時(shí)間：2023-03-24 15:48:35
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
[關(guān)鍵詞]電工技師論文論文撰寫(xiě)要求
一、電工技師論文的作用及分類(lèi)
電工技師(高級(jí)技師)論文是其在總結(jié)研究本職業(yè)(工種)領(lǐng)域中的有關(guān)技術(shù)或業(yè)務(wù)問(wèn)題時(shí)，表達(dá)其工作或研究過(guò)程及其成果的綜合實(shí)用性文章，是維修電工技師從事本職業(yè)(工種)的學(xué)識(shí)、技術(shù)能力的基本反映，是科學(xué)研究成果和工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的文字體現(xiàn)，也是個(gè)人勞動(dòng)成果、經(jīng)驗(yàn)和智慧的升華。技師專(zhuān)業(yè)論文是社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)的產(chǎn)物，是撰寫(xiě)者在長(zhǎng)期的社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，努力學(xué)習(xí)理論知識(shí)，不斷追求和探索所取得的研究成果的文字存在形式，撰寫(xiě)技師專(zhuān)業(yè)論文是培養(yǎng)人才、選拔人才和保證人才質(zhì)量的重要途徑之一。
按電類(lèi)技師本身的內(nèi)容和性質(zhì)不同，一般電類(lèi)技師論文分為：專(zhuān)題型、論辯型、綜述型和綜合型。按電類(lèi)技師論文具體涉及內(nèi)容的主要有：維修電氣經(jīng)驗(yàn)總結(jié)類(lèi)、技術(shù)革新類(lèi)、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)類(lèi)和四新技術(shù)推廣類(lèi)。
二、電工技師論文撰寫(xiě)的要求
撰寫(xiě)電工技師專(zhuān)業(yè)論文，既是一個(gè)艱苦的思考、探究和再學(xué)習(xí)的過(guò)程，又是一種復(fù)雜的創(chuàng)造性勞動(dòng)，需要對(duì)工作實(shí)踐、技術(shù)革新和技術(shù)改造等做出客觀的評(píng)價(jià)。
1.注意論文的科學(xué)性?？茖W(xué)性是指電工技師專(zhuān)業(yè)論文的基本觀點(diǎn)和內(nèi)容能夠反映事物內(nèi)在的基本規(guī)律。電工技師專(zhuān)業(yè)論文的科學(xué)性來(lái)自對(duì)客觀事物周密而詳實(shí)的調(diào)查研究，掌握大量豐富而切合實(shí)際的材料，使之成為研究論述的基礎(chǔ)。
2.注意論文的翔實(shí)性。電工技師專(zhuān)業(yè)論文要求作者所提出的觀點(diǎn)、見(jiàn)解確實(shí)是屬于自己的。那么，要使自己的觀點(diǎn)能夠得到普遍的承認(rèn)，就一定要拿出有說(shuō)服力的論據(jù)來(lái)證明自己的觀點(diǎn)是正確的。這樣，就應(yīng)該在已掌握的大量材料中選擇具有典型性、代表性的關(guān)鍵證據(jù)來(lái)證明。
3.內(nèi)容正確、語(yǔ)言簡(jiǎn)明。撰寫(xiě)技師專(zhuān)業(yè)論文應(yīng)當(dāng)力求言簡(jiǎn)意賅，無(wú)多余的字句。對(duì)論文的內(nèi)容不要進(jìn)行藝術(shù)性渲染和夸張；切忌不適當(dāng)?shù)乜浯髠€(gè)人在技術(shù)革新和技術(shù)改造中的貢獻(xiàn)；更不能將技術(shù)問(wèn)題的爭(zhēng)論引入政治觀點(diǎn)。同時(shí)，在撰寫(xiě)技師論文時(shí)，要注意按照撰寫(xiě)格式進(jìn)行撰寫(xiě)，并熟練應(yīng)用。
三、電工技師畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的選題
論文的選題必須立足于總結(jié)工作成果與實(shí)踐緊密聯(lián)系上。在對(duì)已獲得的大量素材進(jìn)行分析、歸納和研究的基礎(chǔ)上，提出問(wèn)題，確定寫(xiě)作的基本方向。
1.論文的選題原則：準(zhǔn)確恰當(dāng)、提高創(chuàng)新和可行實(shí)用。
(1)準(zhǔn)確恰當(dāng)。論文的選題要提得準(zhǔn)確恰當(dāng)，面向?qū)嶋H，著眼于社會(huì)的需要，確實(shí)是生產(chǎn)實(shí)踐中亟需解決的問(wèn)題。選題一定要與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，與自己的工作領(lǐng)域相結(jié)合。
(2)提高創(chuàng)新。創(chuàng)新性原則是指選題要有新穎性、先進(jìn)性，有所發(fā)明，有所發(fā)現(xiàn)，以推動(dòng)本職業(yè)(工種)的發(fā)展。遵循這一原則，選題時(shí)必須注意選擇位居本職業(yè)(工種)較前沿的并具有普遍意義的課題；選擇填補(bǔ)空白的課題；選擇補(bǔ)充前人學(xué)說(shuō)的課題；選擇突破禁區(qū)的課題；選擇借他山之石可以攻玉的課題，即借用其他學(xué)科的新理論、新技術(shù)、新工藝和新材料，從新的角度進(jìn)行研究、驗(yàn)證或論證來(lái)解決本職業(yè)(工種)中的老問(wèn)題或疑難問(wèn)題的課題。
(3)可行實(shí)用。可行實(shí)用性原則是指要選擇有利于發(fā)揮個(gè)人的聰明才智，有完成的把握，同時(shí)也符合自己的志趣、適合個(gè)人能力的論題。
2.論文的選題方法
(1)選擇能發(fā)揮本人特長(zhǎng)的論題。申報(bào)電工技師(高級(jí)技師)的人員，都具有相當(dāng)長(zhǎng)的本職業(yè)(工種)專(zhuān)業(yè)工作的經(jīng)歷，在理論與實(shí)踐的結(jié)合上有自己的獨(dú)到之處和技術(shù)特長(zhǎng)；而預(yù)備技師在學(xué)校學(xué)習(xí)4～5年，理論知識(shí)特別是新技術(shù)的知識(shí)非常充實(shí)，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺。
(2)選擇具有突破性的論題。申報(bào)電工技師(高級(jí)技師)的人員長(zhǎng)期工作在第一線(xiàn)，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題最有發(fā)言權(quán)。如果敏銳地抓住問(wèn)題的關(guān)鍵處，加以研究，就能形成應(yīng)用性極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)論文。
(3)選擇具有普遍性的論題。所謂具有普遍性的論題是指在生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的用武之地的課題。例如，用現(xiàn)代電氣技術(shù)改造機(jī)床的電氣控制問(wèn)題、變頻技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用問(wèn)題及電梯的技術(shù)改造和維修技術(shù)問(wèn)題等。有些問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上有很多需要進(jìn)一步研究總結(jié)的內(nèi)容，這些都屬于具有普遍意義的論題。
3.論文的推薦選題
(1)典型PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；組合機(jī)床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；材料分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(2)典型低壓電氣柜的設(shè)計(jì)。兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)力控制電氣柜的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；變頻調(diào)速控制柜的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；總計(jì)量配電箱設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(3)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。某通用機(jī)械廠(chǎng)供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(4)電子技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)。三相正弦波變頻電源的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(5)典型單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?；趩纹瑱C(jī)和LCD的電子鐘的設(shè)計(jì)；數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作等。(6)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)改造。Z3050型搖臂鉆床PLC改造；M1432A型萬(wàn)能外圓磨床PLC改造；T68型臥式鏜床PLC改造；B2012A型龍門(mén)刨床PLC、變頻器改造等。(7)樓宇自動(dòng)化技術(shù)及維修。電梯控制線(xiàn)路的安裝與維修；無(wú)塔供水系統(tǒng)控制線(xiàn)路的安裝與維修等。
總之，加強(qiáng)對(duì)電工技師畢業(yè)論文的指導(dǎo)，可使他們通過(guò)論文的寫(xiě)作，在以后的工作崗位上更好地發(fā)揮技術(shù)帶頭人的作用，為高層次實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研成果轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]王建.國(guó)家職業(yè)資格證書(shū)取證問(wèn)答[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006,3.
