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篇1

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計、安裝以及操作等環(huán)節(jié)，相關工作人員的專業(yè)技術比較薄弱，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水平和技術特點，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，從設備精簡、調試與維修以及技術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，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)技術進行培訓，使之懂得安裝的流程和技術。最后要更新技術人員的知識結構，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。

篇2

閘門調節(jié)是灌區(qū)工程中經(jīng)常采用的手段，閘門控制的探究對于節(jié)約能源、確保水利工程的正常運行、提高水資源的利用效率和節(jié)約用水具有重要的意義。目前國內大部分灌區(qū)已基本實現(xiàn)流量數(shù)據(jù)的自動采集和監(jiān)測，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾聿块T，但是在根據(jù)有關數(shù)據(jù)進行遠程自動監(jiān)測和控制方面成熟的經(jīng)驗非常少。國外非凡是歐美等先進國家在這方面已經(jīng)達到較高的水平，如美國的SRP灌區(qū)自動化澆灌系統(tǒng)，可以同時采集100多點的水位、閘門開度和其他信息，通過計算機處理后，控制幾百座閘門、150多處泵站的運行。本文以國內某大型灌區(qū)為例，對閘門的自動監(jiān)控進行了探究。

1、系統(tǒng)的總體設計

本系統(tǒng)采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術，分一個主站和若干個子站，通過無線調制解調器構成一個無線通訊網(wǎng)絡，對多個斷面的數(shù)據(jù)信息進行采集、傳輸、處理和控制。系統(tǒng)的總體結構圖如圖1所示。下位機中的傳感器把引水渠中的水位值和各閘門的開度值經(jīng)轉換后送給編碼器，編碼器對水位及閘門開度信號進行編碼，在通過避雷器將編碼信號傳給數(shù)采儀，數(shù)采儀將數(shù)據(jù)進行初步加工和處理后由無線調制解調器傳給上位機，上位機即系統(tǒng)主站，可分別和不同的子站建立聯(lián)系，查詢各測點的數(shù)據(jù)，并按照用戶的要求對各閘門進行控制，下位機中的控制箱接收到此信息，經(jīng)過計算，發(fā)出控制信號自動控制閘門到一定的開度，達到自動控制的目的。

圖1閘門遠程自動監(jiān)測和控制結構圖

2、下位機系統(tǒng)設計

設計下位機重點在于閘門自動控制箱的設計，本文提出閘門的運行控制模式，并進行可靠性處理，然后利用無線傳輸設備和上位機進行通訊，傳輸數(shù)據(jù)。

2.1下位機硬件電路設計

本系統(tǒng)采用AT89系列單片機，采用矩陣式鍵盤進行輸入數(shù)據(jù)，鍵盤提供切換鍵、時間設置鍵、控制鍵三個按鍵，通過三個按鍵顯示水位、流量、閘門開度、日期和時間。切換鍵實現(xiàn)上述四個功能的轉換，時間設置鍵用于修改日期和時間，控制鍵用于對電機啟停進行控制。

2.2閘門控制系統(tǒng)設計

本系統(tǒng)下位機接收到上位機傳來的要求流量值（或水位值），當要求的流量值（或水位值）和系統(tǒng)所測的流量值（或水位值）不一致時，單片機啟鍵閉合，閘門電動裝置控制箱自動啟動電機，提升或下降閘門，當所要求的流量值（或水位值）和當前所測流量值（或水位值）相等時，單片機閉鍵閉合，電機自動停止，達到自動控制的目的。

閘門的運行控制模式有實時型控制模式和定時型控制模式兩種，在實時型控制模式中，上位機根據(jù)用戶要求的流量，利用流量—水位關系曲線把要求的流量換算成要求的水位，然后和下位機聯(lián)系，下位機接到信號后，由電動裝置控制箱控制電機的正反轉，達到要求時停止轉動。定時控制模式要求用戶輸入所期望的流量值和要求閘門動作的時間，下位機的控制箱在規(guī)定的時間里自動開啟和關閉閘門，進行控制。

2.3無線通訊設備SRM6100調制解調器

SRM6100無線調制解調器原是美國Data-LincGroup公司生產(chǎn)的軍用產(chǎn)品，現(xiàn)應用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行無線通訊方法，在2.4GHz-2.483GHz頻段應用智能頻譜跳頻技術，在無阻擋物的情況下，兩調制解調器之間的通訊距離可達32.18公里，可實現(xiàn)PLC（可編程控制器）和工作站之間的無線連接。SRM6100應用跳頻，擴頻和32位誤碼矯正技術保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。無需昂貴的射頻點檢測技術。射頻數(shù)據(jù)傳輸速率為188kbps。并且不需要FCC點現(xiàn)場許可證。SRM6100支持多種組態(tài)，包括點對點通訊和多點通訊。多點通訊對子站數(shù)目無限制。并且SRM6100可做為中繼器工作，以達到擴展通訊距離或克服阻擋物通訊的目的。

