电气控制设计论文范文

电气控制设计论文篇1

传感器芯体上面集成了测温电阻与加热电阻，测温电阻能实时监测传感器芯体的当前温度，且反馈到控制电路的输入端，作为温度误差信号的一个输入端，形成闭环控制。电路框图如图1所示，测温电路把当前芯体温度值转化为电压值，该值是一个微弱信号值，必须经过高信噪比前置放大电路放大到合适的电压输出值，再经过系统放大，然后输送给PID环节进行控制输出，控制输出产生宽度可调脉冲信号驱动加热电路，给传感器芯体加热。传感器当前温度与设定温度温差值越大，误差电压信号越大，经过PID控制输出脉宽开通时间越长，加热功率越大，反之亦然，从而实现了恒温控制。

二、系统控制设计

2.1温度与加热功率

传感器芯体温度与加载在芯体上的正热能与负热能大小有关。若传感器芯体温度维持在环境温度以上，则传感器芯体加载的正热能来自电能，由焦耳定律可以知道若给定电阻R上加热电流为I，加热时间为T，那么有I2RT的电能转换成热能；而传感器芯体加载的负热能可以是传感器芯体与周围环境的温度差而产生的热对流及热传导带来的热能转移。这种正热能与负热能对温度的影响体现为传感器芯体的加热功率与制冷功率，它们共同决定了传感器芯体的稳定温度。假设传感器芯体工作环境温度为25℃，传感器芯体气体浓度响应最佳温度为80℃，因热传导和热对流损失的负热能为某个可测量值且保持恒定，那么该点环境下芯体温度只与加热功率有关。如上所述，给芯体合适电流，那芯体就可以维持设定点温度，若环境温度上下波动，芯体加热与制冷的功率随温度发生变化，要使芯体继续维持在设定点温度，只需要调节芯体上电流的大小。在25℃环境下，实际测得加热功率与芯体温度的关系，加热功率为0．45W时芯体即可稳定工作在设定温度80℃。

2.2温度测量

为了更加准确地测量敏感芯体温度场的温度，在氢敏芯体上集成了一个测温电阻与一个加热电阻。测温电阻、加热电阻和氢敏电阻版图设计经过温度场仿真实现最佳耦合。因而测温电阻能真实反映氢敏电阻当前工作温度。测温电阻材料采用高纯铂电阻镀膜而成，实际测试的测温电阻温度特性，从图中可以看出测温电阻具有良好的温度线性关系。该测温电阻的温度系数因为采用薄膜沉积工艺制备，温度系数没有标准PT100大，但并不影响使用。电阻经过测温电桥检测，输出反映温度的电压信号。这个信号在控制区域非常微弱，为了提高温度测量精度，采用四线制检测电路，减少测温铂电阻引线长度与铂电阻通电电流对温度测量的影响。

2.3温度控制环路

通常温度系统是大惯性系统，具有较大的滞后性，往往需要具有超前调节的微分环节。气体传感器芯体体积很小，无论是加热还是制冷，芯体对温度都有快速响应，采用比例积分［3］控制就可以获得不错的效果。

2.3.1比例环节

比例环节具有快速调节能力，比例系数越大静差越小，过大容易震荡。电路如图4所示，其增益为－RP1／RP2，试验测试比例系数为－4时控制效果较好。

2.3.2积分环节

积分环节可以消除系统静差，当系统有稳态误差时，积分环节的输出会持续增大使得控制作用加强，从而减小稳态误差。积分系数越小，积分作用越明显，控制精度越高。积分电路如图5所示，其增益为－1／RI1CI1S，其中S为拉式算子。经调整时间常数RI1CI1为4．7s比较合适。采用PWM通断控制模式，能最大化利用加热功率。在导通瞬间，加热电压完全加载在加热电阻上，电流峰值会比较大，因此需要控制加热电阻合适的阻值。另外PWM控制存在完全导通的情况，虽然在本电路应用中不会带来坏的影响，但是为了调整最大加热功率以达到控制最大加热温度的目的，在PID输出环节采用稳压二极管，控制PID输出电压的幅度，保证PWM能够输出一定宽度的死区。

2.3.3微分电路

微分环境对输入快速变化的情况具有较大的反应输出，能提高控温系统对环境温度波动的快速响应能力。

2.3.4PWM产生电路

PWM电路［4］采用简单分立器件搭建，具体电路如图7所示，主要构成有比较器产生限阈值翻转波形，然后经过积分电路充放电产生标准锯齿波，锯齿波在与PID环节输出电压比较，产生脉宽随温度误差调整的波形，该波形输出给驱动加热电路。

三、实验结果

样机进行了稳定动态过程的短时间测试和稳定点长时间测试。短时间测试样机温度曲线，其中可以看出样机到达温度设定点90％的时间非常短，大概为120s，整体控温精度在0．15℃以内。当环境温度波动时控温点会随着扰动，很快就能回到设定的温度值，动态响应非常快。样机控温效果稳定点长时间监测曲线如图9所示，从该图可知整体控温精度在0．15℃以内更加明显，说明样机电路控温点不会随时间飘移，也不随环境缓慢变化的温度波动漂移。

四、结束语

PID脉宽温度控制电路，所用元器件较少，调节简单，控制精度可以达到±0．15℃，完全满足气体传感器应用需求。在可行性、可靠性、安全性方面特别适合航天产品的需求，可在气体传感器中应用推广。

电气控制设计论文篇2

【关键词】两缸两冲程小型发动机；电控单元；ECU；控制策略

0 引言

两缸两冲程小型发动机结构简单、体积小重量轻、并且升功率显著高于四冲程发动机，由于有着以上优点，被广泛应用于小型摩托车、航模甚至是小型的发电设备上。[1]本文对两缸两冲程小型发动机的控制原理、系统构成及系统设计要求进行了研究，在此之上提出了一种适用于该类发动机的控制策略，以及相应的控制单元ECU的设计方法。[2]

1 控制系统的基本结构和设计

控制系统由传感器、控制器ECU和执行器三个部分组成。空气经过节气门进入进气道，燃油经喷油嘴喷射进入进气道，跟新鲜空气混合后进入气缸。在气缸内经火花塞点火燃烧，废气由排气管排出发动机。[3-5]

