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時(shí)間：2023-02-28 16:00:19
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一、電工技師論文的作用及分類
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)問題時(shí)，表達(dá)其工作或研究過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。技師專業(yè)論文是社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)的產(chǎn)物，是撰寫者在長(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，撰寫技師專業(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。
按電類技師本身的內(nèi)容和性質(zhì)不同，一般電類技師論文分為：專題型、論辯型、綜述型和綜合型。按電類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、技術(shù)革新類、新產(chǎn)品開發(fā)類和四新技術(shù)推廣類。
二、電工技師論文撰寫的要求
撰寫電工技師專業(yè)論文，既是一個(gè)艱苦的思考、探究和再學(xué)習(xí)的過程，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。電工技師專業(yè)論文要求作者所提出的觀點(diǎn)、見解確實(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。撰寫技師專業(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)問題的爭(zhēng)論引入政治觀點(diǎn)。同時(shí)，在撰寫技師論文時(shí)，要注意按照撰寫格式進(jìn)行撰寫，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，提出問題，確定寫作的基本方向。
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)中的老問題或疑難問題的課題。
(3)可行實(shí)用?？尚袑?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，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)的問題最有發(fā)言權(quán)。如果敏銳地抓住問題的關(guān)鍵處，加以研究，就能形成應(yīng)用性極強(qiáng)的專業(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)床的電氣控制問題、變頻技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用問題及電梯的技術(shù)改造和維修技術(shù)問題等。有些問題看似簡(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。電梯控制線路的安裝與維修；無(wú)塔供水系統(tǒng)控制線路的安裝與維修等。
總之，加強(qiáng)對(duì)電工技師畢業(yè)論文的指導(dǎo)，可使他們通過論文的寫作，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)資格證書取證問答[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006,3.
斗輪堆取料機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于鋼廠、電廠、港口、碼頭等地的大型散料連續(xù)輸送機(jī)械，用于物料（礦石、煤、焦碳、砂石）的堆取[1]。斗輪機(jī)構(gòu)是整個(gè)機(jī)器的核心部件，其穩(wěn)定性直接影響機(jī)器的安全可靠性。本文分析了目前斗輪機(jī)構(gòu)電氣控制方法，發(fā)現(xiàn)其在使用的過程中的不足，對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。
1 斗輪機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)電氣控制方法
斗輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)方式一般有兩種：液壓馬達(dá)-斗輪軸，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)成本高，應(yīng)用較少，大部分斗輪機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的組成為：電機(jī)液力耦合器減速器斗輪驅(qū)動(dòng)軸斗輪機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)的時(shí)候直接控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，目前斗輪機(jī)構(gòu)工作的時(shí)候只能一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，不能反轉(zhuǎn)。斗輪堆取料機(jī)工作是依靠斗輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)挖取堆放于料場(chǎng)的物料，物料通過前臂架皮帶機(jī)運(yùn)輸?shù)搅隙废到y(tǒng)，最終到達(dá)底面皮帶輸送系統(tǒng)，通過底面皮帶輸送系統(tǒng)到達(dá)物料處理系統(tǒng)。由于多方面的原因料場(chǎng)的料堆形狀是不規(guī)則的，斗輪機(jī)構(gòu)取料到形狀不規(guī)則處時(shí)，斗輪機(jī)構(gòu)的整個(gè)斗子會(huì)嵌入料堆里面。這時(shí)候操作是先停大車，前臂架水平運(yùn)動(dòng)將斗輪機(jī)構(gòu)從料堆里面帶出。由于斗輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)斗子完全嵌入料堆里面，由于斗子嵌入不規(guī)則形狀物料太深，當(dāng)斗子從料堆取出的時(shí)候，前臂架變形很大，前臂架振動(dòng)厲害，影響機(jī)器的使用壽命，并且料堆可能塌陷。
2 斗輪機(jī)構(gòu)新的電氣控制方法
從上面的分析可以看出，目前斗輪堆取料機(jī)的的斗輪機(jī)構(gòu)由于不能反轉(zhuǎn)，對(duì)斗輪機(jī)構(gòu)的正常使用和壽命造成影響。為此在電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，在原有電路的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)交流接觸器KM2，以實(shí)現(xiàn)斗輪電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，如圖1所示。在斗子嵌入形狀不規(guī)則的料堆的時(shí)候，先停大車，斗輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)，前臂架水平運(yùn)動(dòng)將斗輪機(jī)構(gòu)從料堆里面帶出，這樣降低前臂架的變形及振動(dòng)，也可避免料堆的塌陷。
