信号自动化论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇信号自动化论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

中图分类号：P335+.1文献标识码： A 文章编号：

一、自动化仪器仪表的简介

1. 自动化仪器仪表的定义

自动化仪器仪表是用于化学、物理方面的技术工具和设备，可以检出测量各种物理量、物质成分。从广义来说，仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递等功能。显微镜、望远镜能使人们扩展自己的视野，体温计能让人们测量自己的身体的温度；此外，还有一些仪器仪表如磁强计、射线计数计具有特殊功能，可以感受和测量到人的感觉器官所不能感受到的数据因子。

自动化仪器仪表又被称作信息机器，因为它的主要功能是信息形式的转换，可以将输入信号转换成输出信号。信号按时间域或频率域表达，信号的传输则可调制成连续的模拟量或断续的数字量形式。

2. 自动化仪器仪表的分类

自动化仪器仪表是多种科学技术的综合产物，有很多种类，有的按用途分类，有的按功能分类，不同的分类方法对应着不同的产品，本文主要介绍两种分类方法。

（1）按不同用途来分类

仪器仪表有各种用途，有的用在运输上，比如汽车仪表、拖拉机仪表；有的用在航空上，比如船用仪表、航空仪表；有的用在地质上，比如地质勘探测试仪器、地震测试仪器；另外随着科学技术的发展，很多仪器仪表应运而生，比如教学仪器、医疗仪器、环保仪器等。

（2）按不同功能来分类

随着我国自动化技术的成熟和各种行业的需要，产生了各种功能的仪器。比如工业自动化仪表按功能可分为检测仪表、记录仪表、计算仪表等；检测仪表按被测物理量又分为温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表等。

二、我国自动化仪器仪表行业发展的现状

自动化的内容在近10 年来随着电子信息技术和光电技术等相关学科的发展而发生了许多变化。从纵深上讲，可以涵盖从最底层的自动化感应部件、各种检测传感器、变送器、各种间接测量设备、各种执行机构等到自动回路调节器、自动控制单元、各种大中小型装置控制系统到综合优化调度与协调系统和企业综合管理信息系统等。从应用的行业性质上分，自动控制系统可以分成以流程过程控制为主的过程控制系统(如各种DCS、回路调节系统等) 和以运动和传动控制为主运动控制系统( 各种逻辑控制PLC 和传动控制系统如CNC 等，工业自动化仪器仪表主要是针对自动控制系统而言。

2002 年我国工业自动化仪表制造业共有309 个企业，实现工业总产量136.24 亿元，销售收入133.75 亿元，利润总额8.99 亿元。行业综合水平总体上达到国际八十年代水平。30%的产品实现了数字化，达到国际八十年代末期水平; 约15%的产品实现了智能化，达到国际九十年代水平。品种门类较为齐全，有一定的成套能力。可能承接60 万千瓦火电站、核电站、30 万吨合成氨、30 万吨乙烯、500 万吨炼油、10000 立方米空分、4000 立方米高炉、120 吨转炉、日产30 万立方米城市煤气站、日处理40 万吨污水、日产5000 吨水泥等大型工程的控制系统和仪表成套项目。

三、当前的仪器仪表技术存在的主要问题

仪器仪表行业技术发展虽然迅速，但较国外先进的高性能、高实用性的领先技术比起来，我们还存在着10~15年的差距，当前的仪器仪表技术还存在着一定的问题：

1、自主创新成果比例过少，应用技术不足

我国仪器仪表行业的初期是通过引进国外的先进技术，近几年，也有不少科技型企业加大了自主研发力度，但从总体上说，自主创新的成果还是非常少，并且技术的实用性欠缺。对于一些关键核心工艺加工制造技术力量非常薄弱。产生这种现象的原因是因为中外合资与先进技术引进与自主研发严重脱轨。

2、中低档产品居多，研发投入不足

我国现阶段的仪器仪表产品较国外比较，大部分都属于中低档产品，产品创新能力弱，高端精准仪器仪表数量非常少。其原因是现阶段的仪器仪表行业缺少对于高端检测、数字化精进技术人才，限于各大企业和单位的指导思想和投入规模，研发投入也不够，包括设备资金、人才培养等各方面的投入。

四、我国自动化仪器仪表的发展趋势

近年来，经济全球化的发展要求技术的全球化，计算机和智能机器的发展对仪器仪表的发展有很大的促进，我国应该在现有的技术基础上，借鉴国外的微电子技术，掌握关键技术，生产更多国有品牌，提升国际竞争力。我国自动化仪器仪表技术的发展前景广阔，与国际自动化仪器仪表的发展相比，可以分为智能化、高精度化和网络化等趋势。

1. 智能化

智能化技术是仪器仪表的一种发展趋势，与国外产品相比，国内产品在智能化方面有很多不足，我国仪器仪表在智能化方面与国外存在明显差距，因此，我国应该加大创新力度，改变创新模式，在智能化方向改革创新。自动化仪器仪表的智能化是指采用大规模集成电路技术、接口通信技术，利用嵌入式软件协调内部操作，使仪表具有智能化处理的功能。采用智能化的产品可以很好的自主调节控制，利于信号的传递，提高了工业效率，更能适应国际技术的发展。

2. 高精度化

自动化仪器仪表对技术要求很高，只有高度精密化才能提升我国产品的核心竞争力。国外很多仪器仪表产品具有高精度化的特点，我国的产品在这方面明显落后，因此提高仪器仪表的精密是大势所趋，也是应对国际激烈竞争的必然选择。当前的重点是研究和发展多维精密加工工艺，精密成型工艺，球面、非球面光学元件精密加工等工艺。

3. 网络化

在国外市场以现场总线技术为代表的数字通信网络技术得到了快速发展，但是我国自动化仪器仪表在总线技术方面还不完善，许多产品功能还不完备，核心技术的掌握也差强人意，因此，网络化是我国自动化仪器仪表的发展趋势和方向。发展网络化就要充分利用计算机数字化通信技术，完成信息的转换，构造一个庞大的信息化网络，这样信号流通顺畅，更能提高生产效率。

