導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇自動化控制論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

2人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用

2.1人工智能控制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能

在電氣設(shè)備的運行過程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動化控制情況，發(fā)現(xiàn)運行過程中的問題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動化控制中，由于技術(shù)水平和實際運行中的動態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無法做到準確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動化運行過程中對動態(tài)信息的及時收集和穩(wěn)定傳輸，對相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動化的控制水平，充分保障了電氣運行中的安全性和穩(wěn)定性。

2.2人工智能控制實現(xiàn)了系統(tǒng)運行監(jiān)視機報警功能

電氣自動化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動執(zhí)行機構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計動作的過程。在此過程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行都要嚴格按照設(shè)計模型和函數(shù)計算的基礎(chǔ)上進行，如果系統(tǒng)中的一點出現(xiàn)問題，就會造成整個自動控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動化控制系統(tǒng)運行中，對系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，對運行中的特殊情況進行及時的報警處理，幫助自動化系統(tǒng)及時處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強對電氣系統(tǒng)的管理。

2.3人工智能控制實現(xiàn)了操作控制功能

電氣自動化控制的主要特征之一就是通過計算機的一鍵操作，就可以實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動化運行符合現(xiàn)實的需要。傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)進行人工操作，從而促進自動化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動化運行的效率，也增加了自動化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對電氣自動化系統(tǒng)的控制，是通過各種先進的算法，按照電氣自動化的需求，對自動化系統(tǒng)進行自動化和智能化設(shè)計，從而實現(xiàn)對電氣自動化控制系統(tǒng)的同時操作，大大提高了自動化控制的效率，減少了單獨指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。

3人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的控制方式

3.1模糊控制

模糊控制以模糊推理和模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運用模糊控制器，實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的控制。在實際控制設(shè)計過程中，通過對計算機控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達到對電氣自動化系統(tǒng)的科學控制。

3.2專家控制

專家控制是指在進行電氣自動化控制過程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過對以往控制經(jīng)驗的模擬和學習，實現(xiàn)電氣自動化控制中智能控制技術(shù)的實施。這種控制方式具有很強的靈活性，在實際運行中，面對控制要求和系統(tǒng)運行情況，專家控制可以自覺選取控制率，并通過自我調(diào)整，強化對工作環(huán)境的適應(yīng)。

3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制

網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對人腦神經(jīng)元的活動模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學習能力的，屬于學習控制，對電氣自動化控制中出現(xiàn)的新問題可以及時提出有效的解決辦法，并通過對相關(guān)技術(shù)問題的分析解決，提高自身的人工智能水平。

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2自動化控制設(shè)備和系統(tǒng)

石油化工企業(yè)把化工過程的控制作為企業(yè)日常生產(chǎn)管理控制的目標對象，自動化控制技術(shù)、算法和方案幫助石油化工企業(yè)可以有機調(diào)和控制理論，把整個生產(chǎn)過程納入到自動化控制體系，實現(xiàn)化工過程中各種模擬量的自動化控制。為了使得自動化控制的全過程得以有效實現(xiàn)，自動化控制設(shè)備、控制系統(tǒng)是必不可少的，除此以外，還要制定出科學合理的實施方案，為自動化控制打造控制平臺。高素質(zhì)的操作人員也十分重要，可以實現(xiàn)對科學管理、操作自動化控制系統(tǒng)。在將設(shè)備和體系、方案和人員進行科學的結(jié)合的前提下，才能使得石油化工企業(yè)的自動化控制過程得以順理成章地完成。從中我們可以發(fā)現(xiàn)，在化工行業(yè)中，其不僅對自動化控制的技術(shù)水平有所要求，還對自動化控制過程的匹配性有所要求。最優(yōu)化化工過程的自動化控制，可以降低企業(yè)的投入成本、提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，還可以降低企業(yè)所需能耗和生產(chǎn)成本，提高成品質(zhì)量，從而保障化工企業(yè)的安全科學生產(chǎn)。因而，對化工過程的自動化控制進行研究，然后使用先進的系統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)，為化工企業(yè)提供服務(wù)，是化工企業(yè)前進和發(fā)展的驅(qū)動力。

3微電子技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用

自動化控制系統(tǒng)和自動化設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛的有微電子技術(shù)和信息技術(shù)，化工自動化控制網(wǎng)絡(luò)和信息控制網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出一體化趨勢。在數(shù)據(jù)采集、自動化控制、技術(shù)調(diào)節(jié)等各個環(huán)節(jié)，都有化工過程的控制體現(xiàn)，通過化工過程控制一體信息平臺集中到自動化控制系統(tǒng)中。這要求自動化控制硬件需要更加具有可供挑戰(zhàn)的性能。過程控制的各個環(huán)節(jié)所采用的技術(shù)設(shè)備擁有各異的硬件設(shè)備，分別由不同的生產(chǎn)經(jīng)營商家供給，而開發(fā)商對硬件設(shè)施進行自主經(jīng)營。之所以，在多種資源進行整合的過程之中，很多時候會出現(xiàn)不兼容，接口不統(tǒng)一也時常出現(xiàn)，因而，技術(shù)產(chǎn)品的更新升級也會受到影響。綜上所述，化工自動化控制硬件需擁有多種優(yōu)點，如較好的兼容性、便于升級換代、速度快等?；み^程控制技術(shù)設(shè)備只有具備上述特點，才可以在控制領(lǐng)域中被廣泛使用，從而實現(xiàn)化工控制全過程和各個系統(tǒng)之間的完美聯(lián)合，保證任何的化工過程控制設(shè)備在升級換代的時候不會對化工企業(yè)的正常生產(chǎn)有所影響?？刂朴布挥芯邆潇`活性、精確度、抗干擾等各個方面的優(yōu)點，才能夠在化工過程自動化控制中發(fā)揮出顯著的作用?；ぷ詣踊刂频暮诵氖切畔⒓?，信息集成的重要組成部分是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。大多數(shù)化工企業(yè)使用流程管理模式，需要通過軟件平臺處理和管理化工過程中的大量數(shù)據(jù)。，使用哪一種軟件決定著化工控制過程自動化控制的信息有效集成性和共享性。