1.1 传感器

本文设计的电控系统所用的传感器主要有：发动机曲轴位置传感器、节气门位置传感器、进气温度压力传感器和排气氧传感器。

1）发动机曲轴位置传感器

该传感器主要有磁电式和霍尔式两种，本文采用磁电式。曲轴前端安装有特定齿数的齿，齿的边缘安装传感器。当齿旋转时候，传感器端即可产生相应位置的脉冲信号，使用整形电路对该脉冲电路进行整形成为矩形波，当发动机转速高时，矩形波的波幅较窄，当发动机转速低时候，矩形波的波幅较宽。ECU依次来计算发动机的转速。

2）节气门位置传感器

节气门位置传感器向ECU提供进气道节气门的角度位置，该数据是计算发动机的进气量、负荷和驾驶意图的重要参数。

节气门通常分为电子式和拉线式两种，本文采用的是自行研究开发的主动驱动式电子节气门，图1是该节气门的结构示意图。[6]ECU通过CAN总线连接该节气门部件，控制电路获取信号后驱动直流电机转动，电机的扭矩通过齿轮组带动蝶阀转动。蝶阀轴顶端安装有霍尔传感器，当蝶阀转动时，该传感器会感应到该变化，转换成跟角度相应的模拟信号，并将该信号传递给控制单元ECU。

3）进气温度压力传感器

本文采用的是温度压力一体是传感器，具有体积小重量轻的优点，尤其适合小型发动机使用。该传感器安装在进气系统的过渡管路上。

4）氧传感器

氧传感器安装在发动机的排气管中，用于测量发动机尾气中的氧含量。使用该传感器进行喷油的闭环控制，可以精确控制喷油量达到理论空燃比。

1.2 电控单元ECU

发动机电子控制单元ECU是整个电控系统的核心部分，它在发动机运转过程中接收传感器信号，并进行处理计算后向执行器发出控制信号，执行器按照ECU的控制意图进行工作。

图2是本文使用的控制器的构成图，图中左侧是上文描述的传感器，其中曲轴位置传感器是整形后的矩形波，连接至ECU的Timer管脚，ECU通过边沿触发中断来进行信号分析和计算。其他三个传感器的信号均为AD信号。控制器的右侧是点火、喷油和氧传感器加热器这三个执行器。

1.3 执行器

本文的执行器主要有喷油器、点火线路和氧传感器加热器三个部分。

1）喷油器

喷油器是一种电磁开关装置，由发动机控制单元ECU发出PWM波形，经过放大后驱动电路来控制喷油器的开启和关闭，通过喷油脉宽即PWM波形的幅度来控制电磁阀的打开和关闭之间的时间，进而控制喷油量。通过喷油正时来控制电磁阀打开的时机，进而控制喷油提前角。

2）点火线路

点火线路由点火线圈和火花塞两个部分组成，控制单元ECU通过Timer管脚发出PWM波形，进而控制初级线圈导通，最终达到控制点火的提前角和和点火能量效果。

3）氧传感器加热器

本文选用的氧传感器LSU4.9的工作温度在750℃附近，偏离这一工作点，会直接导致测量偏差，进而引起喷油量计算的不正确，导致发动机工作异常。因此有必要对氧传感器进行温度控制。

图3是氧传感器的温度控制图，把传感器上的温度和要求温度一起导入ECU，经过PID计算计算后，输出PWM信号，该信号经放大电路放大后引入加热丝，进而引起氧传感器的稳定变化，达到闭环控制的效果。

2 控制策略研究

图4是本文所采用的系统控策略，整个控制系统分为7个计算模块，分别是转速计算、点火提前角计算、点火脉宽计算、喷油提前角计算、喷油脉宽计算、点火控制计算和喷油控制计算。以下分别加以叙述：

1）转速计算

该计算任务是中断任务，当ECU捕捉到脉冲边沿，发生中断任务，计算相邻的脉冲波形的间隔，加以滤波，即可获得当前发动机的转速。

2）点火提前角计算

该任务是定时任务，每隔10ms计算一次。点火提前角以发动机转速作为计算参数。当低转速时，输出较小的点火提前角，当高转速时输出较大的点火提前角。

3）点火脉宽计算

点火脉宽以进气温度和进气压力作为计算参数。当进气温度低进气压力高时，适当提高点火时间，当进气温度高进气压力低时，适当降低点火时间。

4）喷油提前角计算

喷油提前角以转速作为计算参数。当低转速时，输出较小的喷油提前角，当搞转速时，输出较大的喷油提前角。

5）喷油脉宽计算

喷油脉宽以废气氧含量、进气压力、发动机转速和节气门位置为计算参数。其中进气压力和发动机转速设计为一张三维表，进气压力越高转速越高，说明发动机负荷越高，此时应加大喷油脉宽，进气压力越低转速越低，说明发动机负荷越低，此时应减小喷油脉宽。废气氧含量对以上计算结果进行修正，让空燃比保持在理论空燃比附近，达到节能减排的效果。节气门位置对以上计算结果进行二次修正，以达到较好的操纵性能。

6）点火控制任务

该任务是实时中断任务，发生在上止点时刻。当ECU通过曲轴相位传感器的信号判断出发动机处于上止点时，发生该任务。在该任务中，ECU把点火提前角的计算结果进行转化设置在Timer寄存器中开始计时，以达到在点火提前角达到的达到的时刻计时完成，发生点火中断，继而发出指定点火脉宽的PWM波形。该波形经放大后驱动点火线路打火。

7）喷油控制任务

该任务跟点火控制任务基本类似。

3 结论

本文主要介绍了两缸两冲程活塞小型发动机电控系统的控制器ECU和控制策略的设计方法。依次方法设计出了一款满足该领域使用要求的高度集成化的控制器，该控制器层次简洁、清晰，模块之间相互独立，提高了系统的可靠性。经试验验证，完全达到了对该类型小型发动机的实时性和精度的控制要求。

【参考文献】

[1]黄建，曹占国.小型二冲程航空汽油机电控系统研究[J].小型内燃机与摩托车，2012，2.

[2]马二林.FAI二冲程缸内直接喷射航空用打洞机的研究[D].天津大学，2013.

[3]姜学敏.某型发动机电控燃油喷射技术研究[D].南京：南京航空航天大学，2013.

[4]杨时威.基于XCP协议车用标定系统的研发[C]//中国内燃机学会第四届青年学术年会论文集，2006.