[2]機(jī)械工業(yè)技師考評(píng)培訓(xùn)教材編審委員會(huì)[M].維修電工技師培訓(xùn)教材.機(jī)械工業(yè)出版社,2001,3.
關(guān)鍵詞：建筑電氣；設(shè)計(jì)；
中圖分類(lèi)號(hào)：TS958文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
首先，它可應(yīng)用于建筑。智能化建筑的發(fā)展必然離不開(kāi)電氣自動(dòng)化,隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及數(shù)字電子化科技發(fā)展,高檔智能化建筑無(wú)疑已經(jīng)成為當(dāng)今建筑界的主要發(fā)展方向。自然達(dá)到合理利用設(shè)備,在資源方面，人力的節(jié)省就有了建筑設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。智能化建筑內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線(xiàn)系統(tǒng)。這些電子設(shè)備及布線(xiàn)系統(tǒng)一般都屬耐壓等級(jí)低,防干擾要求高,是最怕受到雷擊的部分。智能建筑多屬于一級(jí)負(fù)荷,應(yīng)該設(shè)計(jì)為一級(jí)防雷建筑物,組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。
其次，它也可以應(yīng)用于凈化空調(diào)設(shè)備。凈化空調(diào)系統(tǒng)控制自動(dòng)監(jiān)控裝置,可以設(shè)計(jì)成單個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量、控制系統(tǒng),也可以設(shè)計(jì)成以數(shù)字計(jì)算機(jī)控制管理的系統(tǒng)。在溫度控制方面，凈化空調(diào)系統(tǒng)采用DDC控制。裝設(shè)在回風(fēng)管的溫度傳感器所檢測(cè)的溫度送往DX一9100,與設(shè)定點(diǎn)比較,用比例加積分、微分運(yùn)算進(jìn)行控制,輸出相應(yīng)電壓信號(hào),控制加熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或冷水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作,控制回風(fēng)溫度應(yīng)保持在18-16度之間,從而使得潔凈室溫度符合GMP要求。在濕度控制方面。裝設(shè)在同風(fēng)管內(nèi)的濕度傳感器所檢測(cè)的濕度,送往控制器與設(shè)定濕度比較,用比例加積分運(yùn)算控制,輸出電JK信號(hào),控制蒸汽電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作,控制回風(fēng)濕度應(yīng)該保持在45%-65%之間,這樣潔凈室濕度方能滿(mǎn)足GMP要求。
一、建筑電氣概述
建筑電氣技術(shù)是以電能、電子、電器設(shè)備及電氣技術(shù)為手段來(lái)創(chuàng)造、維持和改善人民居住或工作的生活環(huán)境的電、光、聲、冷和暖環(huán)境的一門(mén)跨學(xué)科的綜合性的技術(shù)科學(xué)。它是強(qiáng)電和弱電與具體建筑的有機(jī)結(jié)合。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)有關(guān)供配電、照明、消防、防雷地通信、網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，使得建筑開(kāi)始走向高品質(zhì)、多功能領(lǐng)域，并進(jìn)一步向多功能的縱深方向和綜合應(yīng)用方向發(fā)展。
建筑電氣設(shè)計(jì)是在認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的前提下，進(jìn)行工業(yè)與民用建筑建筑電氣的設(shè)計(jì)，并滿(mǎn)足保障人身、設(shè)備及建筑物安全、供電可靠、電能節(jié)約、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。
二、建筑電氣設(shè)計(jì)的概念
1.1設(shè)計(jì)的概念
設(shè)計(jì)是一個(gè)構(gòu)思表達(dá)、再構(gòu)思表達(dá)、反復(fù)推敲、不斷深入發(fā)展和進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程?；旧峡梢愿爬椴┯[、創(chuàng)意、構(gòu)思、表達(dá)等幾個(gè)階段。設(shè)計(jì)過(guò)程從一開(kāi)始到深入下去，各階段思維的廣度、深度都不同，表達(dá)方式、工具也可能是多樣化的。表達(dá)方式和工具要適應(yīng)思維的速度，推動(dòng)思維發(fā)展成熟。
1.2服務(wù)的對(duì)象
設(shè)計(jì)是為甲方（業(yè)主）的功能需要服務(wù)的，也是為施工單位的施工需要服務(wù)的。在滿(mǎn)足國(guó)家有關(guān)規(guī)定的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)樹(shù)立服務(wù)意識(shí)、樹(shù)立合作觀念、樹(shù)立敬業(yè)精神。對(duì)建筑電氣專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員而言，妥善處理與各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間的關(guān)系是十分重要的事情，在協(xié)調(diào)上所用的時(shí)間甚至可能超過(guò)埋頭設(shè)計(jì)的時(shí)間。
部分工程（特別是規(guī)模較小的工程）不按建設(shè)程序辦事，私雇資質(zhì)等級(jí)不符合要求的設(shè)計(jì)人員及施工單位（或個(gè)體戶(hù)）設(shè)計(jì)或承包工程。由于設(shè)計(jì)和施工人員技術(shù)水平有限，致使一些安裝工程達(dá)不到規(guī)定指標(biāo)的要求。
三、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則和設(shè)計(jì)思想
（一）設(shè)計(jì)原則
1、最大限度滿(mǎn)足生產(chǎn)機(jī)械和工藝對(duì)電氣控制的要求。生產(chǎn)機(jī)械和工藝對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求是電氣設(shè)計(jì)的依據(jù)，這些要求常常以工作循環(huán)圖、執(zhí)行原件動(dòng)作節(jié)拍表、檢測(cè)元件狀態(tài)表等形式提供，對(duì)于有調(diào)速要求的場(chǎng)合，還應(yīng)給出調(diào)速技術(shù)指標(biāo)。其他如啟動(dòng)，轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、照明、保護(hù)等要求，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要充分考慮；2、在滿(mǎn)足控制要求的前提下，設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)；3、妥善處理機(jī)械與電氣的關(guān)系。很多生產(chǎn)機(jī)械是采用機(jī)電結(jié)合控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求的，要從工藝要求、制造成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、使用維護(hù)方便等方面協(xié)調(diào)處理好二者的關(guān)系；4、正確合理地選用電器元件；5、確保使用安全、可靠；6、制造美觀、使用維護(hù)方便。
（二）設(shè)計(jì)思想
1、集中監(jiān)控方式。集中監(jiān)控方式不但運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求也不高，而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)也很容易。但由于這種方式是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，所以處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度也會(huì)受到一定的影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，致使主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線(xiàn)，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，這也會(huì)造成設(shè)備無(wú)法操作。這種接線(xiàn)的二次接線(xiàn)比較復(fù)雜，查線(xiàn)也不方便，而大大增加了維護(hù)量，還存在在查線(xiàn)或傳動(dòng)過(guò)程中由于接線(xiàn)復(fù)雜而造成誤操作的可能性。
2、遠(yuǎn)程監(jiān)控方式。遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、節(jié)約材料、可靠性高和組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。但由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的通訊速度不是很高，使得電廠(chǎng)電氣部分通訊量相對(duì)又比較大，所以這種方式大都用于小系統(tǒng)監(jiān)控，而在全廠(chǎng)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建中卻不適用。
3、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控方式。目前，對(duì)于以太網(wǎng)(Ethernet)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，而且已經(jīng)擁有了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加具有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣就可根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信線(xiàn)連接，節(jié)省了大量控制電纜，節(jié)約了很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。此外，各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)具有可靠性而不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。 轉(zhuǎn)貼于 中國(guó)論文下載
四、結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，建設(shè)項(xiàng)目日益增多。隨著人們生活水平的提高，電氣安裝工程的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，它不僅要滿(mǎn)足照明、家電用電量、安全用電等需求，更注重其美觀、實(shí)用、方便的使用效果。這就要求設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)就要設(shè)身處地的為人們的實(shí)際生活考慮，力求設(shè)計(jì)的完美和實(shí)用效果。
參考文獻(xiàn)
[1]JGJ/T16-92民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
關(guān)鍵詞：發(fā)電廠(chǎng)；電氣系統(tǒng)；有效控制
Abstract: As one of the important basic industries of national economy, power industry plays an extremely important role in the national economic development strategy. At the same time, as the million-kilowatt-class large-scale power plant system, stable operation and economic benefit of power plant electrical system and is closely related to the. Therefore, in order to make the large power plant safe and reliable operation and good economic benefits, it is necessary for the electrical system wiring, equipment selection, following aspects of protection, control, analysis, and design a scientific and effective electrical control system.
