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结合氢化反应对控制系统的需求，分析控制系统设计时应该遵循的目标，规范控制系统的设计过程，实现控制系统的优质性。例举氢化反应控制系统的设计目标，如：
(1)控制系统能够实时观测氢化反应的状态，及时收集氢化反应的状态信息，反馈出某一阶段氢化反应的状态，促使控制人员能够掌握氢化反应的整个状态，便于提供处理的方法；
(2)综合控制氢化反应中的各项参数，维护控制系统的运行状态，体现氢化反应控制系统的可靠性；
(3)氢化反应中，如果使用催化剂，需要在控制系统内设计好催化剂的比值，避免催化剂超出规定的范围而影响整个反应的速度；
(4)控制系统设计完成后，要具备监督氢化反应的功能，实现远程监督与控制的设计目标；
(5)控制系统具有存储的目标，在氢化反应完成后，主动存储系统内的参数数值，有效处理氢化反应中的.数据，满足控制人员的查询和调用；
(6)控制系统监测目标的设计，其可监测氢化反应的整体过程，一旦发现实际反应与标准值不同，就需要执行报警功能，控制系统内还要显示错误的信息，方便人员查询，辅助快速恢复氢化反应的正常状态。
硬件设计是氢化反应控制系统的基础支持，为氢化反应提供控制的场所。本文以DNT氢化反应为例，将硬件设计分为结构与系统两个部分，对其做如下分析。
2.1硬件结构设计
氢化反应控制系统的硬件设计，以计算机为控制中心，计算机控制属于控制系统的软件结构，保障硬件结构设计的合理性。按照DNT的氢化反应，分析控制系统硬件结构的设计。该反应硬件结构的设计如图1。根据氢化反应控制系统的硬件实况，分析主要硬件的功能，如：(1)反应器设计，选用板式换热器，设计成圆形结构，换热器连接了控制系统的内部管路，能够将DNT、氢气以及催化剂，导入到换热器的底部，规范自下向上的反应顺序，保障氢化反应的有序性，避免引起安全问题；(2)温度传感器(TT+TC)，将其设置在控制系统的内部，用于监测氢化反应的实际温度，TT检测温度，同时利用温度传感器，将温度数据传输到控制其TC段，TC可以控制板式换热器的水流量，通过水流量控制DNT反应的温度，实现温度控制的目的，体现温度传感器与控制器硬件的结构设计与作用；(3)压力控制器，其可表示为PC控制，规划DNT中的氢气流量，根据反应的实况，及时补充反应中的氢气，而且还能掌握DNT控制系统内的压力，维持安全、稳定的内部反应，体现压力控制器硬件的支持功能；(4)变频调速器硬件，专门用于控制计量泵内的流量数据，因为DNT反应中使用的是FT1、FT2催化剂，两者需控制在特定的比例，所以变频调速器可以准确的控制计量泵，保证催化剂的混合比例，按照比例实现混合、催化；(5)液位控制器(LT)，是控制出料量的硬件结构，关系到DNT氢化反应中的温度与质量控制，硬件结构内，液位控制器会根据温度指标判断是否出料，当温度达到规定的工艺指标时，才能进行出料设置，如果液位低于规定指标，就要停止出料操作。
2.2控制系统设计
DNT氢化反应控制系统的硬件结构，主要分为智能测控和检测控制两个部分。智能测控模块的原理是：PC机通过RS-485总线，连接DNT氢化反应硬件系统中的温度测控模块、流量测控模块、压力测控模块、变频器等设备，与氢化反应的现场进行交互，主要交互变速器、执行器、传感器内的信息，便于实现系统测控[1]。智能测控设计，比较注重模块的功能，引入PID模块和PC机，实现智能测控模块的相关功能。例如：DNT氢化反应控制系统的智能测控模块中，通过PC机控制每个功能模块，如：采集区域、PID设备等，PC机可以根据DNT氢化反应的现场情况，发送温度、流量等现场参数，同时采集现场的反应参数，发送到上位机中，交由PID处理。智能测控模块的设计，完善了现场采集与控制执行，全部过程中的参数都可经过RS-485，传输到PC机，构成智能测控中的数据通讯系统。智能测控模块中，还能显示出DNT氢化反应电路系统的参数信息，促使工作人员可以全面掌握系统反应的实时状态。检测模块的控制，属于硬件设计的要点部分，用于检测DNT、催化剂的使用，达到规范化的控制标准。由于DNT、催化剂在氢化反应控制系统内，无法直接进行数据检测，避免影响检测值的精准显示，所以需要设计检测控制。例如：DNT氢化反应硬件系统内，检测控制模块内，配置了液体脉动阻尼器，控制DTN、催化剂的流量脉动，将其控制在最小的脉动状态，借助软件的滤波处理，能够检测到最小的波动流量，提高流量检测的准确性，进而为DNT、催化剂的使用提供流量标准。以镍基催化剂为例，分析检测控制在氢化反应系统中的设计与应用。检测控制中，将计量泵接入PC机，控制镍基比值，而且利用变频器，检测DNT的实际流量，促使DNT达到定值流量的状态，而镍基可以根据DNT的流量，实现比例控制，通过变频器调节比例信息，达到规定的比例设计。