[5]张翠平.电控汽油机燃油喷射及点火控制系统的设计与实验研究[D].太原理工大学，2007.

电气控制设计论文篇3

关键词：课程教学模式;专业能力目标;职业岗位能力

中图分类号：TP277 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）45-0273-02

一、目前存在主要问题分析

《工厂电气控制技术》是电气工程及其自动化、机电一体化技术等专业的一门技术基础课程。它的培养目标是：使学生掌握交直流电机拖动、低压电器控制技术等方面的基本知识和技能，将学生培养成为高素质技术应用性人才，同时为学习后继课程打好基础。但传统的《工厂电气控制技术》课程教学方式主要采用课堂讲授的形式，以讲授工厂电气控制相关各种理论知识为主，实践环节偏少，致使理论与实践脱节，学生对电气控制的设计能力和动手能力很欠缺，不能很好地将理论应用于实际，与教育培养高级技能型专门人才相悖。为了改变这一现状，适应“以就业为导向”的教学改革，我们认为应当对《工厂电气控制技术》课程进行教学改革，重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力，立足于工学结合。

二、教学改革的内容、主要特色

根据电气工程技术应用专业的人才培养模式，本课程从应用的角度出发，基于工作过程采取“阶段性、梯次递进”的由简到难的原则，以项目为例学习，完成工作任务或项目，驱动教学对象实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验，从而形成职业岗位能力。确定了该课程的教学模式：是以职业核心能力培养为主线，以电气控制设备和机床类电气设备的设计、运行、安装、调试与维护等项目为载体，并将项目分解为若干个任务用以培养和训练学生的职业岗位能力;在教学过程中，以学生为主体，实施以“教、学、做一体化”和“任务驱动，项目导向”为行动导向的基于工作过程的教学模式。教师的任务是对整个学习或工作的过程进行发动、监督、帮助、控制和评估。教学放在实验室中进行，介绍各种典型控制电路工作原理，各种工业控制低压电器的性能、特点及使用方法并配合现场动手操作，帮组学生理解所讲内容，提高实际分析问题和解决问题的能力，做到真正的理论与实践相结合，教师只是针对性的讲授、示范、引导，重点突出技能培养。整个教学中，要安排三分之二的左右的学时让学生自己连接控制电路。实行“教、学、做”一体化项目教学。

课程教学内容：根据机电技术应用专业核心职业岗位所需要知识、能力、素质要求选取的教学内容，教学内容要涵盖国家职业标准（中、高级）相关应知、应会内容，教学内容选取要考虑岗位职业要求，注重岗位化能力培养，按由简到难、由单一到综合、循序渐进的原则，以基本控制线路为主线，学习从低压电器的认识、低压电器的结构及工作原理、基本控制线路的分析和设计、典型工厂控制线路的分析、调试和设计、评价全过程。每一学习情境均以工作任务承载教学内容，基于工作过程设计课程内容，来达到即定的培养目标。

三、本项目预期的主要目标

1.专业能力目标：

1）掌握各种电器元件的基本原理、技术参数，能够根据需要正确选择;

2）能够正确使用常用的电工工具完成低压电器元件的安装;

3）熟练掌握低压电器元件的文字和图形符号，具备识读电路图能力;

4）能够根据给定电气控制原理图进行电气接线;

5）能熟练使用万用表进行低压电气控制电路故障排查;

6）能实施常用机械设备电气控制电路的故障排查;

7）可以根据给定的控制要求，完成简单控制电路的规划与实施;

8）了解PLC的结构和工作原理，掌握PLC基本指令、功能指令和编程方法;

2.方法能力目标：

1）通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的资料收集整理能力，制定、实施工作计划和自我学习的能力;

2）通过该课程各项实践技能的训练，使学生经历基本的工程技术工作过程，学会使用相关工具从事生产实践，形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度;

3）通过对电机及控制方法的认识和深刻领会，以及教学实训过程中创新方法的训练，培养学生提出问题、独立分析问题、解决问题和技术创新的能力，使学生养成良好的思维习惯，掌握基本的思考与设计的方法，在未来的工作中敢于创新、善于创新;

4）在技能训练中，注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯，严格执行电工安全操作规程。

四、课程的总体安排及考核方案

1.课时的分配及进度：授课12周，每周4学时，总学时48。理论授课16学时，实验实习32学时。

2.考核方案：《工厂电气控制技术》课程理论考核以够用、实用为基本原则，降低了理论考核的要求。重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力考核，强调实践效果。

考核评价方式采用过程考核+理论考核+技能鉴定。课程考核评价和职业技能鉴定紧密结合起来。学生必须参加劳动和社会保障部组织的电气控制中级工职业技能鉴定，并将学生参加职业技能鉴定所取得的成绩作为学生《工厂电气控制技术》课程考核评价的组成部分（占40%）。其中理论考核以闭卷形式进行，考察学生对电气控制原理的基本概念、原理、应用的了解。考试成绩的20%记入期末总成绩。实践考核在电气实训实验室进行，每一位学生随机抽取任务工单，含有设计和安装调试接线，成绩的40%记入期末总成绩。

参考文献：

[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013：1-334.

[2]王仁祥.常用电压电器原理及其控制技术[M].北京：机械工业出版社，2006：1-120.

[3]马志勇主编.常用自动化控制器件手册[M].北京：机械工业出版社2012：1-180.

[4]吴勤勤.控制仪表及装置（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2002：47-51.

[5]方承远.工厂电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2000：1-100.

[6]赵明主编.工厂电气控制设备[M].北京：机械工业出版社，1994.1-100.

[7]陈小华.现代控制继电器实用技术手册[M].北京：人民邮电出版社，1998：1-380.

[8]余雷声.电气控制与PLC应用[M].北京：机械工业出版社，1997：1-200.