总结

自动化仪器仪表是很多自动化元件组成的，包括各种功能的自动、智能和微型技术工具。仪器仪表有不同的用途，对应的功能也不同，有的具有测量、显示功能，有的具有记录、报警功能。近年来随着经济的发展和科学技术的进步，微电子、计算机、网络通信等日新月异发展的新技术对自动化仪表产生了深远的影响。我国自动化仪器仪表发展历史久远，随着新技术的出现不断出现新的仪器，对我国经济的发展起了很大的促进作用，从目前来看，我国自动化仪表技术发展迅速，但与国际上比起来还是有一定的差距。自动化仪表的改进有重大的应用前景，我国应该加大资金扶持力度，转变创新方式。

【参考文献】

[1]杜天旭.谢林柏仪器仪表的发展历程及趋势[期刊论文]-重庆文理学院学报（自然科学版） 2009(4)

[2]赵群.张翔.谢素珍.李辉自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述[期刊论文]-现代制造技术与装备2008(4)

[3]唐公涛.尹升宝浅谈工业自动化仪表的发展趋势[期刊论文]-科技创业家 2011(4)

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1.工程概况

莱芜市钢城区黄庄镇，是中国黄金桃之乡，优质黄金桃种植生产基地，该项目位于黄庄镇东北部黄金桃主产区，控制灌溉总面积4000亩，项目区原无灌溉设施，经常遭受干旱威胁，严重威胁黄金桃产量和品质。近年来实施了计算机控制微灌工程项目，共建成了中心控制管理房及附属设施1处、蓄水池5座、各类灌溉管道 40km。自动控制部分安装中心控制计算机1套，在田间埋设各类控制信号模块40个、进口2英寸电磁阀40个、土壤墒情传感器4个；沿干、支管道铺设电源线、信号线、计算机网络线、电磁阀控制线8km，金属屏蔽管3km，在支管管道安装水表、压力表等量测设备，另外还配备UPS电源、避雷器等稳压和过电压保护装置。

2.计算机控制系统的工作原理及配置

2.1 自动化控制系统工作原理

计算机控制系统主要是接收土壤水分传感器采集的数据，当采集数据达到土壤含水量下限值时，控制系统发出开阀指令，控制器打开电磁阀门，按照预先设定的灌水强度和灌水量进行灌溉，本组灌溉完毕打开下一组电磁阀，同时关闭本组电磁阀，直到整个灌溉过程结束。在整个灌溉过程中，灌溉强度、灌水量均可根据不同作物品种、当时的土壤含水量进行人工设定。系统可对土壤含水量、管网压力、流量、灌水量等进行实时控制，并将灌水时间、日期、灌水总量等数据存储并可随时打印。

2.2 自动化控制系统的配置

自动控制系统由上位机和采集控制模块相结合，是目前配置较为可靠的方案。采集控制模块对于系统的扩展灵活方便。土壤水分传感器是自动控制系统的关键部件，其灵敏度和可靠性直接关系到能否适时启闭供水设备可靠灌溉。论文格式。管道上的电磁阀均按照预先分组连接到控制模块上，启闭受计算机软件控制。

2.3 系统的软、硬件设计及功能

系统软件分为上位机监控软件和采集控制模块软件两部分。上位机软件包括通讯程序、监控画面和打印程序。采集控制模块采用梯形图编写。

系统硬件设计按功能可划分为监控、控制两部分。系统监控部分由上位机和打印机组成，用来实时处理采集控制模块采集的数据并据设定值进行逻辑判断，向控制站采集控制模块发送控制命令。系统控制部分由采集控制模块、土壤水分传感器、压力流量传感器及电磁阀等组成。该部分作用是采集流量压力信号并送入上位机进行处理，同时执行上位机发送的控制命令，对电磁阀进行控制操作。

3.自动化控制系统方案设计

3.1 自动化控制系统站点布局

整个高效经济作物种植区内，控制灌溉总面积4000亩，全部采用小管出流灌溉，分布于项目区内的5座蓄水池为灌溉水源，由安置于中央控制室内的计算机分别负责控制5座水池按需供水。每种灌溉区域和每座水池都安装一套中心测控单元——测控终端。包括：采集控制模块，用来完成数据采集和控制驱动任务；传感器，完成数据测量与传输任务。测控终端通过Rs485信号网络与中心控制室内主计算机相连，自动进行数据采集、传输、指令接收和驱动控制，实现远程测控功能，从而使田间地块灌溉自动化。

3.2 自动化控制系统网络结构布局

由于本项目区周围需灌溉的农田面积较大，各测控点距中央控室距离不等，为此，控制系统采用了二级分布式网络化测控系统拓扑结构。该结构具有以下先进特点：(1)保持网络距离、测控终端的扩展、传感器和伺服机构的增加，在原有工程的基础上扩大系统规模。(2)不同种类、不同通讯协议、不同传输速率的智能终端共用网络介质，进一步提供了系统扩展的灵活性。(3)部分远程测控终端的故障或脱网维护，不影响其他部分的正常工作。

3.3 自动化控制系统布线

微灌工程中埋设了各类管线，其中有不同管径的灌溉输水管道、强电电缆线、弱电信号线等。现场弱电信号总线采用4芯1.5mm2铜芯电缆，其中2芯传输 24VDC电源，另外2芯传输RS-485网络信号。论文格式。电磁阀驱动线采用每电磁阀1．5mm2的2芯24VAC电缆。通信网络采用RS-485双绞线，通信波特率9600bps、自定义奇校验、帧协议、帧校验格式，自动切换。

4.计算机控制系统的特点

本项目系统测控选择了高性价比的测控设备，具有高可靠性、直观性、安全性等特点。系统不但支持测控对象数量、测控终端数量、软件功能、远程信息共享等方面的开放扩展性，而且对于操作人员的技术水平要求较低，技术维护工作简单易行，完全能够满足农业生产的野外工作环境要求。本项目实现了以下技术创新：(1)设计了多媒体动画界面，可对全灌区实时动态动画模拟，对灌溉作业远程实时操作。(2)根据作物品种、土壤含水量，编制科学合理的灌溉计划，避免了大水漫灌和灌水不足，为作物稳产高产奠定了基础。(3)使用了1:1隔离变压器，有效避免了雷击、过电压等强电干扰对设备的损害，延长了设备的使用寿命。(4)测控终端使用了通用采集控制模块代替了传统PLC可编程控制器，既方便了管理又降低了工程造价。