3 結(jié)語(yǔ)
對(duì)斗輪堆取料機(jī)的斗輪驅(qū)動(dòng)電氣控制部分進(jìn)行了分析，使斗輪堆取料機(jī)得斗輪機(jī)構(gòu)可以正反轉(zhuǎn)，從而解決了取料時(shí)由于料堆形狀不規(guī)則斗輪嵌入料堆而前臂架需要水平移動(dòng)帶來(lái)的振動(dòng)及對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)件造成的損壞。
參考文獻(xiàn)：
1 引言
隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能，都采用PLC來(lái)構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，尤其是對(duì)于一些電氣控制較為復(fù)雜的電氣設(shè)備和大型機(jī)電裝備，PLC在電氣化和自動(dòng)化控制方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化控制，以及實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守等眾多優(yōu)點(diǎn)?；诖?，PLC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的主要應(yīng)用技術(shù)。
本論文主要結(jié)合數(shù)控機(jī)床的電氣化功能的改造，詳細(xì)探討數(shù)控機(jī)床電氣化改造過程中基于PLC技術(shù)的應(yīng)用，以及PLC技術(shù)在實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化控制功能上的應(yīng)用，以此和廣大同行分享。
2 數(shù)控機(jī)床的電氣化改造概述
2.1 數(shù)控機(jī)床的主要功能
數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、制造和生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛的一類機(jī)電設(shè)備。數(shù)控機(jī)床依托數(shù)控化程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的自動(dòng)切削和加工。但是目前我國(guó)仍然有超過近1000萬(wàn)臺(tái)的數(shù)控機(jī)床，主要依靠手動(dòng)控制完成切削加工，無(wú)法實(shí)現(xiàn)基本的電氣化和自動(dòng)化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的電氣化改造，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：
（1） 數(shù)控機(jī)床的所有電機(jī)、接觸器等實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化控制；
（2）數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由PLC控制自動(dòng)完成，無(wú)需人工手動(dòng)干預(yù)；
（3） 自動(dòng)檢測(cè)零部件切削過程中的相關(guān)參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等；
（4） 結(jié)合上位機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程控制，以達(dá)到無(wú)人值守的目的。
2.2 電氣化改造的總體方案
結(jié)合上文對(duì)于數(shù)控車床的電氣化、自動(dòng)化改造的功能要求，確定了采用上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：
（1） 上位機(jī)借助于工控機(jī)，利用工控機(jī)強(qiáng)大的圖像處理能力，重點(diǎn)完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達(dá)，確保數(shù)控車床能夠自動(dòng)完成所有切削加工生產(chǎn)任務(wù)。
（ 2）下位機(jī)采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負(fù)責(zé)采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并傳輸給上位機(jī)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來(lái)自于上位機(jī)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程控制。
（3） 對(duì)于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，利用PLC+運(yùn)動(dòng)控制板卡的模式實(shí)現(xiàn)電氣化和自動(dòng)化的控制。具體實(shí)現(xiàn)方式為：選用合適的運(yùn)動(dòng)控制板卡，配合PLC的順序控制，對(duì)進(jìn)給軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)伺服運(yùn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化控制。
3 數(shù)控車床電氣化自動(dòng)控制改造的實(shí)現(xiàn)
3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
數(shù)控車床的電氣化自動(dòng)控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：
3.1.1 底層設(shè)備
底層設(shè)備主要包括兩個(gè)方面，首先是實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)切削加工運(yùn)轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機(jī)電設(shè)備，如電源模塊、電機(jī)模塊等，這些機(jī)電設(shè)備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)；其次，底層設(shè)備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測(cè)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設(shè)備為實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)化控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。