电气控制设计论文篇4

关键词 行为导向教学理念；卓越工程师；电气控制技术；课程设计

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）22-0106-03

1 引言

教育部出台的“卓越工程师教育培养计划”规定大学生在企业实践教学不少于一年，强调学生的工程实践能力、解决实际问题的能力培养，其实质就是贯彻行为导向教学理念，面向社会需求培养人才。2013和2014年，笔者与企业电气控制工程师合作，分别带了卓越工程师方向14位学生的电气控制技术课程设计，取得比较好的教学效果。本文介绍用行为导向教学理念进行课程设计的实施要点和实施过程。

2 以学科理论体系为主导的教学理念和以行为导向为主导的教学理念的区别

以学科理论体系为主导的教学理念 我国的高等教育传统上是以学科理论体系为核心组织教学过程，每门课安排有限的实验，教学过程是先理论后实验。电气控制技术课程设计也往往是教师给个题目，学生画原理图，计算设备参数，写计算说明书。尽管教师也认真备课认真教，但学生毕业后很难承担企业设备电气控制设计、安装、调试和维修工作，其原因是这种教学理念没有以就业后的工作过程为导向，教学过程和教学内容在很大程度上脱离企业工程应用。

以工作过程为主导的教学理念 德国职业教育界很早就提出并广泛应用的行为导向教学理念也叫以工作过程为导向的教学理念[1-3]，陆续应用于很多国家的职业教育和本科教育教学中，教学效果很好[4-5] 。无论是职业教育，还是应用型本科教育，培养的学生最终要从事专业技术工作，所以教学目标就要以工作能力为本位，教学活动就要以教给学生工作过程及其工作能力为主导。工作过程比结果更重要，通过对工作过程中的“教学”，在工作过程中与实实在在的设备接触并施以操作，掌握其原理和应用。教学行动要尽力在工作情境即现实工作场所实施，在这一情境中的教学是一种“有目标的活动”，强调“行动即学习，学中干，干中学”。

陶行知“教、学、做合一”的教育思想体现行为导向教学理念 我国近代教育教学专家陶行知先生很早就提出了“教、学、做合一”的教育教学理念，要求教学方法要依据学习方法，而学习方法要依据工作方法，工作是怎样去做就应当怎样去学，怎样去学就应当怎样去教，教和学都要以怎样做为主导。这一理念与行为导向教学理念是一脉相承的，卓越工程师培养计划就是要求“教、学、做合一”，培养大学生的工程实践能力。

3 以行为导向教学理念为主导的电气控制技术课程设计实施过程和实施要点

根据企业生产分三组布置三个设计题目

题目1：大理石切割机及其装料系统电气控制技术设计。

题目2：大理石切割机及其卸料系统电气控制技术设计。

题目3：板类零件加工卧式铣床电气控制技术设计。

布置题目及在企业认识设备后，学生对设计工作感觉无所适从。学校和企业指导教师研究后决定，以行为导向教学理念先组织实训、讲课，补在企业工程设计中缺失的知识，把电气控制技术设计、安装、调试这一工作过程融入教学，打好设计基础后再针对题目进行设计。

让学生实训企业电气控制需要的低压电气设备 学生基本能看懂手动控制三相交流电机正转、反转和停转的原理图，但不太了解电气设备的状况。三人一组在企业或学校实验室动手安装手动控制三相交流电机正转、反转和停转的实验台，理解电气设备应用层面的工作原理。

调研学生掌握的知识点与企业需要的差距，在企业结合设备电气控制给予补课 学生在学校只学习了较简单的电气控制原理图，基本没有学习带功能区、图区、设备接线端标号等要求的电气控制原理图，对电气安装图、电气安装接线图和接线端子排、号码管等缺乏理解，对电气设计、安装、接线、调试和运行都没有经历过。在学校实验室以一台CA6140车床为案例，对学生进行理实一体化讲解补课，让学生学习掌握带功能区、图区的CA6140车床电气控制原理图、电气安装接线图的画法，认识接线端子排、导轨、号码管等设备及其用途，之后让学生拆卸并认识CA6140车床电气控制柜中的设备，拆除后如图1所示。

按照企业电气控制原理图、安装接线图的画法，画出电气控制原理图、安装接线图 让14位学生对原CA6140车床电气控制原理图、安装接线图略作修改，画出带功能区、图区的电气控制原理图和安装接线图，注意画安装接线图要与图2所示在底板上现场摆布设备同时进行，当设备外形大小不合适或设备造成接线不合理时，可以更换性能参数一样的其他设备。图2所示设备接线不合理，改为图3所示设备，摆放最合理后用铅笔在设备位置划线，即为安装电器和画安装接线图的依据。接线端子排安装在底板最下一横排，注意：

1）电气安装接线图要求所有电气元件的相对位置与实际安装的位置相一致，接线座的标注要与电气控制原理图中的标注一致；

2）电气安装接线图上应将同一个电器元件中的各部分（如线圈、常开触点和常闭触点等）画在一起，并用细实线框入，线圈和触点接线端标号与原理图一致；

3）原则上都要用细线条绘制，清楚地表示出各电气元件的连接关系和接线方向；

4）在电气控制原理图中未表达的导线型号、规格及截面积需要在电气安装接线图中表达清楚；

5）在电气控制柜外的电气设备要通过接线端子与电气控制柜内部的设备相连，动力线和测量信号线可以直接接到电气柜的接线端子上；

电气控制设计论文篇5

关键词：人工智能；电气自动化；应用

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）08-0134-02

1 人工智能化理论的产生和发展

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸、扩展人的智能理论、方法、技术、应用系统的一门新的技术科学。人工智能化的概念在二十世纪五十年代被提出后，一直以较好的状态发展，并且逐渐形成以计算机为核心，包括哲学、医学、生物学、心理学、自动化、控制论、信息论与数理逻辑的综合性科学。它是通过对人工智能本质方向的了解，生产出一个与人类大脑做出雷同反应的智能化机器来胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。早期的电气自动化控制存在一些或多或少的缺陷，引进了人工智能化技术，不仅弥补了电气工程在早期自动化控制技术中的缺陷，而且还在很大程度上推动了电气自动化的发展。智能化的电气自动控制系统主要就是为了加强整个劳动分配过程，实现了计算机智能化，这样一来减少了人为劳动的投入，大大的提高了工作效率，并能减少工作中出现的人为差错。

2 人工智能化在电气自动化应用中的优势

人工智能化控制是计算机的分支学科，主要是依赖计算机程序内设定好的函数公式和计算法则自动对机器进行操作。与传统的人工控制技术相比智能化控制技术有以下几个优点。

2.1 减少人力劳动的投入

传统的电气操作是一个复杂的过程，往往涉及到很多的电气设备，同时对系统运行状态的检测和实时数据分析需要外接很多线路。因此在复杂的电力系统中就需要大量的人力资源。而人工智能技术中最显著的特点就是它能够实现在一定程度上替代或部分替代人类复杂脑力劳动，并且在不需要外接大量线路的同时实现实时有效开展信息收集与传输，并能够自主的完成数据分析和处理，省去了很多繁琐的工作，所以人力资源得到了解放。