4專業(yè)技術(shù)人才作用愈加重要

我國化工自動化控制操作技術(shù)人員素質(zhì)普遍不高，原因在于我國自動化控制理論研究較為落后，存有的化工自動化控制研究成果不多。很多化工自動化控制操作技術(shù)人員不夠了解化工過程自動化控制原理，對化工行業(yè)有關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識掌握甚少，化工自動化控制復(fù)合型人才欠缺。在化工自動化控制發(fā)展的過程中，人才起著決定性的作用。要想實現(xiàn)對整個化工過程的最優(yōu)化自動化控制，需要從以下幾個方面著手。首先，需要引導(dǎo)廣大的職工及時更新觀念，化工企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層需要對化工自動化控制給予充分的重視，以切實行動引導(dǎo)更新全體職工的化工自動化控制觀念，從而開放思維，培育出強烈的責任心來對待化工工作，制定出科學合理的化工自動化發(fā)展規(guī)劃和信息化發(fā)展職工培育方法，把先進的技術(shù)手段和激勵措施相結(jié)合，促進化工信息化建設(shè)的發(fā)展。其次，還需要對化工自動化設(shè)備的整體利用水平給予更多關(guān)注。其充分體現(xiàn)了化工企業(yè)技術(shù)人員的操作能力。在自動化控制技術(shù)的發(fā)展過程中，因為電子技術(shù)發(fā)展速度較快，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁，在化工企業(yè)自動化設(shè)備的采購、安裝及使用過程中，需要注意設(shè)備的這個特點，之后結(jié)合企業(yè)自動化控制現(xiàn)狀，加大對相關(guān)技術(shù)人才的培養(yǎng)力度。在化工過程自動化控制的過程中，需要并重經(jīng)濟效益和社會效益，注重投入產(chǎn)出比的分析，在信息資源建設(shè)和化工自動化控制應(yīng)用技術(shù)上投入更多的研究精力，從而不斷地提高化工自動化控制設(shè)備的整體使用水平。

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2自動化控制及安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

（一）自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

自動控制實際上就是依據(jù)規(guī)定指令或者程序自動進行化工生產(chǎn)的一種新技術(shù)，依據(jù)運行過程中的自動化程度可以合理的分為全自動化控制和半自動化控制兩大類。這種新的控制技術(shù)可以合理的運用到機械制造、生產(chǎn)控制過程以及管理過程控制等多方面。我國運用這種自動控制技術(shù)，在化工生產(chǎn)過程中已經(jīng)發(fā)展了幾十年，主要包括創(chuàng)新和引進兩種開發(fā)方式。在發(fā)展的過程主要經(jīng)歷了三個階段，主要有手工操作、機械控制以及自動控制。自動控制技術(shù)從簡單的生產(chǎn)系統(tǒng)逐漸發(fā)展成為復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)[2]。目前，在國內(nèi)大部分化工企業(yè)中，分散控制系統(tǒng)（DCS）、邏輯控制器（PLC）以及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）應(yīng)用的相對比較廣泛。其中邏輯控制器和分散控制系統(tǒng)是比較常見的。邏輯控制器是一種可以進行存儲的設(shè)備，一般來說是一類編程，可以適當作為內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯、執(zhí)行定時、執(zhí)行順序控制以及執(zhí)行計算和算數(shù)的過程是基本主要功能。主要控制形式為模擬輸入、輸出方式或者數(shù)字輸出、輸入方式。邏輯控制器的主要特點有：一是具有很大性價比，功能比較強；二是維修過程比較方便和簡單；三是具有一定的抗干擾性和可靠性。主要適用于中小規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)控制過程中以及間歇性生產(chǎn)的控制過程。一般來說，具有比較大規(guī)模的化工生產(chǎn)控制過程主要使用的是分散控制系統(tǒng)。主要特點就是可以適當?shù)娜诤贤ㄓ崱⒂嬎銠C、自動控制，從而很好的實現(xiàn)自動監(jiān)控、自動生產(chǎn)、自動管理、自動操作以及分散控制，相比較于邏輯控制器來說，具有更加強大的功能，但是也具有很大的設(shè)備成本。分散控制系統(tǒng)的主要形式結(jié)構(gòu)特點為多層分散、分散、自治合作以及危險分散，比較適合使用在化肥、石油以及大型空分制氧的生產(chǎn)過程中[3]。以上的運行系統(tǒng)應(yīng)該保持與生產(chǎn)過程一致，從而全面實現(xiàn)自動控制，以便于可以科學、有效地進行設(shè)備的智能化、微型化、開放化、數(shù)字化的自動管理，這種現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)逐漸成為未來化工企業(yè)生產(chǎn)與管理的主要發(fā)展方向[4]。

（二）安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

安全聯(lián)鎖實際上是屬于一種安全技術(shù)，可以阻止排除安全隱患之前接觸存在危險區(qū)域的行為，或者在出現(xiàn)接觸危險區(qū)域的時候可以自動排除安全隱患?，F(xiàn)階段，在化工安全生產(chǎn)過程中比較常用的就是緊急停車系統(tǒng)，可以讓設(shè)備在瞬間就能夠停止運行，從而保證不會發(fā)生一定的安全事故，為了有效地增加系統(tǒng)的安全性，一般把緊急停車系統(tǒng)有機結(jié)合PLC系統(tǒng)、FCS系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)，可以在系統(tǒng)出現(xiàn)壓力、溫度或者液位超過規(guī)定范圍或者毒害氣體超過標準的時候進行及時的報警，適當啟動安全聯(lián)鎖作用。

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2給排水系統(tǒng)

使建筑物內(nèi)部的中水系統(tǒng)得到正常的運行是智能建筑中給排水系統(tǒng)的運行目標與任務(wù)，給排水系統(tǒng)的主要功能是將建筑物內(nèi)水泵與排水泵、污水泵等運行狀態(tài)進行監(jiān)測與管理，使建筑內(nèi)各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當中。另外，給排水系統(tǒng)還會對給水系統(tǒng)的壓力進行測量，使水位與壓力保持在安全范圍內(nèi)，根據(jù)水位與壓力的變化及時進行水泵的關(guān)閉與開啟。

3照明系統(tǒng)

智能建筑中的照明系統(tǒng)是建筑物內(nèi)主要的節(jié)能系統(tǒng)，節(jié)能減排主要體現(xiàn)在照明系統(tǒng)的運行之中。照明系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度與運行力度是建筑物自動化與智能化的重要體現(xiàn)。在智能建筑中，電能是不可缺少的，照明系統(tǒng)是除了空調(diào)系統(tǒng)之外最大的電能消耗系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的建筑管理方法相比，智能建筑中的自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)40%左右電能的節(jié)省。照明系統(tǒng)的節(jié)能，主要利用于自動化系統(tǒng)對于停車場、走廊與對門廳等照明進行開啟與關(guān)閉控制，對建筑物內(nèi)的照明回路進行分組控制，使用電量過大、電路負荷過多時進行自動切斷，對辦公室與廳堂這些地方的照明系統(tǒng)進行無人熄燈的自動控制。這些控制的實現(xiàn)可以利用計算機中設(shè)定的開關(guān)開啟與關(guān)閉時間進行遠程控制，門鎖與紅外線也是比較好的照明系統(tǒng)控制手段。

4電梯系統(tǒng)

電梯系統(tǒng)屬于智能建筑中的交通系統(tǒng)，對電梯系統(tǒng)的自動化管理也是樓宇交通管理的重要內(nèi)容。對于電梯而言，其本身具有全套的自動控制裝置，但是，要使其成為智能建筑中樓宇自動化系統(tǒng)的一部分，要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動化系統(tǒng)相聯(lián)系，使其實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，使建筑物的管理者可以對電梯的運行狀況進行及時的掌握與分析，在有意外事故發(fā)生的時候，可以利用自動化系統(tǒng)對電梯進行有效的控制。

5保安監(jiān)控系統(tǒng)