3.1.2 本地PLC站
本地PLC站主要負(fù)責(zé)接收底層傳感設(shè)備傳送過來(lái)的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測(cè)參數(shù)，通過內(nèi)部程序的運(yùn)算，判斷整個(gè)數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點(diǎn)參數(shù)上傳到遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲(chǔ)、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時(shí)還接收來(lái)自于遠(yuǎn)程控制終端所下達(dá)的控制指令，比如停機(jī)、啟動(dòng)等控制指令，PLC站通過對(duì)相應(yīng)執(zhí)行器（比如電機(jī)）的控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能。
3.1.3 遠(yuǎn)程控制終端
遠(yuǎn)程控制終端主要是依賴于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門開發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動(dòng)控制的軟件程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的功能。
基于PLC的數(shù)控車床電氣自動(dòng)化改造框圖
3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
本研究論文以CK6140普通數(shù)量機(jī)床為具體研究對(duì)象，詳細(xì)探討其電氣化、自動(dòng)化控制的改造。通過上文對(duì)機(jī)床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個(gè)機(jī)床電氣化、自動(dòng)化改造，一共需要實(shí)現(xiàn)14個(gè)系統(tǒng)輸入，9個(gè)系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關(guān)、輔助觸點(diǎn)等電氣控制元件，與PLC共同實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機(jī)模塊，PLC通過繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。
4 結(jié)語(yǔ)
中圖分類號(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)備與布線系統(tǒng)。這些電子設(shè)備及布線系統(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)的過程。基本上可以概括為博覽、創(chuàng)意、構(gòu)思、表達(dá)等幾個(gè)階段。設(shè)計(jì)過程從一開始到深入下去，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。在滿足國(guó)家有關(guān)規(guī)定的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)樹立服務(wù)意識(shí)、樹立合作觀念、樹立敬業(yè)精神。對(duì)建筑電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)人員而言，妥善處理與各個(gè)專業(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）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，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。這種接線的二次接線比較復(fù)雜，查線也不方便，而大大增加了維護(hù)量，還存在在查線或傳動(dòng)過程中由于接線復(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)總線的通訊速度不是很高，使得電廠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)總線監(jiān)控方式。目前，對(duì)于以太網(wǎng)(Ethernet)、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(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)電廠電氣系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(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)通過通信線連接，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)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(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)
中圖分類號(hào)：U664.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 前言
隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，挖泥船的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，挖泥船大量用于河道疏通、挖沙清淤、吹填造地、筑路等，且隨著工程需要，通過泥泵離合器智能控制系統(tǒng)控制本地泥泵執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)挖泥、吹泥等不同的工況。現(xiàn)在大多數(shù)耙吸式挖泥船多采用主機(jī)“一拖三模式”，采用雙速比齒輪箱驅(qū)動(dòng)泥泵，然后通過泥泵離合器智能控制系統(tǒng)操作合排，使主機(jī)驅(qū)動(dòng)泥泵，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多工況操作，本文就是針對(duì)這種雙速比齒輪箱離合器研究開發(fā)出的一套智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)將獲取的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行采點(diǎn)、運(yùn)算、診斷后執(zhí)行對(duì)泥泵的控制，該智能控制系統(tǒng)不但能很好的控制高低速檔合排、脫排，而且對(duì)合排過程中出現(xiàn)的故障能進(jìn)行識(shí)別，并自行在診斷界面彈出故障點(diǎn)，能對(duì)離合器狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，此外在合排前后能配合功率管理系統(tǒng)實(shí)施功率管理。
