持在最佳的狀態[1]。自動控制系統的設計,可以規劃成3個模塊,分別是:(1)安保管理,自動化監測智能建筑樓宇,實行防火防電及防爆,同時還要執行安全中的數據管理,提高數據傳輸的水平,達到數據傳送的規范標準;(2)物業管理,自動控制系統中,輔助計算出智能建筑樓宇的資金消耗,監督各項設備的運行狀態,及時發現有異常的設備,制定設備更新計劃,更換異常設備;(3)環境能源管理,自動控制系統管控智能建筑樓宇內的照明、空調以及運輸項目,重點規范照明系統和空調系統的能源分配,有效控制能源消耗,實現節能降耗,自動控制系統在運輸方面的環境能源管理,是指電梯、停車場等項目的控制,保障能源分配的合理性,才能完善自動控制系統的設計。2.系統分區自動控制系統在智能建筑樓宇中的系統分區,分為兩個部分。分析如:(1)控制分區,自動控制系統分為集中控制與集散控制兩個部分,集中控制是指計算機為自動控制的基礎,所有監控點均連接到監控中心的計算機體系中,計算機處理好運行數據后,重新傳送到設備的執行器內,縮短了運行控制的時間,集散控制的核心是分布式控制,監控中心采用通信總線結構,在智能建筑樓宇的監控區,實行分級分布式的控制方法,分散的狀態下,完成自動化控制;(2)協調分區,是指對智能建筑樓宇中的子系統,實行協調化的自動控制,不同子系統,其核心功能不同,采用自動化控制系統,確保子系統能夠在協調的狀態下獨立運行,子系統單獨連接到自動控制系統內,做到協調運行。
二、智能建筑樓宇自動控制系統的應用
本文以某商務型的智能建筑樓宇為研究對象,該案例中,建筑樓宇占地120585.21㎡,建筑總高度是85.3m,該智能建筑樓宇,集酒店、辦公、商業、車庫等功能于一體,該建筑在建設初期,就提出了智能化要求,落實了自動化系統的應用,探討幾點自動化系統在該樓宇中的應用表現,如下:1.智能卡系統該商務型智能建筑樓宇,自動控制系統的應用,構建了智能卡系統,專門用于保護樓宇內部的安全性,確保出入人員的安全性。自動化控制中,包含了智能化系統,出入人員通過刷卡的方式,通過智能化系統,向自動控制系統提交認證信息,符合認證才能正常出入[2]。該案例的門禁、車庫等位置,均采用了智能卡服務,實現了自動化的識別。自動化系統中有數據庫,其可主動識別智能卡的用戶,身份匹配成功后,才能安全放行。該樓宇的人流量大,因為樓宇存在多項功能,所以在酒店、辦公等位置,專門配置了自動化的門禁系統,采取自動化的識別方法,門禁屬于智能卡系統的一部分,執行刷卡識別,保障樓宇內部的安全。2.視頻監控系統自動化控制在樓宇視頻監控中,表現出了高效的應用。樓宇的運行根本是安全,結合自動控制系統,在樓宇中安裝視頻監控系統,專門用于監督樓宇的內外環境。該樓宇中的安全管理方面,不僅安裝了視頻監控系統,還配置了防盜報警、信息巡防等模塊,其在該建筑樓宇的公共部位,安裝了視頻監控,以便實時掌握樓宇內外的環境狀態,避免發生突發狀態[3]。該樓宇內,不同功能的區域,管理人員之間相互協調,盡量擴大視頻監控系統的監測方法,遵循“以人為本”的保護方式,落實視頻監控系統的應用。例如:該案例的商業區,突發了安全事故,周圍居民及時按下了防盜報警,信號迅速傳達到了安全監控室,值班人員根據視頻監控系統與防盜系統,迅速找到了事故位置,及時排除了安保人員,解決了事故問題,有效避免了人員傷亡。3.設備管理系統智能建筑樓宇中,安裝的設備非常多,增加了設備管理的負擔,而自動控制系統,可以應用到設備管理上,緩解了各項設備的運行壓力。設備管理上的自動化,在智能建筑樓宇中,營造了舒適的環境[4]。該智能樓宇在設備管理時,以自動控制系統為基礎,引入了多項先進的技術,專門控制好智能建筑樓宇中的設備運行。例如:該樓宇中的空調設備,建筑內,安裝了30臺空調機組,其中8臺是空氣凈化變頻機組,空調機組中,采用了PLC編程控制,促使空調能夠根據樓宇內的環境,自動調節變風量和溫度,實現了室溫控制空調的方式,空調機組中安裝傳感器,夜間會降低或停止空調運行,降低了空調設備的能源消耗,體現了自動化控制在設備管理系統中的優勢,不僅具有管控的作用,還起到節能降耗的作用。自動控制系統除了在空調設備上,還應有到了通風排水、電器運行、電機等設備中,完善了智能樓宇的設備運行。
三、智能建筑樓宇自動控制系統的發展
智能建筑樓宇自動控制系統是信息時代的產物,其具備良好的發展前景。隨著通信技術和計算機技術的發展,自動控制系統在智能建筑樓宇中,可以更為及時、便捷的實行功能管理。未來發展中,自動控制系統可以參與智能建筑樓宇的各方面管理,不僅僅是現代幾點功能控制上,而是提供綜合的管理方法,充分體現自動化控制系統的功能。自動化控制系統在未來發展中,朝向高級化的方向發展,在智能建筑樓宇中,形成高級管家,提升自動化服務的水平,還要和通信自動化、辦公自動化相互配合,完善智能建筑樓宇的運營環境,充分發揮自動控制系統的功能優勢。
四、結束語
智能建筑樓宇的自動控制系統應用中,以規劃設計為基礎,滿足智能建筑樓宇的功能需求,體現自動控制系統的高效性。自動控制系統在智能建筑樓宇中,得到了積極的發展,結合系統的設計和應用,推進自動控制系統在智能建筑樓宇項目中的發展,以便在樓宇中,開發更多的自動化控制功能。
作者:吳濤 單位:四川省煤炭設計研究院
摘要:水資源在全球范圍內都是重要的資源,水資源在我國經濟發展中也占據很大的比重。因為水資源量在很大程度之上影響著我們國家經濟發展的速度。伴隨著近代工業的迅猛發展,以水資源為代表種種資源都受到相當大程度的污染,對污水處理的問題成為了目前最迫切的問題。文章分析了自動控制系統于處理污水時的的作用,先介紹了自動控制系統的組成特點,然后研究了自動控制系統在污水處理中的應用現狀以及今后的改進措施進行探討。
關鍵詞:自動控制系統;污水處理;改進措施
前言:
目前,我國的環保力度逐漸加強,國家對污水處理上的處理方式也漸漸由點到面,進行了全方位的處理。因為我國國土很遼闊,各種工廠分布在很分散的位置為我國污水處理無形中增加了很大的難度。但是污染過水資源如果未經處理或者是處理不妥就排放到江海湖泊中,不僅為我國生活用水造成嚴重的影響,同時會對我國工業產業產生阻礙無法正常發展。因而,污水的處理是迫切的問題。電氣自動控制系統在污水處理中的應用,可以提高處理污水效率,可以為我國經濟的發展奠定出一個很良好的發展平臺。得到很多有用的結論,自動控制系統能夠提升自動控制系統整體性能,令污水的處理可以最高效率、最科學的進行,給經濟的發展以及社會的整體發展掃除了麻煩。
一、自動控制系統的組成以及特點
自動控制系統的組成比較復雜,一般由數據采集、信號處理以及自動控制等各方面的內容組成。在實行污水處理時,只有這些部分協和配合,各盡其能,就會使污水達到最好的處理效果。主要負責系統運行的自動控制部分,令系統在沒有人操控的情況下,也可以按照原來設立的系統進行運行,將人從危險、繁重的工作中拯救出來;主要負責系統監控的數據采集部分,當系統屬于運行狀態時,數據采集部分可以對污水處理的狀況進行檢驗,能夠保證系統的正常化運轉;信號處理部分是對采集的數據進行處理,若發現系統出現異常狀況時,就會迅速的對系統開始進行修復,保證污水處理的質量與效率。自動控制系統是一個多部分組成的整體化的設施,需要各部分之間相得益彰,污水的處理才可以實現高效化。
二、自動控制系統在污水處理中的應用現狀
(1)電氣自動控制系統所采用的檢測設備檢測精度不理想我國的科技發展不均衡,有些技術的發展還處于初級階段,和總體科技水平差距太大,所以在使用設備的配套時,往往有些方面的落后會拖垮了設備整體的本能。當前我國的電氣自動控制系統中,檢測設備相當不完備,整體設備的性能的滯后。在電氣自動控制系統進行處理污水時,很多的儀表、檢測表由于精度不夠,令系統沒辦法對突然出現的問題準時處理,造成了不必要的虧損,降低了處理污水的效率,減小了經濟效益的空間,因而很大程度上限制了企業的發展。(2)污水的排放標準太低為了擴大經濟效益空間有些廠家進行污水處理時,通常省略或簡化水質的檢驗。近幾年,由于我國環保部門監控力的加強,有些企業、工廠用PH、DOORP等進行對水質的限制,可是在電氣自動控制系統進行操縱時,若檢測系統檢測到水質還有處于不合格狀況時,系統接到反饋單單只是延長污水處理的時間,而卻不是再一次進行對污水水質的檢驗,這樣通常會造成處理的污水完不成預期的成效就直接排泄到環境中去。(3)設備維護不到位一些污水處理工廠一方面為提升污水的處理效率,另一方面為了減少污水處理成本,所使用的污水處理設備都是直接從國外直接買來。可是從外國買回來的設備基本都會有維護的要求,一旦沒有滿足維護標準設備不能正常工作,令污水處理效果不理想。