氢化反应控制系统可以应用在多个行业中，如：化工生产、药品生产，控制系统的设计，是一项重要的工作。为了配合氢化反应控制系统的设计，提出实验设计的思想，用于规范控制系统的设计，消除其在实践运行中的风险，进而保证氢化反应控制系统的准确性。氢化反应控制系统的实验设计中，主要探讨了控制系统设计模块之间的关系，促使各个控制模块处于良好的工作状态，达到统一化的配合性。例如：设计氢化反应控制系统在药品实验中的应用，评估控制系统设计的效益，氢化反应控制系统能够提供全过程的监控作用，而且还能实现远程操作，有效降低了现场的人员数量，一方面降低人为参与的误差，另一方面保护操作人员的安全性，实验中，氢化反应控制系统能够稳定的实现药品配置，保障药品内氢化反应的稳定性，避免影响氢化反应控制的质量，通过控制实验可以证明，氢化反应控制系统设计的有效性，也能发现系统设计的不足，进而提出改进措施，全面维护控制系统的质量，提供稳定的氢化反应。
5结束语
氢化反应控制系统的设计，有利于提高氢化反应的效率和水平，落实各项控制信息，提供优质的温度、流量等参数控制，为氢化反应营造可靠的运行空间。氢化反应的控制系统，遵循自动化设计的目标，全面规范软件与硬件设计，充分利用实验设计的方式，改善氢化反应的控制过程，实现标准、高效的氢化反应，表明控制系统设计的重要性。
以氢化反应釜为例，分析控制系统内的软件设计。反应釜控制方面的软件系统，可以分为三个部分，分别是：软件编程、HMI界面和进料量控制，具体分析如下。
3.1软件编程
反应釜内的控制系统，软件编程上采用PLC语言设计，既能提高软件编程控制的能力，又能实现自动化。反应釜的编程程序内，考虑到氢化反应的需求，设计了自动、手动两项编程，可以在反应釜的控制面板调节[2]。以PLC为核心的软件编程，其在功能上分为三类，分别是：(1)自动功能，反应釜会根据控制面板中的参数，自动执行氢化反应，在规定的时间内完成生产，保证控制程序、电气回路的自动化；(2)手动功能，操作人员自行输入控制参数，在控制面板直接启动相关的编程，节约了编程控制的时间；(3)停止功能，当操作人员发现反应釜内有错误的信息时，按下停止按钮，反应釜内的程序会强制停止。软件编程除了正常的功能以外，还包括警报、故障等编程设计，按照氢化反应的规范标准，编程反应釜的运行程序，要求氢化反应按照规范编程运行，一旦与软件编程不符，表明反应釜内出现异常。
3.2HMI界面
HMI界面，是氢化反应釜的控制界面，提供了氢化反应控制的所有程序和按钮。HMI界面围绕组态王编程展开，配合CPHostLink通讯连接，在界面上实现自动与手动的转化控制，方便操作人员选择。HMI界面根据氢化反应釜内的硬件运行，提供动态的变化数据，氢化反应的每一项步骤，都可反馈到控制界面内，有利于在线控制。HMI界面，属于软件设计的一部分，但是其在运行中显示的是硬件运行的信息，有效控制HMI系统调试。例如：HMI界面的报警设置，控制界面自主记录反应釜的故障信息，迅速执行报警处理，界面在显示故障的同时，PLC会立即动作，进入停机状态。
3.3进料量控制
进料量控制结构的软件设计，配合氢化反应的需求，保证反应釜内物料配比的精准性[3]。因为反应釜内的配料比，需要考虑温度、液压等因素的干扰，所以需要根据软件编程，控制进料量。软件编程流程如下图2，由软件编程读取氢化反应中的压力、温度等参数，温度值＜上限，进入下限检测，温度值＞下限，执行液位测量，必须确保温度保持在特定的范围内，再检测反应液位，确定液位与上限数值的关系，即：反应液位＜上限，计算氢化反应中物流A、B的进料量，最终由变频器给定，输出进料量的控制结果。
电气自动化控制系统设计分析论文
【摘要】电气自动化控制系统是以计算机技术和信息技术为基础的一类综合管控体系，目前主要有集中监控、远程监控、现场总线监控等3种主要设计方式。在利用计算机技术进行系统设计时，可以根据系统设计的实际需求选择不同的设计形式，确保系统的功用性能够满足生产需求。
【关键词】计算机技术;电气自动化;控制系统;设计
随着科学技术的发展，机械生产已经逐步取代了人工生产，电气自动化设备的使用，使得生产率大大提高，而且保证了产品质量的统一，提高了单位时间内的产量，从而使得企业生产效益明显提升，因此被广泛采用。计算机技术的应用，是电气自动化控制系统正常运转的保障[1]。在生产过程中，能够实现电气设备使用的全方位监控，一旦发生故障，可及时知晓并进行有效处理，不仅大大提升了生产效率，而且安全可靠，是工业生产中的一大革新技术。
一、电气自动化控制系统设计方式
电气自动化控制系统的设计方式目前已相对完善，主要有以下3种方式：①集中监控方式。一般用于生产系统的自我检修，在安全防护要求相对较低时期设计也相对简单。这一设计方式将系统的功能集中到同一中央处理器中，信息处理速度快，但是系统可监控对象较少；②远程监控方式。远程监控是现代化电气自动化生产的一个基本要求，需要将监控双方的计算机连接在一起，而且监控方还可随意控制被监控方的计算机，进行远程操作，该设计方式具有灵活高效、成本低的优点；③现场总线监控方式。这一设计方式由于以太网计算机技术的发展而被广泛应用到变电站中，兼具远程监控方式的优点，而且具有较强的针对性，进一步完善了现有的电气自动化控制系统。
二、基于计算机技术的电气自动化控制系统设计
1、FCS控制系统设计。FCS控制系统，采用双向传输的信息传递方式，一对多，数据精确性高，因此可以准确检测电气设备的运行状态。但是在设计过程中，必须正视FCS控制系统的缺陷，比如信息传输速度缓慢、无法连接过多的电气设备、缺乏统一的信息传递协议等，而且该系统无法直接与智能仪表连接，因此必须与其他具有辅助功能的系统相结合，确保系统的功能稳定。