2 智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究
2.1 控制對(duì)象
泥泵離合器是耙吸式挖泥船泥泵傳動(dòng)的中間連接核心部件，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。泥泵通過主機(jī)，以離合器為紐帶，通過控制驅(qū)動(dòng)離合器合排使得泥泵實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速輸出。本文把離合器作為控制對(duì)象設(shè)計(jì)開發(fā)出一套智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)泥泵高、低速不同轉(zhuǎn)速切換輸出。
2.2 系統(tǒng)構(gòu)成
根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制不同特點(diǎn)，離合器控制系統(tǒng)可分氣壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。
2.2.1 氣壓系統(tǒng)
氣壓控制是對(duì)離合器上的進(jìn)氣通路進(jìn)行控制以響應(yīng)相應(yīng)高速檔或低速檔氣路通斷的操作，系統(tǒng)由濾器、壓力表、恒壓器、蓄能器、壓力開關(guān)、電磁閥組件、消音器等組成，如圖2為氣壓控制系統(tǒng)的工作原理圖。其中，壓力表示氣源壓力，濾器是將空氣中的雜質(zhì)過濾掉，通過減壓閥把壓力調(diào)到工作值，有一個(gè)安全閥保證氣源壓力不要過高，同時(shí)通過一個(gè)壓力檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)低于工作壓力值時(shí)報(bào)警，按下合排按鈕后控制空氣通過兩位兩通閥和兩位三通閥和節(jié)流閥后進(jìn)入蓄能器瓶，其中壓力監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)高速合排時(shí)壓力，壓力監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)低速合排時(shí)壓力，當(dāng)滿足高速合排壓力或者低速合排壓力后，分別操作高速合排按鈕和低速合排按鈕進(jìn)行合排操作，當(dāng)有應(yīng)急情況時(shí)，按下應(yīng)急停止按鈕控制兩位兩通閥泄放控制空氣，離合器自動(dòng)脫排。
2.2.2 電氣系統(tǒng)
該電氣系統(tǒng)通過采集功率管理系統(tǒng)、PCU主機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)、液壓PLC系統(tǒng)、MIMIC系統(tǒng)、泥泵離合器系統(tǒng)、泥泵齒輪箱系統(tǒng)、泥泵系統(tǒng)、AMS全船報(bào)警系統(tǒng)等各系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)來(lái)獲得整個(gè)離合器的工作狀態(tài)，如圖3為電氣系統(tǒng)框圖。在對(duì)各個(gè)狀態(tài)做出判定后，可操作相應(yīng)的離合器動(dòng)作。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為三處控制模式，即可在機(jī)艙-離合器箱機(jī)旁控制，又可在集控室控制，也可在駕駛室-疏浚臺(tái)遠(yuǎn)程遙控控制。離合器電氣系統(tǒng)為了確保可靠性，有DC24V及AC220V電路，控制系統(tǒng)的電源均為UPS電源，保障系統(tǒng)在主配電板失電情況下依然能保持工作及監(jiān)視狀態(tài)，離合器系統(tǒng)信號(hào)均被采集到泥泵控制系統(tǒng)PLC柜，供全船的監(jiān)控系統(tǒng)使用，此外系統(tǒng)還具有各種信號(hào)的報(bào)警功能，包括離合器電源故障、離合器主空氣壓力低、離合器控制空氣壓力低、離合器堵塞、離合器滑差、離合器緊急停止、離合器裝置故障等。
2.3 軟件系統(tǒng)
系統(tǒng)控制軟件是整個(gè)智能控制系統(tǒng)的控制神經(jīng)中樞，是系統(tǒng)的重要組成部分，根據(jù)不同船型選用合適的PLC控制模塊作為控制單元，并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，離合器的合排/脫排聯(lián)鎖由泥泵控制系統(tǒng)PLC執(zhí)行，泥泵離合器智能控制系統(tǒng)服務(wù)器方將各個(gè)系統(tǒng)信號(hào)采集處理后傳送到泥泵PLC柜控制中樞的客戶方，客戶可在SCADA界面監(jiān)測(cè)到整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)圖，進(jìn)而進(jìn)行操作。
2.3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性-診斷保護(hù)
為了確保整個(gè)“一拖三”泥泵離合器智能控制系統(tǒng)的安全性，避免誤操作引起離合器及相關(guān)設(shè)備損壞，在實(shí)際設(shè)計(jì)中采用多信號(hào)互相聯(lián)鎖診斷控制，只有在滿足條件情況下方能操作離合器高低速檔合排，只要有脫排操作條件，離合器將合排不成功。
2.3.2 系統(tǒng)高低速合排操作執(zhí)行
智能控制系統(tǒng)對(duì)離合器的控制過程就是采集各系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算與判斷，再根據(jù)不同工況來(lái)控制各個(gè)電磁閥的得電與失電，實(shí)現(xiàn)高速檔或低速檔氣路的通與斷，從而充氣泥泵氣胎離合器，推動(dòng)泥泵齒輪箱和主機(jī)連接共同運(yùn)動(dòng)，完成輸出泥泵轉(zhuǎn)速的過程。當(dāng)離合器合排條件吻合后，按下“低速”合排按鈕，低速比離合器將合上；按下“高速”合排按鈕，離合器高速檔將合上。
3 應(yīng)用情況
廣州文沖船廠為上海航道局建造的科技含量非常高的萬(wàn)方大型耙吸式挖泥船 “新海?！?、“新海馬”，分別于2009年11月、2010年2月交付使用，而后同類型挖泥船“新?；?”、“新海虎5”也分別于2011年9月、2011年12月交付使用。該4艘挖泥船參加了長(zhǎng)江口深水航道治理、唐山曹妃甸、天津臨港工業(yè)區(qū)等重點(diǎn)工程項(xiàng)目建設(shè)，并成功進(jìn)入美洲等海外地區(qū)，4艘挖泥船均采用了本文所述的泥泵離合器智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)性能安全穩(wěn)定，施工可靠，操作和診斷方便，達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，船東對(duì)此智能控制系統(tǒng)及診斷流程十分滿意。