Key words: power plant; electrical system; effective control
中圖分類(lèi)號(hào)：TM62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）
伴隨當(dāng)今發(fā)電技術(shù)的迅猛發(fā)展，由于我國(guó)的人均可利用的能源資源比較缺乏，因此，亟待發(fā)展大容量、高效率、節(jié)能環(huán)保的百萬(wàn)千瓦級(jí)大型發(fā)電機(jī)組。同時(shí)，又因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)對(duì)電廠(chǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行作用巨大。所以，為使發(fā)電機(jī)自動(dòng)化水平得到提高，并實(shí)現(xiàn)其安全可靠運(yùn)行和較高的生產(chǎn)效益，就必須進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)的有效控制。
一、發(fā)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要遵循的基本原則
1.發(fā)電廠(chǎng)電氣主接線(xiàn)形式的選擇所要遵循的基本原則。發(fā)電廠(chǎng)電氣主接線(xiàn)在滿(mǎn)足靈活性、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性等基本要求之外，還需以以下幾項(xiàng)內(nèi)容作為設(shè)計(jì)所要遵循的依據(jù)：第一，在電力系統(tǒng)中發(fā)電廠(chǎng)所起的作用及其地位；第二，分期以及最終建設(shè)發(fā)電廠(chǎng)的規(guī)模；第三，負(fù)荷的重要性及其大小；第四，電氣系統(tǒng)備用容量的大?。坏谖?，電氣主接線(xiàn)由電氣系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)所提供的具體資料。
2.發(fā)電廠(chǎng)主變壓器容量的選擇所要遵循的基本原則。首先，主變壓器的容量可以按照扣除廠(chǎng)用變壓器計(jì)算負(fù)荷后的發(fā)電機(jī)最大連續(xù)容量來(lái)加以選擇。其次，主變壓器的容量可以在扣除本機(jī)組的廠(chǎng)用負(fù)荷并留出10％裕度的發(fā)電機(jī)額定容量來(lái)加以選擇。
3.發(fā)電廠(chǎng)主變壓器阻抗的選擇所要遵循的原則。首先，變壓器的阻抗實(shí)際上就是產(chǎn)生于繞組之間的漏抗，其大小主要有變壓器的材料及其結(jié)構(gòu)所決定。并且，當(dāng)變壓器的材料、結(jié)構(gòu)以及所采取的的類(lèi)型、變比一定時(shí)，其阻抗大小受變壓器容量的影響便很小。其次，從供電質(zhì)量及電力系統(tǒng)穩(wěn)定性?xún)煞矫娣治?，?duì)變壓器的阻抗要求盡量偏低；然而變壓器阻抗偏低卻又可能造成系統(tǒng)的短路，而導(dǎo)致電流急劇增大，從而造成選擇高壓及低壓電氣設(shè)備變得困難。此外，發(fā)電廠(chǎng)主變壓器阻抗的大小與變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求密切相關(guān)。
4.發(fā)電廠(chǎng)用電接線(xiàn)形式選擇所要遵循的基本原則。首先，為避免出現(xiàn)因一臺(tái)故障機(jī)停運(yùn)或出現(xiàn)電氣故障而導(dǎo)致對(duì)另一臺(tái)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，因此，要保持各機(jī)組廠(chǎng)用電系統(tǒng)之間相互獨(dú)立。其次，要對(duì)機(jī)組啟動(dòng)及停運(yùn)過(guò)程的供電要求加以充分考慮，如配備可靠的備用/啟動(dòng)電源；盡量減少機(jī)組啟動(dòng)、停用或發(fā)生事故時(shí)的切換操作。再次，要對(duì)廠(chǎng)用電系統(tǒng)在電廠(chǎng)分期建設(shè)及連續(xù)施工過(guò)程的運(yùn)行方式加以充分考慮，尤其是需要對(duì)廠(chǎng)用電系統(tǒng)給公用負(fù)荷供電所帶來(lái)的影響加以格外注意。最后，為保證在全廠(chǎng)停電時(shí)，變壓器能夠持續(xù)運(yùn)行，則需要在2機(jī)組中設(shè)置容量足夠大的交流事故保安電源，并保證保安電源的供電裝置不能間斷【1】。
二、發(fā)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)控制的基本方式
通常在當(dāng)前大型火力發(fā)電廠(chǎng)中，采取DCS（Distributed Control System）集散控制的電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)高度整合通信技術(shù)、控制技術(shù)、屏幕顯示技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，是網(wǎng)絡(luò)控制以及計(jì)算機(jī)高速發(fā)展并有效結(jié)合的產(chǎn)物，在諸如化工、電廠(chǎng)、煉鋼、制藥等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，依據(jù)結(jié)構(gòu)層次對(duì)集散控制系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)，其主要包括上位管理層、監(jiān)督控制層、現(xiàn)場(chǎng)控制層以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)四類(lèi)，并且該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示。
圖1 集散控制系統(tǒng)DCS的結(jié)構(gòu)圖
1.集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制層?，F(xiàn)場(chǎng)控制層在DSC結(jié)構(gòu)層次中處在最低端，其主要完成的功能是：首先，采集過(guò)程數(shù)據(jù)，即對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)開(kāi)關(guān)量以及各種物理量加以采集，并適當(dāng)采取轉(zhuǎn)換及濾波設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)加以處理。其次，監(jiān)測(cè)并診斷裝置設(shè)備情況及其運(yùn)行的狀態(tài)。最后，使得開(kāi)環(huán)及閉環(huán)控制得以實(shí)現(xiàn)，并盡可能地對(duì)順序邏輯控制功能或DDC控制功能加以完成，逐漸將一些自動(dòng)控制技術(shù)包括仿真智能控制、專(zhuān)家系統(tǒng)控制、預(yù)測(cè)控制以及自適應(yīng)控制等投入到集散控制系統(tǒng)當(dāng)中。
2.集散控制系統(tǒng)的監(jiān)督控制層。監(jiān)督控制層主要是用來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制層發(fā)出的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息加以接受，然后將下一步操作指令向下級(jí)進(jìn)行。其主要功能包括：處理事故報(bào)警以及對(duì)裝置加以監(jiān)視；各類(lèi)報(bào)表的打印工作；提供集散控制工作的操作界面；使得優(yōu)化控制、自適應(yīng)控制以及其他各類(lèi)的先進(jìn)控制策略得以實(shí)現(xiàn)；完成數(shù)據(jù)通信等。
3.集散控制系統(tǒng)的上位管理層。從功能層次上看，上位管理層主要包括調(diào)度層和決策管理層兩類(lèi)。其中調(diào)度層主要是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)查的情況，完成對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的制定工作，并然后使生產(chǎn)優(yōu)化的調(diào)度與管理得以實(shí)現(xiàn)。在此過(guò)程中，能夠獲得工廠(chǎng)級(jí)制定的統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。而決策管理層則是為方便上層管理人員能夠方便科學(xué)地進(jìn)行決策管理，所以從調(diào)度層獲得相關(guān)的統(tǒng)計(jì)信息及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等【2】。