5.自动化控制系统的应用效果

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1 .热工自动化系统运行环境与形势

为保证工自动化设备和系统的安全、可靠运行，可靠的设备与控制逻辑是先决条件，正常的检修和维护是基础，有效的技术管理是保证。只有对热工自动化系统设备和检修运行维护进行全过程管理，对所有涉及热工自动化系统安全的外部设备及设备的环境和条件进行全方位监督，并确保控制系统各种故障下的处理措施切实可行，才能保证热工自动化系统的安全稳定运行。综观目前热工自动化系统运行环境，笔者认为以下问题亟待研究解决：

1.1 随着热工系统监控功能不断增强，范围迅速扩大，故障的离散性也增大，使得组成热控系统的控制逻辑，保护信号取样及配置方式，控制系统、测量和执行设备、电缆、电源、热控设备的外部环境以及为其工作的设计、安装、调试、运行、维护，检修人员的素质等等，这中间任何一环节出现问题，都会引发热工保护系统不必要的误动或机组跳闸，影响机组的经济安全运行。论文格式。如何进一步做好热工系统从设计、基建安装调试到运行维护检修的全过程质量监督与评估，提高热控设备和系统运行的安全可靠性和经济性已至关重要。

1.2 由于各种原因，热工系统设计的科学性与可靠性、控制逻辑的条件合理性和系统完善性，保护信号的取信方式和配置，保护联锁信号定值和延时时间的设置，系统的安装调试和检修维护质量，热工技术监督力度和管理水平，都还存在着不尽人意处，由此引发热工保护系统不必要的误动时有发生。而随着发电厂建设的快速发展，发电业成本的提高，发电企业面临的安全考核风险将增加和市场竞争环境将加剧。因此如何提高机组设备运行的安全性、可靠性和经济性是发电厂经营管理工作中重中这重。

1.3 热控设备的管理目前仍停留在传统的管理模式，所有设备的检修，不管运状况如何，基本采用定期检修与校验方式，其结果是大量人力做了无功（比如仪表调前合格率统计达98%甚至更高的仪表，仍按规定的周期全部进行检测校验，结果不仅浪费人力、物力，还有可能增加设备的异常）。一些单位设备采购时，因对设备质量好坏不了解和无设备选型参考依据，流入一些质量不好的产品，对机组的安全运行构成影响甚至威胁。因此如何通过对在线运行设备的质量进行分类，制定合理的仪表校验周期，是发电厂管理工作中迫切需要解决的问题。

1.4 随着企业管理向集约化经营和管理结构扁平化趋势，为提高经济效益，发电厂在多发电，提高机组利用小时的同时，通常通过减少生产人员的配备，以提高劳动生产率。此外发电企业密切与外包检修企业之间的联系，专业检修队伍取替本厂检修队伍的配置将是发展趋势。在这种情况下，如何监督、评价、验收一台机组热工自动化系统检修、维护、运行的质量，热工缺少一个系统的、可付绪操作的评估标准。

2、建立维修、管理一体化的监督信息平台

2.1 实现远程监控和动态监督

随着发电厂行业的飞速发展，各集团公司的机组数量和容量不断增加且分布全国各地，就目前状况要做到实时有效地生产管理难度大。 同样作为技术监督服务范围的快速增加，专家型技术人员相对短缺，服务效率与客户要求的差距增大。

解决的办法，是加快实施远程监视系统，通过办公电脑，主管部门可以对发电厂机组的运行状况进行实时监视，对生产运营情况进行决策；发电厂可进行实时动态监督、远程技术支持、服务和故障事故原因分析查找，从而提高服务质量和服务效率。

2.2 实现监督程序化

基于实时参数的设备管理系统软件，目前国外引入的已不新鲜，但价格昂贵且有些水土不服之疑。

建立发电厂设备检修运行维修管理一体化的热工监督信息平台，通过与SIS系统接口，将DCS控制系统界面以标准化格式引入平台，对热工在线运行参数综合分析判断，将同参数间显示偏差、倒挂，不符运行实际的参数点等及时自动生成报表，发出处理请求，生成缺陷处理单，并对处理响应速度和结果进行跟踪统计，使检修校验工作有的放矢。论文格式。

对自动调节参数的品质进行判断，分别统计出稳态和动态时设定点偏离值（值大小和频次）和越限值（时间和频次），进行时间段内调节阀门特性、静态和动态调节品质，阀门切换等曲线和指标的自动生成。对运行中出现的越限报警信号进行归类、智能分析（滤出不需要的报警，频繁出现的报警，速率动作报警），为提高运行人员的预控能力发挥作用。论文格式。

实现热工参数考核指标，如自动利用率、DAS投入率，保护投入率、测量系统抽查合格率、超温统计的自动生成。此外可将维修工作流中的日常消缺、点检、计划检修工作以及维修外包等，均在平台下进行定点、定标、定期、定项、定人、定法、检查环境条件、记录、处理和报告等进行信息化。

2.3 推动培训工作的健康开展

随着技术发展和新建机组增加，新老电厂都面临人员技术素质跟不上需求的局面。加强技术培训、实现远程或网上技术教育，提高热工人员技术素质，是做好热工监督工作的基础。因此为推动培训工作健康开展，建议行业组编系列培训教材，建立岗位证书制度，指导发电厂企业人员培训工作的进行；通过网络定期技术水平测试试卷，促进各单位技术培训工作的深入；开展行业技术操作比武竞赛，调动热工专业人员自觉学习和一专多能的积极性。提高专业人员积极主动的工作责任性、科学严谨的工作态度、功底扎实的专业和管理技能。

3.结束语

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近年来，随着电网运行水平的提高，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况，提高变电站的可控性，进而要求更多地采用远方集中控制、操作、反事故措施等，即采用无人值班的管理模式，以提高劳动生产率，减少人为误操作的可能，提高运行的可靠性。基于上述原因，变电站自动化由“热门话题”已转向了实用化阶段，电力行业各有关部门把变电站自动化做为一项新技术革新手段应用于电力系统运行中来，各大专业厂家亦把变电站自动化系统的开发做为重点开发项目，不断地完善和改进相应地推出各具特色的变电站综合自动化系统，以满足电力系统中的要求。

变电站综合自动化系统应能实现的功能

1．微机保护。是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。

2．数据采集。包括状态数据，模拟数据和脉冲数据。

3．事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳台记录。其SOE分辨率一般在1～10ms之间，以满足不同电压等级对SOE的要求。

变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。

4．控制和操作闭锁。操作人员可通过CRT屏幕对断路器、隔离开关、变压器分接头、电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。