該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：模塊化設(shè)計(jì)；采用PLC程序；控制箱采用可靠的UPS電源，保障斷電情況下泥泵離合器不會(huì)脫排導(dǎo)致泥漿罐在泥管里；具有多處控制操作功能，可在本地機(jī)旁控制、集控室控制、駕駛室控制；系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單友善的診斷界面，減少工作人員故障診斷反應(yīng)和處理時(shí)間等，大大提高了設(shè)備使用的安全性，減少工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。
4 結(jié)論
隨著船舶自動(dòng)化程度越來(lái)越高和設(shè)備的增加，原有的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)已滿足不了設(shè)備的兼容性和存在安全漏洞，為有效的減少設(shè)備操作流程，減輕施工人員工作量及提高系統(tǒng)安全性，我們研制了本文所述的離合器智能控制系統(tǒng)，它很好的適應(yīng)了目前耙吸式挖泥船雙速泥泵齒輪箱的特點(diǎn)，既具有高、低速合排診斷功能，又有泥泵在單泵高檔、單泵低檔、雙泵高低檔串并聯(lián)控制診斷功能，并給疏浚臺(tái)操作人員提供簡(jiǎn)潔的可視化信息界面和故障處理信息界面，由于簡(jiǎn)化了施工和故障診斷操作，勞動(dòng)效率大大提高，進(jìn)而縮短了施工項(xiàng)目完成時(shí)間，為船東產(chǎn)生了巨大效益，同時(shí)也產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益。
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中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-5962（2013）02-0027-02
高職機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)置的培養(yǎng)目標(biāo)是：面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，電氣控制系統(tǒng)制造公司、機(jī)電設(shè)備制造公司、機(jī)電設(shè)備、電氣設(shè)備、工控設(shè)備制造公司或公司、科技開發(fā)公司，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要，全面發(fā)展，適應(yīng)本專業(yè)相對(duì)應(yīng)職業(yè)崗位的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才，主要崗位群定位是自動(dòng)化設(shè)備安裝員、自動(dòng)化設(shè)備調(diào)試員、中高級(jí)維修電工等，本專業(yè)有五個(gè)主干學(xué)科：電氣工程、電子工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程，都是為了崗位需要設(shè)置的專業(yè)知識(shí)。其中《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門核心專業(yè)課在第四學(xué)期進(jìn)行了貫穿和綜合。
1自動(dòng)化生產(chǎn)線的課程設(shè)置
機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)能力有：識(shí)圖繪圖能力、機(jī)電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動(dòng)線調(diào)試維護(hù)能力、機(jī)電設(shè)備管理能力及機(jī)電產(chǎn)品營(yíng)銷能力等?！蹲詣?dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機(jī)與控制，后序課程有機(jī)床維修等。在我們所要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)中知識(shí)目標(biāo)涉及到：機(jī)械手工作原理、握機(jī)械手控制原理、機(jī)械手氣動(dòng)原理、熟悉安全操作規(guī)程；能力目標(biāo)有：對(duì)已安裝的機(jī)械手機(jī)械部件進(jìn)行測(cè)量；對(duì)機(jī)械手的氣路進(jìn)行基本調(diào)試；根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點(diǎn)并分析解決故障；遵守安全操作規(guī)程；素質(zhì)目標(biāo)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習(xí)慣、創(chuàng)新精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)精神及溝通能力。
此核心課程以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)開展課程教學(xué)，提升學(xué)生的職業(yè)能力，以具體自動(dòng)化生產(chǎn)線為載體，融合認(rèn)知、安裝、調(diào)試和檢測(cè)等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做、評(píng)一體化教學(xué)，突出課程的職業(yè)性、實(shí)踐性和開放性。以學(xué)生為主體，采取多樣化教學(xué)方法。以自動(dòng)化設(shè)備改造為工作過程，涉及電路圖分析、電氣圖設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、設(shè)備組裝、設(shè)備運(yùn)行調(diào)試、設(shè)備檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)等行動(dòng)領(lǐng)域，設(shè)置六個(gè)學(xué)習(xí)情境：零配件拆裝、傳感器檢測(cè)、氣路檢測(cè)、異步電機(jī)檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)檢測(cè)、整體檢測(cè)調(diào)試，分成20個(gè)任務(wù)。