三、發(fā)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)的有效控制方案選擇
（一）發(fā)電廠(chǎng)電氣主接線(xiàn)有效方案的選擇
發(fā)電廠(chǎng)電氣主接線(xiàn)通常選用兩種接線(xiàn)方式：一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)和雙母線(xiàn)接線(xiàn)。
1.一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)包括六臺(tái)斷路器，有兩個(gè)完整串，其接線(xiàn)圖如圖2所示。
圖2 一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)圖
采用一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)包括，第一，供電具有極高的可靠性，因?yàn)樵诿恳粭l回路均有2臺(tái)斷路器進(jìn)行供電，因此，一旦母線(xiàn)發(fā)生故障，只需將所有與此母線(xiàn)相連的斷路器跳開(kāi)，便可保證認(rèn)可回路電路運(yùn)行正常。并且在對(duì)回路進(jìn)行事故檢修時(shí)，停電回路要低于兩回。
第二，運(yùn)行調(diào)度非常靈活，通常情況下，全部斷路器及兩組母線(xiàn)均被置入工作之中，形成多環(huán)形供電的模式，因此對(duì)其運(yùn)行的調(diào)度非常靈活。
第三，對(duì)檢修的操作非常方便，線(xiàn)路中的隔離開(kāi)關(guān)只用作檢修，無(wú)需被當(dāng)做倒閘操作電器。
而采用一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)的缺點(diǎn)是，因?yàn)橐慌_(tái)半斷路器接線(xiàn)中一條回路中被接入兩臺(tái)斷路器，并且中間斷路器的兩端各連著一條回路，因此，將二次回路和繼電保護(hù)變得異常復(fù)雜。
此外，500kV配電裝置采取一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)，其占地面積為208。
2.雙母線(xiàn)接線(xiàn)包括五臺(tái)斷路器，且中間沒(méi)有分段，其接線(xiàn)圖如圖3所示。采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)包括，第一，供電比較可靠，為防止供電中斷，可以將兩組母線(xiàn)的隔離開(kāi)關(guān)用作倒閘操作電器，以便對(duì)母線(xiàn)進(jìn)行輪流檢修。并且一旦一組母線(xiàn)出現(xiàn)故障，可以迅速將供電恢復(fù)正常，同時(shí)在對(duì)任意一回路的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢修時(shí)，只需將該回路停運(yùn)即可。
第二，運(yùn)行調(diào)度比較靈活，可以任意將各個(gè)回路負(fù)荷及電源箱某一組母線(xiàn)分配，從而能夠使運(yùn)行中對(duì)各種潮流變化的需要而進(jìn)行的調(diào)度操作變得更加靈活。
采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)的缺點(diǎn)是，第一，在檢修母線(xiàn)出現(xiàn)故障的過(guò)程中，將隔離開(kāi)關(guān)當(dāng)成了倒閘操作電器使用，因而，容易出現(xiàn)操作上的失誤。
第二，在今后將雙母線(xiàn)接線(xiàn)擴(kuò)建成雙母線(xiàn)雙分段或者雙母線(xiàn)單分段的接線(xiàn)方式，會(huì)增加更多的設(shè)備，因而，使得其運(yùn)行的可靠性與靈活性比一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)方式要差。
其中，500kV配電裝置采取雙母線(xiàn)接線(xiàn)，其占地面積為。
圖3 雙母線(xiàn)接線(xiàn)圖
綜合考慮兩種接線(xiàn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)、占地面積及經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，依據(jù)發(fā)電機(jī)出口是夠裝設(shè)機(jī)組的啟動(dòng)（備用）電源以及GCB斷路器，當(dāng)接入500kV配電裝置時(shí)，得出兩種發(fā)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)的主接線(xiàn)有效方案。其一，是將斷路器裝設(shè)在發(fā)電機(jī)與主變壓器之間，并在每四臺(tái)機(jī)組配置一臺(tái)高壓備用變壓器；其二，是不在發(fā)電機(jī)與主變壓器之間設(shè)斷路器，而在美兩臺(tái)機(jī)組中設(shè)置兩臺(tái)高壓?jiǎn)?dòng)（備用）變壓器。
（二）發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)出口斷路器的有效選擇
1.發(fā)電機(jī)出口斷路器技術(shù)性能的分析。發(fā)電機(jī)出口斷路器一般在絕緣性能、電氣性能和機(jī)械性能上魚(yú)通用型斷路器基本一致。其與后者主要的區(qū)別是，發(fā)電機(jī)出口斷路器對(duì)直流分量及衰減時(shí)間常數(shù)的要求比較嚴(yán)格。這是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的電感值相對(duì)較大，因而導(dǎo)致在瞬間斷路器所承受的衰減時(shí)間常數(shù)及直流分量急劇增加。
2.發(fā)電機(jī)出口斷路器的有效選擇。當(dāng)前國(guó)際通用的ANSI/IEEEC37-013規(guī)定，對(duì)發(fā)電機(jī)出口斷路器型式的選擇主要考核系統(tǒng)源短路以及發(fā)電機(jī)源短路時(shí)斷路器的開(kāi)斷與關(guān)合。首先，系統(tǒng)源短路是斷路器的開(kāi)斷與關(guān)合試驗(yàn)，通常情況下，發(fā)電機(jī)出口斷路器的工作是在非自動(dòng)重合閘操作順序之下，直流分量包括DC％＞20％和DC％＜20％，其瞬間恢復(fù)的電壓峰值是發(fā)電機(jī)最高工作電壓的1.7倍，而瞬態(tài)恢復(fù)電壓達(dá)3.5Kv/us的上升率；而通用型斷路器通常是在自動(dòng)重合閘操作順序之下工作，其直流分量為DC％＜20％，瞬間恢復(fù)電壓峰值為額定工作電壓的1.71倍，而瞬態(tài)恢復(fù)電壓的上升率僅僅為0.34Kv/us。
其次，發(fā)電機(jī)源短路的開(kāi)端與關(guān)合，發(fā)電機(jī)源短路時(shí)，依照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其直流分量的值為DC％=130％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出通用型斷路器的直流分量。
綜上所述，發(fā)電機(jī)出口斷路器的選擇主要從斷路器在電力系統(tǒng)中的作用、發(fā)電機(jī)源短路及系統(tǒng)源短路的可靠性數(shù)據(jù)的計(jì)算、電廠(chǎng)接入系統(tǒng)的方式等多方面進(jìn)行考慮【3】。
此外，在變壓器的選擇過(guò)程中，除卻要遵循其變壓器容量及阻抗選擇的原則之外，通常還要對(duì)變壓器的可靠性要求、運(yùn)輸條件及制造條件等多方面綜合考慮，從三相變壓器或者單相變壓器組中進(jìn)行合理選擇。尤其是大型變壓器，則更需對(duì)其運(yùn)輸?shù)目赡苄赃M(jìn)行考察。
結(jié)束語(yǔ)：基于電氣系統(tǒng)與電廠(chǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)效益之間的密切關(guān)系，電氣系統(tǒng)的有效控制包括電氣系統(tǒng)主要設(shè)備如斷路器以及主變壓器等的合理選擇、對(duì)電氣主接線(xiàn)形式的合理選擇、電氣系統(tǒng)的繼電保護(hù)以及控制等的科學(xué)有效，在保證大型發(fā)電廠(chǎng)的電氣系統(tǒng)為發(fā)電廠(chǎng)提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)環(huán)境方面，均具有極其重要的意義。
參考文獻(xiàn):
[1] 金楠.發(fā)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)控制淺談[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011，(24)：105-107.