5．周期检测和同期合闸。该功能可以分为手动和自动两种方式实现。可选择独立的同期设备实现，也可以由微机保护软件模块实现。

6．电压和无功的就地控制。无功和电压控制一般采用调整变压器分接头，投切电容器组，电抗器组，同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动，人工操作可就地控制或远方控制。无功控制可由专门的无功控制设备实现，也可由监控系统根据保护装置测量的电压，无功和变压器抽头信号通过专用软件实现。

7．数据处理和记录。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据。

8．人机联系。

9．系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能，自诊断信息也象被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。

10．与远方控制中心的通信。本功能在常规远动‘四遥’的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。

根据现场的要求，系统应具有通信通道的备用及切换功能，保证通信的可靠性，同时应具备同多个调度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MO-DEM应相互独立。保护和故障录波信息可采用独立的通信与调度中心连接，通信规约应适应调度中心的要求，符合国标及IEC标准。

变电站综合自动化系统应具有同调度中心对时，统一时钟的功能，还应具有当地运行维护功能。

11．防火、保安系统。从设计原则而言，无人值班变电站应具有防火、保安措施。

几个问题的认识及探讨

1．变电站自动化的基本概念。变电站自动化是指应用自动控制技术、信息处理和传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。变电站自动化的范畴包括综合自动化技术；变电站综合自动化是指将二次设备(包括控制、保护、测量、信号、自动装置和远动装置)利用微机技术经过功能的重新组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统，它是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的综合应用。博士论文，变电站。其具有以下特征：

(1)功能综合化。是按变电站自动化系统的运行要求，将二次系统的功能综合考虑，在整个的系统设计方案指导下，进行优化组合设计，以达到协调一致的继电保护及监控系统。博士论文，变电站。博士论文，变电站。“综合”(INTEGRATED)并非指将变电站所要求的功能以“拼凑”的方式组合，而是指在满足基本要求的基础上，达到整个系统性能指标的最优化。博士论文，变电站。

(2)系统构成的数字化及模块化。博士论文，变电站。保护、控制、测量装置的数字化(即采用微机实现，并具有数字化通信能力)，利于把各功能模块通过通信网络连接起来，便于接口功能模块的扩充及信息的共享。

(3)操作监视屏幕化。当变电站有人值班时，人机联系在当地监控系统的后台机(或主机)上进行，当变电站无人值班时，人机联系功能在远方的调度中心或操作控制中心的主机或工作站上进行，不管那种方式，操作维护人员面对的都是CRT屏幕，操作的工具都是键盘或鼠标。

(4)运行管理智能化。体现在无人值班、人机对话及操作的屏幕化、制表、打印、越限监视和系统信息管理、建立实时数据库和历史数据库、开关操作及防误操作闭销等方面，能够减轻工作人员的劳动及人无法做到的工作。

2．变电站综合自动化站内通信网络的建立。变电站内传送或交换的基本信息有：测量及状态信息；操作信息；参数信息。根据信息传送的性能要求，大致可分两类考虑，一类要求实时响应较高的信息，如事故的检出、告警、事件顺序记录和用于保护动作的信息，要求传送速度较高；另一类是对时间响应要求不高的信息，如用于录波、记录及故障分析的信息，可允许较长的传送时间。对于不同的数据亦有不同的安全性要求，站内通信网联系站内各个智能单元、后台监控及远方通信装置，是整个系统的关键。

3．实际工程设计的考虑。为了使实际工程工作可靠，维护方便，扩展灵活，易于用户操作和管理，在系统不同的层次，需解决不同的问题。

(1)前置智能单元。前置智能单元是系统的基层，执行系统最基本的功能，如保护、测量、控制等。我们希望这些基层模块尽量不受网络状态的影响，特别是继电保护装置，要求在无网络的状态下能完成保护的基本功能，因此在设计基层装置时，尽量采用自成—体的办法。

为了提高基层功能模块的质量，尽量采用通用化的模块，因此硬件平台的模块化设计，在基层尤为重要。本着这种思想设计出有限品种的模块，拼装成不同的功能装置，这对模块设计成本的降低、生产的组织等均具有好处。

在实际应用中，为了减少基层模块软件对工程的依赖性(即工程有关部分的软件)，一种办法将与工程有关的软件改成系统配置文件存于可擦写的存储器内，另一种办法是将与工程有关的(例如通信规约)软件用一个独立的模块来实现。

(2)网络通信层。为了保证网络层的完好，应该注意对网络层的监视，这可以从后台和前置两个层次来实现，在硬件条件比较好的地方，可以采取两个独立通讯网络工作，或同时工作，或者互为备用。博士论文，变电站。

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0.引言

钢铁市场的竞争日益激烈，冶金企业面临巨大的机遇和挑战，各企业大显神通弥补不足，提高效益。其中冶金企业现行的铁路运输管理模式已不能满足生产要求，为了提高生产的可靠性、安全性、高效性，在对目前铁路运输管理系统运作模式、职能划分以及基层作业详细调查研究的基础上开发了铁路运输综合自动化管理信息系统。该系统建成以后可以大大地提高铁路运输管理的现代化水平和工作效率，将为公司领导的决策提供真实可靠、全面快捷的信息，生产作业更加流畅。

1.系统总体构成

铁路运输综合自动化管理信息系统涉及铁路运输的各个方面，能及时、准确地为各运输调度指挥管理部门提供现代化的调度指挥管理手段及平台。该系统由生产指挥控制中心网、运输部中心网及车站设备构成。

2.职能管理部门的系统划分

针对宣化钢铁公司具体情况，运输部中心主要负责协调各作业区之间的运输调度和管理，并协同路局准确统计路局车辆在工厂作业区、成品作业区、西车务作业区以及炼铁作业区发生的交接、调入、待卸、卸车、空停待装、装车、交出等八个主要业务活动和解冻、维修两个辅助业务活动的滞留时间及业务活动的时间间隔;准确统计路局车、自备车装/卸运量、停时以及班组运量、停时、运送时间;实现在厂车总数、车种、品名、交接时间，各作业区路局车总数、车种、品名、交接时间、站场股道占用情况，当日内到达、发出车数、车种、品名、收货单位、发货单位的查询;通过网络查询车辆挂钩计划的编制和执行情况、股道详细信息及车辆详细信息;还可通过调度监督系统掌握厂内铁路全线列车的运行情况。论文参考网。