2.2 限制人为误差

电力系统每年都会因为人为操作失误导致事故或故障。而人工智能化系统是计算机按照事先设定好的程序控制系统运行，不会发生变动，并能完成实时数据监测分析，且基本都有自动反馈调节，系统运行数据将基本追随理论上的数据。整个过程中很少有人参与，所以操作工程中如果不是机器出现问题，一般不会出现实际运行数据和理论数据相差太大的现象。

2.3 设计无需建立控制对象模型

电其设备和系统越来越复杂，运行过程中不可控因素也较多，例如。参数变化、非线性时等，利用传统的控制器来进行控制时，很难得到实际控制对象的精确动态方程，而传统控制器都是根据实际控制对象设计控制器的模型，所以设计出来的模型也就不可能精准，最终自动化控制的实际工作效率在一定程度上也会降低。人工智能化控制器不需要对被控对象设计模型，因此它在源头上避免了那些不可控因素的出现，使自动化控制器的精密系数得到了提升。

2.4 具有较好的一致性

在实用人工智能化技术生产电气产品的时候，由于智能化的技术是依靠机器设定的同一个程序进行重复生产的，所以保证了产品的规范化和性能的一致性。在人工智能化控制系统，由于负反馈的存在，针对扰动引起的变化能做及时的调整，一定程度上保证了一致性。

另外，人工智能化还有能很好的适应新数据或新信息、容易扩展和修改且十分便宜等优点。综上所述，人工智能发展的潜力无限大，提升电气设备的运行智能化，有效增强控制系统稳定的性能，是生产技术又一次巨大的革新。

3 人工智能化在电气自动化中的应用分析

随着人工智能化技术在世界范围内的快速发展，很多研究人员已经展开针对人工智能化在电气自动化应用方面的研究，也取得了一定的成果，积极运用这些新成果无疑有利于电气自动化学科的发展。电气自动化应用人工智能化的常用的方法有专家系统、人工神经网络、模糊集理论等。

3.1 人工智能化应用于电气优化设计中

在设计电气类设备类的工作是一个极为复杂的工作，传统化的方式是采用简易的实验方式方法和具有经验的老师傅用手工方式来完成的。这不仅需要会电气、电路等专业的知识内容，还要将长时间积累的设计中的经验运用在里面，即使这样也很难达到最优的效果。随着智能化发展以及计算机的发展，电气逐渐由手工设计向计算机辅助设计不断转变，使开发产品的周期大大减少。人工智能化的出现，使得计算机设计系统也在不断的更新，整体产品无论从研发、设计到成品等都得到了全面的提高。

人工智能化常用方法中，遗传算法是一种比较先进的优化算法，对于产品的优化设计是很适合的，因此对于电气设计往往都是采用这样的方式方法或加以改进。

3.2 人工智能化应用于电气控制中

在传统电气自动化控制中，其操作过程往往有着更为严格的要求，日常的操作过程步骤也十分繁琐，需要很大的人力投入，过程中无法避免的会出现一些人为差错。而人工智能化技术是依赖于计算机的先前设定好的程序的控制来进行正常的工作。在智能化的机器内部会由于各个环节的要求，同时有几个不同编程的程序来控制整个生产过程，人工智能化能实现对各个环节的严谨控制掌握，并能及时对运行数据进行分析并与理论情况对比，最大限度限制差错的出现，而且还能对出现的差错及时警报。综上，人工智能技术，在改善电气自动化的操作效率，简化操作流程，降低电气自动化控制中人力工作量方面有着显著的成果。

3.3 人工智能化应用于电气故障诊断中

所谓电气故障诊断，就是通过电气设备运行中的相关信息来识别其技术状态是否正常，确定故障的性质与部位，寻找故障起因，预报故障趋势，并提出相应对策；它以故障机理和技术检测为基础，以信号处理和模式识别为其基本理论与方法。随着现代电气设备和系统日益复杂化，电气设备的可靠性、可用性、可维修性与安全性的问题日益突出，从而促进了人们对电气设备故障机理及诊断技术的研究。并且随着计算机技术及数字信号处理技术的迅速发展，人工智能化诊断技术在电气故障中应用越来越广泛。

专家系统、模糊理论在人工智能化电气设备故障诊断中应用比较广泛。变压器作为电设备中最为常见的设备，其出故障时传统的诊断方法是利用变压器分解出来的油气体，具有较低的准确率，而人工智能智能化监测把专家系统、模糊理论两个系统结合起来，综合诊断变压器的故障，具有较高的准确率，在消除故障隐患方面效果比传统诊断要好得多。

4 结 语

电气工程作为人类生产生活的重要组成部分，其生产自动化程度直接关系着电气工程的工作效率与安全性。人工智能化是人类制作的机器表现出类人的智能， 体现了自动化的特征，因此在电气自动化控制引入人工化智能技术，构建起一个能完成类似于人类判断活动的系统，改善电气自动化系统控制的精确性和稳定性，将会有效的提高工作的质量和效率，提升我国电力生产技术水平，促进我国电气自动化不断发展。另外，人工智能化技术在电气自动化中的应用还有很大的提升空间，需要更多地电力研究人员投入到研究中来，并通过实践不断完善技术，相信不久的未来，人工智能化能够更好的应用到电气自动化中。

参考文献：

[1] 王洪钟.人工智能技术在电气自动化控制中的应用探讨[J].科技创新导报，2012，（25）.

[2] 叶干洲.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].科技资讯，2010，（15）.

[3] 石磊，李国栋.电气自动化控制系统及设计[J].黑龙江科技信息，2011，（20）.