三、自動控制系統在今后的改進措施
因為我國污水的自動控制處理系統和經濟發展現狀沒能完美的符合,這很阻礙到處理污水效率和質量,利用對我國目前污水處理現狀,為相關方面采取必要措施,來提高處理污水效率和質量。(1)控制設備的檢測精度在污水處理工廠引進新處理的設備后,必須注重對設備的檢測,尤其是設備的精度問題。如果檢測設備的精確度有缺陷,會令污水處理結果產生問題,經常令沒有達標的污水因檢測不出就被誤排放了,這會造成無法挽回的各種方面的損失。因而,在引進新處理設備之時,就要注重檢測設備精度的問題,我們必須要使處理的污水排放后不會產生較大的危害后果。(2)提高污水排放標準污水處理在實際生活中,排放的標準過低令污水處理現狀和理想相差很大。利用對提高污水處理標準,從而減少不達標的污水被排放的量,這樣可以從整體上將污水處理的效果得到保障。(3)相關設備的維護目前來說我國很多污水處理廠都是直接從國外引進設備,設備的維護問題有多方面的難題。可是只有好的處理污水的設備,才可以確保污水處理的結果。所以,工廠要必須加強設備維護的重視度,為克服各種方面的困難,把設備維護工作做到位,污水處理結果可以得到保證。(4)培養專業的人才培養專業的人才在污水處理方面是可持續發展有重大意義,可是我國目前污水處理人員都是接受簡簡單單培訓就上崗,沒有了解很多相關知識,這樣使得在實際操作時易產生大問題。特別是在電氣自動控制系統需要維護或者是出現問題時,特別難找到這方面專家進行指點。培養專業人才或者引進專業人才就十分重要了,這樣不僅僅可以為我國污水處理的水平提高,也可以為污水的處理提供長期的保證以及將來的發展問題作出籌備。結語:綜上所述,自動控制系統于污水處理之中有相當高的地位,一方面大幅度的降低污水處理的經濟成本。另一方面,可以令污水處理效果獲得明顯的改善,創造出了很好的社會效應。文章利用對目前我國污水處理現狀進行著手分析,提出很多改進措施,希望我國業內人員在提高污水處理質量以及改善污水處理等方面能有更大的進步。
作者:潘亞楠 趙磊 宋淼 單位:沈陽理工大學
【摘要】隨著我國建筑業的不斷發展與進步,智能化建筑也得到了相應的發展,其中自動化控制系統在其中扮演著極其重要的作用。本文主要就智能建筑,簡要分析自動化控制系統在其中的應用。
【關鍵詞】智能建筑;樓宇自動化控制系統;空調系統管理
1前言
建筑中的自動控制系統在其中占有著非常重要的組成部分。它有著以下幾方面的優點,第一能夠有效的節約能源,第二能夠確保設備的運行處于安全的范圍,第三能夠創造安全的工作環境。以上的這些優點使得當代的建筑已經發展為智能的建筑,發展為會為人類思考的建筑。
2自動控制系統的發展歷程
隨著自動控制技術的不斷發展與進步,建筑內的自動控制系統也隨之發展而來。在我國建筑行業的發展過程中,樓宇的自控系統經歷了以下幾個階段的發展。第一個階段是集中式控制系統,第二個階段是集散式控制系統,第三個階段是現場總線控制系統,第四個階段是網絡集成系統[1]。
3自動控制系統的發展趨勢
智能化的自動控制系統,尤其是有著集成能力的自控系統這一概念出現的時間較短。故此,在系統的選型討論時往往存在著一些爭論。自動控制系統主要是由以下兩方面結合產生的,第一方面是計算機的控制技術,第二方面是通信技術。所以,建筑的自動控制系統必定是會采用計算機領域的最新研究技術。
4自動控制系統在建筑工程中的應用
4.1工程概況蘇州的南溪江路商務中心地處蘇州吳中區,總建筑面積在十二萬平米左右,建筑高度高大85.3米。主要有以下幾方面的功能,第一就是商業功能,第二就是作為辦公寫字樓的功能,第三就是作為五星級酒店功能,第四可以作為地下停車場。其中該建筑采取了自動控制系統以達到能夠對建筑進行智能管理的目的,下文主要介紹空調能耗管理系統在建筑中的應用。4.2設計依據采用國家規范標準進行建筑設計,如建筑設計防火規范、防雷設計規、智能建筑設計標準規范、低壓配電設計規范等。4.3設計目標4.3.1一次設備的運行能夠達到設計的標準“一次設備”指的是能夠體現其使用功能的設備,如鍋爐、電梯、路燈等能夠直接方便用戶使用的設備,建筑的自動控制系統就是控制類似以上的設備來為用戶進行服務的,故此我們也可以稱自動控制系統的設備為“二次設備”。樓宇的自控系統最主要的目的是能夠保證“一次設備”的運行達到設計的要求,確保南溪江路商務中心獲得舒適的工作環境。4.3.2降低設備的使用能耗在當代建筑工程中,為了盡最大可能的去滿足用戶的需求,機電設備在建筑中占據著越來越重要的地位,而這些機電設備的能耗也是建筑運行所要支出的主要部分。據調查研究發現,僅僅中央空調的能耗就在建筑中占據其中的百分之四十以上,在樓宇內采取自動控制系統有助于節約能約能耗,節省運行資本。4.3.3方便物業的管理為了給南溪江路商務中心大樓提供一個較為舒適的工作環境,那么其中的機電設備必然數量較多,然而由于這些設備分布較為分散,那么就會使得這些設備的管理非常困難,采用自動控制系統有助于物業管理者能夠采用遠程控制的方法來減輕工作人員的勞動強度,實現物業管理的現代化。對于那些使用較為規律的設備,我們可以用電腦時間程序管理來進行控制。4.4設計原則4.4.1合理性合理的自動控制系統不但能夠滿足用戶的需求,更是以系統的實用為主要目標來對南溪江路商務中心進行控制。4.4.2先進性采用最為先進的技術來進行設計,方便日后的使用過程中能夠跟蹤行業的發展。4.4.3開放性不但能夠兼容其他的設備監控,并且用戶能夠自主的選擇其他的系統來進行更新維護。4.4.4友好性有些系統較為復雜那么就需要專業的操作人員來進行操控管理,而該軟件的友好性則是使用較為簡單,方便工作人員操控管理。4.5系統原理此次設計運用的是新型的集散控制系統,將其中的控制功能進行分配,分配到每個控制回路,并體現在現場的儀表之中,進而提升系統的可靠性,從而達到分布式的控制。本系統分為以下三個層面,第一層是設備層,第二層是控制層,第三層是管理層。主要的監控對象大體分為以下幾類,第一是PAU空調系統,第二是水泵設備,第三是電梯設備等。南溪江路商務中心大樓的BA系統的監控設置在一樓的監控中心之內,大樓中共設有30多臺空調機組,當中有5臺采取了變頻機組。一般而言,變風量空調的原理是送風傳感器或者回風傳感器來進行冷水、熱水調節閥的控制,于此同時可以依據需要來進行風管電加熱的分級調節,然后設置高溫保護開關,當開關動作時,就需要對電加熱器進行關閉操作,當風機停止運轉時,要對電動二通閥進行關閉操作。對組裝式空調器進行控制時,由室內溫度來進行控制調節,調節冷水、熱水的電動二通調節閥。然后設置高溫保護開關,開關的設置在電熱器后面。當開關動作時,就需要對電加熱器的電源進行關閉處理,當風機處于停止的狀態時,要將電動二通閥進行關閉處理。需要注意的是,風機開,電加熱器才能進行開啟處理。隨著過濾器的阻力發生改變時,可以通過控制變頻器來維持風量,以達到保證換氣的穩定,進而延長過濾器的使用期限。4.6供電電源系統電源是由及控制室的配電箱引接進來,容量為三相5kw。DDC數字控制器安裝在各空調機房內部,電源就通過最近的配電箱進行引出,容量為單向0.5kw。4.7電氣接地在一棟建筑物中,其供電配電的設計至關重要,影響整個建筑物的有效使用。在其中,接地系統在其中占據著非常重要的組成部分,因其能夠對供電系統的安全運轉有著最直接的影響。尤其是近些年來,隨著科技的不斷進步與發展,建筑內的自動控制系統在給我們帶了了巨大的方便的同時也產生了一些問題。在南溪江路商務中心大樓的工程中,采用的是TN-S系統。在進行系統的設置時,要注意以下幾點問題,第一是它的工作零線,第二是其專用的保護線,第三是它們相連接的位置,以達到保證智能化建筑的安全。
5結語
建筑內的自動控制系統在智能化建筑中扮演著極其重要的角色,它能夠實現整個建筑的智能化服務。智能化建筑的設計施工需要許多單位進行協調配合,如施工單位、業主、設計單位等。通過在建筑內設置自動控制系統,有助于實現整個建筑的節能效果。在今后的建筑業的發展過程中,建筑內的自動控制系統的發展也將會越來越成熟。
作者:張亮
摘要:在我國經濟發展的過程中,水資源占據著重要的地位,他的資源量將很大程度上影響著我國經濟的發展速度。而隨著近代工業的崛起,以水資源為代表的各類資源均受到很大程度上的污染,所以對污水的處理已經成為當前最突出的問題。本文就自動控制系統在污水處理中的應用進行全面的分析,提高自動控制系統的性能,使得污水處理能夠最大效率的進行,為社會、經濟的發展掃除障礙。