生产指挥中心主要负责下达月、周、日的运输计划，实现运输的应急管理，协调运输调度指挥，实时掌握厂内车的位置和状态，查询和统计各种运输调度信息。

车站设备主要完成各种作业基础信息的录入，调度计划的输入、发送，调度监督、微机联锁、机车信号信息的采集等功能。论文参考网。

3.系统功能简介

3.1货车实时跟踪管理系统

该系统利用计算机及其网络通信技术，以车站为基础信息源点，收集、处理和交换车流信息，由计算机网络向各级车号、调度提供日常计划和调度指挥所需的各种货车资料。一方面提高各岗位生产人员的工作效率，另一方面使运输组织人员能及时准确地掌握车流和货流，组织有计划装车、卸车和排空车，从而保证均衡运输和良性循环，提高运输生产的能力和效益。通过该系统可实现对整个运输系统中的机车、车辆、原料和产品的位置及状态的实时跟踪和管理，同时自动生成各级查询和统计报表，为各级调度人员和运输部领导进行生产指挥提供实时准确的数据。

3.2运输调度管理信息系统

运输调度管理信息子系统是提高运输效率、实现厂内铁路运输自动化指挥、集中管理、集中监视、集中控制的必不可少的系统。通过该系统可直接指挥行车，实时掌握列车运行状况、信号设备显示状态，完成运输计划的编制、调整及调度命令的生成和下达等功能，并进行信息汇总、处理;可对列车的运行进行实时监视并具有历史查询功能;还可为调度指挥管理人员提供管辖范围内信号设备状态及列车运行状况。

3.3调度命令无线传送系统

一般情况下，调度作业指令的传输是通过调度手写调度计划，再用人工的方式将调车计划单交给调车人员和机车上的司机。这种方式严重限制了机车的作业范围、导致了机车作业的不连续性，降低了机车的作业效率，给生产运输带来了极大的不变。为此我们可以安装使用调车计划无线传输系统，即在各站设立调度命令无线传送控制中心，并在每台机车上加装机车信息台，地面控制中心接收铁路货物车辆实时跟踪管理信息系统的调度作业指令，通过无线方式发送到机车信息台上，机车信息台通过液晶显示器显示调度作业计划单并通过打印机打印出来，作为机车作业的依据，同时机车信息台还将机车的作业完成情况及时反馈给地面控制中心和铁路货物车辆实时跟踪管理信息系统。这种方式可以大大提高机车的作业效率。

该系统由中心局域网和基层网两层网络组成。其中基层网由微机监测系统构成，是面向用户的开放性设计的系统，使安装、调试、使用、维护更加方便、简捷。

3.4智能计算机联锁系统

我们现在正在使用智能型计算机联锁系统，它是模块化系统，采用了双机热备的冗余结构以保证其具有很高的可靠性和可用性，实践证明该设备安全、可靠、实用。该系统具备有进路的选排、锁闭、解锁以及信号操作、道岔操作、特殊操作等联锁功能。操作和显示均通过电气联锁上位机实现，同时可根据需要，给车站值班员配置若干台监视器，以达到安全行车的重要目的。

4.结束语

铁路运输综合自动化管理信息系统是为了适应铁路运输发展需要而开发的，完全实现了运输管理的自动化。论文参考网。如果完全投入使用，将会彻底改变了传统落后的管理模式，取得了良好的经济效益，该系统对于我公司的铁路运输管理将有极大的使用价值，将给我们带来巨大的效益。目前，我们虽然只使用了部分的无线传送系统和计算机联锁系统，但是运输效率却取得了质的飞跃。相信未来，我们的无线平调系统将更加完善，铁路物流将更加顺畅。

参考文献

[1]平调无线调车系统.

[2]微机联锁系统技术.

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中图分类号：TM76 文章编号：1674-3520（2014）-11-00-02

前言

传统变电站监控系统元件多、接线复杂，可靠性低，保护继电器主要是电磁式的，反应速度慢、精度低，特别是由于这些元件都不带有记忆功能，不能对历史事件进行有效的记录，影响事后分析故障及故障的处理时间，所以不能满足日益发展的电力系统的要求。当前，计算机技术、通信技术迅速发展，各类计算机控制技术在工业上的应用日臻完善，微机化在变电站综合自动化系统的应用已经成为发展的主要方向。

变电站综合自动化系统主要特点

变电站综合自动化系统建立在数据通信技术、计算机技术、软件技术的基础上，是一种集测量、控制、保护及远动等功能为一体的微机控制系统。变电站综合自动化系统主要是由多个微机保护单元，测量控制单元，通讯网络，后台管理机，打印机等组成，接线简单，系统可靠，适应了现代生产发展和能源管理的要求。主要有以下特点：

结构微机化：系统的的主要元件用可编程逻辑控件代替分立元件，实现了硬件软化，软件硬化，所有功能都是通过软件来实现，实现了将数据采集、数据传输、远方控制、微机保护等环节能够并列运行，运行参数、操作记录、历史记录等均可通过打印机输出。通过网络连接，实时的将数据上传到电力调度。

功能综合化：微机保护单元具有完善的测量、控制、保护功能，综合自动化系统就是利用了微机保护单元的完善功能，根据用户需要配置独立的微机保护单元，通过通讯网络将微机保护单元和后台管理机按照一定的结构形式连接起来。它可以保护除交直流电源以外的全部二次设备，微机保护代替了以继电器为主的模拟保护，监控装置（后台管理机）综合了仪表屏、操作屏、模拟屏、远动、中央信号系统和光字牌等功能，接线简单。

运行管理智能化：一般微机保护单元都有实时在线自诊断功能，可以在微机保护单元的面板上显示故障发生的时间和故障类型，保护单元通过网络将自诊断结果送到后台管理机，这样使得运行人员可以随时掌握保护单元的运行状态。由于保护单元在抗干扰方面采取了一定的措施。使得其抗干扰能力强，提高了保护的高可靠性。

操作监视屏幕化：系统将所有的操作和监视功能，通过后台管理机来实现。操作人员通过显示器全方位监视变电站运行方式和运行参数，屏幕数据取代了常规方式下的指针仪表，实时接线画面取代了模拟屏，远程遥控开关的分合闸。软件程序取代五防闭锁装置，提高了操作的可靠性，减少了人为误操作。

变电站综合自动化系统各个子系统及其基本功能

SCADA监控子系统

SCADA系统完成对各模拟量、状态量和脉冲量的采集和处理，并将处理结果以图形、表格等形式进行显示。其功能包括数据采集;事件顺序记录SOE;数据处理与记录;故障记录、故障录波和故障测距;人机联系等。