电气控制设计论文篇6

【关键词】电气自动化；控制系统；设计思想；系统功能；理念

0 引言

随着我国经济的快速发展，工业电气自动化日趋完善，先进的科技被广泛应用于电气自动化控制系统的设计中去。使得工业的发展融入时代气息，并为工业的发展提供了可靠的保障。目前，经济发展逐步全球化，外资企业和登金剑雕翎地电气自动化控制系统的要求很高，PLC控制技术，现场总线技术，变频技术，计算机集胜诉老板说（DGS），微电子技术等新知识在各行各业中广泛应用，因此，电气自动化控制系统的设计显得尤为重要。

1 电气综合自动化系统的功能

根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为：

1）发变组出口220KV/500KV断路器，隔离开关的控制及操作。

2）发变组保护，厂高变保护，励磁变压器保护控制。

3）发电机励磁系统。包括启励，灭磁操作，控制方式切换，增磁，减磁操作，PSS的投退。

4）220KV/500KV开关自动同期并网及手动同期开网。

5）6KV高压厂用电源监视，操作，厂用电压快切装置的状态监视，投退，手动启动等。

6）380V低压厂用电源监视，操作，低压备自投装置控制。

7）高压启、备变压器控制和操作（2台机共用）。

8）柴油发电机组和保安电源控制和操作。

9）直流系统和LPS系统的监视。

对于发变组保护等主保护和安全自动装置，因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度，可能增加相当大的费用，故可以保留。但是它们与DCS间要求口接，控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装置信息，并可以通过DCS进行事故追忆。

2 设计流程序

电气自动化控制系统是机电一体化产品最重要的组成部分，相当于人的“大脑”，用以实现控制及信息处理功能。因此，在电气气自动化控制系统的设计上要遵循以下思路：根据控制要求确定控制系统的设计方案――确定控制算法――选择微型计算机――控制系统总体设计――硬件――软件设计。电气自动化控制系统的设计流程虽显复杂，但在设计思想上仍然要根据实际情况，将集中监控方式，远程监控方式，现场总路线监控方式进行综合考虑，才能设计出符合要求的电气自动化控制系统。

3 电气自动化控制系统的设计思想

3.1 集中监控方式

这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响，由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降，电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。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，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成的误操作可能性。

3.2 远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆，节省安装费用，节约材料，可靠性高，组态灵活等优点。由于各种现场总线的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统临控，而不适应平均于全厂的电气自动化系统的构建。

3.3 现场总线监控方式

可以根据间隔的情况进行设计，采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设施，端子柜，I/0卡件，模拟量变送器等。而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本，另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统，因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

4 电气自动化控制系统的设计要点

4.1 智能化设计

电气自动化控制系统的智能化设计是借助软件模块的设计来实现的。如发电厂电气自动化控制系统的数据采集系统是由多线程在线可编程并行数据参数设计实现，以及PLC控制器作为控制系统的单机控制系统，集中控制系统和分布式控制系统等。无论是哪一种的PLC控制系统，都要根据实际需要，在编辑器内进行自动化参数设置，然后通过操作系统和应用软件对智能化的PLC模块进行激活，因此在电气自动化控制系统的设计上，较为重要的一点是软件的设计。

4.2 节能化设计

电气自动化控制系统的设计需要体现节能的特点，由于目前我国加强对环境的保护政策，提供低碳节能，因此在设计要点上同样要体现节能化，在能源紧张的世界格局下，人类越发地珍惜历史给人们留下的这部分财产，每用一点都要小心翼翼，生怕浪费，当节能成为所有这些行为的发生基础时，我们就不得不在能源使用上另辟蹊很苦。

4.3 可靠性设计

电气自动化控制技术无论是PLC控制技术，现场总线技术，还是变频技术以及DCS技术，微电子技术，在控制系统设计上都要考虑可靠性。尽管这些新的电气自动化控制技术具有较高的可靠性和安全性，但一旦出现问题，往往会给用户带来极大的损失，因此在设计上要加强可靠性措施，提高控制系统的可靠性。

4.4 规范化统一设计

由于电气化控制系统应用于各行各业，它的规范化，标准化是促进设计科学合理的有效手段，为了更好地将控制模块应用于各行各业，在自动化模块设计上要充分实现规范化设计。总结典型的设计思路，从而使典型设计起到部分标准和规范性的作用。PLC控制系统应用在企业自动化控制中时，同一企业或系统应尽量使用同一机型或同一生产厂家的PLC，因为这样的PLC的接口，标准以及对软件的兼容性要强于不同厂家的PLC备件，同时PLC外部设备和工具软件还可以共享，降低成本。

5 结束语

目前，对于以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠。

【参考文献】

[1]谢常华.电气自动化的发展[J].企业导报，2010（11）.

[2]周艳惠.电气自动化控制系统的设计[J].中国新技术新产品，2010，02.

[3]郭松梅，发电厂电气自动化控制系统软件模块技术研究[J].科技传播，2010（22）.

电气控制设计论文篇7

科技的飞速发展，使得智能化技术的运用也越来越广。电气工程中运用智能自动化技术让电气设计更加符合科学的理念，因为智能化技术可以灵敏地发现电气工程自动化线路中的故障，并且还能对故障进行准确的诊断，这样就可以达到对电气工程进行有效控制的目的。文章主要介绍智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用。

关键词：

智能化技术；电气工程；自动化控制

智能化技术是通过运用智能理论对技术进行研发探讨，它充分运用了计算机技术进行操作。图像系统、语言识别系统、专家系统以及语言处理系统和机器人系统是构成智能化技术的主要系统，但电气工程中主要运用智能化技术对电气工程进行自动控制和信息识别以及电子电气技术等的研究。

1智能化技术的理论

智能化技术在很早的时候就被人们提出，查阅可靠资料可以发现在上个世纪五十年代人们就开始对智能化技术进行探讨，这就使得智能化技术处于不断发展的状态，同时也取得了让人满意的结果，智能化技术主要是运用计算机理论为主，同时也涵盖了心理学以及生物学和控制论等学科理论知识，所以智能化技术是一项全面综合性非常强的技术，它可以实现机器系统达到人的智慧，甚至是超越人的智慧。智能化技术是对机器进行人工的模仿使得机器可以代替人们完成相应的工作，同时，它主要运用计算机技术，它的理论主要来源于计算机科学。众所周知，科学技术的不断发展，使得人们的生活越来越离不开计算机。传播和自动化运输主要是运用计算机技术中的编程技术，它让传播和自动化运输迅速发展。同时计算机技术还可以模拟人体的大脑，这样就可以对信息进行收集和分析以及处理等操作，所以在电气工程自动化控制中运用智能化技术对电气工程自动化控制有很大的帮助，有利于电气工程自动化控制中完成生产和交换以及流通和分配等操作，节约了大量的人力和物力以及提高了电气工程的工作效率，为电气工程企业创造出更大的价值。