2、电气负荷自动化控制系统设计。电气负荷自动化控制系统，是在电网构架中常使用的一种自动化控制体系，通过对电气负荷进行实施监控和管理，能够有效保障电网的正常运行。由于居民用电和工业用电需求不断增大，传统的限电方式已经无法满足电力服务的需求，因此大部分电力部门都引进了电气负荷自动化控制系统，使得电力负荷管理趋于自动化控制，逐步实现了电气负荷管理与配电管理的一体化。
3、电气自动化通讯系统设计。在信息化时代背景下，电气自动化通讯系统是保证配电网络高效管理的基础配置。目前大部分的电力设备都安装了仪表，配电网络管理人员可以通过通讯系统张接收到的仪表信息明确电网运行状态，及时发自按电网运行的故障点，及时作出有效应对，确保居民用电的稳定性和安全性。而且电网分布区域广，电气自动化通讯系统的设计，加强了各区域电网信息的交流，实现了电网调控的统一性。
4、电气自动化控制系统的分布式控制设计。电气自动化控制系统的核心装置便是中央处理器，其他装置比如变频器、智能仪器、低压断路器等可以为系统提供方有效信息，由中央处理器进行统一的处理，提炼出有效信息。系统分布式控制设计就是中央处理器将收集的数据形成分支的框架，通过信息的分类，实现中央处理器与不同类型智能化设备的连接，可有效提升直通的智能管控效率。
5、电气自动化控制系统的远程监控设计。可以说，电气自动化控制系统的应用，对于电网的现代化发展具有质变性的推动作用，不仅节省了大量的人工费用，而且提升了电网管控的效率与灵活性，进一步提升了电力服务的质量。远程监控设计，避免了电缆安装与维修所产生的费用，安全稳定，较为可靠，是电气自动化控制系统具备实际可用性的`核心技术。随着社会的发展，电力工程项目不断扩大，电气设备不断增加，现有的通讯速度已经无法满足电网实时管控的要求，因此必须对现有的设计方案进行完善，才能确保信息获取的实时性和有效性，为电网的安全运转提供一份保障。结语：机械技术与计算机信息技术的结合，实现了工业生产的电气自动化控制，大部分的生产过程都是由机械完成的，但是要想实现电气化生产的实时动态管控，就必须保证电气自动化控制系统设计的科学性与合理性。可以说，计算机技术是实现机械化自动化生产的基础，计算结余机械的有机结合，使得电力服务质量有效提升[2]。对于电力企业来说，应该紧紧抓住科技发展的机遇，勇于突破固有的电力生产模式，加大电气自动化生产的改革力度，为我国电气自动化控制的可持续发展作出一份贡献。
参考文献
[1]王辉,张喜峰,曾建强,孔亮.基于计算机技术的电气自动化控制系统设计分析[J].科技创新与应用,,19:110.
[2]宋来.基于计算机和人工智能技术的矿山电气自动化控制系统设计与实现[J].中国金属通报,2016,11:80-81.
会议集中控制系统设计分析的论文
为了实现不同会议室、不同会议终端之间的视音频信号自由交互、不同品牌视频终端和会议摄像机、多会议室设备集中控制、不同会议室的视频画面和音频集中监看、监听等功能,通过会议集中控制系统进行统一管理。本次会议集中控制系统设计包括:视频会议室5个,视频集中控制室1个,视频会议终端品牌2种。
1总体目标
视频系统:各个会议室建设高分辨率(不低于1920*1280)的大屏显示系统及摄像系统,各会议室可同时参与远程视频会议,显示内容平滑切换。集中控制系统:每个会议室都集中到中央控制室集中控制,包括视频信号的切换、音频集中控制、摄像系统集中控制;将2个不同品牌的视频终端软件的通过PC机进行衔接,实现终端设备的视音频信号相互传递;各视频会议室达到高清视频会议标准;实现各视频会议室之间的视音频信号交互,信号同步通讯;实现由集控室统一控制各会议室会议操作工作,可自由切换各会议室的视频传输信号,音频传输信号;实现会议室房间的音频在本会场扩音效果的同步;视音频信号、网络信号的互联互通以及集中控制;各视频会议室都可以召开主会场高清视频会议,也可作为分会场参加召开的视频会议;集控室可以对各视频会议室的视音频信号进行监看、监听。
2实现方案
2.1频系统
在中央控制室配置一台32X32的YPbPr的矩阵,各个会议室都配备一台8X16的YPbPr的矩阵,以控制室为核心,采用树型结构,接收各会议室视频信号,并且能把任意信号发送到指定会议室。各个会议室会场内前后各有一个摄像机,通过各会议室8X16的YPbPr的矩阵把视频信号传送到控制室32X32矩阵,考虑YPbPr信号传输距离过远会有所衰减的问题,远距离的YPbPr信号均采用双绞线传输的方式,通过信号转换来解决信号衰减问题。
2.2音频系统
音频处理部分采用智能数字音频处理器,每个会议室各放一台,中央控制室放一台,需通过一根超六类屏蔽双绞线来传输音频信号,减少信号衰减及资源浪费。各个会议室和中央控制室的连接方式为环状。只要设备加电运行,中央控制室就能接收到各个会议室的`信号,并且能把音频信号输送到各个会议室。在音频信号切换方面,中央控制室配备一台24路模拟调音台,满足把8台视频终端的音频输入到调音台,并且把音频处理器传输过来的本地会场声音通过控制室音频处理器输出到终端。另外还有本地的DVD,机顶盒,PC的音频都输入到调音台,完成所有音频信号的汇聚以及发送。
2.3摄像机控制系统