保安監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成。第一，閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是利用攝像機完成的，管理人員將攝像機安放在需要進行監(jiān)控的各個區(qū)域之間，利用電纜這一中介將圖像傳達到建筑控制中心，使建筑物的管理人員可以對大樓內(nèi)部的實時情況進行觀察與管理。還可以利用現(xiàn)代化的計算機技術(shù)對這些上傳的圖像進行分析，使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認，為事故的處理提供證據(jù)。第二，出入口控制系統(tǒng)。對建筑物的出入口進行控制，就是利用電子鎖或者是門磁開關(guān)這些設(shè)備對建筑物的人群進行控制。將讀卡機等設(shè)備安裝在建筑物當中，使建筑物的進入具有一定的權(quán)限性，對進入到建筑物的對象與建筑物的開放時間進行控制，隨時掌握人員的出入情況。第三，防盜報警系統(tǒng)。防盜功能的實現(xiàn)，是利用各種敏感軟件的安裝實現(xiàn)對建筑物內(nèi)部空間的控制，比如說紅外線與震動傳感器等等，將其安裝在重要的防盜部位，如果監(jiān)測區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)異常，報警系統(tǒng)可以做出相應(yīng)的反應(yīng)，通過建筑物管理人員對異常情況進行及時的處理。

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現(xiàn)在我國運行的電氣工程自動化工程采取的控制系統(tǒng)一般有集中監(jiān)控、DCS（分布式控制）兩種。首先集中控制系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，它將全部功能都安置在一個處理器中，在系統(tǒng)設(shè)計、維護以及運行等方面都比較簡單。其劣勢在于處理器承擔的任務(wù)量較大；在此控制體系中，隔離器件閉鎖和斷路器聯(lián)鎖是運用硬接線進行連接，在設(shè)備擴容等方面比較困難，其操作難度也比較大。其次DCS系統(tǒng)是在集中控制系統(tǒng)的前提下設(shè)計并發(fā)展起來的，在現(xiàn)代電氣工程自動化工程控制系統(tǒng)中獲得較為廣泛的應(yīng)用。其劣勢在于使用和傳統(tǒng)儀表相似的模擬儀表，減少系統(tǒng)安全可靠性，在維修環(huán)節(jié)也比較困難，各個設(shè)計廠家沒有規(guī)范而統(tǒng)一的標準，加重維修的成本，并且其價格比較高。

1.2電氣工程自動化工程控制系統(tǒng)還不具備標準化端口

電氣工程自動化工程控制系統(tǒng)接口到目前為止還沒有統(tǒng)一、完善的標準，這種情況提升工程造價，阻礙數(shù)據(jù)資源共享的實現(xiàn)。自動化體系設(shè)計方案很重要，然而很多企業(yè)沒有規(guī)范的方案，各個廠家和企業(yè)間硬件和軟件交換數(shù)據(jù)有差異，導(dǎo)致企業(yè)間難以深入的交流和信息交換。同時電氣工程自動化工程控制沒有實現(xiàn)統(tǒng)一化，難以根據(jù)客戶要求設(shè)計、建立規(guī)范、標準的電氣工程自動化工程控制體系。

1.3電氣工程自動化工程控制沒有實現(xiàn)專業(yè)化

在電氣工程自動化工程控制設(shè)計、安裝以及操作等環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員的專業(yè)技術(shù)比較薄弱，需要進一步提高。此外我國電氣工程自動化工程控制習題創(chuàng)新能力不足，一般產(chǎn)品屬于中低檔，需要提高其創(chuàng)新能力。

2構(gòu)建電氣工程自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展對策

2.1建立一體化的電氣工程自動化工程控制體系

要從各個環(huán)節(jié)建立起具有一體化的電氣工程自動化工程控制體系。首先國家要按照電氣工程自動化工程控制體系具有技術(shù)水平和技術(shù)特點，制定統(tǒng)一的產(chǎn)品規(guī)范。其次廠家和企業(yè)要加強交流，從設(shè)備精簡、調(diào)試與維修以及技術(shù)合理性等多方面向規(guī)范化的方向進行制造和生產(chǎn)，讓控制體系更科學。最后要研發(fā)出新型、操控更方便的一體化控制系統(tǒng)，可以運用社會性質(zhì)和分工外包間的協(xié)作，讓零部件的生產(chǎn)走商業(yè)化生產(chǎn)的路線，促進電子工程自動化工程控制體系的一體化。

2.2運用國際化生產(chǎn)標準

IEC61850是現(xiàn)在控制系統(tǒng)廠家所認可的國際標準，可以參照這個標準對控制體系進行研究和開發(fā)。另外可以運用微軟公司所制定的標準技術(shù)，由于企業(yè)策劃電氣工程自動化工程控制系統(tǒng)時，PC系統(tǒng)是連接管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的中間系統(tǒng)，其接口具有標注化，能夠保證廠家和企業(yè)間實施軟件和硬件的數(shù)據(jù)交換，妥善的解決由于通訊而產(chǎn)生的問題。

2.3引進和培養(yǎng)電氣工程自動化工程控制系統(tǒng)的專業(yè)人才

隨著電氣工程自動化工程控制逐漸集成化和高智能化，對其制造人員、維修人員和安裝人員都具有很高的要求，所以要引進和培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)較強的人員。首先企業(yè)要培養(yǎng)具有實際操作能力的人才，他們要了解和掌握軟件和硬件系統(tǒng)的操作。其次對安裝人員記性專業(yè)技術(shù)進行培訓(xùn)，使之懂得安裝的流程和技術(shù)。最后要更新技術(shù)人員的知識結(jié)構(gòu)，可以引進人才，通過引進人才的“傳幫帶”，培養(yǎng)新人，促進他們在維修和系統(tǒng)保養(yǎng)等方面的學習，提高工程系統(tǒng)安全可靠性。

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PROFIBUS-DP組態(tài)非常的靈活，在一條總線中，既可以有一個主站，也可以有多個主站，根據(jù)在總線中的功能不同，總線中的設(shè)備可以分為三類。一類總線主站（DPM1），DPM1是整個總線通信的控制器，在本案例中，PLC-300作為一類總線主站；除了一類主站，還有二類主站（DPM2），二類主站一般運行組態(tài)軟件，屬于操作設(shè)備，在PROFIBUS-DP中，一般采用工控機作為DPM2，通過工控機提供的人機界面，用戶可以設(shè)置、監(jiān)測整個系統(tǒng)的運行；在PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線中，數(shù)量眾多的是DP從站，這些設(shè)備一方面可以將自身采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到主站，另一方面也可以從主站接收信息以完成相應(yīng)的控制，在本案例的無縫鋼管生產(chǎn)線種類和數(shù)量都很多，主要有直流驅(qū)動器、S7-200PLC以及遠程I/O設(shè)備等。

二、某公司無縫熱軋鋼管自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1無縫鋼管自動化生產(chǎn)控制系統(tǒng)組成整個無縫鋼管自動化生產(chǎn)線上的設(shè)備由一條PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線相連，所有連接該總線的設(shè)備都需要有PROFIBUS-DP總線電氣相兼容的通信接口，具有這樣通信接口的設(shè)備分散在整個生產(chǎn)車間，在無縫鋼管自動化生產(chǎn)線上的傳感器、控制儀表以及電動機控制設(shè)備所需接收和發(fā)送的信息量較少，但為了達到對整個現(xiàn)場設(shè)備的精準控制，在生產(chǎn)時，對通信的實時性要求較高。