關鍵詞:自動控制系統;污水處理;應用
引言
近年來,隨著我國環保力度的逐步加大,對污水的處理上逐漸由點到面,實行全方位的覆蓋。由于我國幅員遼闊,各類工廠分布較為分散的狀況給我國的污水處理增加了難度。而污染的水資源如果處理不當而直接排放進江海湖泊,不僅給我國的生活用水帶來影響,也會阻礙工業等相關產業的發展,所以對污水的處理已經成為一件急需解決的問題。電氣自動控制系統的應用,將提高污水處理的效率,為我國的經濟發展奠定一個良好的發展平臺。
1自動控制系統的組成以及特點
1.1自動控制系統的組成
自動控制系統的組成較為復雜,一般由自動控制、數據采集以及信號處理等方面的內容組成。在進行污水處理時,只有這幾個部分協調配合,各盡其能,才能使污水的處理的效果達到最好。自動控制部分主要負責系統的運行,使得系統在無人控制的情況下,也能夠按照原有設定的系統進行運行,將人從繁重、危險的工作中解救出來;數據采集部分主要負責系統的監控,當系統屬于運行狀態時,數據采集部分能夠對污水處理的狀況進行檢測,保證系統的正常化運行;信號處理部分是對采集的數據進行處理,當發現系統出現異常狀況時,就會及時的對系統進行修復,確保污水處理的效率與質量。自動控制系統是一個整體化的設施,只有各部分之間相輔相成,才能實現污水處理的高效化。
1.2自動控制系統的優點
從另一種角度而言,自動控制系統可以分為軟件和硬件兩部分。這兩部分雖然完全不同,但是卻是缺一不可。為了實現電氣自動控制系統的方便化操作,自動控制系統中往往嵌入了目前發展較為成熟的軟件工程技術。操作員進行操作時,可以結合軟件的優點通過功能圖塊進行編程,提高系統操作的便捷性。除此之外,對于一些較為復雜的工程項目,可以利用高級語言完成相關的數學算法,在簡化項目復雜程度的同時,可以實現功能塊的嵌套,優化系統的性能。硬件與軟件不同,但是在一定程度上被軟件限制選擇的范圍。通常情況下,一款軟件的集成程度越高、功能越強,那么對硬件的配置要求就越苛刻,污水處理工廠的成本就會增加。所以在軟件的制作過程中,我們要兼顧硬件的選擇,只有這樣才能在不影響污水處理效率的情況下,節省開支,實現經濟效益的最大化。
2自動控制系統在污水處理中的應用現狀
隨著科技的發展,越來越多的設備處在日新月異的變革之中,設備的更新周期遠遠低于歷史上的任何一個時期。電氣自動控制系統就屬于其中發展較快的一類,且從整個經濟結構角度來看,電氣自動控制系統對于人類來說具有巨大的應用價值。然而事實表明,實際應用的情況并沒有達到理想的效果,其中存在著較多的缺陷和不足。下面我們就簡述一下電氣自動控制系統在污水處理中具體應用的現狀。
2.1電氣自動控制系統所采用的檢測設備檢測精度不理想
我國科技發展不平衡,某些技術發展還處于基礎階段,與總體科技水平不相吻合,所以在設備的配套使用時,往往某方面的落后拖垮了設備整體的性能。目前我國的電氣自動控制系統中,檢測設備相當不完善,滯后了整體設備的性能。在電氣自動控制系統進行污水處理時,很多的檢測表、儀表由于精度不足,使得系統無法對突然出現的問題及時處理,造成了不必要的損失,降低了污水處理的效率,壓縮了經濟效益的空間,從而很大程度上制約了企業的發展。而且,如果處理的污水沒有達到設定的標準就進行排放,那么其中的污染物就會對環境以及相關生物造成極大的危害,給國家和人民造成不可估量地財產損失。
2.2污水的排放標準太低
一些廠家進行污水處理時為了擴大經濟效益空間,往往簡化或者省略水質的檢查。近年來,由于我國環保部門的監控力加強,一些企業、工廠用ORP、DO、PH等進行對水質的控制,但是在電氣自動控制系統進行操作時,如果檢測系統檢測到水質尚處于不合格狀態時,系統接到反饋僅僅只是加長污水處理的時間,而并非再一次進行污水水質的檢測,這樣往往造成處理的污水達不到預期的效果就直接排放到環境中去。
2.3設備維護不到位
我國的污水處理工廠為了提高污水處理的效率,減少污水處理的成本,一些污水處理設備都是從國外直接購買。而這些設備往往都有維護要求,只有滿足維護的標準之后,設備才能夠更好的工作,使污水的處理效果實現最大化,但是目前國內工作人員對這些設備的了解較少,很難滿足設備的維護需求,使得設備的維護工作名存實亡。而且這些設備的造價往往十分昂貴,維護的費用也是一筆巨大的開支,嚴重擠占了工廠的利潤空間,使得部分污水處理廠做的不夠到位。
2.4缺少相關的專業性人才
從相關部門的統計數據來看,我國污水處理行業員工的能力普遍偏低,往往都是通過簡單的培訓就直接上崗。在這種情況下,如果處理系統一旦出現問題,或者處理設備需要維護的時候,由于缺乏專業人才,就會導致污水的處理效果與理想的標準相差較大。
3自動控制系統在今后的改進措施與發展方向
3.1自動控制系統的改進措施
由于污水自動控制處理系統與我國的經濟發展現狀不能夠很好的契合,嚴重阻礙了污水處理的效率與質量,通過對目前我國污水處理現狀的分析,對相關地方采取一些必要的措施,以提高污水處理的質量與效率。3.1.1體改電氣自動控制系統檢測設備的檢測精度在進行污水時,我們要保證經過處理的污水排放到環境中時不會產生大的危害。然而由于檢測設備的精確度有著嚴重的缺陷,使得污水處理的結果產生一系列的問題。檢測設備搜集數據時,因精度問題,往往使得未經達標的污水因檢測不出而被誤排到環境中,造成了無法挽回的損失。所以,當污水處理工廠引進新的處理設備時,一定要注重檢測設備的精度問題,只有這樣,才不會影響處理系統整體的性能。3.1.2提高污水排放標準在實際的生產生活中,污水處理標準的過于低化使得污水的處理現狀與理想相差甚大。通過對污水處理標準的提高,減少污水不達標而被排放的概率,從整體上提高污水處理的效果。3.1.3對相關設備進行維護由于目前我國大多數的污水處理工廠都是從國外直接引進設備,在維護的問題上存在著多方面的問題。但是只有良好的機器設備,才能保證污水處理的效果。所以工廠應該加強對設備維護的重視程度,克服多方面的困難,將設備維護的工作落實到位,為污水的處理結果提高保障。3.1.4引進和培養專業人才目前我國的污水處理工作人員基本都是僅僅接受簡單的培訓就直接上崗,缺乏相關方面的知識,在實際操作中往往容易產生大的漏洞。尤其是在電氣自動控制系統出現問題以及設備需要維護時,很難找到相關方面的專家進行指導。所以引進和培養專業人才就顯得十分的重要,他不僅能夠提高我國污水處理的水平,又能為污水的處理結果提供保證。
3.2自動控制系統的發展方向
目前,控制理論向著兩個方向進行發展,一是在科技飛速發展的大環境下,注重某一種方法的研究,將先進、成熟的科技技術應用到方法的實踐中,提高污水處理的效率與質量;二是將多種方法結合使用,相互之間取長補短,發揮他們所具有的優勢,共同提高污水的處理效果。就目前而言,第二種的發展趨勢明顯高于第一種,且已經取得了良好的效果。
4結語
自動控制系統在污水處理中占據著重要的地位,不僅大大的降低了污水處理的成本,而且使得污水處理的效果得到了明顯的改善,創造了良好的社會效益。筆者通過對目前我國污水的現狀進行具體分析,提出一系列相關改進的措施,希望在改善污水處理、提高污水處理質量方面能所幫助。
作者:李家棟 單位:曲阜師范大學工學院
【摘要】隨著國家、企業、社會等對于環境問題的重視程度越來越高,污水處理廠的自動控制系統和污水處理工藝也得到了企業的高度重視,污水處理廠的自動控制系統包括了硬件和軟件等部分,每一個部件的正常工作才能保證整個污水處理自動控制系統的正常工作,本文將討論和分析污水處理廠的自動控制系統。
【關鍵詞】污水處理;自動控制系統;污水處理工藝
在實際的污水處理過程中存在著一些難點問題,污水處理自動控制系統的應用可以解決一些傳統污水處理工藝面臨的難點問題,但是污水處理廠的自動控制系統自身也面臨著一些需要解決的難點問題,這就需要人們不斷研究污水處理自動控制系統,不斷改造和升級現有的污水處理自動控制系統,使其更好的發揮作用。
1污水處理廠中污水處理工藝的一般流程
