自動化控制系統(tǒng)集成綜合訓(xùn)練總結(jié)，自動化系統(tǒng)集成的相關(guān)問題

來源：整理時間：2023-06-26 02:06:02 編輯：智能門戶手機版

1，自動化系統(tǒng)集成的相關(guān)問題

自動化專業(yè)的就業(yè)前景還是非常好的，尤其是現(xiàn)在的工業(yè)化的社會，什么東西都脫離不了自動化，找工作也相對比較容易些，自動化的范圍比較廣，有強電和弱電，強電主要有輸變電，工廠供電之類的，弱點主要涉及的有工業(yè)控制，PLC控制，電氣制圖，自動化人機界面之類的設(shè)計！可以去論壇學習:http://bbs.gongkong.com/Download.htm

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2，電力自動化系統(tǒng)集成

采用自動控制和計算機技術(shù)實現(xiàn)變電站二次系統(tǒng)的部分或全部功能。為達到這一目的，滿足電網(wǎng)運行對變電站的要求，變電站綜合電力自動化系統(tǒng)體系由“數(shù)據(jù)采集和控制”、“繼電保護”、“直流電源系統(tǒng)”三大塊構(gòu)成變站自動化基礎(chǔ)。與變電站傳統(tǒng)電磁式二次系統(tǒng)相比，在體系結(jié)構(gòu)上，電力自動化系統(tǒng)增添了“變電站主計算機系統(tǒng)”和“通信控制管理”兩部分；在二次系統(tǒng)具體裝置和功能實現(xiàn)上，計算機化的二次設(shè)備代替和簡化了非計算機設(shè)備，數(shù)字化的處理和邏輯運算代替了模擬運算和繼電器邏輯；在信號傳遞上，數(shù)字化信號傳遞代替了電壓、電流模擬信號傳遞。數(shù)字化使變電站自動化系統(tǒng)與傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)采集更精確、傳遞更方便、處理更靈活、運行維護更可靠、擴展更容易。電力自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式1、集中式結(jié)構(gòu)集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I/O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。集中式結(jié)構(gòu)也并非指只由一臺計算機完成保護、監(jiān)控等全部功能。多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機保護、微機監(jiān)控和與調(diào)度等通信的功能也是由不同的微型計算機完成的，只是每臺微型計算機承擔的任務(wù)多些。例如監(jiān)控機要擔負數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、斷路器操作、人機聯(lián)系等多項任務(wù)；擔負微機保護的計算，可能一臺微機要負責多回低壓線路的保護等。2、分布式結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設(shè)計，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，提高了系統(tǒng)的實時性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其它模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。3、分布分散(層)式結(jié)構(gòu)分布分散式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)從邏輯上將變電站自動化系統(tǒng)劃分為兩層，即變電站層(站級測控單元)和間隔層(間隔單元)。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。該系統(tǒng)的主要特點是按照變電站的元件，斷路器間隔進行設(shè)計。將變電站一個斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護和控制等功能集中由一個或幾個智能化的測控單元完成。測控單元可直接放在斷路器柜上或安裝在斷路器間隔附近，相互之間用光纜或特殊通信電纜連接。這種系統(tǒng)代表了現(xiàn)代變電站自動化技術(shù)發(fā)展的趨勢，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，且具有很高的可靠性，比較好的實現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護和擴展，大量現(xiàn)場工作可一次性地在設(shè)備制造廠家完成。分布分散式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點有：(1)間隔級控制單元的自動化、標準化使系統(tǒng)適用率較高。 (2)包含間隔級功能的單元直接定位在變電站的間隔上。 (3)邏輯連接到組態(tài)指示均可由軟件控制。(4)簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。 (5)簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。 (6)分布分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。

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3，PLC技術(shù)課程總結(jié)