從無縫鋼管自動化生產(chǎn)控制系統(tǒng)圖可以看出，整條總線的控制由一臺S7-300PLC完成，S7-300PLC作為整條PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制中心，是總線中的DPM1，在運行中，S7-300PLC以一定格式的報文形式與總線中的眾多從設(shè)備交換信息。工控機是PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線中的二類主站（DPM1），通過配備專門的PROFIBUS-DP總線適配卡與總線相連，工控機上運行WINCC過程監(jiān)視軟件，該軟件具有良好的開放性和靈活性，完全能夠勝任整個無縫鋼管生產(chǎn)線上各設(shè)備的監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置。無縫鋼管生產(chǎn)線上的設(shè)備種類很多，根據(jù)不同種類設(shè)備的特點，采取了不同的方式接入到總線，其中一些簡單的I/O設(shè)備，通過接入西門子ET200與總線相連，這類設(shè)備數(shù)量眾多，主要分布在矯直機組區(qū)、軋輥機區(qū)、穿孔機組區(qū)以及加熱爐區(qū)；各種主傳動電機通過西門子的全數(shù)字直流調(diào)速裝置6RA70與總線相連；軋輥的位置控制則由S7-200PLC完成，S7-200PLC通過擴展模塊EM277與PROFIBUS-DP總線相連。

2.2上位機軟件功能借助工控機上的WINCC過程監(jiān)視軟件實現(xiàn)整個系統(tǒng)的組態(tài)以及對整個系統(tǒng)的監(jiān)控，上位機軟件主要實現(xiàn)如下功能：

（1）對生產(chǎn)線的監(jiān)控：在組態(tài)成功后，工控機能夠?qū)崟r獲取到整個系統(tǒng)的運行參數(shù)，借助這些從系統(tǒng)中獲取的數(shù)據(jù)就可以很容易完成各種可視化的實時模擬界面，通過這些可視化的模擬界面，管理人員就可以很容易知道整個系統(tǒng)的運行情況。由于需要監(jiān)控的設(shè)備眾多，為了能夠更清晰了解各區(qū)生產(chǎn)的細節(jié)，制作了多個實時界面，例如為了監(jiān)控穿孔輥的位置以及設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，制作一個專門操作界面，借助該界面，用戶可以看到無縫鋼管生產(chǎn)線穿孔的生產(chǎn)過程，在出現(xiàn)問題時，用戶也可以借助界面上的按鈕操作完成急停等操作。

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通常而言，在電氣工程自動化控制達到智能化目的之前往往需要建立相應(yīng)的模型，除此之外，在模型建立的時候還需要綜合考慮到很多會直接或者間接影響模型的參數(shù)。鑒于此，通過模型來實現(xiàn)自動化控制歸納的說就是通過相關(guān)的動態(tài)方程來控制和反饋數(shù)據(jù)的，但是通過這種方式是無法保證在數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠陂g不出現(xiàn)意外狀況來影響數(shù)據(jù)的傳輸以及反饋，這樣一來數(shù)據(jù)的及時性和準確性就無法得到保證了，使得理論結(jié)果與現(xiàn)實實踐之間出現(xiàn)偏差也就不足為奇了，這會導(dǎo)致電氣工程自動化控制的工作效率大大的降低。然而我們通過實踐得出，引入智能化技術(shù)能夠非常有效的跳過設(shè)計與建立模型這一環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)的自動化，從根本上降低了出現(xiàn)上述情況的可能性和風險，在很大程度上避免了那些不可控制的客觀因素發(fā)生，提高了控制器的精確度和自動化的控制效率。

1.2確保電氣工程自動化控制的統(tǒng)一。

傳統(tǒng)的自動化控制器一般地說都是就某個模型對象來加以控制的，事實證明，這種方式對于單個的模型控制效果良好，但是無法統(tǒng)一而全面的控制電氣工程自動化控制系統(tǒng)，這樣一來就極易造成不同的模型之間各不相同。然而智能化電氣工程的自動化控制就可以有效避免模型設(shè)計的這一環(huán)節(jié)，因此無法控制模型的復(fù)雜性這一問題就不復(fù)存在了，這不管是對于指定的對象或者非指定對象都能夠保證控制上的一致性，從根本上確保了電氣工程自動化控制的統(tǒng)一，這樣一來不僅大大提高了自動化控制器的工作效率，工作質(zhì)量也得到了質(zhì)的提高。

1.3有效控制了電氣工程自動化系統(tǒng)。

前面已經(jīng)講到，智能化技術(shù)能夠控制和反饋對電氣工程中所有設(shè)備的數(shù)據(jù)，與此同時還能夠有效根據(jù)響應(yīng)時間、下降時間和魯棒性變化等參數(shù)來對電氣工程自動化的控制程度實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，這樣一來就可以節(jié)省了重新建立模型的時間，另外還可以在第一時間來處理因客觀因素以及預(yù)警自動化控制過程中所造成的錯誤。這樣及時的處理和高效的警惕大大降低了風險，節(jié)省了很多的人力物力財力的消耗，從而更好的實現(xiàn)了對電氣工程自動化系統(tǒng)的有效控制。

2、智能化技術(shù)的有效應(yīng)用

就目前而言，智能化技術(shù)在電氣工程中主要應(yīng)用表現(xiàn)為以下幾個方面。

2.1模糊邏輯與控制。

一般地說，電氣工程的自動化控制系統(tǒng)中都會含有一定數(shù)量的模糊控制器，它能很好的代替PID控制器。就目前而言，模糊邏輯的控制主要有M型與S型兩種應(yīng)用類型，但是有一點需要強調(diào)的是，這兩種控制器都有各自的規(guī)則庫，又可以叫做ifthem的模糊規(guī)則集。其中S型控制器的規(guī)則為if。X是G，y是H，則W=f(X,Y)，這里所說的G與H指的都是模糊集，下面分別對這兩種應(yīng)用類型進行介紹。M型控制器主要由模糊化、知識庫、推理機與反模糊化這四大部分所共同構(gòu)成，主要用于實現(xiàn)變量的測量、量化、模糊化的目的，其隸屬函數(shù)的形式也是多種多樣的；知識庫主要是由語言控制的數(shù)據(jù)庫與規(guī)則庫兩個部分，其開發(fā)方式是將專家知識與經(jīng)歷置于控制及應(yīng)用目標上。值得注意的是，在建模的過程中，一定要使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理機與模糊控制器對其加以操作；推理機同樣也是模糊控制器中不可或缺的重要組成部分，它能夠很好地模仿人類決策與推理模糊控制行為；反模糊化主要用來量化與反模糊化，它包括的技術(shù)種類也比較多，其中應(yīng)用得最為廣泛的當屬中間平均技術(shù)與最大化的反模糊化這兩種了。