数据采集：变电站采集的典型模拟量有：进线电压、电流和功率值，各段母线的电压、电流，各馈电回路的电流及功率值。此外还有变压器的油温、直流电源电压等。变电站内采集的状态量数据主要有：变电站内各高压断路器和高压隔离开关的位置状态;变电站内一次设备运行状态及报警信号，变压器分接位置信号，无功补偿电容器的投切开关位置状态等。这些信号大部分采用光电隔离方式的开关中断输入或周期性扫描采样获得。脉冲量是指脉冲电度表输出的脉冲信号表示的电度表。

事件顺序记录SOE：变电站内各种事件信息的顺序记忆并登陆存档，如变电站内各开关的正常操作次数，发生时间;变电站内运行参数和设备的越限报警及记录，包括变电站内开关的正常变位报警，设备及运行参数的越限报警，系统保护装置的动作报警等。

数据处理与记录：数据处理的主要内容包括电力部门和用户内部生产调度所要求的数据。变电站运行参数的统计、分析与计算包括变电站进线及各馈电回路的电压和电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、无功电量的统计计算;日负荷、月负荷的最大值、最小值、平均值的统计分析及各类负荷报表的生成和负荷曲线的绘制等。

故障记录、故障录波和故障测距：设备或线路发生故障时，系统自动记录继电保护装置和各种装置动作的类型、时间、内容等，并提供事故追忆。

人机联系功能：屏幕显示是变电站综合自动化系统进行人机联系的重要手段之一。通过屏幕显示，可以使值班人员随时、全面地了解变电站的运行情况，屏幕显示的内容可以包括一次主接线，实时运行参数，变电站内一次设备的运行状况等;键盘输入数据如运行操作人员的代码及密码，运行操作人员密码的更改，保护类型的选择及定值的更改，报警的界限、设置与退出手动/自动设置等;人机联系是变电站综合自动化系统不可缺少的互补措施，为了防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在设计上保留人工直接跳合闸手段和CRT屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操作口令和监护口令才有权进行操作控制。

微机保护子系统

微机保护是综合自动化系统的关键环节。微机保护包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护，具体有：高压输电线路的主保护和后备保护，变压器的主保护和后备保护，无功补偿电容器组的保护，母线保护，配电线路的保护，备用电源的自动投入装置和自动重合闸装置等。作为综合自动化重要环节的微机保护应具有以下功能：

故障记录，故障自诊断、自闭锁、自恢复，并具备断电保持功能。

存储多套整定值，并能显示及当地修改整定值。

实时显示保护主要状态及统一时钟对时功能（功能投入情况及输入量值等）。

与监控系统通信功能，根据监控系统命令发送故障信息，保护装置动作信息，保护装置动作值以及自诊断信息;接受监控系统选择保护类型及修改保护整定值的命令等，与监控系统通信应采用标准规约。

安全自动控制系统

为了保障电网的安全可靠经济运行和提高电能质量，变电站综合自动化系统中根据不同情况设置有相应安全自动控制子系统，主要包括以下功能：电压无功综合控制，低频减载，备用电源自投，小电流接地选线，故障录波和测距，同期操作，声音图像远程监控。

通信管理子系统

通信功能包括站内现场级间的通信和变电站自动化系统与上级调度的通信两部分。通信子系统应使用标准的通信规约。

综合自动化系统的现场级通信。综合自动化系统的现场级通信，主要解决自动化系统内部各子系统与监控主机及各子系统间的数据通信和信息交换问题，通信范围是变电站内部。

综合自动化系统与上级调度通信。综合自动化系统兼有RTU的全部功能，能够将所采集的模拟量和开关状态信息，以及事件顺序记录等传至调度端，同时能接受调度端下达的各种操作、控制、修改定值等命令。

通信技术是变电站综合自动化的实现必需条件，有了通信技术才使得变电站的遥控、遥调、遥测、遥信功能得以实现，它是系统远动的必需纽带。

结束语

结论：变电站综合自动化系统能够提高供电质量，提高电压合格率;提高变电站的安全可靠运行水平;提高电力系统的运行，管理水平;缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资，减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效的目的。但是，变电站综合自动化系统依然需要大量的二次保护控制电缆，以及耗费不少的有色金属，同时，自动化的实现需要成熟的计算机技术、通信技术、软件技术的支持，这就必然要求系统具有强抗干扰能力和防病毒入侵能力以防止整个系统瘫痪。

建议：由于县级供电局的历史原因，员工技术业务水平有待提高，同时，变电站基本实现了变电站综合自动化系统的技术改造，为更好的维护管理好变电站，做好电力供应。因此，向员工普及培训变电站综合自动化系统知识是必要。

参考文献：

[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理【M】.北京：中国电力出版社，2004.

[2]王显平，田勇.变电站综合自动化系统及其应用.电力建设，2003.

[3]史素华.无人值班变电站综合自动化系统研究.北京：华北电力大学（北京）硕士论文，2007.

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中图分类号： F406 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

智能技术理论是开发、研究如何延伸、模拟人的智能的理论。作为新兴的计算机科学的一个分支,人工智能技术解释了智能的实质,并在此基础上生产出一种与人类智能有相类似反应的智能机器。人工智能的研究主要包括:图像识别、语言识别、机器人、专家系统和自然语言处理等系统。电气工程主要是研究和电气工程有关的自动控制、系统运行、信息处理、电子电气技术、研制开发、信息处理和计算机与电子应用等领域。

二、人工智能控制器的优点

人工智能相对而言具有十分明显的优点，但是，需要针对人工智能控制的不同类型而进行分析探讨。比如，一些人工的智能器，例如模糊神经，遗传算法等总体而言，都是一种类型，属于非线形类型的函数近似器，在实际操作过程中，通过使用这样一种分类，对于总体的了解和加深对总体的认识是十分有利的，同时也有助于促进对一些控制策略的综合开发和利用。相对而言，上面所讲述的一些人工智能的函数类型近似器相对于传统的函数估计器而言，具有其独特的优势，主要表现在，在现实中很多的情况下，想要比较精确的掌握好控制对象的一些动态方程式一件很困难的事情，其过程也很复杂，在这种情况下，当控制器在对一些实际要控制对象的模型时候，会产生很多的不确定因素，这便很大程度的让设计过程中变得更为复杂，比如遇到非线性，参数的变化等，这些都是一些比较难以掌握的数据，而人工智能控制器在进行这些设计时候，一般都不需要这些控制对象的模型，只是依据这些控制对象的下降时间和响应的时间差异，人工智能控制器就能够适当的调整自身的性能。