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)組裝；可編程控制器；傳感器；振動(dòng)盤(pán)
在電機(jī)的組裝中，法蘭與軸承的組裝是其中的一個(gè)重要工序。用手工安裝方式，效率低下，成品不良率高，人工成本高。本文設(shè)計(jì)了一種法蘭與軸承自動(dòng)組裝的裝置，用于提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
一、法蘭與軸承自動(dòng)組裝的方案設(shè)計(jì)
（一）系統(tǒng)的控制要求。在本設(shè)計(jì)中為了實(shí)現(xiàn)法蘭與軸承自動(dòng)組裝能夠順利完成自動(dòng)組裝的任務(wù)，主要應(yīng)用了傳感器和可編程控制器來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)控制。法蘭與軸承自動(dòng)組裝機(jī)動(dòng)作過(guò)程是上電后，檢查法蘭部分氣缸、軸承部分氣缸與組裝部分氣缸是否在原點(diǎn)，工裝是否正確，總氣源壓力正常，門(mén)開(kāi)關(guān)正常。軸承與法蘭搬運(yùn)機(jī)構(gòu)將法蘭與軸承搬送到組裝工位，然后由組裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓入組裝，最后將成品排出。
（二）控制方案的確定。基于PLC控制的自動(dòng)組裝機(jī)應(yīng)符合系統(tǒng)的動(dòng)作要求和實(shí)際應(yīng)用性。在自動(dòng)組裝機(jī)裝置中，需要的控制元件很少，采用可編程控制器結(jié)合傳感器作為開(kāi)關(guān)元件的控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單、廉價(jià)、可靠性好，而且接線(xiàn)固定，編程方便，適用范圍廣。
二、法蘭與軸承自動(dòng)組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（一）機(jī)架本體與組裝工件。法蘭與軸承自動(dòng)組裝機(jī)上部的機(jī)架是鋁型材構(gòu)成以及由壓克力構(gòu)成的面板，臺(tái)面是鐵制面板，表面鍍鎳處理，底座是鐵制底座，表面刷漆。組裝工件是法蘭與軸承零件，法蘭的長(zhǎng)度約為50mm，寬約為40mm，軸承的內(nèi)徑約為7mm。
（二）法蘭輸送以及移載結(jié)構(gòu)。法蘭輸送機(jī)構(gòu)主要組件有法蘭零件、圓盤(pán)式振動(dòng)盤(pán)、直線(xiàn)式振動(dòng)盤(pán)、法蘭振盤(pán)壓緊缸、檢測(cè)傳感器。法蘭搬送機(jī)構(gòu)的基本動(dòng)作是振動(dòng)盤(pán)啟動(dòng)法蘭輸送到搬送振盤(pán)出口出口接近感應(yīng)（同時(shí)法蘭振盤(pán)壓緊缸下壓）法蘭移載平移氣缸前伸前伸到位法蘭移載升降氣缸下降下降到位底部吸盤(pán)帶有的接近感應(yīng)真空電磁閥動(dòng)作吸盤(pán)吸氣（動(dòng)作保持）下降保持2s并一直保持吸氣法蘭移載升降缸上升上升到位法蘭移載平移缸后退后退到位法蘭移載升降缸下降下降到位真空電磁閥斷電吸盤(pán)無(wú)氣法蘭移載升降缸上升旋轉(zhuǎn)缸旋轉(zhuǎn)同時(shí)法蘭移載機(jī)構(gòu)前伸搬運(yùn)法蘭。
（三）軸承輸送以及移載結(jié)構(gòu)。軸承輸送機(jī)構(gòu)主要組件有軸承零件、圓盤(pán)式與直線(xiàn)式振動(dòng)盤(pán)、軸承切料氣缸、軸承頂升氣缸、檢測(cè)傳感器。軸承移載機(jī)構(gòu)主要組件有軸承移載升降氣缸、軸承移載平移氣缸、軸承移載夾爪氣缸。軸承搬送機(jī)構(gòu)的基本動(dòng)作是軸承送到切料治具取料光纖感應(yīng)軸承切料氣缸前伸軸承升降缸下降軸承頂升氣缸上頂軸承升降缸上升軸承移載平移氣缸前伸軸承升降缸下降軸承移載夾爪氣缸松開(kāi)回復(fù)到原點(diǎn)。
（四）法蘭軸承組裝結(jié)構(gòu)。法蘭軸承組裝機(jī)構(gòu)主要組件有組裝下壓氣缸、壓力傳感器、組裝工位的旋轉(zhuǎn)氣缸、脫料氣缸、檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)、槽型光電、軸承振盤(pán)出口光纖（裝載在旋轉(zhuǎn)氣缸的兩個(gè)工位上，用來(lái)檢測(cè)法蘭的有無(wú)，槽型光電的作用是作為壓力測(cè)試點(diǎn)）。
三、硬件選型
（一）可編程控制器PLC的選型。本設(shè)計(jì)采用了基恩士PLC在此設(shè)計(jì)中所采用的是KV-NANO系列的，根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求及輸入、輸出點(diǎn)的分配合理性，本設(shè)計(jì)將選用KV Nano系列小型可編程控制器：KV-N60AT。
（二）傳感器的選型
1.光電傳感器。在此設(shè)計(jì)中選用了對(duì)射型光電和擴(kuò)散反射型光電。在軸承振盤(pán)滿(mǎn)料光電和不良檢出光電兩個(gè)部位選用了對(duì)射型光電傳感器。在法蘭與軸承振動(dòng)盤(pán)空料光電兩個(gè)部分選用了擴(kuò)散型光電傳感器。
2.光纖傳感器，由于在軸承振盤(pán)出口與軸承取料檢測(cè)的精度要求較高，所以在這兩部分選用了光纖傳感器。
3.壓力傳感器，設(shè)計(jì)中所選用的壓力傳感器也稱(chēng)為稱(chēng)重傳感器，其類(lèi)型有許多種，在此設(shè)計(jì)中選用了電阻應(yīng)變式的壓力傳感器。
（三）氣動(dòng)部分元器件的選型。在本設(shè)計(jì)中氣動(dòng)部分元器件的選型包括、氣缸的選型、電磁閥的選型、真空吸盤(pán)的選型，
1.氣缸的選型。在本設(shè)計(jì)中一共使用了11個(gè)氣缸，在法蘭部分有振動(dòng)盤(pán)壓緊缸、法蘭移載升降缸、法蘭移載平移缸，由于振動(dòng)盤(pán)壓緊缸沒(méi)有什么特殊要求，因此選用了SMC薄型CQ2系列的氣缸，法蘭移載升降缸的選用要求輕巧，所以選擇了SMC MG系列帶導(dǎo)桿薄型氣缸，法蘭移載平移缸根據(jù)其運(yùn)動(dòng)的要求選用了SMC氣動(dòng)滑臺(tái)氣缸MXS系列；在軸承部分有上頂氣缸、軸承移載平移缸、軸承移載升降缸、夾爪氣缸、軸承切料缸，上頂氣缸的作用是將切料缸中的軸承頂入夾爪中，所以要求不高，可以選用SMC型CQ2系列薄型氣缸，軸承移載平移缸和軸承移載升降缸均選用了SMC帶導(dǎo)桿薄型氣缸，切料缸所要求的行程較短所以選用了SMC薄型氣缸CQ2系列；在組裝部分使用了脫料氣缸、下壓缸、旋轉(zhuǎn)缸，脫料缸的作用是保證法蘭搬運(yùn)到位后不跑位，所以要求也不高，選用了雙作用氣缸，下壓缸的要求與其他氣缸不一樣，要求下壓時(shí)帶緩沖，所以選用SMC帶緩沖的薄型氣缸。旋轉(zhuǎn)氣缸根據(jù)機(jī)械要求選用SMC帶導(dǎo)桿MGP系列的氣缸。
2.電磁閥的選型。根據(jù)選型原則和參照設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)選擇了三通袖珍電磁閥，電磁閥體積小，流通能力大，節(jié)省空間，低成本；響應(yīng)時(shí)間短；功率僅為0.5W，可靠性高，安裝方便，電壓選擇DC24較為方便。
3.真空吸盤(pán)的選型。在此設(shè)計(jì)中運(yùn)用真空吸盤(pán)主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能。一是實(shí)現(xiàn)法蘭的搬運(yùn)和推動(dòng)法蘭在振動(dòng)盤(pán)上前進(jìn)。二是吸取法蘭，將法蘭零件搬送到組裝工位和將已組裝好的成品搬送到良品盒中。
（四）振動(dòng)盤(pán)和直線(xiàn)振動(dòng)器的選型。振動(dòng)盤(pán)是一種自動(dòng)組裝機(jī)械的輔助設(shè)備，本設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)幼饕笫峭ㄟ^(guò)兩個(gè)振動(dòng)盤(pán)的振動(dòng)分別將無(wú)序的法蘭和軸承有序定向排列整齊、準(zhǔn)確的輸送到直線(xiàn)料道。由于需要定向整理，且法蘭和軸承有一定的形狀和尺寸，所以選擇圓盤(pán)式振動(dòng)盤(pán)。
電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)中最主要的程序就是組裝平臺(tái)的控制程序，由于篇幅所限，在此只給出程序的流程圖。
本文設(shè)計(jì)的法蘭與軸承自動(dòng)組裝機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，工作穩(wěn)定，工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際的使用中提高了產(chǎn)品的良品率，節(jié)約了人力成本，就有較好的實(shí)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
2016年6月2日，中國(guó)正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國(guó)，這將對(duì)中國(guó)工程教育質(zhì)量的提高發(fā)揮極大的督促作用，促進(jìn)中國(guó)按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程師，提高工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1]。國(guó)際上廣泛應(yīng)用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)聯(lián)合研究提出的[2]。它主要由構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)四部分組成，目的是通過(guò)產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行整個(gè)過(guò)程的鍛煉培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力[3]。按照CDIO的培養(yǎng)模式，工程畢業(yè)生的能力被分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層次，并通過(guò)12條標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，這與中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的12條標(biāo)準(zhǔn)有異曲同工之處。
我校機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)目前雖然已經(jīng)制定了較合理的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍，形成了較好的理論和實(shí)踐教學(xué)模式，但是與CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求相比，在培養(yǎng)方案、教學(xué)體系、教師隊(duì)伍建設(shè)及教學(xué)效果評(píng)價(jià)機(jī)制等方面，仍然存在一定的差距?，F(xiàn)有機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程體系存在專(zhuān)業(yè)特色不明顯、不同課程之間存在重復(fù)或相互沖突的地方等缺點(diǎn)，因此要依據(jù)CDIO工程教育理念，借助校企合作平臺(tái)，全面地進(jìn)行機(jī)電專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討，建立符合CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。