视频控制方面:根据各个会议室的摄像机品牌比较繁多的问题,采用一台多协议的摄像机控制器,能针对不同摄像机设定不同的控制协议,实现一个控制器能控制多个不同品牌摄像机的需求,例如对RS232和RS485的控制协议的摄像机进行控制。视频切换:各个会议室8X16的YPbPr视频矩阵都具备RS232控制功能,在中央控制室配备一台中央控制器,具备多个RS232,RS485,红外及IO等端口。中央控制器直接与控制室一台专用PC机同属一个网段,通过在PC机上运行专门定制的高度集成控制软件,来实现各个会议室及控制室视频信号的无缝切换。视频显示:各个会议室都配备视频显示设备,DLP大屏的显示模式及信号的选择都由控制软件实现。DLP大屏及电视都是通过红外控制开关,投影仪是通过RS232控制开关。音频控制:各个会议室的数字音频处理器都可以远程网络访问,可以实时的监测各个会场的声音大小有无。
通过控制室的调音台可以实现各个会议室之间以及会议室与远端的音频切换。其它设备控制:各个会议室都有设备间,配备标准19寸机柜,为解决设备开关问题,各个会议室机柜内部都配备针对220V强电的远程控制开关。中央控制室配备一台可远程控制的电源时序器,通过控制软件就可以控制各个会议室设备以及灯光的开关。按照设定的不同模式,根据会场是否是主会场或者分会场来一键开启会场,设定好灯光效果,所使用的摄像机,是否开启显示设备。通过该会议集中控制系统实现了一键开会,一键闭会,5个会议室任意一个为主会场,其他会议室都可作为分会场参加会议。5个会议室也可以同时召开主会场会议互不影响。其它会议集中控制系统可以参考该方案,根据实际情况灵活配置音频和视频矩阵等设备,实现会议的集中控制。
1.1电路优化设计
1.1.1输入电路的优化设计方法煤矿供电系统受复杂生产环境的影响在运行中存在着不稳定性，为了保证电气自动化控制系统安全运行，应在输入电路部分安装电源净化元件，避免因电气自动化控制系统出现故障而影响煤矿生产运行的稳定性。在输入电路设计中，可将电气自动化系统的输入电源控制在24V，对电路载荷进行适当调节，保护系统的稳定运行，避免短路问题发生。由于PLC芯片在电路短路的情况下易受到损坏，导致系统运行故障，所以需优化设计输入电路，消除短路的影响。
1.1.2输出电路的优化设计方法电气自动化控制系统的输出电路优化要以满足煤矿生产运行为前提进行优化，保证各类型设备装置能够适应系统的高频性动作，如指示设备、调速设备等，使设备的响应速度不受影响，符合生产运行对各类设备的功能要求。如，在水泵机房的电气自动化控制系统设计中，系统输出频率为每分钟6次，可利用继电器对输出电路进行优化设计，以达到提高输出电路抗干扰性能、简化电路构成的良好设计效果。但与此同时必须注意的是，如果电气自动化控制系统输出感性负载，一旦系统面临断电情况，就会使系统产生浪涌电流，对系统芯片造成损坏，严重时会直接损毁芯片，造成系统运行故障。所以，在优化设计电气自动化控制系统的输出电路时，要有效控制浪涌的产生，保护芯片安全完整。为满足这一要求，可在电气自动化控制系统的输出电路盘上连接二极管，让二极管吸收系统产生的涌浪电流，避免涌浪电流冲击芯片。如果系统输出频率在每分钟7-10次之间，也可利用继电器优化输出电路设计，最好选择固态继电器以保证输出电路运行的稳煤矿电气自动化控制系统设计及优化文/苏永生煤矿电气自动化系统主要是有硬件和软件两个部分组成，在对系统进行设计的过程中，为提升系统的性能及其运行稳定性，可从硬件和软件两个方面着手，对系统进行优化设计。基于此点，本文首先对煤矿电气自动化系统的硬件优化设计进行分析，随后对煤矿电气自动化控制系统软件的优化设计进行论述。摘要定性，增强水泵房开合动作控制的灵活性。
1.2抗干扰优化设计
煤矿电气自动化控制系统需在恶劣的环境下运行，强烈的脉冲会干扰系统芯片的正常工作，所以必须采取有效的抗干扰设计：在系统外部罩上金属工作柜，将外壳与地面连接，以屏蔽电子脉冲的影响；分布电容是造成电网高频干扰的主要原因，所以在系统设计时应充分考虑电网高频的特点，优化电路设计，安装隔离变压器，并将中性点经电容连接于地面，以达到屏蔽脉冲的效果，满足煤矿企业生产运行的需求；结合电气自动化控制系统优化布线方案，用双绞线对信号传输线进行模拟，对电缆的电磁干扰进行屏蔽。尽量分开电动力线路与弱电信号线，使两者保持一定距离；优化输出电路设计，对电气自动化控制系统的输出电路进行调整，使其能够吸收系统运行中产生的浪涌电流，避免涌浪电流对系统造成干扰；优化输入电路设计，在保证电气自动化控制系统正常运行的情况下，结合PLC供电电源的电压取值范围优化电气自动化控制系统。一般情况下，煤矿企业的PLC供电电压在85V-240V之间，其允许值变动幅度较大。通过调整电路设计，能够在满足PLC供电电压要求的前提下消除系统干扰。
对于煤矿电子自动化控制系统而言，硬件是主体，而软件则是核心，是所有功能得以实现的关键之所在，因此必须对软件设计进行优化，从而确保系统的功能和作用得以最大限度地发挥。在进行系统软件优化设计时，可将程序的结构及过程重点。
2.1程序结构优化设计方法