污水處理廠中污水處理工藝的一般流程主要包括污水處理工藝,污泥處理工藝和出水消毒工藝等流程,在污水處理廠中污水處理工藝的每個環節都有相關的規定和標準需要遵循。第一,在污水處理工藝中首先要對進水水質進行技能分析,在進行進水水質技能分析使應該根據相關的污水廠進水水質技術性能指標進行操作,如當污水中水質5BOD/CODCr比值為0.565時,較適合的處理工藝是生化處理工藝;當C/N的比值為3.71時,此時較為適合的污水處理工藝是生物脫氮工藝;當5BOD/TP的比值為43.33時,這時最為適合的污水處理工藝是生物除磷工藝,且不需要與其他工藝混合使用,這些只是污水水質進技能指標中較為有代表性的一些指標,可以采取對應的適宜處理工藝進行處理,當污水水質指標出現其他數據時,也應該根據相應的標準進行污水處理。污水處理工藝中對于不同的污染物質需要采用不同的方法和工藝進行處理,如為了去除污水中的SS就主要采取沉淀的方式;為了去除水質中超標的5BOD主要采取微生物吸附和代謝的方式以及泥水分離方式;為了去除污水中的COD,可以采取與去除5BOD類似的處理工藝和方式;為了高效率地去除污水中的N,可以采用的工藝是脫氮工藝;對于P的去除來說,主要是依靠生物除磷的方式。第二,污泥處理工藝流程主要包括污泥穩定工藝,污泥濃縮脫水工藝和污泥的最終處置。厭氧消化,好氧消化,加熱干化,加堿穩定和熱處理等工藝都是能夠達到污泥穩定的工藝,但是其中厭氧消化是污水廠最常用的處理方式,因為加堿干化,加熱干化和熱處理等直接穩定污泥處理工藝的成本耗費較高;在進行污泥濃縮脫水環節時,機械濃縮和脫水方式能夠使處理后污泥含水量低于百分之八十,因此目前污水處理廠通常情況下會采用機械濃縮脫水方式來進行污泥的濃縮脫水處理;污水廠在處理污水的過程中,污泥的出現是一種必然現象,污泥雖然是固體廢棄物,其中既含有一些有用的物質如氮磷鉀等元素,而且污泥中也含有病原菌,寄生蟲和重金屬等有害物質,在進行處理時必須結合當地環境考慮其對于生態環境的影響。第三,污水廠的出水需要經過消毒過程,目前對污水廠進行出水消毒主要采用氧化法、加氮法、紫外線消毒法等,臭氧可以徹底的殺菌而且對于環境的影響非常小,因此進行出水消毒時最常用的氧化劑是臭氧;由于液氮成本低而且消毒效果比較穩定,液氮是利用加氮法進行污水消毒最常用的方式;紫外線的有點是可以在短時間內達到消毒的目的,而且不會產生二次污染,因此,紫外線也成為污水廠進行出水消毒過程中使用的方法,主要注意的是這三種出水消毒的方式在應用時也有其弊端,污水廠必須權衡這些消毒方式的利弊,選擇具體的出水消毒方式。
2污水處理廠中自動控制系統的硬件設計
2.1現代污水處理廠自動控制系統的簡單介紹
現代的污水處理廠自動控制系統主要有兩種類型:一種是可編程序控制器PLC,另一種是現場總線控制系統FCS。可編程序控制器PLC是一種利用可編程序存儲器進行操作和控制的電子系統,由于電子技術的應用,使得可編程序控制器PLC具有很高的控制能力,而且這種自動控制系統的可靠性也非常高,,即便在較為惡劣的污水處理環境中,也可以正常的工作。現場總線控制系統FCS可以實時地檢測污水廠處理現場的相關數據,而且FCS采用智能技術和通信網絡技術,能夠使污水處理的現場形成一個智能的通信網絡,可以提高污水處理過程的操作性和現場設備互聯性。在實際的應用中,可編程序控制器PLC與交換機、工控機的結合使用是污水廠污水處理中實用性很強的污水處理廠自動控制系統,因此在下面的介紹中,會更側重于對可編程序控制器PLC的介紹。
2.2現代污水處理廠自動控制系統的構成
在編程序控制器PLC、交換機、工控機結合使用的現代污水處理廠自動控制系統中,系統結構主要分為控制層和信息管理層。對于現代污水處理廠自動控制系統的控制層,主要采用PLC自動控制方式、就地手動控制方式和中控室集中控制方式等進行控制,通過對控制層的有效控制,不僅能夠實現各個編程序控制器PLC之間的數據交換和協調,而且可以實現編程序控制器PLC中個智能化控制設備間的數據交換和數據協調,以及一些程序的編譯和維護工作,如果遠程設備中出現了錯誤也可以通過對控制層的控制查詢錯誤。現代污水處理廠自動控制系統的信息管理層主要依靠通信網絡進行信息的管理和傳輸等,信息管理層所采用的通信網絡是標準以太網,這種網絡可以有效快速地處理信息和管理信息。為了保證現代污水處理廠自動控制系統的正常運轉,自動控制監控系統也是必不可少的一部分。
3污水處理廠中自動控制系統的軟件設計
準確確定污水處理廠中自動控制系統的自動控制方式,設計下位機PLC程序,精確計算關鍵控制環節的相關數據,設計上位機人機界面等四方面的工作是確保污水處理廠中自動控制系統正常高校工作所必須做好的工作。自動控制方式在上文中已經做過簡單的介紹,其中現場手動控制方式是污水廠應該優先考慮的一種控制方式,這種控制方式主要能夠解決現場調試和檢修等問題;PLC自動控制方式需要利用相關軟件進行設計,主要完成對隔柵間,沉砂池A/O池,脫水車間,進水泵房和二沉池消毒池等區域的控制;中控集中室控制方式是一種遠程的控制方式,操作人員需具備相當的分析能力和專業能力,因為采用這種方式時,雖然操作人員所做的操作主要是開或關,暫停或啟動,但是進行這些操作之前需要對中控系統操作站或操作面板的監控畫面和數據進行合理地分析。除此之外PLC的程序設計以及模糊自整定PID參數算法的確定及計算也是非常重要的軟件設計步驟。
4結語
通過分析污水處理廠的自動控制系統,可以發現污水處理自動控制系統的結構復雜,而且對于電子技術和智能技術等的要求非常高,因此想要成功地實現污水處理自動控制需要大量的工作和學習,也需要研發人員的不斷努力和創新,才能夠使污水處理廠的自動控制系統更高校更成功地發揮作用。
作者:周亞楠 單位:河北省晉州市城市污水處理廠
自從我國工業化進程加快以來,污水的排放及其處理已經成為越來越受國家關注的一個重點。水資源的利用直接關系到人類生存,關系到人類可持續發展。早期工業廢水、城市生活廢水全部直接排放進自然中,直接利用自然的自我凈化調節功能來分解廢水。但是隨著我國工業化程度的不斷加深,僅僅通過自然自凈能力已經很難將龐大的廢水量處理完,這時建設城市污水處理廠的必要性就突顯出來。早期的城市污水處理廠一般都是由工作人員到現場進行勘察以及調研,但是污水處理廠的構成復雜、建筑物繁多,在測量多種項目指標時,常常給現場勘測調研帶來極大困難。隨著科技革命帶來各種新技術,污水處理廠漸漸開始引用自動控制技術,這項技術得到廣泛應用是因為自動控制技術操作起來非常方便,可以進行實時監測,并且非常節省人力。在20世紀70年代的美國,部分污水處理廠可以實現對加藥過程進行計算機控制,如污水處理廠通過計算機對加釩過程進行掌控,很好地降低了釩的使用量,與之同時發生的是管理效率的顯著提高和水質的大為改善。除此之外,像德國、日本等國家的一些污水處理廠也較早實現了用計算機來控制污水處理過程。污水處理系統發展到現在已經取得很大進步,其自動化程度跟以前相比也更高。
1污水處理系統中自動化技術的應用現狀
所謂自動控制系統就是把控制設備、執行器件、檢測元件和主計算機之間利用通信網絡連接起來,這樣主計算機可以對它們進行集中控制,進而達到集中監控、集中調度、集中分析和集中數據處理的目的。經過對國外引進技術和設備的消化和吸收,我國的污水控制系統也有所進展。工業Ethernet配合著FCS,再與PLC控制站結合起來,這種自動控制系統是我國最新一代的控制系統。現在自動控制系統在污水處理中的應用有了新的進展,如FCS、PLC、DCS等。其中FCS是現場總線控制系統(FieldbusControlSystem),近年來它發展迅速,可以算得上是最新型的自動控制技術,它旨在用網絡傳輸代替比較傳統的硬件傳輸,這是FCS通過現場控制網絡將眾多控制器、傳感器和執行器連接起來實現的。PLC是可編程控制系統(ProgrammableLogicControlSystem),它使用計算機技術以實現開關量的邏輯控制,其最大的優勢就是具有超高的可靠性和抗干擾能力,這種優勢使它在污水處理中占有很重要的地位。DCS是集散控制系統(DistributedControlSystem),它是一種新型的4C控制技術,實現了連續物理量的監視與調節,與PCL相結合的DCS控制系統在污水處理廠中的應用可以說已經相當成熟了。
2自動控制系統在污水處理過程中的特點以及主要表現
2.1自動控制系統的主要特征
相比于其他的自動控制系統,在污水處理中應用到的自動化控制系統比較繁瑣復雜。因為其中涉及到的物理量非常多,而且其中不僅有模擬量,還有數字量。與此同時,控制方式也有開環控制和閉環控制、順序控制和時間控制等多種控制方式。而要使處理后的水質達標,就要使處理過程中的各項參數都要合格。這就需要對處理設備的運行狀態、進排泥量和排水量等進行綜合控制,這無疑會加大自動控制系統的復雜性。現在的自動控制系統已經具有良好的開放性、適應性和經濟性等,這和自動控制系統有簡單的邏輯控制階段發展成為分散控制階段是密切相關的。