2.4下位機可靠性處理

為了精確控制電動閘門的關閉，避免電動閘門在工作中出現(xiàn)過載破壞或關閉不嚴的現(xiàn)象，本系統(tǒng)在電動軸上安裝了轉矩傳感器，用來監(jiān)測閘門輸出軸的轉動力矩，以判定閘門是否關嚴、是否被卡住。閘門電動裝置用于檢測和控制閘門的開度，本系統(tǒng)在轉動軸上安裝了光電碼盤，考慮到閘門可能出現(xiàn)頻繁的正反轉交替，為了避免錯位和丟碼，采用雙光耦技術，光耦輸出的兩路信號經(jīng)74221雙單穩(wěn)觸發(fā)器進行整形，89C51的INT0和INT1對其進行計數(shù)、計時，并判定轉動方向，計算閘門開度。電動閘門在工作中若出現(xiàn)異常現(xiàn)象，系統(tǒng)會自動報警，切斷電機電源并顯示故障情況。

2.5下位機軟件設計

下位機的軟件設計分為閘門自動裝置控制箱程序設計和串行口中斷服務程序設計兩部分。閘門自動裝置控制箱程序設計主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示、按鍵操作等功能，串行口中斷服務的程序完成下位機向上位機數(shù)據(jù)的傳送和用戶設定參數(shù)的接收。控制箱程序的主框圖如下摘要：

圖2、閘門自動控制程序流程圖

3、上位機設計

上位機的軟件部分采用VB6.0為開發(fā)工具，將各個功能模塊化，分別解決相應新問題，再將各個模塊組裝，構成上位機軟件系統(tǒng)的核心，上位機軟件系統(tǒng)的結構如圖3所示，通信模塊位于最底層，其余模塊功能的實現(xiàn)都直接或間接建立在此模塊的基礎上，本文利用VB的API函數(shù)編寫串口通訊程序，程序的框圖如圖4所示。數(shù)據(jù)管理模塊的主要功能就是為水位、流量、閘位等建立數(shù)據(jù)庫，并對其進行管理。

圖3、上位機軟件系統(tǒng)結構圖

圖4、通信模塊程序流程圖

4、結語

本文以國內某灌區(qū)為例，全面分析了灌區(qū)閘門自動化控制系統(tǒng)的整體結構及其設計，對其軟件開發(fā)和硬件選擇作了全面闡述，并總結了提高自動化系統(tǒng)可靠性的經(jīng)驗，為提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平提供了有利的工具，具有較高的使用價值和廣泛的應用前景。

參考文獻摘要：

篇3

前言

在泵上直接安裝控制閥，可省去泵與方向之間管路，從而控制了成本。較少管件及連接件可減少泄漏，從而提高了工作可靠性。而且泵本身安裝閥可降低回路的循環(huán)壓力，提高其工作性能。下面是一些可提高齒輪泵基本功能的回路，其中有些是實踐證明可行的基本回路，而有些則屬創(chuàng)新研究。

一　卸載回路

卸載元件將在大流量泵與小功率單泵結合起來。液體從兩個泵的出口排出，起到達到預定壓力和(或)流量。這時，大流量泵便把流量從其出口循環(huán)到入口，從而減少了該泵對系統(tǒng)的輸出流量，即將磁的功率減少至略高于高壓部分工作的所需值。流量降低的百分比取決于此時未卸載排量占總排量的比率，組合或螺紋聯(lián)接卸載閥減少乃至消除了管路、孔道和輔件及其它可能的泄漏。

最簡單的卸載元件由人工操縱。彈簧使卸載閥接通或關閉，當給閥一操縱信號時，閥的通斷狀態(tài)好被切換。杠桿或其它機械機構是操縱這種閥的最簡單方法。

導控(氣動或液壓)卸載閥是操縱方式的一種改進，因為此為閥可進行遠程控制。其最大的進展是采用電氣或電子關控制的電磁閥，它不僅可用遠程控制，而且可用微機自動控制，通常認為這種簡單的卸載技術是應用的最佳情況。