在对系统的软件程序结构进行优化设计时，应当以煤矿企业的生产实际作为立足点，换言之，要保证软件程序的结构符合企业生产需要，同时，还要确保程序能够按照生产任务的变化进行调整和拓展。为使系统的软件程序能够及时进行更新，可以采取模块化的结构，对系统软件程序进行优化设计。模块化是目前较为流行的一种软件设计方法，它将软件划分为若干个模块，不同的`模块负责不同的功能，鉴于此，运用模块化设计时，可结合煤矿井下生产作业现场的实际情况，将与系统对应的控制目标细分为多个模块，在所有子模块全部完成之后，可利用模块拼装的方法，组成系统的软件程序。在对自动化控制系统的软件进行模块化设计后，可使系统的调整变得敢更加方便和快捷，由此可以使系统与煤矿生产的契合度得到显著提升。
2.2程序过程优化
对系统软件程序进行优化设计时，可将优化的重点放在I/O接口的分配上，因此，应当按照煤矿井下生产作业现场的实际运行情况，设计与系统对应的I/O信号，并保证信号能够根据具体需要进行合理分配。通过这种方法对软件程序进行优化设计之后，能够使系统的维修工作效率获得大幅度提升。不仅如此，在集中编号当中，还涵盖了定时器与计数器，这使系统的软件运行过程变得更加稳定。
2.3软件调试
当软件优化设计完成后，可采用先分块后组合、先单步后连续的方式对软件进行调试，其中逐块调节时，可以使用单步调节的方法，并对各个寄存器及存储器的运行状态进行观察，以此来判断其是否达到相关的使用要求，如果软件程序并未达到要求，那么应当找出错误的原因，对程序进行更正；每完成1个模块，便可与上个模块组合到一起，在基础上进行全面调节，看是否能够达到预期中的设计要求。
3结论
综上所述，电气自动化控制系统是煤矿较为重要的系统之一，在确保井下生产作业安全性方面具有不可替代的作用。系统的设计合理与否，直接关系其自身功能的发挥。为此，在对设计人员在对系统进行设计的过程中，应当从硬件和软件两个方面，对系统进行优化设计，以此来提升系统的整体性能。
参考文献
[1]郭毅鹏.煤矿电气自动化控制系统应用优化分析[J].资源信息与工程,(04):85-87.
[2]牛万春.煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用[J].机械管理开发,2018(05):142-144.
[3]高恒,李珂.煤矿电气自动化控制系统优化设计研究[J].技术与市场,(10):95-97.
[4]王庆海.煤矿电气自动化控制系统的优化设计[J].自动化应用,2016(12):104-106.
摘要：煤矿电气自动化系统主要是有硬件和软件两个部分组成，在对系统进行设计的过程中，为提升系统的性能及其运行稳定性，可从硬件和软件两个方面着手，对系统进行优化设计。基于此点，本文首先对煤矿电气自动化系统的硬件优化设计进行分析，随后对煤矿电气自动化控制系统软件的优化设计进行论述。
【关键词】煤矿；电气自动化；系统优化设计
1系统架构
CPAC和其中一个客户端构成的银行自动化存取控制系统总体结构。控制系统由上位机和下位机两部分组成。上位机是计算机系统，包含控制中心计算机、客服端计算机及打印机、磁卡阅读器与密码键盘等配套设备；下位机是CPAC、端子板及存取机械手与取箱口所用的6个伺服电机及驱动器。由于CPAC只能控制8个伺服电机，控制存取机械手与取箱口1已经占用了6个接口，而一个取箱口远远不能满足客户的需求。当取箱口数量超过一个后，用PLC控制其余出箱口，PLC与CPAC之间通过RS485总线通讯，由CPAC作为主控制器协调PLC实现存取保管箱操作。整个系统工作在由交换机组建的星形局域网中，各部分之间基于TCP／IP协议进行通讯。
2.1控制过程安全机制
2.1.1限位
为避免因软件错误或硬件故障导致的执行机构上的运行失控，保护硬件设备与操作人员的安全，在存取机械手与取箱口的每个控制轴上除了在导轨的两端安装有硬件限位块外，还必须使用限位开关来限制各轴的运动范围。软限位与硬限位配合使用，可以有效地防止运动部件跑出导轨。
2.1.2报警
当检测到驱动器报警信号以后，CPAC将关闭该轴的伺服使能，急停该轴的伺服电机，同时该轴报警触发标志位置。程序中检测到报警触发标志位以后，将故障状态报告控制中心，同时点亮报警灯并开启蜂鸣器，等待人工处理。
2.2运行速度的规划
在本控制系统中，CPAC工作采用点位运动模式。在运动控制中，梯形速度曲线以耗能低、速度快、容易实现等优点成为常用的速度控制曲线。其速度与加速度的变化曲线如图3所示。然而由于梯形速度曲线采用线性加速方式，其对应的加速度曲线不连续，因此存在柔性冲击，导致执行机构在运动过程中的平稳性能差。为了既获得平滑的加速度，又不失去梯形速度曲线的优势，将梯形速度曲线加以改进得到S型速度曲线。S型速度曲线的运动过程由加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段组成。本控制系统采用该速度曲线作为存取机械手各轴的速度控制曲线，避免了柔性冲击因素。S型速度曲线由CPAC通过设置各轴运动参数中的平滑时间来实现。
2.3控制系统作业方式
在银行保管箱自动存取系统中，存取机械手执行任务时可以选择单一作业方式或复合作业方式。单一作业方式是：存取机械手从原点位置出发运行到任务指定的保管箱位置，将保管箱取出并送到取箱口，客户操作完成后从取箱口处把保管箱送回箱架，然后返回原点位置。复合作业方式是：存取机械手接收到一批存／取保管箱任务后，从原点位置出发运行到第一个任务指定的保管箱位置，将保管箱取出并送到取箱口，客户操作完成后从取箱口处把保管箱送回箱架，之后存取机械手不返回原点，而是直接执行下一个任务，不断循环直到完成所有任务。