2.2優(yōu)化設(shè)計與診斷故障。

在過去的很長一段時間里，設(shè)計產(chǎn)品通常都是依靠實驗或者傳統(tǒng)手工檢驗來完成，通過這種方式所得方案往往不是最優(yōu)方案。隨著計算機技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的電氣工程產(chǎn)品開始更多的選擇使用CAD來進行設(shè)計。這樣大大減短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，如果在這個過程中很好地滲透智能化技術(shù)，可謂是如虎添翼，使其設(shè)計質(zhì)量與效率得到大大的提升，專家系統(tǒng)的設(shè)計就是一個典型案例。不僅如此，智能化技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計還體現(xiàn)在遺傳算法方面。眾所周知，遺傳算法是當前全世界范圍內(nèi)比較先進的計算法，其最大的優(yōu)勢之處在于計算精度高，因此在電氣工程中得到了親睞，而且在其中也起到了極其重要的作用。除此之外，故障和它的預(yù)兆在電氣工程中的關(guān)系是錯綜復(fù)雜的，具有不確定與非線性的特點，這給我們的判斷帶來很大的困擾。

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2污水處理的管理措施

2．1建立有效的資金保障機制對于污水處理有著很大的公益性，這樣的情況下就需要一定的資金投入。根據(jù)研究數(shù)據(jù)表明，就現(xiàn)在的污水處理相關(guān)資金有著一定的承受能力，但是確都不愿意承擔，多數(shù)地區(qū)內(nèi)污水處理費用有一定的不明之路。各個地區(qū)內(nèi)政府可以結(jié)合地區(qū)的建設(shè)，可以使用國家扶持以及地方補助、或者居民支持以及企業(yè)參與等相關(guān)方式，將資金很好地籌集起來，這樣就能形成多元化的投入。相關(guān)的地區(qū)也可以參考西方先進的運營模式，對于污水處理建設(shè)以及運行資金提供保障，推行污水治理的優(yōu)惠政策，例如增加優(yōu)惠政策、稅收優(yōu)惠等等，對于社會各種力量以及資金投入農(nóng)村污水治理要積極的鼓勵以及指導(dǎo)，這樣污水處理才能順利的實施以及運行。

2．2建立完善的水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施管理機制由地方聯(lián)合當?shù)氐乃畡?wù)行政部門以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)機關(guān)部門進行一定的指導(dǎo)以及監(jiān)督下，成立一定的水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施管理部門，對于污水處理的基礎(chǔ)建設(shè)積極的配合。水務(wù)處理部門可以根據(jù)地區(qū)的實際情況制定適合地區(qū)的水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施方式，明確居民的權(quán)利以及義務(wù)，同時可以建立專門的賬號，對于日常污水排放的日常維護費用以及相關(guān)管理費用等資金進行統(tǒng)一的管理。

2．3員工意識轉(zhuǎn)變在污水自動化處理系統(tǒng)設(shè)計過程中，工程技術(shù)人員也要積極參與進來。在項目開發(fā)、安裝、調(diào)試過程中，對于系統(tǒng)所具備的自動化性能要完全掌握，這樣在系統(tǒng)后期運行過程中對于設(shè)備維護才能做到得心應(yīng)手。需要定期對員工進行培訓(xùn)，員工的計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面都需要不斷的提升。員工參與到系統(tǒng)設(shè)計過程中能夠及時發(fā)現(xiàn)所存在的問題，對于系統(tǒng)進行完善。員工對于自動化控制的觀念也要有所轉(zhuǎn)變，工作不能全部依賴系統(tǒng)控制，在保證系統(tǒng)安全運行情況下，就地控制柜作用以及繼電信號回路問題才能降低，保證隨時隨地的掌握污水處理廠運行狀況。

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2建立電氣控制和自動化專業(yè)與企業(yè)之間的合作

電氣控制和自動化專業(yè)具有較強的理論性，專業(yè)知識的抽象性很高。中職學生知識基礎(chǔ)較為薄弱，因此要系統(tǒng)地掌握專業(yè)知識較為困難。那么，就可以考慮調(diào)整教學方法。鑒于中職學校是適應(yīng)社會的需要培養(yǎng)專業(yè)適用性人才，中職學?？梢耘c企業(yè)建立起合作關(guān)系，也為學生建立良好的實習環(huán)境，并為將來的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。二年級的學生以專業(yè)技術(shù)的學習為主，可以進人到企業(yè)中一邊實際操作一邊學習，將理論知識恰當?shù)貞?yīng)用于實際工作中，在加深對理論知識的更深層次理解的同時，實際操作中還可以對于理論知識中的不足予以補充。學校與企業(yè)的合作促進了教師教學與學生之間的互動關(guān)系，使得學生的專業(yè)技術(shù)能力有所提高，同時企業(yè)也可以對于前來實習的學生的綜合能力給予評價，以優(yōu)先選擇更為適合企業(yè)發(fā)展的人才。

3尊重學生的個性特點，組織電氣控制和自動化專業(yè)技能競賽

每一名學生都有自己的個性，在專業(yè)技能上亦是如此。比如，在可編程控制器和微處理器技術(shù)的教學中，學生需要掌握的基本技能就是能夠熟練地操作計算機，掌握微電子控制技術(shù)。在課堂教學中，采用互動教學方法，就是要將學生的興趣愛好融人到技術(shù)知識教學中，在引導(dǎo)學生興趣的同時，使學生能夠主動地配合教師，以形成師生之間的有效互動。為了培養(yǎng)學生對知識的探索精神，并挖掘?qū)W生的潛在能力，可以組織專業(yè)知識競賽，并以設(shè)計發(fā)明活動的形式展開。學生以高漲的學習熱情，將自己所掌握的專業(yè)知識充分地運用于技術(shù)小發(fā)明中，不斷地思考，深人地探索，試圖以推陳出新的方式獲得勝利。而技能競賽活動的展開，是建立“在就業(yè)為導(dǎo)向”的基礎(chǔ)上的，也是為了社會培養(yǎng)高技能的人才。

4互動教學法實施

將互動教學法應(yīng)用于“PLC控制系統(tǒng)安裝及調(diào)試”的課程教學中。這個課程所涉及到內(nèi)容包括PLC控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試以及維護。考慮到電氣控制和自動化專業(yè)的學生畢業(yè)后要從事的工作性質(zhì)，在教學中要將教學模式建立在學生的職業(yè)生涯中。對于工作任務(wù)的調(diào)配，首先是接受控制任務(wù)，對于被控制的對象予以分析，經(jīng)過分配系統(tǒng)的輸人(輸出)處理之后，將系統(tǒng)的二次接線圖繪制出來，然后就進人到控制程序的編寫、系統(tǒng)的接線安裝和調(diào)試以及驗收環(huán)節(jié)。在實施互動教學中，每一個教學情境都是建立在具體的工作任務(wù)基礎(chǔ)上的。通過師生之間采取各種形式的互動，使得學生能夠自主地參與到課堂教學中，包括以教師為主導(dǎo)的教學準備工作以及演示工作，都是圍繞著學生的興趣愛好而展開的。學生在課堂情境的感染力下，就會去模仿，并以自己的方式練習。在整個的互動教學中，所強調(diào)的不僅是工作任務(wù)完成結(jié)果，更為強調(diào)完成任務(wù)的過程。特別是學生模仿教師演示，教師要負責指導(dǎo)工作，以使學生能夠按照計劃完成操作，并達到預(yù)期的效果。