2.2自動控制系統在污水處理過程中的主要表現
2.2.1過程控制。自動控制系統對污水處理整個過程中的工藝參數以及流程進行實時監控和采集分析數據,然后根據分析結果對現場的設備的運行進行控制,這就是我們所說的自動控制系統的過程控制。其中可以實現運行數據的采集和存儲、調度和管理。整個運行過程的系統是中央控制系統,中央控制系統可以對整個工藝的運行和停止以及一些緊急事件進行直接控制。2.2.2在線監視功能。在線監視功能使動態的工藝流程圖顯示在中央控制室的計算機屏幕上,同時可以顯示在子站界面上的是現場設備的運行狀態和一些非常重要的工藝參數的變化情況。必要的情況下,我們可以利用鼠標和鍵盤對系統的運行狀態進行干預。2.2.3故障診斷及報警處理。當設備在運行過程中產生一些可以或者不可以避免的故障的情況時,故障診斷功能可以將其監測出來,并隨后進行查找和報警。此外,故障診斷系統還可以分析和調整一些簡單的事故,從而使系統運行更加穩定。報警時系統可以顯示報警的畫面,這樣可以讓操作人員在對故障進行處理時得到提示。
3自動控制系統在應用時存在的問題及今后的改進方向
3.1自動控制系統在應用時存在的問題
雖然上述過程中我們的確展示了自動控制系統的眾多優勢,但是自動控制系統的發展畢竟還是不夠完善,從各個污水處理廠的調研中我們總結了自動控制系統現今存在的一些問題:3.1.1自動控制系統的在線穩定性不夠。隨著PLC、DCS以及FCS技術的發展,自動控制系統的穩定性已經得到了一定的提高。但是由于污水處理實在是一個很復雜的過程,系統中的設備在運行過程中會涉及很多參數,而且每個參數還在不斷的變化中,這就給自動控制系統對整個污水處理過程進行有力的監督控制造成了障礙。所以,一般污水處理廠除了自動控制系統外,還需要現場的工作人員來操控運行過程,并對有些分析結果進行調整,以期保持整個處理系統的穩定性。3.1.2已建的污水廠存在儀器、工作人員方面的限制性因素。目前大部分已建的污水處理廠的自控技術水平落后,污水處理效能與自控關系不明確,與之配套的自控設備和儀器匱乏,同時現今的排放標準也普遍提高,再加上污水處理過程中與自動控制設備相關的自動化方面的知識比較復雜,引進的大部分設備都是外文說明書,廠區的工作人員缺乏必要的自動控制方面的知識,這些劣勢只靠對廠內工作人員的培訓是無法輕易轉化的。3.1.3目前我國眾多的污水處理廠雖然監視良好、但是控制能力卻明顯不足。對于監視過程中得到的數據,工作人員并不能很好地進行分析和利用,這樣就使自動控制系統失去了一開始我們想要它能提供給的便捷。并且自動控制系統在污水處理廠的運行過程中帶來的由于節能降耗引起的直接經濟效益并沒有被充分認識到,這從另一個方面阻礙了風險投資者在投資污水處理廠時對自動控制系統的投資欲望。與此同時,自動控制系統引入污水處理廠后可以保障污水的排放達到標準,提高環境效益和社會效益,在這點上污水處理廠監管部門的認識也不到位,他們缺少與風險投資者的協調,以上種種都是限制自動控制系統在污水處理廠推廣的重要原因。3.1.4自動控制系統本身還有待完善。例如與自控技術相關的軟件、儀器行業并不規范,先進的自動控制技術大都從國外引進等。更詳細一點舉例,像污水處理過程中使用的探頭很多,它們用于數據的采集,且都是被淹沒在污水中的。但是如我們所知污水中的成分相當雜亂,這些探頭很容易被纏結進而影響采集數據的準確性,更有甚者會損害探頭。
3.2自動控制系統今后的改進方向
一是在自動化控制系統的穩定性還沒有得到確保時,污水處理系統中應該配備必要的工作人員,以彌補自動控制系統穩定性不夠帶來的分析結果的誤差。二是接下來一段時間內應該在污水處理廠中配備相應自動控制方面的專業人員,這樣既可以對其他廠區的工作人員有一定的培訓和指導,也可以避免因工作人員專業素養不夠引起的操作失誤甚至事故。這對廠區的正常運行有很大的影響。三是依然要不斷開發智能控制在污水領域的應用深度,如模糊控制、神經網絡控制、專家控制等技術,這些技術仍然需要理論上的進一步發展。通過數學建模和仿真,結合污水處理新技術的市場需求,將這些智能控制方法相結合,爭取提出更加行之有效的新控制策略。四是爭取將污水處理廠的自動控制系統與高速數字技術和網絡技術結合,通過遙感遙測遙控技術實現污水處理廠的自動控制,以解放所有的現場操作人員。
4結語
如上所述,自動控制系統在傳統的污水處理領域已經取得了眾多成果,可以極大地提高污水處理的效率,提高出水質量,大大減少了有害物質的排放,其產生的經濟效益和環境效益是值得肯定的。但是,我國的污水處理中自動化技術的應用起步是比較晚的,所以在這方面我們不可避免地落后于西方發達國家,這集中體現在我們的控制系統大都從國外引進,缺少自主研發的系統,同時相應的污水處理設備、測量監測儀器的質量一直得不到提高。顯然國家應該加大對這方面的投入,以縮小與世界先進水平的差距。我們有理由相信,隨著我國科學技術的不斷發展,污水處理系統會有更好的完善,而自動控制系統也會在污水處理領域發揮其應該有的作用。
作者:楊博英 單位:株洲市城市排水有限公司
1將PLC控制系統設計到電氣設備自動化控制系統中
(1)設計科學合理的流程。明確電氣自動控制的任務,并加以評估,將PLC控制范圍確定下來。最后技術人員根據PLC的功能和性價比來確定程序控制器的主機。在此基礎上確定各模塊及相應的各單元,如顯示設定單元、模擬量單元及位置控制單元等。(2)確定輸入/輸出地址。PLC接線端上的I/O信號的地址是PLC控制系統設計的基礎。只有確定了輸入/輸出地址,才能進行下一步的軟件編程工作;I/O地址的確定是控制柜及PLC外圍接線繪制裝配圖、電氣接線圖、安裝人員裝配的基礎。以表格的形式列出I/O的名稱、代碼和地址是很有必要的。(3)設計控制系統。控制系統分為硬件部分和軟件部分。PLC控制程序的編寫是系統設計中軟件部分的組成。除了程序編寫之外的控制系統設計基本都是屬于硬件設計,如電氣線路的設計、PLC控制器的設計、抗干擾的設計及PLC控制器外圍線路的設計等。1)設計系統的硬件。硬件設計的主要包括確定電氣控制元件;設計抗干擾措施;設計電氣控制系統。2)設計系統的軟件。主、子程序及中斷程序是軟件設計的三大主要部分。設計PLC控制程序時編程是主要的方法但更重要的依靠設計者自身累積并總結經驗。應用較多的編程方法有流程圖法、狀態表法、邏輯代數法及功能圖法等。設計程序常見步驟為:①查找輸出對象,確定出其啟動及關斷條件;②輸出對象的啟動條件及關斷條件有制約條件的,要找出來;③大多情況下,輸出對象以FK=(X開+K)?X關關公式加以編程,有制約條件的,以FK=(X開?X關約+K)?(X關+X關約)公式加以編程;④代入相應數據入公式中,結合PLC編程的要求,建立梯形圖;⑤全面檢查并修改程序。梯形圖編程設計系統程序與語句表編程相比,更直觀,更加一目了然,但具有需要修改時比較麻煩工程量大的缺點。一般對于比較清晰的并發、單及選擇順序的控制任務,應用功能圖進行設計程序較有優勢。(4)調試系統。系統硬件的模擬調試工作必須在主電路斷開的環境下實行,并且只能夠調試手動控制部分的功能正確與否;只有模擬出各種開關信號輸入的情況才能夠對系統軟件部分進行調試,通過綜合應用電位器、萬用表及開關模擬多種現場信號,觀察此時PLC輸出的邏輯關系是否與控制要求相符;與此同時,也可應用電腦直接模擬加以調試。通過反復修改與調試來確定程序的完全正確。(5)系統聯機調試,下載已經編制并且調試好的程序到現場PLC控制系統中實行運用。首先斷開主電氣然后才開始調試,只能對控制電路實行聯調。聯調過程中,發現問題,要反復全面檢查系統接線與軟件設計里程序的編寫與調試,只有系統控制功能正常,并滿足控制要求才能交付使用。整個體系完成后,系統完成后,必須整理相關技術資料以存檔,為以后系統的維護、檢修及改進等提供依據。
2電氣設備自動控制中PLC控制系統的操作過程