2智能化技术的优点

智能化技术最为显著的特点就是让电气工程及其自动化控制实现智能化，运用智能化技术的控制操作使得控制更加全面和科学。

2.1操作简单，不需要建立模型传统的电气工程中自动化控制不能对控制对象进行全面准确的掌握，因为控制对象是处于不断的变化中，并且它的变化也是非常复杂的；传统电气工程对对象进行控制前需要建立相应的模型才能实现对对象进行控制，在建立模型因为受到控制对象复杂的变动等客观因素的影响，导致模型时建立工作不能顺利的展开[1]。要想自动化控制可以发挥出它的高效作用就必须对这些因素了如指掌。智能化控制技术中控制器不需要对控制对象进行模型建立，这样就成功避开了其他因素对控制的影响，让智能技术在自动化的运用中更加科学合理。

2.2有利于电气系统中控制的调整在控制器中运用智能化技术，便于对电气系统进行调整控制。电气工程中调整系统的控制程度是通过调整鲁棒性变化和响应时间以及下降时间来进行的，这样就可以随时调整系统的控制进度，同时，也提高了电气工程中自动化控制的工作效率，实现了对自动化系统进行有效控制。所以智能化控制器比传统的自动化控制器更具有优势，同时智能化控制器更适合电气工程的发展，它有利于电气工程自动化的实际操作。同时智能化控制器对设备进行调节只需要对设备的相关参数进行调节就可以达到目的，这样就可以使得设备调节操作更加简单，改变了传统设备调节的方式，因为传统设备的调节需要专业的技术人员来对设备进行调节。这样就减少了电气工程自动化控制建设中的支出[2]。此外，智能化控制器还有一个特点就是，在一定程度上它可以对设备和系统进行远程操作，到达调节控制的效果，这和电气工程无人控制的自动化控制目标相同，促进了电气工程自动化控制的发展。

2.3智能化技术具有一致性的特点智能化技术具有很强的一致性特点主要表现在智能化控制上。如果出现了数据不同的情况，输入的数据是之前没有接触过的，但是数据也可以进行估测，并且满足自动化控制的条件，智能化的控制器依旧可以对数据进行分析实现对设备进行控制。并且控制效果也不是由控制对象所决定，即控制对象的因素不会影响到控制效果。尽管智能化控制器在对个别控制对象进行控制时，发现控制对象的异常，但是没有马上采取措施，在正常情况下，依然不影响智能控制器的控制效果，除非控制对象发生了改变，才有可能致使智能控制器不能发挥它的作用。因此，设计自动控制系统应该有具体的设计原则，控制对象不同，它的这些原则也应该发生相应的改变，对控制对象进行全面具体的分析结合控制对象所处的环境等实际情况，在设计控制原则前，对控制对象进行严格的分析和核对。因为这决定着智能控制器是否能够发挥作用，所以对于电气工程自动化控制中的所有环节都应该坚持谨慎小心的原则。

3智能化技术在电气工程自动化控制中的实际应用

智能化技术中的智能控制技术和优化设计技术以及故障诊断技术在电气工程自动化控制中广泛运用。

3.1智能控制技术电气工程自动化控制中无人操作和远程操作以及电气工程中实现高效的自动化控制等，都需要运用智能化技术才能实现的。同时它也给智能化控制提供了一个发展平台，给智能化控制技术指出了探究方向。同时，电气工程自动化控制中广泛运用智能化技术，有助于智能控制表现出它的优点，并且对智能控制技术起到一个免费宣传的作用，为未来智能控制技术在其他领域的运用打下基础。

3.2优化设计技术电气工程自动化控制中经常会要求对电气工程的机器设备进行设计，但是电气的机械设备的设计工程是非常复杂的，它要求电气设备设计人员熟练掌握磁力和电气以及电路电能等学科的知识，并且还要求能够准确地运用学科的知识，同时设计人员还应该具备相关的工作经验，因为理论和实际还是存在着一定的差距，这样就要求设计人员具有相关的工作经验才能将理论和实际完美的相结合[4]。传统的设计是通过人工来完成的，设计人员依靠自己的双手和相关的工作经验进行电气机械设备的设计。这就导致传统手工设计出来的方案不能够达到生产，并且当发现方案中存在不足，方案的修改工作也很难进行。目前，机械设备在设计时运用CAD技术和计算机软件，这样就缩短了设计的时间，并且能够达到设计要求。遗传算法也是优化设计技术中的一种，它具有十分强的实用性和先进性，设计中运用遗传算法，能对设计起到一定的优化效果。

3.3故障诊断技术电气工程中常常会出现故障，不仅表现在电气设备，还有可能是电气工程系统，所以对故障进行诊断是非常必要的，智能技术可以对故障进行迅速的诊断，降低了因为故障给电气工程带来的损失。例如电气设备中的变压器，它在整个电气工程中占据着重要的地位，所以，一般情况下都会对变压器进行检测和维修。变压器故障诊断，主要是对变压器中渗漏油的分解气体进行分析，就可以查找出变压器发生故障的大概位置。这就减少了故障诊断时间，提高了诊断质量，避免了因为故障导致电气工程发生的重大损失。

4结束语

在电气工程中运用智能化技术提高了电气设备的自动化控制能力，保障了电气工程的稳定可靠的运行，促进了电气工程的发展。

参考文献

[1]孙林.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技与企业，2013，21：219.

[2]蔡文彬，韩丽杰，徐彬.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].内蒙古科技与经济，2015，4：69+72.