三、电气自动化智能控制系统在电气工程中的设计理念

1.利用集中监控式设计理念。在电气自动化工程中，使用集中化的监控途径具有比较大的优势，主要表现在，首先是其维护和运行起来比较简单，其次，是受到控制站的要求相对较低，同时，相对而言，在进行系统设计时候，要相对简单一些。利用这种方式时候，很大程度上实现了集中化，将系统各个分项的功能都放到一个处理器上进行运行处理，虽然相对而言要集中了很多，但是也一定程度上加重了处理器的负担，处理器的运行速度也一定程度上会受到影响。通过笔者多年的相关工作经验了解到，当一些电气设备从运行进入到监控状态时候，伴随着监控对象的逐渐增加，我们发现，主机的冗余将会逐渐下降，电缆的数量也随之不断增加，这就一定程度的使得投资的成本也随之增加了。在此过程中，一些长距离的电缆也使得系统的可靠性受到了影响。由于隔离闸刀上面的一些操作闭锁以及一些断路器的联锁一般而言都是采取的是硬接线，同时，很多情况下，隔离闸刀上面的辅助接点有时候难以到位，当这种情况发生时候，电气工程中的很多电气设备都将会无法操作。相比而言，这种二次接线的方式是比较麻烦的，很容易发生一些操作失误，因此，集中式的监控方式在电气工程中应用时相对比较广泛的。

2. 利用远程监控式设计理念在电气工程中的应用

相对而言，远程的监控方式在整个电气自动化工程中具有比较大的优势，主要体现在，它可以节省大量电缆的增加数，同时，还能够一定程度上节约很多的安装费用，也能够节约很多的材料成本，这只是其在成本和费用上的优势，其次，相比而言，这种方式还是拥有着组态灵活的强大优势，有着十分高的可靠性，因此，受到了比较广泛的应用，但是，这种方式也存在着其局限性，主要表现在，电气工程中，各种施工的现场总线的通讯速度相对而言是比较缓慢的，加强一些电气工程中通讯量很大，因此，远程的监控方式一般而言都比较广泛的运用于电气工程中一些相对而言较小的系统监控，而一些面对全长的电气自动化系统监控则不太适合使用这种方式。

3.利用现场总线监控式设计理念在电气工程中的应用

现场总线监控可以使系统设计有针对性，对于不同的间隔采用不同的功能，这样就可以根据间隔的情况来设计。采用这种监控方式除了这些优点外还具有远程监控方式的优点，同时还可以在隔离设备、模拟量、端子柜等等方面上也有少量的减少，而且电气智能设备是就地安装的，与监控系统是通过通讯设备连接的，可以节省了电缆的大量运用，还节约了过多的投资和安装维护上的工作量，进而减少了成本。

四、智能化技术在电气工程自动化中的应用探讨

1.电气工程中电网调度的自动化

将电气自动化技术应用在电气工程中有着很重要的作用，主要就是能过实现实时评估电力系统的运行状态，并根据所积累的数据来对电力负荷进行预测，故而在此基础上将发电控制和经济调度实现自动化，但是这样的一个要求只有在省级以上的电网才给予要求。电力系统在运行的过程中要实现实时的进行数据上的采集和处理，并根据数据进行监控，且在数据支持的情况下对电网的运行状态和安全进行掌握，使其能够很好的适应现代电力市场的运营需求。

2. 电气工程中发电厂分散测控系统

电气工程中发电厂分散测控系统在实际的应用过程中一般采用的是分层分布的结构，其组成是由以太网、远行人员工作站、过程控制单元以及高速数据通讯网等等方面。而这里说的远程控制单元就是由只能做输入和输出的模件与可冗余配置上的主控模件一起共同组合而成，且主控模件又是通过冗余智能上的输入与输出和总线上的输入与输出来进行通讯的。其中过程控制单元是可以直接用于生产运行过程中的，并且直接接受热电偶、热电阻、开关量和现场变送器等等设备上的信号，还可以再运算完成以后在对设备的运行状态和参数来进行实时的打印、显示和信号的输出，以此来直接驱动其执行机构，最终实现电气自动化在电气工程中的生产运行过程的联锁保护、控制和检测等方面的功能。

3.电气工程中变电站的自动化

电气工程中的变电站应用的是自动化技术，其主要的目的在于取代人工操作、人工监视和电话通讯，并根据相应的情况来加强对变电站的监控能力，并且还可以实现在变电站上运行的水平和效率都有所提高。这也就是说，变电站中应用自动化技术就是为了全方位的，多层次的来监视变电站各种电气设备的运行状况，完成有效地控制。该自动化的特点有：以全微机化的设备来代替以前使用的电磁装置，并实现计算机屏幕化操作上的监视，在数据传输过程中实现自动化运行的管理和统计记录，是利用计算机电缆来代替电力信号的电缆来实现的。

五、结束语

智能化技术是先进科学技术成果的结合体，对电气工程自动化的控制具有十分重要的意义，在电气工程施工过程中，要加大对智能化技术的应用和推广，如此，可以更好的促进我国电气工程的快速健康发展。

参考文献：

[1]-杨刚，杨仁刚，郭喜庆 嵌入式以太网在变电站自动化系统智能化电气设备上的实现[期刊论文] 《电力系统自动化》 ISTIC EI PKU -2004年3期

[2]陈新岗，张莲，刘伟， 电气工程及其自动化专业人才培养计划的探索 [会议论文] 2007 - 第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会

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引言

MATLAB是MATrixLABorotory(矩阵实验室)的缩写。MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，它在数值计算、符号计算、绘图功能以及图形化编程等方面有着非常强大的功能。同时MATLAB具有丰富的工具箱，包括符号数学工具箱、SIMULINK仿真工具箱、控制系统工具箱、信号处理工具箱、图象处理工具箱、通讯工具箱、系统辨识工具箱、神经元网络工具箱、金融工具箱等数十种，使其在工业研究与开发，数学、电子学、控制理论和物理学、经济学、化学和生物学等学科的教学与研究中得到广泛应用。MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的欢迎，自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，历经二十多年的发展与竞争，现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境。在欧美各高等院校，MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，成为大学生、硕士生、以及博士生必须掌握的基本技能。