世界上第一臺可編程序控制器產(chǎn)生于1969年，是由當時美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）為美國通用汽車公司（GM）研制開發(fā)并成功應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線上，被人們稱為可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC。在70年代，隨著電子及計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了微處理器和微計算機，并被應(yīng)用于PLC中，使其具備了邏輯控制、運算、數(shù)據(jù)分析、處理以及傳輸?shù)裙δ?。電氣制造商協(xié)會NEMA（National Electrical Manufacturers Association）于1980年正式命名其為可編程序控制器（Programmable Controller），簡稱PC。為與個人計算機（Personal Computer）相區(qū)別，同時也使用其早期名稱PLC。國際電工技術(shù)委員會IEC（International Electrotechnical Commission）分別于1982年11月和1985年1月頒布了PLC的第一稿和第二稿標準。以后PLC開始向小型化、高速度、高性能、高可靠性方面發(fā)展，并形成多種系列產(chǎn)品，編程語言也不斷豐富，使其在80年代工業(yè)控制領(lǐng)域中占據(jù)著主導(dǎo)地位。可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)與自動控制技術(shù)為一體的工業(yè)控制產(chǎn)品，是在硬接線邏輯控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。通常把PLC認為是由等效的繼電器、定時器、計數(shù)器等元件組成的裝置。 2. 可編程序控制器簡介 * PLC組成：中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出單元（I/O單元）、電源、編程器等； * PLC分類：按照結(jié)構(gòu)形成分為整體式和模塊式；按照輸入/輸出（I/O）點數(shù)分為小、中和大型；* PLC特點：可靠性高，通用性強，編程簡單（常用編程語言有梯形圖、語句表、邏輯符號圖、順序功能圖和高級語言等），體積小，安裝維護簡便等； * PLC工作方式：PLC是采用循環(huán)掃描的工作方式，即每一次狀態(tài)變化需一個掃描周期。PLC循環(huán)掃描時間一般為幾毫秒至幾十毫秒。整個過程分為內(nèi)部處理、通信、輸入處理、執(zhí)行程序、輸出處理幾部分； * PLC發(fā)展趨勢：向高速度、大容量、多種類發(fā)展；豐富編程語言，開發(fā)用戶友好界面；開發(fā)智能模塊；加強聯(lián)網(wǎng)通訊能力；予留現(xiàn)場總線接口（現(xiàn)已有產(chǎn)品應(yīng)用，如：SIEMENS SIMATIC S7-400）；擁有智能診斷等功能；保護功能加強，有效保護用戶信息，防止非法復(fù)制、修改；對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)能力更強。3. 可編程序控制器選型在PLC實際應(yīng)用中，是以其為控制核心組成電氣控制系，實現(xiàn)對生產(chǎn)、工業(yè)過程的控制。方案設(shè)計步驟 * 首先要全面了解被控制對象的機構(gòu)、運行過程等，并明確動作邏輯關(guān)系； * 根據(jù)系統(tǒng)功能要求（包括輸入、輸出信號數(shù)量的多少、性質(zhì)、參數(shù)；有無特殊功能要求；是否聯(lián)網(wǎng)運行等）選擇PLC型號及各種附加配置，并有規(guī)則、有目的的分配輸入、輸出點； * 根據(jù)控制及流程要求，對應(yīng)輸入、輸出開發(fā)相應(yīng)應(yīng)用程序；同時連接PLC與外部設(shè)備連線；* 將編制完成的程序?qū)懭隤LC中，模擬工況運行，進行調(diào)試及修改；在模擬調(diào)試成功后，接入現(xiàn)場實際控制系統(tǒng)中進行再次調(diào)試，直至完全通過為止。 4. 應(yīng)用體會 4.1選型在PLC選型是時主要是根據(jù)所需功能和容量進行選擇，并考慮維護的方便性，備件的通用性，是否易于擴展，有無特殊功能要求等。 * PLC輸入/輸出點確定：I/O點數(shù)選擇時要留出適當余量；* PLC存儲容量：系統(tǒng)有模擬量信號存在或進行大量數(shù)據(jù)處理時容量應(yīng)選擇大一些；* 存儲維持時間：一般存儲約保持1~3年（與使用次數(shù)有關(guān)）。若要長期或掉電保持應(yīng)選用EEPROM存儲（不需備用電源），也可選外用存儲卡盒； * PLC的擴展：可通過增加擴展模塊、擴展單元與主單元連接的方式。擴展模塊有輸入單元、輸出單元、輸入/輸出一體單元。擴展部分超出主單元驅(qū)動能力時應(yīng)選用帶電源的擴展模塊或另外加電源模塊給以支持；* PLC的聯(lián)網(wǎng)：PLC的聯(lián)網(wǎng)方式分為PLC與計算機聯(lián)網(wǎng)和PLC之間相互聯(lián)網(wǎng)兩種。與計算機聯(lián)網(wǎng)可通過RS232C接口直接連接、RS422+RS232C/422轉(zhuǎn)換適配器連接、調(diào)制解調(diào)通訊連接等方式；一臺計算機與多臺PLC聯(lián)網(wǎng)，可通過采用通訊處理器、網(wǎng)絡(luò)適配器等方式進行連接，連接介質(zhì)為雙絞線或光纜；PLC之間互聯(lián)時可通過專用通訊電纜直接連接、通訊板卡或模塊+數(shù)據(jù)線連接等方式。4.2充分合理利用軟、硬件資源* 不參與控制循環(huán)或在循環(huán)前已經(jīng)投入的指令可不接入PLC；* 多重指令控制一個任務(wù)時，可先在PLC外部將它們并聯(lián)后再接入一個輸入點；* 盡量利用PLC內(nèi)部功能軟元件，充分調(diào)用中間狀態(tài)，使程序具有完整連貫性，易于開發(fā)。同時也減少硬件投入，降低了成本；* 條件允許的情況下最好獨立每一路輸出，便于控制和檢查，也保護其它輸出回路；當一個輸出點出現(xiàn)故障時只會導(dǎo)致相應(yīng)輸出回路失控；* 輸出若為正/反向控制的負載，不僅要從PLC內(nèi)部程序上聯(lián)鎖，并且要在PLC外部采取措施，防止負載在兩方向動作；* PLC緊急停止應(yīng)使用外部開關(guān)切斷，以確保安全。4.3使用注意事項* 不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC

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