(1)選擇合適的電源。選擇電源時,最基本的要求時其額定輸出電流各模塊消耗的電流總和。(2)相匹配功能模塊的選擇。選擇的基礎是要選擇可靠性高的機型,并且在系統運行的過程具有很好的穩定性。(3)設計控制元器件。設計輔助程序、故障應用措施,分配存儲空間、編制功能子程序是設計系統控制元器件的主要內容。(4)正確的輸入/輸出模塊的選擇。1、輸入/輸出模塊點數的確定;2、運用離散系統來實現輸入與輸出的模擬;3、編入具有特殊功能的輸入與輸出。(5)控制系統連接與安裝的實現。PLC控制系統多個部件在配線板上的實現,按照相應的系統接線圖對其進行安裝工作。(6)調試實現PLC的運行。1、調試PLC控制系統硬件與軟件,以保證試運行的穩定性;2、試運行過程中,設計人員必須注重PLC控制系統各個部分運行情況詳細觀察運行的細節,對出現的各種情況必須立即做出停機處理,找出出現問題的原因與源頭,并及時的選擇正確、有效的方式處理掉出現的情況;3、確定PLC控制系統試運行準確無誤后,要整理好技術文件,并且交付使用。
3PLC控制系統應用領域
(1)PLC控制系統在數控系統中的應用。傳統的控制系統具有多種控制方法,隨著PLC控制系統的出現,在業內引起了非常廣泛的關注。在數控系統中實現了PLC控制系統的應用,大大促進其控制定位變的精確與方便。(2)PLC控制在交通控制系統中的使用。交通控制系統中PLC控制系統的應用關鍵體現在控制交通系統總線方面。采用PLC控制系統使得交通系統工作效率得到極大程度改善,在一定程度上進一步完善和高效化了監控。(3)中央空調系統中的PLC控制系統運用。當下,控制中內空調系統的方法有如下三種模式:(1)繼電器的傳統控制模式。(2)數字化的直接控制模式。(3)控制器可編輯的控制模式。在此三種控制模式中,繼電器的傳統控制模式與直接數字控制模式由于其自身缺點原因,在實際中其應用廣泛度逐漸減少。而PLC控制系統因抗干擾性能高、較穩定、便于維護等優勢,在中央空調系統中的應用越發廣泛。
4結語
電氣設備中應用PLC控制系統后,使得傳統復雜電器邏輯得到簡化,在具備簡單易操作特點同時,又大大降低了故障率,還提高了運行過程中穩定性。極大促進了電氣PLC控制系統的運用。
作者:魏瀟韓 單位:西安有色冶金設計研究院
1電氣自動控制系統闡述
1.1電氣自動控制系統概念
電氣自動控制系統是指自動控制系統在無人為直接參與操作下,利用控制設備、檢測儀器對電氣設備或設施的運行進行控制的一種自動控制技術。電氣自動控制系統的運行包括自身起到控制作用的控制器,如檢測儀器和自動設備;被其控制的電氣設備,稱為控制對象。在整個自動控制系統中,需要各種參照數據進行控制指令的輸入和輸出,其參照數據稱為被控參數,而輸入或輸出的過程則表示自動控制器與被控制對象的變化。
1.2電氣自動控制系統的性能要求
電氣自動控制系統根據其實用性及運作性質必須具有抗干擾的性能和跟隨輸入性能,由于電氣自動控制系統應用到電氣運行中,電氣設備很多,自動控制在運行時有可能會受到其他因素的干擾,對控制系統的參數或數據等造成一定的偏差,為了提高控制系統的運轉正常,提供可靠的數據依據,所以自動控制系統中必定要具有抗干擾的性能。同時,電氣自動控制系統數據的輸出一定是隨著輸入參數而改變的,有時候也會出現例外,由于輸入數據不是按照時間輸入的,則參量輸入時也可不按時間輸入,但總體來說還是根據輸入方式的原則進行輸入的。
1.3電氣自動控制系統的分類
電氣自動控制系統的分類方式很多,可根據其任務定型、數學模型、信號形式、系統規模、智能化情況等進行不同的分類。例如,按照數學模型可將自動控制系統分為線性或非線性兩類控制系統,或者是時變或非時變量類;按照任務的分配方式可分為隨動控制、調節控制和程序控制三類系統分型;按照信號形式分型可分為離散或連續兩種控制系統分型。而電氣自動控制系統整體上可分為開環、閉環及復合式三種控制系統類型。
2電氣自動控制系統的功能
電氣事業自動化生產水平在隨著市場經濟的不斷發展而進步,推動自動化生產的主要機制是自動化控制系統,它是促進電氣設施生產、運轉的操作系統,不僅可替代人力不可操作的部分,而且可大大提升電氣設施工作的效率,因而電氣自動化控制系統具備很多功能。
2.1自動控制功能
電氣設備運行過程中,自動控制系統必須安裝,因為它具備自動切斷電路的功能,可以在設備運行線路發生故障或設備發生故障時,自動將電路切斷跳閘,對設備起到一種保護作用,從而對整體的運行也起到保護和控制作用。
2.2保護功能
電氣系統的正常運行是各種設備、設施共同運行的體現,但在各類設備運行中有很多未知的故障發生,如電流或電壓過大或過低均會影響線路的正常導電,引起設備發生問題;或者用電功率過大也會影響線路和設備的正常運行,而一系列問題的發現及制止,均需要一個能夠起到保護作用、自動處理的系統來顯示,因而自動控制系統是不可缺少的一種傳達故障信號,對線路、設備起到保護作用的設施。
2.3監控功能
自動控制系統中均配有監控功能,因為設備控制的傳感均需用電,電是利用傳感器介質進行信號傳輸的,人用直觀觀察是看不見的,所以在判斷對設備的控制、及設備是否有電,均需要傳感介質進行輸送,因而其具備這樣一個監控系統,進行數據、信號等的傳送。有了這樣一個監控功能,在設備發生故障時,它會自行經過傳導報警,提醒工作人員設備發生了問題。監控的方式分為三種:一種是集中監控,它的優點是可以集中管理、維護,比較方便,缺點是處理器的工作量比較大,由于內儲會造成其運行速度的減慢,而且連接線路也比較多且繁雜,導致線路的查找比較困難;一種是遠程監控,遠程可以減少材料的利用,降低安裝費用,但由于其通訊速率比較慢,所以適合小的設備系統應用;一種是現場總線監控,它具有省料、省錢的優點,而且可以減少電纜的利用率,連接通信線便可使用,不僅整體上節省了費用,而且還便于維護。
2.4測量功能
工作人員是通過眼睛看、耳朵聽,根據設備數據的顯示來判斷其是否正常工作的,工作人員是利用外界測試工具對設備工作狀態進行檢測的,但自動控制系統自身具備對電氣設備的電流、電壓和功率進行檢測的功能,它可以詳細地檢測其數據,從而提高了對電氣設備的控制效率,為工作人員的管理和工作也帶來了便捷。
2.5智能化功能
自動化控制系統具備智能化的功能,智能化功能是隨著科技的發展、電子計算機及網絡的發展不斷研發的新技術,它利用電子計算機控制便可對設備的生產進行操作,并具有高效性和安全性,可以節省人力的工作。
3電氣自動化控制系統的發展趨勢
社會在不斷進步,人類思想也在隨之不斷進步,越來越多的電子軟件技術被廣泛應用并得到了高度重視,隨著科學技術的不斷發展,電氣自動控制系統也將會向集成系統的方向發展,從而改變傳統單一的設備運行時代。隨著電子商務不斷發展和廣泛利用,將電氣自動化系統結合IT共融應用的聯合方式,會隨市場經濟的不斷發展而被廣泛應用,它是將IT技術與多媒體技術與電氣自動化系統融合的一種形式,可以通過內存系統的應用,利用顯示器的瀏覽來從事各種生產的需求,不僅節省人力、物力、勞資,而且還提高了效率,所以說將電氣自動化系統與IT結合應用是將來一大發展趨勢。同時,隨著電子計算機技術與互聯網技術的快速發展,不僅提高了軟件、通訊、組態環境的功能和利用效率,而且也提高了各項電子技術間的配合使用度,因而將計算機與互聯網應用到電氣自動化系統中是必然的發展趨勢。
4結語
通過本文對電氣自動控制系統功能與發展趨勢的探討和分析,電氣自動控制系統就是一種在無人力直接參與工作的狀態下,自行對電氣設備進行控制和檢測的技術系統,不僅可以提高電氣設備運行的工作效率,對電氣設備起到安全、保護和監控作用,而且可以減少工作人員的工作量,對電氣事業的經濟費用也起到一定的降低作用。同時隨著科學技術的不斷發展,將電氣自動控制系統與IT、計算機和網絡融合應用則是必然發展的一個趨勢。
作者:李艷紅 單位:國網吉林省電力有限公司延邊供電公司調控中心
1DCS系統的基本構成
DCS系統在很長時間就已經得到了相關方面的普及工作,而且其在實際中的應用效果也是非常好的,可以說在各個領域的自動化控制技術領域都有其不可取代的地位。DCS系統就是集散的控制系統,系統的核心思想是通過分散控制,進而進行集中操作的指導方針。DCS系統主要是由上位系統還有下位系統構成,上位系統應用的是工業控制計算機,現場的數據,存儲,還有報警處理,打印以及控制參數的設定等,都是運用組態軟件來完成實時的顯示工作。在實際的作業工作中,通過借助于工業控制計算機,然后對上位系統進行全方式的控制,這方面的內容主要包括應用WinCC組態軟件,實現對現場數據進行的實時的顯示,處理,還有對各種參數進行的設定,以及對所有數據進行存儲的工作,對一些可能出現問題的數據,實現自動報警,還有最終數據的輸出功能等。而下位系統是由PLC構成的,同時還要連接現場的一些設備。在上下位系統之間,通過應用Ethernet來實現通訊,其根本目的就是要滿足對數據的實時監控。就目前而言,基礎的自動化控制系統組件主要有S7-300系列的PLC硬件,而系統平臺的主要界面是Windows2010,其監控軟件是WINCCV6.0,相應的編程軟件是STEP7V5.3。