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0前言

天津市河北區(qū)金泰供熱中心建于2001年，是一所當年立項，當年設(shè)計，當年施工，當年竣工并投入運行的大型集中供熱中心，該供熱中心設(shè)計供熱面積490萬平方米，承載天津市供熱總體規(guī)劃中的最大一片集中供熱區(qū)域。該項目的建設(shè)取代了小鍋爐房12個，為規(guī)劃新建的200萬平方米的居住區(qū)和現(xiàn)有的300萬平方米住宅區(qū)供暖，采用了較為先進鍋爐集散控制系統(tǒng)和變頻調(diào)速，擁有先進的技術(shù)設(shè)備和巨大的擴展功能。

1完善供熱中心DCS控制系統(tǒng)

1.1中心控制系統(tǒng)介紹

金泰供熱中心根據(jù)目前鍋爐配置情況，中心DCS控制采用2個操作員站、1個工程師站，鍋爐房公共部分及每臺鍋爐均設(shè)置了少量重要檢測點的后備儀表（公共部分的循環(huán)泵入口壓力、出口壓力、室外溫度、總管出水溫度、總管回水溫度、總管出口流量、各臺爐出口溫度、出口水壓、出口流量、爐膛溫度、爐膛負壓、聲光報警）和手操器（包括鼓、引風手操、爐排手操、分層手操、循環(huán)泵手操），以保證投運行試車和設(shè)備檢修期間，仍能夠保證鍋爐的基本運行。

計算機集散控制系統(tǒng)采取了多可靠性措施，操作員站采用性能穩(wěn)定的工業(yè)PC機，且為冗余設(shè)計，在運行中任何一個操作員站或任何一條網(wǎng)絡(luò)線出現(xiàn)故障，都不會影響鍋爐的正常運行和操作。而DCS系統(tǒng)用于完成現(xiàn)場信號采集、回路調(diào)節(jié)、邏輯聯(lián)鎖、順序控制等基本操作功能的現(xiàn)場控制。

1.2中心DCS控制示意圖

圖1、圖2具體描繪了集散控制的基本組成結(jié)構(gòu)及金泰供熱中心的現(xiàn)況:

圖1集散控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

1.3采用DCS控制的優(yōu)點

（1）人機界面好，便于操作管理

(2)系統(tǒng)高度的安全可靠；

(3)能達到最優(yōu)化管理；

(4)遠距離控制與管理；

(5)利用充分的數(shù)據(jù)信息，科學節(jié)能運行；

(6)系統(tǒng)構(gòu)成方便靈活，不僅易于擴展，而且維修簡單；

(7)能與計算機和常規(guī)模擬儀表兼容，繼承它們的優(yōu)點。

1.4發(fā)展?jié)摿巴晟拼胧┆?/p>

1.4.1全面完善中心DCS軟硬件系統(tǒng)以發(fā)揮出最大效力

DCS系統(tǒng)以直觀的人機界面著稱，通過CRT圖形動畫顯示，可以直觀的了解鍋爐及各設(shè)備的運行情況，便于正常啟動、合理操作和故障的排除，具體做法如下：

(1)完善、接入鍋爐的基本數(shù)據(jù)采集元件，如：爐膛壓力（壓力傳感器）、溫度（熱電偶）、出入水溫度（溫度傳感器或熱電阻），煙氧含量、出水流量（超聲波流量計）等，并且利用SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件開發(fā)出相應(yīng)的監(jiān)視畫面，以達到實時監(jiān)控功能。

圖2金泰供熱集散控制示意

(2)增加遠紅外設(shè)備成像系統(tǒng)和室外溫度記錄裝置，使新增設(shè)備與DCS共用平臺對接，這樣可以充分在設(shè)備運行期間24小時對所有電氣設(shè)備進行監(jiān)控記錄，并且，通過室外溫度記錄裝置，在DCS中記錄全年室外溫度T0，以便正確調(diào)節(jié)及總結(jié)規(guī)律。確保正常運行和人員合理配置。

(3)全面優(yōu)化SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)軟件平臺，利用其系統(tǒng)組態(tài)（SCKey組態(tài)軟件）、圖形化組態(tài)（SCControl工具）、報表制作（SCForm軟件）、實時監(jiān)控（AdvanTrol軟件）等多功能綜合開發(fā)人機界面，增大DCS控制的直觀性，以便于使操作更合理。并且實現(xiàn)運行記錄報表化打印，避免人工虛假填寫。

(4)在DCS控制系統(tǒng)中，完善目前運行的投自動功能。根據(jù)室外溫度的變化和每天時段的不同，計算機自動改變鍋爐出口水溫的給定值，自動調(diào)整爐排轉(zhuǎn)速、調(diào)煤比，調(diào)整引風機保持爐膛負壓始終維持在給定值附近，使鍋爐維持在最佳或次最佳的燃燒狀態(tài)。然而此狀況目前不太穩(wěn)定，原因在于鍋爐燃燒水溫反饋之間根據(jù)室外溫度的不同有一段不定的滯后時間，故造成風煤比處于動態(tài)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致費煤，熱效率不高，為解決此問題，必須采用模糊控制及人工智能，排除中間干擾環(huán)節(jié)，以達到平穩(wěn)、有效的燃燒控制。

(5)完善控制與連鎖功能。目前引風機、鼓風機及爐排、熱水循環(huán)泵為集中控制室與機旁兩地控制。鍋爐除渣機、灰渣水泵、軟水加壓泵及換熱循環(huán)泵為機旁就地控制。上煤系統(tǒng)為集中控制室與機旁兩地控制。另外，在聯(lián)鎖方面采取先引風后鼓風，再爐排的順序開機聯(lián)鎖，停機則反之。循環(huán)泵至少一臺啟動后，鍋爐才能投入運行；當所有循環(huán)泵停機時，鍋爐停爐。當運行鍋爐出口壓力極低或鍋爐水溫極高時，自動停爐聯(lián)鎖。循環(huán)泵及爐排事故停機時，聲光報警。引風機、鼓風機、爐排采用變頻調(diào)速，由計算機自動調(diào)節(jié)。此類控制并無疑義，只是在集中顯示方面尚未體現(xiàn)，維修人員巡視量大，所以采用中央調(diào)度集中監(jiān)控設(shè)備起停及正常運轉(zhuǎn)是必要的，這就需要在控制室DCS系統(tǒng)中完善上位機系統(tǒng)，從而節(jié)約人力。