2.4CPAC运动控制
CPAC的运动控制部分是整个软件系统设计的核心部分。CPAC运动控制软件主要由系统初始化模块、用户界面模块、运动控制模块、数据读写模块和网络通信模块组成。运动控制程序首先调用系统初始化模块，然后检查有无故障，如果系统运行正常，则通过网络连接控制中心，查询CPAC的控制方式，如果为手动模式，则进入手动模式运动控制子程序，否则进入自动模式运动控制子程序。用户界面模块为客户提供登录界面、图形化的存／取保管箱命令，并显示系统执行结果。运动控制模块通过在OtoStudio软件中调用CPAC运动控制库GUC－X00－TPX．lib中的运动控制函数执行以下功能：设置伺服电机的速度、加速度、移动距离（脉冲数）；读取光电开关对应的数字输入口获取光电开关的触发状态；往数字输出口写“1”、“0”来打开、关闭电磁开关。通过控制存取机械手、取箱口的.执行机构、拉板以及拉勾的动作，实现保管箱的自动存取操作。数据读写模块通过RS485总线控制激光条形码阅读器，读取条形码扫描结果。网络通信模块使CPAC通过以太连接控制中心，接收控制中心的命令与保管箱在箱架中的位置数据，并返回运行结果与报警信息。
3结束语
基于CPAC设计的银行全自动保管箱控制系统，实现了保管箱的自动存取与信息化管理，降低了银行的管理与维护成本，为客户提供了使用方便的保管箱业务，具有广阔的应用前景。
润滑油站控制系统设计论文
PLC（ProgrammableLogicController）可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它已广泛应用于工业控制，通过用户存储的应用程序来控制生产过程，具有强大的优点。也为工业自动化提供近乎完美的现代化自动控制装置。随着技术的快速发展，PLC技术的应用越来越广泛，如合理应用PLC技术，是现代工业控制正在努力发展的方向之一。作为4747m3高炉重要配套设施的240t/h锅炉，其给水泵是关系到锅炉系统安全稳定运行的关键。240t/h锅炉的给水泵系统由两台给水泵组成，由一台启动给水泵为主，另一台给水泵作为备用或辅助。这样的给水泵配置有利于给水泵主机系统出现故障或不能满足锅炉运行需求时，启动备用给水泵系统补充不足，避免由于给水泵故障造成的锅炉停炉。而稀油润滑站为锅炉给水泵的运行提供润滑用油，以保证给水泵的顺利运行，进一步保障了锅炉的安全运行。作为给水泵运行的.重要条件，稀油润滑站的正常运转是整个锅炉系统安全稳定运行的根本。240t/h锅炉自投运以来，因润滑油站故障先后造成4#给水泵轴瓦和电机、1#给水泵轴瓦烧毁，严重影响生产稳定，造成了巨大的经济损失。出于以上原因，为保证锅炉系统的正常运行，对稀油润滑站的控制方式进行改造十分必要。
1原设计方案程序及存在的问题
根据系统原设计方案，每台给水泵各配有一个独立的稀油润滑站，每个润滑油站各有两台润滑油泵。而远程控制时，一个启动命令控制两台泵的启停。两台油泵共用一个备妥信号，油泵启动后若备妥信号消失，则会造成停泵，且备用泵无法远程启动。润滑油压只有一个测压点，在联锁状态，当油压低于设定值时，由电气系统进行判断后，备用泵自动启动，油压高于设定值时，备用泵自动停止。若油泵启动后，油压依然低于设定值，水泵停止。两个润滑油泵的互备在电器柜上实现。控制箱在汽轮机0m平台，操作室在8m的平台。这种方案存在以下问题：①两台油泵只有一个启停，备妥以及压力低信号，反映出的信息较为笼统，不够直观，水泵出现故障时，不能够及时清楚的判断是哪台油泵的问题，不利于油泵的检修。②油压检测只反馈一个压力低信号，发生误报的可能性较大，结果可能会不准确。③操作室在16m平台，控制箱在0m平台，距离较远，出现紧急情况时，不方便操作人员进行应急操作。
2油泵控制改造原则
鉴于以上问题，对水泵稀油润滑站控制方式进行改造，应遵守以下原则：①在操作室能实时监控油泵的运行情况，并能在就地操作箱和操作室共同控制油泵的启停。②增强连锁条件的准确性。③在满足连锁条件时能快速准确的启动备用设备，从而不影响给水泵的正常运行。为满足上述油泵控制的改造原则，引入施耐德PLC自动控制体统，用PLC程序来控制油泵的启停和连锁，真正做到高度的精准控制。针对改造原则和PLC的引入，做到以下几点：①增加一个启停控制信号，使两台润滑油泵各具有一个启停控制信号。增加一个备妥信号，使两台润滑油泵各有一个备妥信号，备妥信号等同于集中信号参与控制。②两台油泵的电源准备好的信号由原来的在电器盘上变为上传到PLC，方便操作人员在上位机观察，及时发现问题。③在润滑油泵出口油压力只有一个测压点的基础上再增加为三个压力开关，并调整至给水泵正常工作所需的润滑油油压力值，在润滑油压力低时压力开关动作。④在运行中如果有至少两个压力开关动作，且油泵处于联锁状态时，自动启用备用泵，以保证水泵的润滑系统正常工作。⑤所有联锁控制全部由下位机程序判断，全部由上位机集中控制，现场操作箱只有启停功能和就地集中切换开关。
3油泵控制的改造过程