人工操縱卸載元件常用于為快速運作而需大流量及快速運作而需大流量及為精確控制而減少流量的回路，例如快速伸縮的起重臂回路?；芈返男遁d無操縱信號作用時，回路一直輸出大流量。對于常開閥，在常態(tài)下回路將輸出小流量。壓力傳感卸載是最普遍的方案，彈簧作用使卸載閥處于其大流量位置(左位)。回路壓力達到溢流閥預調值時，溢流閥開啟，卸載閥在液壓下和作用下切換至其小流量位置(右位)。壓力傳感卸載閥基本上是一個達到系統(tǒng)壓力即卸的自動卸載元件，普遍用于測程儀分裂和液壓虎鉗中。

流量傳感卸載回路中的卸載閥也是由彈簧將其壓向大流量位置(左們)。該閥中的固定節(jié)流孔尺寸按設備的發(fā)動機最佳速度所需流量確定。若發(fā)動機速度超出此最佳范圍，則節(jié)流小孔壓降將增加，從而將卸載閥移位至小流量位置(右位)。因此大流量泵相鄰的元件做成可對最大流量節(jié)流的尺寸，故此回路能耗少、工作平穩(wěn)且成本較低。這種回路的典型應用是，限定回路流量達最佳范圍以提高整個系統(tǒng)的性能，或限定機器高速行駛期間的回路壓力，常用于垃圾運載卡車等。 職稱論文

壓力流量傳感卸載回路的卸載閥也是由彈簧壓向大流量位置(左位)，無論達到預定壓力還是流量，都會卸載。設備在空轉或正常工作速度下均可完成高壓工作。此特性減少了不必要的流量，故降低了所需的功率。因為此種回路具有較寬的負載和速度變化范圍，故常用于挖掘設備。

具有功率綜合的壓力傳感卸載回路，它由兩組略加變化的壓力傳感卸載泵組成，兩組泵由同一原動機驅動，每臺磁接受另一卸載泵的導控卸載信號。此傳感方式稱之為交互傳感，它可使一組泵在高壓下工作而另一級泵大流量下工作。兩只溢流閥可按每個回路特殊的壓力調整，以使一臺或兩臺泵卸載。此方案減少了功率需求，故可采用小容量價廉原動機。

所示為負載傳感卸載回路。當主控閥的控制閥(下腔)無負載傳感信號時，泵的所有流量經(jīng)閥1、閥2排回油箱；當給此控制閥施加負載傳感信號時，泵向回路供液；當泵的輸出壓力超過負載傳感閥的壓力預定值時，泵僅向回路提供工作流量，而多余流量經(jīng)閥2的節(jié)流位置(上位)旁通回油箱。帶負載傳感元件的齒輪泵與柱塞泵相比，具有低成本、抗污染能力強及維護要求低的優(yōu)點。

二　優(yōu)先流量控制

不論泵的轉速、工作壓力或支路需要的流量大小，定值一次流量控制閥總可保證設備工作所需的流量。在這種回路中，泵的輸出流量必須大干或等于一次油路所需流量，二次流量可作它用或回油箱。定值一次流量閥(比例閥)將一次控制與液壓泵結合起來，省去管路并消除外泄漏，故降低了成本。此種齒輪泵回路的典型應用是汽車起重機上?？梢姷降霓D向機構，它省去了一個泵。

負載傳感流量控制閥的功能與定值一次流量控制的功能十分相近：即無論泵的轉速、工作壓力或支路抽需流量大小，均提供一次流量。但所示方案，僅通過一次油口向一次油路提供所需流量，直至其最大調整值。此回路可替代標準的一次流量控制回路而獲得最大輸出流量。因無載回路的壓力低于定值一次流量控制方案，故回路溫升低、無載功耗小。負載傳感比列流量控制閥與一次流量控制閥一樣，其典型應用是動力轉向機構。

三　旁路流量控制

對于旁路流量控制，不論泵的轉速或工作壓力高低，泵總按預定最大值向系統(tǒng)供液，多余部分排回油箱或泵的入口。此方案限制了系統(tǒng)的流量，使其具有最佳性能。其優(yōu)點是，通過回路規(guī)模來控制最大調整流量，降低成本；將泵和閥組合成一體，并通過泵的旁通控制，使回路壓力降至最低，從而減少管路及其泄漏。

旁路流量控制閥可與限定工作流量(工作速度)范圍的中團式負載傳感控制閥一起設計。此種型式的齒輪泵回路，常用于限制液壓操縱以使發(fā)動機達最佳速度的垃圾載卡車或動力轉向泵回路中，也可用于固定式機械設備。

四　干式吸油閥