1.4.2完善人工智能控制

鍋爐供熱控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，影響因素比較多，各因素之間相互影響、相互制約。而且鍋爐系統(tǒng)熱容性大、惰性強、安全性能要求高。因而就目前而言鍋爐控制完全依賴于自動化控制難度非常大，也是不現(xiàn)實的。為此要求我們采取在自控的基礎(chǔ)上增加人工智能部分。在自動控制狀態(tài)下，利用人的智能解決自控系統(tǒng)不能很好判斷的和處理的問題。用人工的知識經(jīng)驗與自控系統(tǒng)相互配合共同搞好鍋爐控制。例如：煤在鍋爐中的燃燒在本自控系統(tǒng)中占有非常重要的地位。但不同的煤種、不同發(fā)熱量的煤、不同揮發(fā)分含量的煤、不同顆粒大小的煤可直接導(dǎo)致不同的鍋爐燃燒狀況。但煤樣經(jīng)過人工分析后，操作人員就可以在自動控制燃燒的狀況下，通過微機人工適當?shù)卣{(diào)整爐排和鼓引風轉(zhuǎn)數(shù)，而且還可以隨著鍋爐內(nèi)的負壓值和含氧量的不斷變化，必要時修正鼓引風機轉(zhuǎn)數(shù)。

1.4.3完善DCS控制系統(tǒng)上位數(shù)據(jù)處理，發(fā)揮控制室的中央控制功能

中央控制室是一個集中控制的地方，在此處，可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的集中管理，為此在目前現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上必須完善上位控制管理系統(tǒng)，以便實現(xiàn)控制的更加直觀有效。從而擴大控制承載功能，為實現(xiàn)從鍋爐本體燃燒控制到無人職守熱力站換熱的整體控制作擴展。整體控制上位系統(tǒng)方案如圖3所示：

1.4.4完善DCS控制系統(tǒng)對各換熱站的分布式控制

各熱力站分散控制、中控室集中監(jiān)控、總體協(xié)調(diào)。即各熱力站根據(jù)本小區(qū)供熱的負荷變化和室外溫度變化，獨立的進行本站一次網(wǎng)供水電動調(diào)節(jié)閥門（近端）或增壓泵（遠端）的調(diào)節(jié)控制，在本站進行監(jiān)控的同時，將本站的一次網(wǎng)供給水、壓力、溫度、熱量，二次網(wǎng)供回水溫度、壓力以及室外溫度等參數(shù)送往中央控制室；中央控制室根據(jù)各熱力站送來的工況信息和環(huán)境信息，對全網(wǎng)的水力平衡和熱力平衡狀況進行分析，根據(jù)負荷要求以具體的方式向熱源發(fā)出熱源質(zhì)、量調(diào)節(jié)的申請，同時對各熱力站發(fā)出協(xié)調(diào)命令，以維持大網(wǎng)的水力平衡。

對熱力站控制對象進行分析，目前各換熱站的控制主要是一次網(wǎng)側(cè)供水流量的調(diào)節(jié)控制，其次是二次網(wǎng)側(cè)的循環(huán)泵轉(zhuǎn)速控制和起停控制。

目前金泰供熱中心下屬26個熱力站，將來根據(jù)設(shè)計承載能力，還有更多的熱力站并入該中心。

完善目前中心對下屬站的分布式控制結(jié)構(gòu)；

金泰熱中心目前采用的是西門子監(jiān)控系統(tǒng)軟件，但只做了部分試點工程，根據(jù)試點分站，我們對中心控制系統(tǒng)進行了設(shè)想完善，其結(jié)構(gòu)圖4：

圖4系統(tǒng)總圖

整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用兩臺冗余的服務(wù)器，兩個操作員站，一個管理工作站，一個工程師站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS、大屏幕投影儀等。系統(tǒng)運行后，兩臺服務(wù)器一主一備同時運行，實時連接所有的RTU站，并時時存儲所有數(shù)據(jù)，操作員站上可以看到所有RTU站的數(shù)據(jù)，并能夠進行遠程操控，通過工程師站可以對RTU程序進行遠程下載、調(diào)試、修改。自帶的OPC通訊協(xié)議與第三方監(jiān)控系統(tǒng)提供了方便的數(shù)據(jù)交換功能，先進的遠程通訊，可以通過調(diào)制解調(diào)器和通訊網(wǎng)絡(luò)方便的進行系統(tǒng)遠端訪問。詳細介紹見軟件說明。

DesigoInsight的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以模塊化計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并使用工業(yè)級標準的操作系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)全面支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交集、控制及圖形用戶面等系統(tǒng)功能。應(yīng)用標準的軟件和硬件，該網(wǎng)絡(luò)能夠支持多種廣域網(wǎng)，可以將所有的節(jié)點連接成為一個整體的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為TCP/IP，通過系統(tǒng)應(yīng)用程序可直接生成界面。同時該系統(tǒng)支持用全功能的圖形操作界面通過標準的撥號方式進行遠程組態(tài)和操作。

增設(shè)仿真模擬系統(tǒng)；

為了進一步搞好大網(wǎng)的全網(wǎng)質(zhì)量雙調(diào)，我們在本項目中引入了RISE仿真系統(tǒng)，在物理上熱網(wǎng)仿真系統(tǒng)處于中央控制室計算機網(wǎng)絡(luò)的上位機工作站中，處于我們系統(tǒng)控制方案的最上層，它可以不僅提供熱網(wǎng)控制的仿真指導(dǎo)、故障診斷，也可以通過中控SCADA的控制系統(tǒng)，直接參與熱網(wǎng)的質(zhì)量雙調(diào)、全網(wǎng)控制。

仿真系統(tǒng)的功能作用如下：

根據(jù)熱網(wǎng)的設(shè)計參數(shù)而建立的原始熱網(wǎng)模型，在安裝、調(diào)試時，計算負荷及相應(yīng)的二次網(wǎng)側(cè)流量、一次網(wǎng)流量、閥門開度，以減少調(diào)試的時間。

提供熱網(wǎng)的水壓趨勢圖，向操作員提供在室外溫度變化、負荷變化時，進行各種質(zhì)、量調(diào)節(jié)后熱網(wǎng)的水壓趨勢，以使操作員提前了解調(diào)節(jié)方案的結(jié)果。避免熱網(wǎng)水力、熱力失衡、系統(tǒng)振蕩。

在熱網(wǎng)負荷變化時，向操作員提供操作控制指導(dǎo)，以供操作員選擇。

通過中控監(jiān)控系統(tǒng)的控制程序直接參與控制，提供優(yōu)化的控制方案。

根據(jù)熱網(wǎng)的物理模型，對現(xiàn)有工況進行分析，以診斷非正常的工況、故障等，如堵、漏、熱力站水力失衡等。

離線對操作員進行熱網(wǎng)運行操作培訓(xùn)，在不干擾熱網(wǎng)運行的前提下，高效率對操作員進行仿真培訓(xùn)。

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2完善中心及各分站的變頻控制

2.1采用變頻控制節(jié)能分析

風機，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就結(jié)構(gòu)和工作原理而言，兩者基本相同?，F(xiàn)先以風機為例加以說明。