根据以上设想，进行以下工作：①在稀油润滑站出口总油管上加装3个压力开关，在润滑油压力低于给水泵正常工作所需要的压力值，在油压低于此值时，压力快关吸合，并接线将此信号传送至PLC控制系统。②从油泵的电源柜中取两台油泵的电源准备好信号，运行和停止信号，接线进入PLC控制系统。③在操作站上位机的画面上增加集中，电源准备好，开泵，停泵，连锁投入，压力低等按钮和指示灯。④对下位机程序进行修改，使其具有以下功能：两台泵都处于自动状态，主泵集中信号到，电源准备好，键盘开启动，则主泵启动，而后自锁，主泵运行。当主泵意外停止（非手动停止）时，另外一个泵自动启动。当检测润滑油压力的三个压力开关信号出现两个以上时，未启动的油泵自动启动。⑤完成以上工作后，我们又对新增设以及改动后的部分进行打点，经试验，所有改动前后画面比较。
4改造后的应用效果
经过这次对给水泵润滑油站的改造，提高了现场反馈信号的准确度以及清晰度，便于操作人员及检修人员发现和解决问题，由上位机集中控制，方便操作人员的及时采取应急措施。在很大的程度上降低了操作人员的劳动强度，改造前每半小时都需要到现场查看油泵运行情况，改造后只需在操作站上就能准确的观察油泵的运行情况，只需每小时定点检时观察即可。两台泵互备，一台泵意外停止，自动启另一台泵，降低了水泵发生故障的可能性，确保了水泵和锅炉系统的正常运行，有力地维护了生产的稳定，为创造更高的经济效益提供了根本保证。
5结语
在对240t锅炉给水泵稀油润滑站控制系统的改造后，实现了油泵的连锁自动启停，解决了在油压底时，备用油泵不启动，而使得给水泵不能正常工作，大大减少了生产隐患的发生，相比原有的系统而言，很大程度上降低了操作人员的劳动强度；设备的运行更加稳定，备件的消耗明显降低，实现了低成本的运行，并对类似的控制系统提供了技术支持。
【摘要】科技的发展，网络技术的进步，促进了电气控制系统自动化的不断发展。
但是，电气控制系统自动化设计仍然还存在着一些问题与矛盾，进一步完善电气控制系统的自动化设计，让电气自动化控制系统可以在电力企业中发挥其最大的作用，促进电力业的现代化和科技化发展，是电气自动化控制系统设计的重要任务。
本文将对电气控制系统的设计思想和电气控制系统的整体设计思路上进行阐述。
当今时代是一个信息化的时代，信息技术也不断的发展，实现电气控制系统的自动化和智能化也是时代的需要，对电气控制系统的自动化设计必须根据电气控制系统的设计原则和专业要求，逐步开展，才能更好的实现电气控制系统的自动化，并得到广泛的应用。
对于电力企业不断的提高工作效率，实现电力企业的现代化和科学化发展具有非常重大的意义，因此，加强对电气控制系统自动化设计重要性的认识，在电力生产中发挥更重大的作用。
一、电气控制系统的自动化设计思想
一个完整的电气控制系统是需要考虑众多因素的，要做到对各个控制部分的保护工作和在紧急状况下的可以通过手动的方式来进行操作的系统，具备跳闸和合闸的手段，对电气系统的监视--控制--报警--测量，这整个的过程可以利用先进的计算机技术通过监控系统去一一完成。
因此，可以这样说，对分布的设计、集中式的设计以及可靠性、可扩展性、兼容性等方面都是在对电气控制系统自动化设计过程中所必须去充分的考虑与兼顾到的。
首先，从分布式的这个角度上来分析，模块化的思想是电气控制系统必须遵循的，根据分布式开放结构这个常用的电气控制系统自动化设计策略，必须保障开关柜上的众多控制保护功能可以很均匀的分布在各个地方，并发挥开关所本身就应该具有的控制和保护的作用，并且可以在控制和保护单元上发挥出最大的作用。
模块化的思想还有很重要的一点就是能够保证每一个单元模块上都可以均匀的分布着电器控制自动系统中所需要的所有信号，包括保护、控制以及测量等等这种信号可以指导工作，并根据光纤总线进行自动化控制的主要控制，使监控性能得到进一步的提高。
此外没在电气控制系统中，报警系统是一个不可忽视的部分。
但是，要充分的保证各个模块之间不能相互影响。
其次，从集中式这个角度上来分析，集中立柜的结构是十分的科学并且是实用的'。
在整个的电气控制系统的自动化设计中，要实现各个模块的集中化，即把这些模块都集中在专用柜中去，实现整个系统的集中化控制与保护，实现各种信号的采集以及保护柜内的数据处理工作。
对电气控制系统的自动化设计过程需要借助主控总线，实现信号的传递，然后借助于计算机系统软件，实现所接受信号的集中管理与控制，这个电气控制系统设计的过程非常明显的特点就是简单可靠，实现了对二次接线的简单化。
此外，主控室必须事先与开关柜之间的相互连接，才能够对两者就行控制，达到最终的协调通信的目的和要求。
最后，兼容性是在电气化控制系统自动化设计过程中经常遇到并且非常重要的一个问题，兼容性的分析和解决才能够保证用户的规模，并且使得功能得到扩展，那么在设计的过程中注意对串行通信接口的科学化、规范化设计，可以让客户根据实际需求做出适当的调整。
二、在电气控制系统进行自动化设计过程中应该注意的问题
电气控制系统的自动化设计目的就在于不断的提高控制系统的性能，以更好地适应需要，在对电气控制系统进行自动化设计的过程中要注意多方面的问题，主要包括以下几点：
(一)注重电子元器件的设计与选用