电气控制设计论文篇8

【关键词】仪表自动化，设备故障，维护技术

一、前言

随着科技水平的不断提高，社会经济的快速发展，人们对电气自动化设备的要求也越来越高。现如今，电气自动化设备中还存在很多问题，急需解决，因此，我们要加强先进理论与先进技术的学习与应用，不断进行电气自动化设备管理系统设计的探讨，使电气自动化设备更加适用与可靠。

二、电气自动化设备管理系统的概念

1、信息系统

电气自动化设备管理系统能对信息进行有效的收集、整理以及分析，从而将数据信息传送给管理者，使管理者可以进行科学的决策。信息系统在设备管理属于信息集成性较高的系统，所涵盖的方面比较多，而且在各个环节中的联系也很强。

2、电气自动化技术

在电气信息的发展中，电气自动化技术起步较晚，是近几年兴起的一种技术。由于电气自动化技术能适应人们生活中的需要，使其得以快速的发展。到今天，该技术已经成熟，已经被各领域广泛应用。推动我国的社会生产力与社会经济的发展。

3、电气自动化设备

随着电气自动化技术的不断发展，自动化设备已经被各领域广泛应用。无论是飞机的研究还是开关的设计，都会应用电气自动化技术。

三、目前电气自动化设备管理系统在设计中存在的问题

1、系统在设计上不能做到管理的“与时俱进”

随着电气自动化技术的发展，并且为了满足应用上功能更强的需求，电气自动化设备的设计越来越向复杂化、大规模的方向发展，这就对系统的管理维护工作提出了挑战，如何实现系统对复杂的电气自动化设备的有效管理，这就要求系统在设计时一定要做到“未雨绸缪”，要能很好的融合大规模电气自动化设备的管理工作。然而，事实上很多设备管理系统的开发采用的原形技术，说的通俗一点就是一次性的系统开发，很难兼顾后续的需求，这就导致一旦有新的电气自动化设备的加入，系统在设计上很难做到管理的“与时俱进”。

2、系统在实施管理时往往会“捉襟见肘”

受系统在设计方面的限制，以及系统开发技术本身的限制，随着电气自动化设备的不断更新，系统数据库中的数据需要更新，而且新的数据如新增加的设备版本和设备生产厂商要导入系统的数据库，否则，系统很难对新增加的电气自动化设备实施有效的管理。

四、电气自动化设备管理系统的设计

1、设备控制与管理

本文的工艺设备主要分为三类，一类是只需要起停控制的设备，包括除尘器、皮带运输机、搅拌电机等。控制目的是保证正常顺序开停车，以及故障或非正常状况下的连锁停车。另一类是需要调速的设备，包括泵类、风机类、给料机等设备。控制目的是参与到液位、流量、压力等的闭环控制中，以保持运行工况的稳定性。第三类是自成系统的设备，比如破碎机、球磨机、陶瓷过滤机等。这类设备相对较为独立，其信息主要是用于监测，或加入少量的控制。对于前两类设备，与之相连的直接控制设备是变频器、软起动器、马达保护器等控制器。这些控制器接收PLC通过DP总线发出的指令，同时又将设备运行或故障信息反馈给PLC，并在上位机监控画面显示这些状态。上位机画面包含有丰富的信息，包括设备起停操作界面、运行状态信息、趋势曲线等，通过对数据库信息进行统计分析、处理，还可以在上位机中得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率计算，电量水量统计等，实现工厂过程数据可视化及设备管理。不难看出，设备控制顺序是上位机―PLC―控制器―现场设备。

2、控制器与现场设备

无扰切换电路设计，在没有采用FCS之前，主要通过远程就地切换继电器与主回路接触器通断的时间差，来保证远程就地切换瞬间设备启动回路或运行回路不断电。即切换过程要保证主回路接触器线圈失电、触点断开的时间，要大于切换继电器线圈得电、触点闭合的时间。FCS系统，从电路及程序上，充分考虑切换的顺畅。以变频回路为例。总线/就地切换开关不影响就地启动继电器的动作，通过变频器运行输出继电器，以及总线/就地停止继电器，来保持给变频器的启动信号维持切换之前的状态。为了保持变频器切换前后频率不变，配合以智能操作器，此操作器可显示变频器的频率给定值SV和频率反馈值MV。无论总线还是就地，MV都对应于变频器的实际频率反馈值。SV则不同。就地时，SV显示操作器给变频器的频率设定值；总线时，SV显示的是MV通过操作器自身变送输出的值，与此时PLC通过总线设置给变频器的频率给定值基本一致。在就地切换到总线的瞬间，PLC通过总线将频率实时数据传输给变频器作为频率给定信号；在总线切换到就地的瞬间，则是利用操作器自身的无扰切换功能，操作器接收转换信号后，瞬间将显示的SV的值输出给变频器作为给定频率，从而实现双方向的可靠的无扰切换。

3、PLC与控制器

为对不同控制方式的电机进行统一管理，PLC中设置统一的电机控制变量，包括电机控制类型、控制字、状态字、频率设定、频率反馈、电机电流、电机功率、故障代码。其中电机控制类型中显示变频器控制、软起动器控制、电机保护器控制、普通电机控制等信息。控制字中包括起停电机、故障复位。状态字包括运行/停止、总线/就地、故障、急停、合闸/分闸等信息。频率设定和频率反馈对应于变频器，电机电流、功率、故障代码对应于所有总线控制设备。故障代码是FCS较DCS优势之处，PLC通过总线读取故障代码后，可以对现场装置进行远方诊断，快速判断故障原因，排查故障。

4、上位机与PLC

上位机与PLC的通讯，采用DAServer作为接口，DAServer根据设定时间比如1000ms来读写需要与PLC交互的数据。上位机则是以事件形式读取接口中的数据。这些数据信息的读写，需要上位机进行解码及编码，以对应到特定位，实现PLC中控制字及状态字在上位机画面的显示。对于自成系统的如球磨机等设备，由于自身存在很完备的监控系统，通过通讯读取需要特别关注的参数以显示在画面中。如球磨机的油站、离合器、慢驱电机、主电机等的状态、报警等信息，轴瓦及定子温度、油压油流、振动等信息，陶瓷过滤机的循环泵、加酸泵、真空泵等相关信息。

5、上位机与服务器

上位机与PLC之间的通讯使得画面可以获得设备运行的实时数据。如若需要生产的历史数据或关键的性能指标，则需要从服务器中获得数据。各PLC设备将总线传输的与生产密切相关的设备数据存储到服务器，上位机利用ActiveFactory分析报表工具读取服务器的历史数据，以跟踪生产信息，并对信息进行分析、计算、处理，得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率、耗电量、用水量等。工厂过程数据可视化后，管理人员能够在详细的数据趋势及信息基础上，采取行动优化生产过程。生成数据报表及设备管理报表，提高生产绩效。

五、结束语

通过对新时期下，电气自动化设备的分析，进一步明确了电气自动化设备的发展方向，为电气自动化设备管理系统设计的优化完善奠定了坚实基础，有助于电气自动化设备发展水平的提高。

参考文献

[1]尹恒阳.论电气自动化设备管理系统的设计[J].山西财经大学学报，2013，S1：169.