項(xiàng)目一：供料站的安裝，有機(jī)械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目二：加工站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有加工站組裝、光電傳感器檢測(cè)、限位傳感器檢測(cè)三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目三：裝配站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有裝配站組裝、電磁閥檢測(cè)、氣缸檢測(cè)三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目四 ：分揀站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有分揀站組裝、傳送帶的檢測(cè)、異步電機(jī)的檢測(cè)、變頻器的檢測(cè)四個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目五：輸送站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有輸送站組裝、光纖傳感器檢測(cè)、機(jī)械手檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)的檢測(cè)、溜板檢測(cè)四個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目六：整體運(yùn)行調(diào)試，有PLC控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、程序編寫、綜合調(diào)試三個(gè)任務(wù)。
2自動(dòng)化生產(chǎn)線的教學(xué)方法與評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
2.1教學(xué)方法。
（1）講授法：講解項(xiàng)目任務(wù)，傳授項(xiàng)目任務(wù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生實(shí)施過程中出現(xiàn)的不足進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的說(shuō)明。
（2）現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法：在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進(jìn)行操作技能和維修應(yīng)用能力實(shí)踐，提高職業(yè)氛圍，在工作過程中提升學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應(yīng)能力。
（3）任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：將教學(xué)過程融入項(xiàng)目任務(wù)中，讓學(xué)生自主討論分析實(shí)施，學(xué)生在工作過程中得到知識(shí)。
（4）小組討論法：學(xué)生每六～八人為一個(gè)小組，小組討論分析，討論解決，分工協(xié)作完成項(xiàng)目任務(wù)。
六步教學(xué)實(shí)施：明確任務(wù)、討論分析、制定方案、檢測(cè)故障、檢驗(yàn)效果、總結(jié)分析。老師交代目標(biāo)，注意觀察和記錄小組對(duì)現(xiàn)象分析情況，解答學(xué)生提出的問題，對(duì)跟主題分析偏離太遠(yuǎn)的小組予以引導(dǎo)，讓學(xué)生自行摸索，在后期對(duì)學(xué)生可能會(huì)引起事故或損壞設(shè)備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進(jìn)行故障排除工作匯報(bào)，互評(píng)，并對(duì)每組進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，再引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)。
2.2評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。
課程采用過程考核與期終考核相結(jié)合、企業(yè)考核與校內(nèi)項(xiàng)目考核相結(jié)合、教師考核與學(xué)生考核相結(jié)合的多元化考核方式，利于理論聯(lián)系實(shí)際，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新和思考，更督促他們到實(shí)際中去發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)，去尋找合適自己的項(xiàng)目和課題。
課程考核為：校內(nèi)項(xiàng)目，企業(yè)，綜合實(shí)訓(xùn)三大類。當(dāng)堂課的考核有：教師考核、小組互評(píng)、小組自評(píng)；教師考核內(nèi)容為五項(xiàng)：任務(wù)分析情況，實(shí)施方案制定，任務(wù)完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測(cè)手段、安全操作規(guī)范、小組總結(jié)。
和很多專業(yè)課一樣，多種教學(xué)方法和全面的評(píng)價(jià)方案，有效保證了教學(xué)效果。
3相關(guān)課教學(xué)
3.1電機(jī)與電氣控制的教學(xué)。
本課程以發(fā)電機(jī)為主題，以工作任務(wù)為導(dǎo)向，以工廠實(shí)用型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試與維護(hù)情景教學(xué)為主線貫穿全課程，用實(shí)物進(jìn)行直觀性教學(xué)，使學(xué)生感性認(rèn)識(shí)強(qiáng)，理性認(rèn)識(shí)夠。
典型的教學(xué)任務(wù)有三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)、三相異步電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)控制（或三相異步電動(dòng)機(jī)Y-降壓?jiǎn)?dòng)）、機(jī)械手控制等。
課程特色是學(xué)生充分利用所學(xué)知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)資源、閑瑕時(shí)間作為期三個(gè)月的“繼電控制課程設(shè)計(jì)”。任務(wù)書要求能夠根據(jù)功能要求選擇個(gè)元器件的類型及其型號(hào)；了解個(gè)元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)本課程設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都存在重載啟動(dòng)的可能，任何一級(jí)傳送帶停止工作時(shí)，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)，有故障報(bào)警裝置。課程設(shè)計(jì)書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)目的、控制要求、設(shè)計(jì)要求、 硬件選型、主電路原理圖的設(shè)計(jì)、 控制電路原理圖的設(shè)計(jì)、重載保護(hù)電路設(shè)計(jì)、欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)、總結(jié)。
3.2PLC教學(xué)。
PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡(jiǎn)稱，早期是一種開關(guān)邏輯控制裝置，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴(kuò)展，除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開關(guān)量邏輯控制外，還有過程控制，數(shù)據(jù)處理，通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實(shí)現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語(yǔ)言：
（1）順序功能圖（SFC）。
順序功能圖常用來(lái)編制順序控制類程序，包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能編程法是將一個(gè)復(fù)雜的控制過程分解為小的工作狀態(tài)，這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。
（2）梯形圖（LD）。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來(lái)的，形象、直觀、實(shí)用，電氣技術(shù)人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號(hào)，是目前用得最多的一種PLC編程語(yǔ)言。
（3）功能塊圖（FBD）。
功能圖編程語(yǔ)言是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來(lái)表達(dá)命令的圖形語(yǔ)言，與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣，極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。
（4）指令表（IL）。
采用經(jīng)濟(jì)便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語(yǔ)句類似微機(jī)中的匯編語(yǔ)言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出，所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯形圖語(yǔ)言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫入PLC，在用戶程序存儲(chǔ)器中，指令按步序號(hào)順序排列。
（5）結(jié)構(gòu)文本（ST）是文字語(yǔ)言。
編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是PLC教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，中間加以不同的應(yīng)用實(shí)例：順序控制電路、常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理，使用多個(gè)定時(shí)器接力定時(shí)的時(shí)序控制電路、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，LED數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)，還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖。
增加的學(xué)習(xí)情境還常有如下任務(wù)：洗手間的沖水清洗控制、進(jìn)庫(kù)物品的統(tǒng)計(jì)、競(jìng)賽搶答器裝置設(shè)計(jì)、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數(shù)組最大值并求和運(yùn)算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機(jī)。
單片微型計(jì)算機(jī)就是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。用于示波器、報(bào)警系統(tǒng)、移動(dòng)電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域、醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域、工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域也都有廣泛應(yīng)用。
數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送，運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學(xué)內(nèi)容以80C51為核心講授單片機(jī)的的引腳、存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)、典型語(yǔ)句，以實(shí)例應(yīng)用為線索：?jiǎn)螣羰芸亻W爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機(jī)做加、減、乘、除運(yùn)算等項(xiàng)目。各子任務(wù)都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設(shè)計(jì)、源程序的編輯、編譯、下載、單片機(jī)的I/O接口分配及連接。
教學(xué)采用ISP-4單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，可以完成大量的單片機(jī)學(xué)習(xí)、開發(fā)實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機(jī)，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機(jī)代碼下載到AT89S51單片機(jī)中。
3.4變頻器技術(shù)及應(yīng)用。
變頻技術(shù)讓學(xué)生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)技術(shù)；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應(yīng)用范圍；掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進(jìn)技術(shù)；了解變頻器與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機(jī)組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)，掌握電力電子電機(jī)系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運(yùn)行特性等，是強(qiáng)電應(yīng)用和現(xiàn)代技術(shù)推廣的有力體現(xiàn)。