2針對于DCS系統的鍋爐系統自動化控制系統的整體方案
2.1控制任務的運行方法。
(1)自動調節.通過對鍋爐運行參數進行自動的調整,這樣來適應外界的負荷,還有工質參數的要求,同時還能讓鍋爐保持在比較經濟的工作狀況下運行。(2)程序控制。在程序控制方面而言,比如引風機,鼓風機,還有爐排的啟動順序等,它們控制開關的啟、停以及運行等動作,通過先進的技術進行自動化的控制。(3)保護聯鎖。如果是從保護聯鎖方面而言,比如鍋爐在運行的過程中,這個系統配置對水位是否正常,以及壓力是否正常等情況能夠進行報警的系統功能,同時還包括那么針對保護作用的,對壓力以及水位異常情況下的連鎖保護功能。建立電氣聯鎖保護系統,可以有效的預防和杜絕在設備關閉過程中的操作性失誤。
2.2控制系統本身的功能
(1)控制燃燒系統.燃燒系統的控制的目的就是確保蒸汽管內的壓力穩定,與此同時還要保證有足夠的燃燒效率。所以為了平衡這二者的關系,操作人員在調節鍋爐負荷以及燃料的時候,就需要及時的對送風,還有引風量進行有效的調節和改變。如果負荷增減的度量比較大,還可以選取調節措施為停開數層或某一層。(2)鍋爐送風自動控制系統。鍋爐送風的主要目的是讓投入的燃料,在爐膛燃燒的時候,能夠自動的投入合適的風量,進而保證鍋爐的原料的有效燃燒,從而來提高鍋爐的工作效率。這里需要涉及到控制參數,而對送風的控制參數而言,主要是送風參數,還有煤氣的壓力參數,這兩個參數可以讓鍋爐的熱效率得到保證,通過借助不斷的對送風機擋板開度的大小進行調整,進而來實現送風壓力的自動調節的目的。如果有兩臺送風機同時的在運行,就應該并列其中的一個,而對另一個的送風機的擋板進行調節。(3)對爐膛內負壓力的調節。平衡量和引風量的目標,是當鍋爐的運行處于穩定的狀態時,要保持它的為微負壓,做到這一點,系統就可以有效的并且安全的運行。爐膛中的負壓自動控制機制,是通過調節引風機入口的風門開度來實現的,這個過程中,一定要保持爐膛內的負壓在-20到10Pa的微負壓狀態之間,進而就可以保證鍋爐安全的燃燒。(4)對蒸汽溫度的調節.在蒸汽溫度的調節方面,現在基本上都是選用自制的冷凝水噴減溫裝置。它的工作原理是按照蒸汽的出口處,對溫度測量的結果來判斷的,通過自動打開調節閥,然后對溫度進行有效的調整,以此來保證溫度處于正常合理的范圍之內,也就是在430到450℃之間。這些就是DCS系統的鍋爐系統自動化控制系統的整體方案,這個方案的有效落實,在實際的生產中,不僅能夠給相關的操作人員以很大的方便性,而且還能有效的保障各個行業的生產加工工作,尤其是在對燃燒的鍋爐的保護方面,只要按部就班的執行每一項的工作內容,而不是偷工減料的落實工作,鍋爐在工作方面是不會出現比較嚴重的事故的,所以相關的領導和技術人員對一線的操作人員,一定要做好相關的培訓工作,進而保證DCS控制系統在實際的生產中發揮其最大的作用,給企業創造出更大的價值。
3針對于DCS控制系統的控制聯鎖保護技術
3.1鍋爐的保護設計和技術應用
為了安全的監控爐膛,更好的保證穩定的鍋爐燃燒情況,所以就需要控制好DCS的軟硬件。在運行的時候,被輸送到燃燒爐跟前的高爐煤氣,還有焦爐煤氣分別從鍋爐的燃燒器,送入到爐膛內部而進行燃燒過程,煤氣燃燒所需要的空氣是由鼓風機提供給,而鼓風機在工作的過程中,先要把冷空氣送到空氣的預熱器內,然后通過加熱后,再讓熱風道把熱空氣送進爐膛內。如果煤氣的壓力過低,或者鼓風的引風因為其他的故障而停止了工作,鍋爐的內部就會發生回火而造成爆炸的事故,對鍋爐中的所有氣動閥來說,在切斷層面上都必須要進行連鎖控制,這樣才能保證在出現異常的時候,所有的安全氣閥都可以被自動的連鎖系統給切斷,也就是說,點火煤氣壓力控制點火小的氣動閥,而噴氣自動閥,還有高爐煤氣壓力控制高爐的大噴氣動閥,在它們之間實現連鎖和切斷,這對于所有的氣動閥來講,如果讓引風機以及鼓風機進行全部的控制,那么一旦出現鼓風,引風機停止作業的情況,就會造成所有的氣動閥都會被快速的連鎖切斷。
3.2水位連鎖保護技術的應用
針對于DCS控制系統方面,其在處理水位變化方面能夠實現非常好的自動化控制。這個系統內設置了因壓力的大小而導致水位偏高或偏低的聲光報警裝置,還有因水位偏低而停爐熱工連鎖保護保護功能。尤其是氣泡水位的控制設計方案,其可以根據給水的流量,還有氣泡液位和蒸汽的流量對給水閥進行合理化的調節,進而保護了鍋爐水位的穩定性。
這種DCS系統的鍋爐系統自動化控制系統,不僅能夠達到上面的效果,而且還能很好地實現節能,環保以及降耗,并且最終能夠達到良好的經濟效益以及社會效益目的,以上通過對自動化控制系統設計經驗的分析,尤其是在DCS系統反面下的鍋爐系統自動化控制系統應用的闡述,希望能給業界人士提供一些借鑒。
作者:王瑋琳 單位:西安磐石電力科技有限公司
1概述
化工行業的自動化程度的提高對于各類控制系統的安全可靠程度提出了較高的要求。系統中各溫度測量數據、壓力測量數據、流量測量數據、轉速測量數據、震動測量數據、閥門控制數據通常采用模擬量4~20mA電流信號進行傳輸。由于在控制現場設備頻繁的啟動、停止再加上現場動力線路與控制線路密布在一起,導致傳輸模擬量等信號的控制線路存在嚴重的電場和磁場干擾;化工工業系統中往往又分部幾百乃至幾千個輸入輸出通道,控制線路之間的相互耦合也會形成電磁干擾。在存在干擾環境中的控制電纜的屏蔽層若不能合理的進行處理,就會對整個控制系統的穩定性造成嚴重影響使其不能正常工作。自動控制系統經常出由于控制電纜受到的電磁干擾信號沒有得到有效的釋放進而影響到系統中的模擬量、數字量等信號,而由其中的跳車信號引的系統跳車現象。因此我們需對電纜屏蔽層在控制系統中所起到的作用引起高度重視,下面關于控制電纜屏蔽層的兩種接地方式及如何才能做到最有效的防干擾來進行論述。
2控制電纜屏蔽兩種接地方式和優缺點
2.1控制電纜屏蔽兩種接地方式
(1)控制電纜屏蔽層的一端接地即是電纜屏蔽層的一端直接接地,電纜的另一端不做接地或者進行保護接地。電纜屏蔽層單端接地情況下,沒有接地的一端金屬屏蔽層與大地之間會產生感應電壓,電纜中感應電壓的大小與電纜的長度成正比,但不會產生電勢環流通過電纜的屏蔽層。電纜屏蔽層一端接地的目的就是利用抑制電勢電位差達到消除電磁干擾的效果。(2)控制電纜屏蔽層的兩端接地就是將屏蔽電纜的兩端的金屬屏蔽層均與接地裝置連接,電纜屏蔽層兩端接地的情況下,這樣就不會產生感應電壓存在屏蔽層中,但是受到干擾磁通的影響時會在屏蔽層中產生環流,若果兩端接地點的電勢不相等,就會在屏蔽層中形成較大的電勢環流,產生的環流就會對通訊信號產生抵消和衰減的影響。電纜屏蔽層兩端都接地,電磁感應就會在屏蔽層上產生感應縱向電流,該電流會產生一個和主干擾方向相反的二次場,這樣就會抵消主干繞場的影響,就會顯著降低磁場耦合所產生的感應電壓,查閱資料中的實驗證明這種情況下可將感應產生的電壓降到不接地時感應電壓的10%以下。
2.2控制電纜單端接地與兩端接地的優缺點
(1)控制電纜屏蔽層一端接地,一是:可有效阻止控制電纜的線芯與外界環境形成電容,這樣控制電纜的線芯就不會因環境中的電場變化而產生充放電的現象,這樣就可以防止靜電干擾的影響。二是:屏蔽層采用一端接地,避免由電纜屏蔽層兩端產生的電位差使屏蔽層內形成接地環流,造成設備誤動或損壞的現象。控制電纜屏蔽層單端接地也存在問題,單端接地方式適合長度較短的線路和電磁感應的干擾不大的場合。靜電感應電壓有時會影響電路信號的穩定,還比較容易形成天線效應。(2)控制電纜屏蔽層兩端接地的的優點,一是:當控制電纜由磁通包圍時,將會感應出屏蔽電流在控制電纜屏蔽層中,這樣屏蔽電流就會產生磁通可以抵消由磁通對電纜線芯的影響。若是屏蔽效果理想,在兩種磁通共同作用下,就會使被屏蔽層完全包圍的控制電纜線芯中的磁通為零,屏蔽層產生力一個理想的法拉第籠。二是:電纜屏蔽層的兩端接地,可以降低由于大地電位升高產生暫態感應電壓。當雷電通過避雷器引入到地網,使接地系統中的沖擊電流增大時,就會在系統中產生暫態的電位波動,與此同時接地網的視在接地電阻也將升高。當電纜在上述電位升的區域敷設時,電纜就會因為電位的波動而受到干擾。控制電纜的屏蔽層兩端接地也存在一定的問題,一是:當接地系統中出現短路電流或者雷擊電流時,因電纜屏蔽層兩端的電位不同,就會在屏蔽層內流過電流,會產生額外的沖擊和干擾電壓;二是:當電纜屏蔽層內流過電流時,就會對每個線芯將產生干擾信號,若果電纜芯在強電回路上時這樣就因電纜屏蔽層中的電流產生的干擾信號影響就不大。