目前，国内大学的理工科专业都将MATLAB作为专业基础课程，那么如何能够让学生在本课程的学习中提高兴趣，掌握相关知识为后续课程搭建好学习和实验研究的平台就成为了本课程教学中的一个重要问题。本文结合作者MATLAB课程多年的教学经验，对该课程的教学做以下探讨。

1、掌握MATLAB语言的特点矩阵，把握细节教学

MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，是基于矩阵运算的处理工具，所有的变量都被看作矩阵，例如 C = A + B，A，B，C都是矩阵，是矩阵的加运算，即使一个常数，Y=10，MATLAB也看做是一个1′1的矩阵。对于矩阵的学习，关键是掌握矩阵元素的标识并灵活运用。在教学中，我们可以通过下面的矩阵使学生对矩阵的标识进行掌握中国知网论文数据库。

（1）

掌握矩阵元素的基本标识之后，对于应用和提取矩阵中的元素，通过以下表格并演示运行结果来掌握。

举例，如对于

A(:, 4)=

表1 矩阵元素寻访

 

标识

使用说明

A(m, n)

提取第m行，第n列元素

A(:, n)

提取第n列元素

A(m, :)

提取第m行元素

A(m1:m2, n1:n2)

提取第m1行到第m2行和第n1列到第n2列的所有元素

A(m:end, n)

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章村矿洗煤厂洗选工艺为高变质无烟煤重介洗选，具有煤质硬度高、密度大的特点，设备检修维护量递增，而人员逐年缩减，对洗煤厂的自动化技术要求越来越高，在该厂中自动化控制系统中保护装置的可靠性直接影响工艺生产系统运行的安全性[1]。

1 煤泥搅拌桶自动液位控制

煤泥搅拌桶是压滤机入料缓冲容器，随着压滤机工作循环的进行，煤泥桶内液位也在时刻发生变化，此岗位需要岗位工时刻关注搅拌桶的液位变化。结合现场实际，我们利用液位自动化控制可同时实现监测液位及自动控制底流泵开停的功能。电气原理图如下所示：

图中 KA1 KA2中间继电器

SB1 底流泵启动按钮 SB2底流泵停止按钮

工作原理：在煤泥搅拌桶直桶段上安装上压力变送器，变送器将液位转化为电流信号传送至数显仪表，不同电流对应的液位的上下限值设为显示仪表的上下限为触发动作值，从而控制底流泵的开停，使液位始终保持最佳的液位。

2 溜槽防堵装置

洗煤厂设备脱介筛、胶带输送机溜槽因杂物影响极易发生堵塞，灵活利用限位开关自行改造溜槽防堵装置，溜槽堵塞检测器安装在溜槽不受物料冲击的侧壁上，当溜槽内形成堵塞时，检测器将发出报警、停机信号，防止由物料堵塞溜槽而造成的恶性事故。

信号电源AC220V；LS――磁性开关；KZ――中间断电器。

原理：本装置采用门式结构，限位开关弹簧复位，安装在溜槽侧壁。当物料在溜槽中造成堵塞时堆积的物料必定给溜槽侧壁一个压力，从而将本装置的活动门向外推移[2]。当活动门偏转角度大于受控角度时，其限位开关LS动作，中间继电器动作常闭点断开，PLC控制回路断开，通过PLC内部梯形程序来控制生产工艺系统中相关联的设备停机，并同时在控制室计算机模拟屏上显示故障信息，提醒操作人员及时处理故障，堵塞故障排除后，活动门自动复位，方可重新开机。

3 物料探测装置

洗煤厂设有原煤缓冲仓、精煤及矸石仓，原始监测方法垂绳丈量，精确度低，劳动强度大。由于某种原因因仓满造成设备停机事故，为了避免以上现象发生，安装超声波料位计对原煤、产品仓及矸石仓的煤位信号进行实时监测，我厂先用的是超声波 VEGASON 仪表，测量范围可达 70米。适用于测量黏度大、腐蚀性或磨蚀性强的介质，安装方式为法兰式安装，传感器价格低，由于采用两线制技术，安装和布线的耗费大大减少，参数设定和仪表使用非常简便。

工作原理：压电陶瓷制成的高功率的测量探头发射聚焦的超声波脉冲，脉冲波束被介质表面反射回来，电子部件分析反射回来的波束的运行时间和信号形态可以给出精确的物位值。

超声波料位计输出的是4-20ma电流信号，转化为相应的煤位信号，并将采集信号进入PLC，上位机界面可实时监测煤仓显示数值，密控员可根据此值增减给煤量，优化调控洗选流程。

4 结语

通过几种自动化保护装置在章村矿洗煤厂的使用，大大提高了自动化水平，为解决人员短缺提供可靠保障，优化生产流程协调控制，同时在安全生产中降低了事故率，提高运行效率，保证洗煤厂安全高效生产，对提高经济效益显著。

参考文献：

[1]杨小权.几种自动化保护装置在大柳塔洗煤厂的应用[J].煤炭工程，2004（5）.

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一、概述

电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。

二、系统结构

目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构：

（一）分布式系统结构

按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。

（二）集中式系统结构

集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：

前置管理机任务繁重、引线多，降低了整个系统的可靠性，若前置机故障，将失去当地及远方的所有信息及功能。

软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。

组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。

（三）分层分布式结构

按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元）的二层式分布控制系统结构。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。

这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点：

可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将“危险”分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。

可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。

三、常见通讯方式

目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网出现之前，无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求，但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘，以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有：

双以太网、双监控机模式，主要是用于220-500kV变，在实现上可以是双控机+双服务器方式，支撑光/电以太网；单以太网，双/单监控机模式；双LON网，双监控机模式；单LON网，双/单监控机模式。

四、变电站自动化系统应能实现的功能

微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能：故障记录；存储多套定值；显示和当地修改定值；与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。通信应采用标准规约。

数据采集及处理功能：包括状态数据，模拟数据和脉冲数据

状态量采集。状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。馈线电流，电压和有功、无功功率值。

事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。

变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。

控制和操作功能。操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。

防误闭锁功能。系统的自诊断功能

系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。

数据处理和记录。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：

断路器动作次数；断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；控制操作及修改整定值的记录。

根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。

人机联系系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能，自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。