1.我校機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)課程體系情況
目前的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案里包括的核心課程為：機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、自動(dòng)控制原理、機(jī)電傳動(dòng)控制、傳感技術(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、互換性、工程材料等;主要實(shí)踐環(huán)節(jié)為：社會(huì)實(shí)踐調(diào)查、金工實(shí)習(xí)、電子電路實(shí)訓(xùn)、工程制圖實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、PLC與組態(tài)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)、測(cè)試技術(shù)與傳感器綜合實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)認(rèn)知實(shí)踐、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)和機(jī)電專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)等。
2.CDIO模式下的機(jī)電專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系
根據(jù)CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求和我校辦學(xué)特色，為適應(yīng)煤炭行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)對(duì)機(jī)電專(zhuān)業(yè)高級(jí)技術(shù)人才的需求，結(jié)合重實(shí)踐、重創(chuàng)新的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)新的課程體系。廣泛吸取企業(yè)專(zhuān)家建議，深入探討和修訂機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程體系，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建國(guó)際化的課程體系和教學(xué)模式，從而保證面向工程的課程體系能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維。依據(jù)CDIO工程教育理念，選擇典型的工程實(shí)踐項(xiàng)目，采取“做中學(xué)”的方式，通過(guò)在項(xiàng)目中反復(fù)訓(xùn)練鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，這樣不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，還可以提高學(xué)生解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，從而使學(xué)生綜合素質(zhì)和能力能達(dá)到CDIO標(biāo)準(zhǔn)的要求，增強(qiáng)人才培養(yǎng)對(duì)企業(yè)的適應(yīng)性[4]。近年來(lái)，主要通過(guò)以下措施進(jìn)行教學(xué)體系的改革：
(1)基于CDIO的工程教育理念，構(gòu)建了“一個(gè)核心、兩個(gè)方向、四個(gè)階段”的工程教學(xué)體系。
“一個(gè)核心”是以礦業(yè)領(lǐng)域的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)為主，覆蓋了多學(xué)科交叉領(lǐng)域，主要涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械制造、機(jī)電傳動(dòng)控制、PLC、單片機(jī)、控制工程、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多種技術(shù);“兩個(gè)方向”是指機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、電氣控制系統(tǒng)，選修課中增添“煤礦機(jī)電設(shè)備”、“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)”等課程;“四個(gè)階段”是指根據(jù)CDIO理念的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行四階段指導(dǎo)，學(xué)生要經(jīng)歷認(rèn)知實(shí)習(xí)、基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)驗(yàn)及畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新大賽等綜合實(shí)訓(xùn)，才能更好地掌握本專(zhuān)業(yè)的工程應(yīng)用技術(shù)。從第三學(xué)期開(kāi)始，每學(xué)期均安排工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，按照核心知識(shí)點(diǎn)和要求來(lái)設(shè)定每個(gè)工程實(shí)踐項(xiàng)目，在課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中企業(yè)參與。
(2)依托產(chǎn)學(xué)研合作背景，通過(guò)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)和企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。
我校機(jī)械工程學(xué)院已經(jīng)建立了電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、慧魚(yú)模型創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、虛擬儀器綜合實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)室等實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，與淮南礦業(yè)集團(tuán)、皖北煤電集團(tuán)、淮南萬(wàn)泰電子股份有限公司、淮南潤(rùn)成科技股份有限公司、平安開(kāi)誠(chéng)智能安全裝備有限責(zé)任公司、凱盛重工有限公司、淮南階梯電子科技有限公司等開(kāi)展了長(zhǎng)期的產(chǎn)學(xué)研合作，從而可以保證給學(xué)生提供校內(nèi)、外實(shí)踐實(shí)習(xí)基地。通過(guò)單片機(jī)和PLC綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)檢驗(yàn)學(xué)生電工電路、單片機(jī)、PLC綜合開(kāi)發(fā)的能力，往往借助典型機(jī)電案例(如斜井跑車(chē)防護(hù)裝置、皮帶機(jī)集控系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)過(guò)卷過(guò)放保護(hù)系統(tǒng)等)，讓學(xué)生經(jīng)歷“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”四階段的完整實(shí)訓(xùn)。與此同時(shí)，讓學(xué)生積極深入到到校企合作的實(shí)習(xí)基地中，在相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)中頂崗鍛煉，進(jìn)一步提高學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，縮短學(xué)生個(gè)人能力與企業(yè)要求的差距。
(3)通過(guò)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)、學(xué)科競(jìng)賽和大學(xué)生科研項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。
為進(jìn)一步拓展學(xué)生科技創(chuàng)新能力，借助學(xué)院設(shè)置的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)、大學(xué)生科研項(xiàng)目的平臺(tái)，在日常的教學(xué)管理中，融入緊密聯(lián)系工程實(shí)際的大學(xué)生課外科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加“全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽”、“全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽”、“全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”、“全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排大賽”等各種賽事，鼓勵(lì)學(xué)生撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文和申請(qǐng)專(zhuān)利。
3.結(jié)語(yǔ)
CDIO工程教育模式與中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是高度統(tǒng)一的，只有堅(jiān)持以CDIO工程教育模式為指導(dǎo)，依據(jù)校企合作背景，不斷創(chuàng)新改革機(jī)電專(zhuān)業(yè)的課程教學(xué)模式，才能進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力，為國(guó)家和企業(yè)培養(yǎng)出能在機(jī)電行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域從事機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、研究開(kāi)發(fā)、工程應(yīng)用和運(yùn)行管理工作的復(fù)合型工程技術(shù)人才，達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。
關(guān)鍵詞：GIS；光纖通訊；可編程控制器；在線(xiàn)監(jiān)測(cè)
中圖分類(lèi)號(hào)：TJ768.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
緒論
課題的背景及意義
氣體絕緣金屬全封閉組合電器（GIS）是指整個(gè)開(kāi)關(guān)站設(shè)備包封在金屬殼內(nèi)并充以SF6氣體作絕緣，這類(lèi)設(shè)備具有尺寸小、占地面積小、可抵御苛酷環(huán)境條件、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。近幾年，隨著智能化電氣的發(fā)展,特別是智能化開(kāi)關(guān)[1]、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn),以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,使以GIS開(kāi)關(guān)為原型的變電站信息的采集、傳輸實(shí)現(xiàn)全智能化處理提供了理論和物質(zhì)基礎(chǔ)。