3自動控制系統中電纜屏蔽接地注意事項
(1)在現場施工時要盡量采用遠離技術:通訊信號的控制線路要遠離強信號的線路敷設,尤其是要遠離動力電纜線路;敷設電纜式避免平行進行敷設,在施工現場可以采用敷設不同橋架的方式來隔離不同的電纜。這樣來減少控制線纜之間的串擾。(2)抑制磁場耦合所引起的干擾,盡可能的屏蔽干擾源:對于像變頻器這樣的強干擾源設備要和控制電纜之間采取有效的屏蔽措施,可以把產生強電磁干擾的設備和控制系統的信號傳輸通道設計在不同的箱體。變頻器的動力變頻電纜建議選用帶屏蔽層的電纜,采用單端接地的連接方式。(3)通訊信號的輸入輸出大多項目現場均選用帶雙絞屏蔽的電纜。這樣設計的優點是感性耦合引起的干擾可以通過雙絞屏蔽線的信號線與其返回線絞合來減少。雙絞線的阻抗是一樣的,這樣線芯本身產生的磁場干擾或環境中磁場干擾都可以較好的抵消。同時,采用這種平衡式傳輸方式也具有很強的抗共模干擾的能力。
4結語
在控制系統中對信號精度要求較高,干擾比較嚴重的情況下,抑制信號傳輸過程中收到的干擾采取的方式要從多方面進行考慮。首先,必須正確的選擇信號線路來抑制串模干擾的影響。現場傳輸的通訊信號精度要求較高的電纜要選擇屏蔽雙絞線或同軸電纜。選擇了合適的通訊線纜滯后后,還必須正確地進行敷設:敷設的線路要盡可能的遠離干擾源;傳輸模擬信號和數字信號的線路不能共用同一股芯線;傳輸信號的電纜與供電電纜必須分開敷設,盡量避免平行敷設。若是現場條件有限,信號電纜和電源電纜敷設在一起時,要采用設置與大地連接的隔板或者在電源電纜上安裝屏蔽罩等措施。其次,在安裝電纜時,傳輸信號的屏蔽層的接地方式要合理選擇,原則上屏蔽層的接地應采取和信號源與接收裝置端相同的接地方式,在施工現場屏蔽層大多都是在控制裝置側接地。不管使用哪種接地方式,根據接地理論,都必須遵守低頻電路(頻率<lMHz)應單點接地的原則,這樣可以避免地環路的形成,來防止地環路產生的電流引入到信號回路中而引起干擾。無論是單端還是雙端,原則是死的,實效才是目的,需以能解決現場問題和設備的穩定可靠運行為重,往往只能靈活處置。
作者:于傳濤 單位:中國化學工程第三建設有限公司
1主要控制回路的設置及儀表選型
1.1反應部分
在炭黑生產的反應部分,進反應爐的燃燒空氣、燃料油、原料油及添加劑的流量、壓力等都有自動控制。這里介紹幾個重要的控制回路。
1.1.1反應爐燃燒空氣流量調節
準確測量空氣量是這個調節回路的關鍵點。通過孔板測得的流量還要進行溫壓補償,同時,還需要引入空氣濕度值(露點)。再由DCS進行計算,從而得出準確的空氣量,并以此為依據,來控制空氣進空氣預熱器的流量。由于這里的管道口徑較大,所以,控制閥選用氣動調節蝶閥。
1.1.2進反應爐原料油流量調節
由于原料油溫度較高(280℃),故需采用高溫型質量流量計,以獲得準確流量值,確保調節信號的精準,達到流量穩定的目的。
1.1.3添加劑流量調節
由于添加劑的流量很小,且精度要求高,所以,采用質量流量計。控制閥為小口徑氣動調節閥,過去是靠進口,現在國內也有生產,使用效果尚可!
1.1.4反應爐急冷溫度調節
新工藝炭黑的最大特點,是采用雙高溫技術,即入爐燃燒空氣高溫(800℃),入爐原料油高溫(280℃),而爐內的最高溫度達1900℃以上,一急冷后為1050℃,對此點溫度的調節關乎產品的品質,所以溫度的準確測量與給水量的準確控制是關鍵。
1.2收集部分
收集部分主要控制對象是主袋濾器、排氣袋濾器和再處理袋濾器。
1.2.1主袋濾器及排氣袋濾器尾氣出口反吹閥門順控
主袋濾器和排氣袋濾器各箱體都需要定時輪流吹掃。輪流定時關閉各箱體之一的出口蝶閥,打開反吹蝶閥,吹掃一定時間后,關閉反吹風閥,打開出口蝶閥。接著,再進行下一個箱體的吹掃,其時間間隔可用DCS設定。反吹時間一般為20~30s,幾個主袋濾器箱體中,總有且只有一個在反吹,由DCS安排輪換的次序。在DCS畫面上可用顏色顯示閥門的開閉狀態。
1.2.2再處理袋濾器閥門反吹脈沖控制
它是由設置在造粒廠房控制室內的脈沖控制儀來完成的。另外,主、排袋濾器各箱體袋子的壓降情況,可通過差壓變送器測得,DCS將根據差壓值的變化,調整反吹的時長,當差壓值過大時,更換過濾袋子。為防止引壓管堵塞,測量管線應考慮加裝吹掃裝置。
1.3造粒干燥部分
濕法造粒干燥控制系統,是由諸多調節回路組成的調節系統。
1.3.1復雜調節回路
(1)粘合劑流量和造粒水流量組成雙閉環比值控制系統,以水流量為主回路,粘合劑流量為副回路。(2)造粒水流量和造粒機功率組成串級調節系統,以造粒機功率為主參數,造粒水流量為副參數。(3)尾氣燃燒器的尾氣流量和燃燒空氣組成雙閉環比值調節系統,以尾氣流量為主回路,空氣流量為副回路。(4)尾氣流量和造粒水組成雙閉環變比值控制系統。
1.3.2其他主要監控回路
(1)造粒機溫度自動調節:通過調節加熱蒸汽的流量來實現。(2)尾氣粉塵濃度檢測:考慮到要滿足環保的要求,近幾年,在炭黑設計中,已增設了對脈沖袋濾器出口管的放空尾氣,進行粉塵含量監測的儀表,即氣體粉塵檢測儀。需要注意的是,該儀表在使用時,應考慮配置吹掃裝置。
1.4包裝部分
包裝部分的監控,主要是炭黑貯罐的料位超限檢測,包括不合格品貯罐和產品貯罐。當料位超高時,DCS將有聲光報警。該料位開關選用射頻導納式或電極式料位開關均可。新工藝炭黑裝置的儀表均為隔爆型或本安型。其遠傳溫度計,多為熱電偶(K或B),控制閥中,口徑≤150mm的,選用Globe氣動調節閥,口徑>150mm的,選用三偏心氣動蝶閥。
2主要的報警、聯鎖
2.1主要的報警設置
僅在反應部分就有多個報警對象。
2.2主要的聯鎖設置
一急冷溫度超高聯鎖停車(如溫度大于1010℃時)。空氣預熱器出口煙氣溫度超高聯鎖停車(如溫度大于710℃時)。當尾氣加壓風機(GB301)停機時,聯鎖打開主袋濾器放空蝶閥(FV-1131)。作為最重要設備之一的主供風機,其振動、軸溫、電機電流及故障等信號,也都是緊急停車的依據。
3控制系統的選擇
如今,選擇DCS作為生產裝置的控制系統已很普遍,只是DCS與現場儀表間的信號傳輸方式有所不同。“傳統方式”是每臺儀表與DCS系統,都有單獨連線,信號為4~20mADC、1~5VDC、脈沖頻率等,信號通過DCS電纜,由現場儀表直接進出DCS的I/O卡。另一種方式是采用現場總線來進行現場儀表與DCS間的信號傳輸。以PROFIBUS總線為例,其信號為PA、DP,信號不能由現場儀表直接接DCS,而是中間還需設置PA/PA接線盒、DP/PACOUPLER耦合器(見圖1)或在現場加裝ET200信號轉換單元。可見,“傳統方式”的信號傳輸結構簡單明了,接線簡單,只是電纜用量較大。而“現場總線方式”的信號傳輸結構較復雜,現場接線及調試的工作量較大,但電纜(總線專用電纜)用量很少。就總體投資來說,“現場總線方式”的資金投入更大。所以,當監控點較多(如大于2000點)且現場儀表分散時,“現場總線方式”有優勢,若反之,還是“傳統方式”更好!我們認為,對于中等規模的炭黑裝置來說,更適合采用“傳統方式”。
4幾點需要注意的問題
一急冷后煙氣溫度TICAS-1104與TIAS-1104A的熱電偶插入深度應短些,一般為入反應爐內壁200~300mm為宜。在開車時,反應爐烤爐的前幾天用TE-1114(分度號K)(470℃),后幾天用TE-1114A(分度號B)(1800℃),入反應爐內壁10mm即可,主要是觀察爐壁溫度。由于尾氣中含有H2O、H2、N2、CO、CO2、H2S等多種成分,而主袋濾器中的尾氣是有可能泄漏出來,而使其附近有少量CO和H2存在,根據《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》的規定,需要在主袋濾器附近,分別設置有毒氣體探測器、可燃氣體探測器。干燥機出口附近,由于溫度較高,所以儀表電纜需采用耐高溫型電纜。
5結語
自動控制系統的設計水平,是保證新工藝炭黑生產長期平穩可靠運行,產品質量達標創優的關鍵,只有不斷提高自控設計水平,才能滿足生產工藝不斷創新的要求。只有以先進的控制方案以及合理的儀表選型進行設計,輔以正確的現場施工,才能使建成一條經濟、高效、節能環保且產品品質一流的新工藝炭黑生產線成為可能!
作者:王勤 單位:天津市化工設計院