电子控制系统的自动化装置是由多个部分组成的，其中电子元器件是非常重要的部分之一，电子元器件的选择直接关系到电气控制系统自动化的性能，只有选择了合适的电子元器件才能使得对电器控制系统的自动化设计能够长期使用，降低其生产成本，所以在对电气控制系统的自动化设计过程中应该非常注重对电子元器件耐用性和持久性的检测。
(二)注意在电气控制系统自动化设计中电子设备外部环境的不利因素
电子设备所处的环境是很复杂的，使用情况的好坏以及寿命的长短都在很大程度上受到外部环境的影响，外部环境是电气自动化控制系统能够顺利运行的重要保障，而恶劣的环境会导致设备受到很大的破坏，就会是电气自动化控制系统不能够在电力企业中发挥出应有的作用，所以在对其进行设计的过程中，要格外的注重外部环境的影响与损害，空气湿度大等外部环境问题都会对电气控制系统产生很大的影响，这就会严重的影响电厂的效益和生产成本问题。
(三)电气控制系统的自动化设计要注重符合实际情况
设计电气自动化控制系统的目的就在于更好的适应于电力企业的需要，所以设计的初始阶段，就要足够的考虑到它的适用性，要对相应的零部件和系统软件进行符合电力企业需要的专业化检测，使设计出的控制设备能够既符合需要又能够让自动化控制系统可以发挥出更好的作用。
(四)要注重对电力自动化控制系统的散热防护工作
在对电力自动化控制系统的设计过程中，散热防护工作是十分必要的，它能够足够的保证自动化系统中每一个软件的寿命延续与功能的正常发挥，从而使这种电力自动化控制系统能够保证电力企业的利益，节约生产成本，提高企业的利润，一旦出现由于没有对电力自动化控制系统的散热与防护而导致整个系统的破坏，那么对于整个电力企业的经济利益的损坏是非常严重的。
尤其是对一些大功率的设备而言，更是要着重重视，通过安装散热器等方式，加强对设备的防护，消除电力自动化控制系统中存在着的安全隐患。
结束语
总之，科技高速发展的新时代，控制技术以及计算机技术和数字技术等高度发达的时代，实现电气控制系统的自动化与智能化也是一个不可阻挡的趋势，是提高工作效率的需要。
因此，在我国的电气控制系统仍旧存在着一些问题的今天，正视这些问题并能够根据设计的基本原则和电气控制系统的专业要求进行不断的设计与研发，并能够不断的加强与世界各地之间的交流与合作，为我国的自动化设计注入新的生机与活力，为我国的电气技术获得更大的发展与进步。
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沼气工程控制系统设计论文
在产气方面，根据工艺需求，通过上位机和下位机以及现场执行机构的联合动作，整个沼气工程自动有序工作，使沼气工程的自动化水平得到大幅度的提高，劳动强度大大降低。在沼气供气方面，以IC卡为管理核心来管理农村沼气的供气和收费，实现了合理收费和良好有序的管理。河南省滑县八里营乡伍县村集中供气工程于2012年7月投入使用，并运用了该控制系统，目前运行良好。该猪场建成了日产400m3软体沼气池工程，含1个预调节池，2个发酵池，2个储气池。所产沼气通过IC卡智能管理系统铺设管网的方式，可供全村200多农户集中使用，基本上解决了全村农户的炊事燃料问题。
1系统整体设计
1.1工艺要求
整个系统由3部分组成:第1部分产气部分，第2部分气体处理部分，第3部分供气部分。
1.2硬件的选择系统
整个硬件部分分为3层:第1层为集中控制台(上位机)，上位机选用台达5．7寸屏，在SCREENEDITOR开发环境下，开发出1套沼气工程控制监控程序，作为实时监控和发出指令的中枢。第2层为现场控制层。考虑到现场有近20个输入点和近8个输出点，4个模拟量输入。现场控制层采用西门子226作为核心控制器，扩展1个EM235模块，根据集中控制台的指令、规定的工艺要求对现场实时控制。第3层为现场传感器和执行器。传感器主要由液位计、操作按钮、现场隔离开关组成，执行器主要由接触器，执行阀等。
1.3全自动控制系统流程图
在沼气生产过程中，沼气产气过程比较复杂。夏天温度高，产气多;冬天气温低，产气量少。晴天产气量大，阴冷天气产气量少。这就需要对发酵池有一个合适的温度控制范围。传统的锅炉加热方式既浪费能源又污染环境，本工程采用沼气发电和空气源热泵联产的方式加热水，保证了发酵池温度的恒定。这样把多余的沼气充分利用起来，再加上节能效率达75%的空气源热泵产生热水，只需要少量的沼气即可维持沼气池的正常需要。由于沼气池的产气过程是一个连续的过程，产出的沼气被送到储气室，当达到储气极限而没有使用时就会出现危险。2012年就曾报道有些地方出现储气室把房顶拱榻的现象，本工程采用独特的`防爆传感器和执行机构以解决储气室的压力安全问题。沼气在使用过程中不是均衡的，而产气是连续的，当作饭时，用气量增加，压力会迅速减低，远端的沼气灶由于压力低可能打不着火。而不用气时，沼气池同样会产气，有些地方就会把沼气白白放掉，造成二次污染。为了解决这个问题，本工程采用宽压力调压控压装置。汽水分离室时间久了会集存大量的积水，要求及时放水。为了解决这个问题，本工程采用四通道自动放水控制装置和安全装置。
2结论与讨论
1)通过上位机和下位机的联合控制，实现了沼气工程的自动化管理和稳定有序工作。
2)通过宽压力调压、控压装置解决了恒压稳压远距离供气问题。
3)通过防爆传感器和执行结构解决安全放气排水问题。
4)通过沼气发电空气源热泵联产方式解决冬季产气量低问题。