隨著可編程邏輯控制器（PLC）的發(fā)展，PLC的功能得到極大的提升，形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，以適用于各種環(huán)境和規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。同時(shí)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，PLC的硬件功能不斷增強(qiáng)，除了提供邏輯處理功能以外，PLC還不斷完善了數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，以便用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。隨著PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開(kāi)放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口等；同時(shí)，PLC采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路具備很強(qiáng)的抗干擾能力，一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間更長(zhǎng)。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以入器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。因此，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性，在變電站綜合自動(dòng)化中得到了廣泛的應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外智能GIS發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前，世界上大型高壓開(kāi)關(guān)制造公司競(jìng)相改革GIS的二次技術(shù)，尤其歐洲幾大制造公司表現(xiàn)的更為突出。
西門(mén)子公司
最新型8DN9 GIS采用了在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)輔助的電子控制和監(jiān)視單元進(jìn)行連續(xù)控制和監(jiān)測(cè)。用電流和電壓傳感器取代傳統(tǒng)電流電壓互感器。帶間隔處理能力的數(shù)字間隔控制系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)和記錄所有基本運(yùn)行參數(shù)，這樣可以進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)分析，實(shí)現(xiàn)“狀態(tài)檢修”。
Alstom公司
在就地控制柜中安裝計(jì)算機(jī)控制二次功能。用密度計(jì)、光電傳感器、電流傳感器和局放測(cè)量傳感器對(duì)GIS進(jìn)行周期性或永久性的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，用光纖或屏蔽電纜傳送信號(hào)，數(shù)字技術(shù)和計(jì)算方法將所有信息不僅用于間隔的自動(dòng)控制，也用于監(jiān)測(cè)整個(gè)設(shè)備。
ABB公司
GIS產(chǎn)品分為EXK和ELK型，其產(chǎn)品很有特點(diǎn)。ABB公司早在1984年就開(kāi)始更新高壓電器設(shè)備的二次系統(tǒng)控制技術(shù)，將一次和二次技術(shù)融合在一起，在二次技術(shù)上經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段：傳統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)代技術(shù)和智能技術(shù)。其中在EXK為智能化產(chǎn)品[2]有72.5、123KV電壓等級(jí)，其中EXK-01型Smart-GIS中體現(xiàn)了智能技術(shù)應(yīng)用，是先進(jìn)的一次設(shè)備制造技術(shù)、新型傳感器和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的整合。
我國(guó)智能GIS發(fā)展現(xiàn)狀
隨著淮北110千伏桓譚變電站投運(yùn)，我國(guó)已建成的智能變電站數(shù)量已經(jīng)超過(guò)10座以上。 其中有北川110千伏智能變電站、220千伏西涇智能變電站以及500千伏蘭溪變電站，特別是世界最高電壓等級(jí)的智能變電站——750千伏延安變電站投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)智能變電站試點(diǎn)工程不斷取得進(jìn)展。這將拉開(kāi)我國(guó)開(kāi)始大規(guī)模建設(shè)智能變電站的序幕，同時(shí)對(duì)于我國(guó)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)[4]也具有重要意義。
我國(guó)在淮北110千伏桓譚變電站的建設(shè)過(guò)程中，采用大量的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站的數(shù)字化、智能化。工程建設(shè)中應(yīng)用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的純光纖電子式電流互感器；斷路器獨(dú)立地執(zhí)行其當(dāng)?shù)毓δ埽淮伍_(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)智能化；應(yīng)用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先光學(xué)電壓互感器技術(shù)；應(yīng)用統(tǒng)一的信息共享平臺(tái)；將通過(guò)配置光伏發(fā)電系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)變電站的“零損耗”；應(yīng)用智能化告警與分析策略高級(jí)智能功能應(yīng)用智能站用電源及輔助設(shè)備系統(tǒng)；應(yīng)用變壓器新型光纖光柵溫度傳感器在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用；采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化；應(yīng)用GIS組合電氣采用SF6壓力、微水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，采用數(shù)字化的監(jiān)視和控制手段減少了設(shè)備停電檢修的幾率和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備100%在線(xiàn)監(jiān)控。
基于可編程控制器的110kV智能化GIS二次控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)控制要求
系統(tǒng)總體控制要求
傳統(tǒng)的GIS控制系統(tǒng)主要是模擬控制板、多位控制開(kāi)關(guān)、光字牌、輔助開(kāi)關(guān)、中間繼電器、接觸器等構(gòu)成，用戶(hù)通過(guò)手動(dòng)操作模擬控制臺(tái)，通過(guò)一系列的中間繼電器的聯(lián)鎖驗(yàn)證后，在滿(mǎn)足主回路邏輯條件和內(nèi)部電控元件的自鎖保護(hù)條件下，對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行輸出控制，光字牌則主要用來(lái)直接反映開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)和其它報(bào)警信號(hào)。其現(xiàn)場(chǎng)安裝接線(xiàn)和調(diào)試工作量大，大量元件造成整個(gè)系統(tǒng)可靠性較低，容易拒動(dòng)和誤動(dòng)作，而且，無(wú)法進(jìn)行智能控制和在線(xiàn)監(jiān)控功能。
本文提出的基于PLC系統(tǒng)的GIS二次智能化控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，省去了模擬控制板、光字牌和中間繼電器等外設(shè)元件，它們都將以模擬或者數(shù)字信號(hào)的方式存在于PLC程序中或者直接顯示于觸摸屏。一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線(xiàn)連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。
其中中間繼電器均以中間變量的形式存在于PLC程序中，而模擬控制板和光字牌則直接在觸摸屏中以圖形狀態(tài)體現(xiàn)，同時(shí)與PLC程序中的對(duì)應(yīng)變量相關(guān)聯(lián)。因此它不僅節(jié)省了元件成本，同時(shí)也提升了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
同時(shí)，為監(jiān)測(cè)GIS一次元件的正常運(yùn)行，早日發(fā)現(xiàn)事故隱患，本系統(tǒng)根據(jù)GIS開(kāi)關(guān)運(yùn)行特性，除應(yīng)滿(mǎn)足電力系統(tǒng)要求的“五防”和“四遙”外，還增加了如下的智能化程序模塊，以便用戶(hù)能迅速判斷開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀況，更準(zhǔn)確地確定開(kāi)關(guān)的檢修時(shí)間，使開(kāi)關(guān)的狀態(tài)檢修更加有針對(duì)性，最終達(dá)到節(jié)約成本目的：
1) 斷路器、三工位隔離、接地開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)等操作元件的合分閘操作記錄，用于監(jiān)視各一次主要操作元件是否達(dá)到額定的機(jī)械壽命。
2) 斷路器事故分閘記錄，記錄開(kāi)斷電流的加權(quán)值，間接測(cè)量斷路器弧觸頭的燒損情況[1]。
3) 記錄各元件氣室的SF6氣體密度變化情況，同時(shí)增加監(jiān)視SF6氣體的下降變化率，以便更準(zhǔn)確地判斷故障。
4) 斷路器、三工位隔離、接地開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)等操作元件的操作回路監(jiān)視，包括常規(guī)的回路斷線(xiàn)，電機(jī)回路故障等，還增加了電機(jī)操作電流監(jiān)視，以判斷機(jī)構(gòu)有無(wú)卡澀等情況。
系統(tǒng)的主要功能組成
整個(gè)系統(tǒng)由設(shè)備控制部分、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)部分和安全監(jiān)控部分組成。設(shè)備控制部分主要完成數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號(hào)采集、現(xiàn)場(chǎng)控制輸出。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)部分主要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬量數(shù)據(jù)的收集、分析，并向用戶(hù)提供狀態(tài)檢修意見(jiàn)和報(bào)警功能。監(jiān)控部分則通過(guò)比較經(jīng)過(guò)CPU處理的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)各元件的工作狀態(tài)，并向設(shè)備控制層發(fā)出控制指令，實(shí)現(xiàn)“遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)”功能。