2.1.1對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節(jié)電方法

它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。由圖5可以說明其節(jié)電原理：

圖中，曲線（1）為風機在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風壓一風量（H―Q）特性，曲線（2）為管網(wǎng)風阻特性（風門全開）。假設(shè)風機工作在A點效率最高，此時風壓為H2，風量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調(diào)節(jié)風門的方法相當于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風壓反而增加，軸功率與與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風機轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風機參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風量（Q-H）特性，如曲線（4）所示?？梢娫跐M足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的。

由流體力學可知，風量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻器進行調(diào)速，當風量下降到80%時，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個節(jié)能數(shù)字也是很可觀的,因此在裝有風機水泵的機械中,采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風量或流量,在節(jié)能上是個有效的方法。

2.1.2水泵的節(jié)能原理

許多補水泵都維持恒壓的情況下改變給水量（流量Q）從圖6可知：當流量Q1降至Q2若不改變水泵轉(zhuǎn)速,揚程將升至B工作點，其功率可用H2*Q2來計算，對應(yīng)面積BH20Q2。原A工作點功率Q1*HT圖上面積AHTOQ1，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉(zhuǎn)速至（2）即可節(jié)能Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），圖DBH2HT的面積即是節(jié)能值。再如流量變至Q3若仍以額定轉(zhuǎn)速運行，所需功率Q3*H1，浪費能量為FCH1HT。

圖6

與風機節(jié)能原理相同水泵電機輸出功率正比于轉(zhuǎn)速三次方關(guān)系，用變頻器進行調(diào)速，流量下降，可保持恒壓HT。若轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚程恒定,可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%,此時，軸功率是額定值的34.3%,節(jié)能達65.7%,經(jīng)濟效益十分明顯。

2.2變頻器節(jié)能數(shù)據(jù)示例

下面舉例說變頻器應(yīng)用在鍋爐采暖系統(tǒng)上的節(jié)能效果。80T熱水鍋爐所用電機容量如下：

引風機：380KW鼓風機：90KW循環(huán)泵：315KW

爐排：1.5KW給水泵：15KW(一用一備)

本變頻控制柜可保證在供熱鍋爐正常工作的基礎(chǔ)上,同時達到節(jié)電、節(jié)煤以及環(huán)保的目的。

電機總?cè)萘?380+90+315+1.5+15=801.5KW

本鍋爐視為供熱水的條件下每天工作24小時、每月30天，本變頻控制柜在起爐高額區(qū)和恒溫運行區(qū)的綜合節(jié)電率約在35%左右，由此：

（1）每月節(jié)電總量=801.5KW×35%×24×30=201974.4度，按每度電以0.6元計算，則：80T爐的節(jié)電資金：0.6×201974.4度?=121184.64元/每月。

（2）每月用煤量約為2400噸，按5%節(jié)能率計算：每月節(jié)煤量：2400T×5%=120噸，現(xiàn)按每噸煤400元計算，每月節(jié)煤資金：400元×120噸=48000元，每月節(jié)電節(jié)煤總額：121184.64?+48000=169184.64元。

2.3采用變頻控制優(yōu)點

（1）采用變頻調(diào)速，消除了大電動機啟動時對電網(wǎng)電壓的波動影響。

（2）采用變頻調(diào)速，消除了大電動機大電流啟動時的沖擊力矩對電機損壞。

（3）采用變頻調(diào)速，延長了電機、管網(wǎng)和閥門的使用壽命，減輕了維修人員的工作量，降低了維修費用。

（4）提高了系統(tǒng)自動裝置的穩(wěn)定性，為系統(tǒng)的經(jīng)濟優(yōu)化運行提供了可靠保證；系統(tǒng)的運行參數(shù)得到改善，提高系統(tǒng)效率。

綜上所述，供熱中心及各分站采用和恢復(fù)變頻控制是必要的，同時要求操作人員熟練掌握工作原理，以便正確操作合理維護設(shè)備。

3增加供熱系統(tǒng)管理信息化網(wǎng)絡(luò)平臺

3.1按需構(gòu)建VPN網(wǎng)絡(luò)

VPN有三種解決方案，分別是：遠程訪問虛擬網(wǎng)（AccessVPN）、企業(yè)內(nèi)部虛擬網(wǎng)（IntranetVPN）和企業(yè)擴展虛擬網(wǎng)（ExtranetVPN）。針對金泰中心要進行企業(yè)內(nèi)部各分支機構(gòu)的互聯(lián)，認為使用IntranetVPN是很好的方式。

VPN(VirtualPrivateNetwork)通稱為虛擬專用網(wǎng)。虛擬專用網(wǎng)指的是依靠ISP（Internet服務(wù)提供商）和其它NSP（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商），在公用網(wǎng)絡(luò)中建立專用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。VPN兼?zhèn)淞斯娋W(wǎng)和專用網(wǎng)的許多特點，將公眾網(wǎng)可靠的性能、豐富的功能與專用網(wǎng)的靈活、高效結(jié)合在一起，是介于公眾網(wǎng)與專用網(wǎng)之間的一種網(wǎng)。

3.2VPN網(wǎng)絡(luò)的整體方案

3.2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計結(jié)構(gòu)

供熱總公司與各中心及其下屬分片區(qū)采用星型結(jié)構(gòu)通過光纖介質(zhì)接入網(wǎng)通公司的IP城域網(wǎng),組成VPN專用網(wǎng)實現(xiàn)互訪。出于對數(shù)據(jù)傳輸安全性的考慮，利用專用的路由器且要求網(wǎng)通公司利用IP城域網(wǎng)的交換設(shè)備劃分虛擬局域網(wǎng)（VLAN），使公司各點組成一個獨立的VLAN，成為真正意義上的VPN。各中心通過交換機組成以太網(wǎng)，通過路由器和總公司連接構(gòu)成VPN網(wǎng)絡(luò)平臺。

3.2.2網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)

根據(jù)應(yīng)用軟件的使用要求，整個系統(tǒng)設(shè)立三臺服務(wù)器。一臺Web服務(wù)器，一臺物流管理系統(tǒng)專用服務(wù)器，一臺收費管理系統(tǒng)專用服務(wù)器?？偣緝?nèi)部工作站通過四臺萬兆WS－4024交換機連接，為避免局域網(wǎng)內(nèi)部業(yè)務(wù)科室的工作站通過互聯(lián)網(wǎng)感染病毒，把需要連接互聯(lián)網(wǎng)的工作站劃分一個VLAN都統(tǒng)一接到TP－LinkSF3124P交換機上，考慮到在局域網(wǎng)內(nèi)部不同VLAN之間的通信量比較大，如果每一個數(shù)據(jù)包的傳輸都通過路由器，則隨著網(wǎng)絡(luò)上信息量的不斷增大路由器將不堪重負，并會成為整個網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。所以把TP－LinkSF3124P交換機接到具有三層交換技術(shù)的Cisco3550交換機再和Cisco3700路由器相連，從而減輕路由器的工作壓力?？偣韭酚善魍ㄟ^CiscoPIX515E防火墻和主干光纖連接，以防止病毒的侵入。各分公司的局域網(wǎng)由Cisco2600路由器和主干光纖連接，這樣構(gòu)成了熱力公司的VPN網(wǎng)絡(luò)平臺。