系統(tǒng)監(jiān)控層通過(guò)西門(mén)子的軟件STEP7和SIMATIC WINCC FLEXIBLE操作屏組態(tài)軟件進(jìn)行編程，它承擔(dān)了控制操作、狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)處理、操作記錄等功能。用戶(hù)在就地操作時(shí)，可通過(guò)觸摸屏了解整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，查看報(bào)警信息、發(fā)出控制信號(hào)；用戶(hù)在遠(yuǎn)方操作時(shí)，可通過(guò)WINCC組態(tài)后的畫(huà)面，了解整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，查看報(bào)警信息、發(fā)出控制信號(hào)。
此監(jiān)控層實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：
1）控制操作：對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的所有被控?cái)嗦菲骱洼o助開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
2）狀態(tài)顯示：用圖形實(shí)時(shí)地顯示一次主接線(xiàn)圖內(nèi)主要元件的運(yùn)行狀態(tài)。
3）數(shù)據(jù)處理：利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)采集的各狀態(tài)量進(jìn)行邏輯判斷。
4）操作記錄：實(shí)時(shí)地記錄用戶(hù)對(duì)本系統(tǒng)的每一個(gè)操作（包括日期、用戶(hù)名、設(shè)備名、具體操作結(jié)果等）
5）報(bào)警功能：當(dāng)某一指定狀態(tài)量發(fā)生變位時(shí)，直接通過(guò)觸摸屏中的虛擬光字牌顯示系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)。
6）安全設(shè)置：可以設(shè)置多級(jí)密碼，按不同的操作權(quán)限分別加密，以特定管理員來(lái)限定用戶(hù)級(jí)別，并記錄其它用戶(hù)信息；普通用戶(hù)將無(wú)法創(chuàng)建其它用戶(hù)或者查看其它用戶(hù)信息；管理員和普通用戶(hù)均須登錄成功后方可進(jìn)行控制操作或者查看操作記錄。
可編程控制器的選型
系統(tǒng)的硬件配置和構(gòu)成
GIS控制系統(tǒng)硬件配置與一次元件的構(gòu)成是相互相存的，主要根據(jù)一次元件的內(nèi)容來(lái)配置二次元件功能和配置，為了說(shuō)明本文的主要功能，設(shè)計(jì)一次系統(tǒng)主接線(xiàn)如圖2.1所示：
圖2.1 一次系統(tǒng)主接線(xiàn)
其中CT11-CT14為電流互感器，用于測(cè)量一次系統(tǒng)電流，PT01為母線(xiàn)側(cè)電壓互感器，用于測(cè)量變電站母線(xiàn)電壓，PT11為線(xiàn)路側(cè)電壓互感器，用于測(cè)量線(xiàn)路側(cè)電壓，CB11為線(xiàn)路斷路器，DSES11為母線(xiàn)側(cè)三工位開(kāi)關(guān)，DSES13為線(xiàn)路側(cè)三工位開(kāi)關(guān)，F(xiàn)ES1開(kāi)關(guān)為線(xiàn)路側(cè)快速接地開(kāi)關(guān)。
通過(guò)分析比較國(guó)內(nèi)外知名公司的工控產(chǎn)品并結(jié)合GIS智能控制系統(tǒng)的需求，選用了深圳鑫諾爾的HTS-2000VA正弦波逆變電源、西門(mén)子的SIMATIC S7-300可編程控制器和TP277觸摸屏來(lái)構(gòu)成此智能控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件配置如圖2.2所示：
圖2.2 系統(tǒng)硬件配置圖
深圳鑫諾爾的HTS-2000VA正弦波逆變電源專(zhuān)門(mén)為通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)及工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用而設(shè)計(jì)的高品質(zhì)逆變器，產(chǎn)品具有直流輸入過(guò)欠壓、輸出過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、直流輸入與交流輸出完全電氣隔離等保護(hù)功能。并可提供RS232數(shù)字通信口、輸入與輸出有或無(wú)的故障干接點(diǎn)，也可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控逆變電源的工作狀態(tài)及歷史記錄，同時(shí)可以通過(guò)LCD或LED顯示逆變電源的工作狀態(tài)。
SF6密度變送器采用秦川集團(tuán)寶雞儀表有限公司 MSK—20型遠(yuǎn)傳六氟化硫氣體密度控制器，該儀器用于高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備滅弧氣體—六氟化硫(SF6)密度監(jiān)測(cè)[3]的專(zhuān)用儀表，是該公司最新研制的機(jī)電一體化產(chǎn)品。儀表由MS-20型六氟化硫氣體密度變送器、YX—100SF6六氟化硫氣體壓力（密度）表組合而成。變送器輸出的4~20mA信號(hào)可接入PLC實(shí)時(shí)顯示六氟化硫氣體的密度，并可實(shí)現(xiàn)報(bào)警和閉鎖功能。儀表外觀新穎，美觀大方。具有獨(dú)特先進(jìn)的環(huán)境溫度補(bǔ)償功能，改變了傳統(tǒng)的一般六氟化硫氣體壓力表的壓力監(jiān)測(cè)值與溫度壓力變化曲線(xiàn)對(duì)照來(lái)計(jì)算六氟化硫氣體實(shí)際密度的繁雜檢測(cè)過(guò)程。該表在使用溫度范圍內(nèi)的任何溫度下指示的壓力值即指示的是室溫20℃的壓力（密度）值。
斷路器三相電流二次測(cè)量采用香港恒發(fā)科技有限公司 HF-SD(DP)420E型交流電流傳感器，采用霍爾電流元件，輸入電流（交流）0-10A，電流測(cè)量范圍0-50A ，輸出電流4-20mA，響應(yīng)時(shí)間≤20mS，線(xiàn)性度 ≤1%FS，直流電源為5-24VDC。能滿(mǎn)足斷路器三相故障電流采樣使用。
可編程控制器采用SIMSTIC S7-300系統(tǒng)，是西門(mén)子公司的新一代高端產(chǎn)品，它具有完善的指令集，且采用了模塊化的設(shè)計(jì)，使得其在計(jì)算性能、可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性等方面有突出的優(yōu)勢(shì)；彩色觸摸屏TP277配以西門(mén)子經(jīng)典組態(tài)軟件SIMATIC WINCC FLEXIBLE操作屏組態(tài)軟件，使得整個(gè)人機(jī)界面操作簡(jiǎn)單靈活，且管理功能強(qiáng)大，可以直觀準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)GIS系統(tǒng)的各項(xiàng)監(jiān)控功能，并完全滿(mǎn)足系統(tǒng)智能控制的要求；遠(yuǎn)方控制中心采用基于西門(mén)子WINCC控制系統(tǒng)的上位PC機(jī)，用于就地設(shè)備的操作、狀態(tài)顯示、歷史記錄、SOE顯示和RTU功能。
PLC硬件配置
硬件設(shè)備中PLC元件表見(jiàn)表3.1，其中包括CPU（中央處理單元）、電源模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、光纖接口PROFIBUS DP主站或從站等，這些模塊均為西門(mén)子SIMATIC S7-300 PLC系列的標(biāo)準(zhǔn)模塊。其中數(shù)字量輸入模塊（DI16XDC24V SM321輸入模塊）采用高速輸入響應(yīng)模塊，響應(yīng)時(shí)間小于200μS，滿(mǎn)足高壓開(kāi)關(guān)開(kāi)入量10ms測(cè)量要求。模擬量輸入模塊采用高速輸入響應(yīng)模塊，響應(yīng)時(shí)間小于10mS，能滿(mǎn)足電流測(cè)量要求。
表2.1 可編程控制器的硬件配置表
I/O點(diǎn)及地址分配
根據(jù)控制要求，對(duì)可編程控制器的I/O點(diǎn)及地址進(jìn)行分配，詳見(jiàn)表2.2。
表2.2 可編程控制器的I/O點(diǎn)及地址進(jìn)行分配表
電氣控制系統(tǒng)原理圖
表2.3 可編程控制器的I/O點(diǎn)及地址進(jìn)行分配表
系統(tǒng)控制程序的設(shè)計(jì)
系統(tǒng)控制流程圖
圖3.1 主程序框圖
控制程序的設(shè)計(jì)
圖3.2 斷路器（或三工位開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)）的控制程序框圖
圖3.3 電機(jī)電流采集和判斷程序框圖
結(jié) 論
本次論文主要完成了間隔層的智能化GIS開(kāi)關(guān)操作柜設(shè)計(jì)研究，說(shuō)明了西門(mén)子S7-300型在GIS智能化設(shè)計(jì)過(guò)程的應(yīng)用情況，通過(guò)S7-300豐富的編程功能和強(qiáng)大的硬件配置，完成了基本間隔要求的開(kāi)關(guān)操作、聯(lián)鎖設(shè)計(jì)、就地電量/電度采集，實(shí)現(xiàn)了變電站的遙控，遙信和遙測(cè)的功能，有效地實(shí)現(xiàn)了高壓開(kāi)關(guān)的最安全控制；利用采集的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)操作過(guò)程電流信號(hào)以及操作時(shí)間，可以進(jìn)一步分析開(kāi)關(guān)機(jī)械設(shè)備的狀況；同時(shí)，由于GIS自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不可避免存在SF6氣體的泄漏，本次系統(tǒng)對(duì)SF6氣體壓力在線(xiàn)連續(xù)監(jiān)視和診斷，很大程度上確保GIS的安全運(yùn)行，促使用戶(hù)在壓力波動(dòng)大時(shí)提前檢修設(shè)備，避免事故的發(fā)生，為用戶(hù)的實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修提供依據(jù)；智能判斷故障設(shè)備并自動(dòng)告警，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可用性；采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議以及高速安全的網(wǎng)絡(luò)通信與電站級(jí)管理系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動(dòng)化對(duì)高壓電器的智能化要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄒積巖，. 開(kāi)關(guān)智能化的概念與相關(guān)的理論問(wèn)題[J]. 高壓電器，2000，36(6):43-46.
[2] Georg Sche,Fred Engler,Alfred Jaussl,elal. Intelligent GIS-- a Fundamental Change in the Way Primay and Secondary Equipment is Combined[J]. ABB Review, 1996(8):4-14
[3] 周驍威，陳振生. UP908型數(shù)字式SF6密度繼電器原理及應(yīng)用[J]. 電氣開(kāi)關(guān)，2004，42（1）:5-7.