3.5傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。
傳感器技術(shù)代替人的感觀，在各種環(huán)境下應(yīng)用，檢測(cè)技術(shù)是一套有效的反應(yīng)體系，包括信息的獲得、測(cè)量方法、信號(hào)的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成，對(duì)常用檢測(cè)系統(tǒng)有相應(yīng)的分析與維護(hù)能力。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)的測(cè)量能提出合理的檢測(cè)方案，能正確選用傳感器及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路組成實(shí)用檢測(cè)系統(tǒng)的初步能力。
教學(xué)過程進(jìn)行小論文制作，讓學(xué)生提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，使學(xué)生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對(duì)分節(jié)、目錄、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)作嚴(yán)格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機(jī)電子秤研究、光纖測(cè)溫儀、煙霧報(bào)警器、小車尋跡設(shè)計(jì)、電熨斗自動(dòng)恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測(cè)厚儀等。
4畢業(yè)論文指導(dǎo)分析
畢業(yè)論文專業(yè)聯(lián)系實(shí)際，通常小型自動(dòng)化系統(tǒng)以單片機(jī)為主，大型自動(dòng)化生產(chǎn)線以PLC為主，系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力離不開電機(jī)，觀察離不開傳感器，調(diào)速可用變頻器，綜合所學(xué)，學(xué)生的論文涉及廣泛，有效教學(xué)可對(duì)應(yīng)從如下方面?zhèn)戎刂笇?dǎo)。
4.1立意選題。
根據(jù)實(shí)際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn)，如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性，“車庫(kù)自動(dòng)門的PLC自動(dòng)控制”和“測(cè)速雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)”的檢測(cè)指標(biāo)要求等。
4.2材料整合。
在任務(wù)要求明確的基礎(chǔ)上，首先確定相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)應(yīng)查找并列出論文結(jié)構(gòu)，一份畢業(yè)論文至少含有三到五門課的內(nèi)容，對(duì)應(yīng)于研究方向進(jìn)行相應(yīng)編排和取舍。
4.3技術(shù)處理。
所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進(jìn)行不同方向的剪切。圖表里的文字應(yīng)是五號(hào)或小五，注意表格標(biāo)題要單獨(dú)標(biāo)出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設(shè)計(jì)與表現(xiàn)。
多種教學(xué)方法和理論聯(lián)系實(shí)際教出具有學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的學(xué)生，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)造練就出具有競(jìng)爭(zhēng)力的學(xué)生，專業(yè)課的有效教學(xué)和畢業(yè)論文的順利設(shè)計(jì)將顯示本專業(yè)沉甸甸的含金量。
參考文獻(xiàn)
[1]呂景全.《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》，中國(guó)鐵道出版社，2010年7月
[2]馬玉春.《電機(jī)與電氣控制》，北京交通大學(xué)出版社，2011年1月
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)電廠電氣系統(tǒng)的有效控制。
一、發(fā)電廠電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要遵循的基本原則
1.發(fā)電廠電氣主接線形式的選擇所要遵循的基本原則。發(fā)電廠電氣主接線在滿足靈活性、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)電廠所起的作用及其地位；第二，分期以及最終建設(shè)發(fā)電廠的規(guī)模；第三，負(fù)荷的重要性及其大??；第四，電氣系統(tǒng)備用容量的大?。坏谖?，電氣主接線由電氣系統(tǒng)專業(yè)所提供的具體資料。
2.發(fā)電廠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)定性兩方面分析，對(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)電廠用電接線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)廠用電系統(tǒng)在電廠分期建設(shè)及連續(xù)施工過程的運(yùn)行方式加以充分考慮，尤其是需要對(duì)廠用電系統(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、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，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，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，采集過程數(shù)據(jù)，即對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)開關(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。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)。在此過程中，能夠獲得工廠級(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)電廠電氣系統(tǒng)的有效控制方案選擇
（一）發(fā)電廠電氣主接線有效方案的選擇
發(fā)電廠電氣主接線通常選用兩種接線方式：一臺(tái)半斷路器接線和雙母線接線。
1.一臺(tái)半斷路器接線包括六臺(tái)斷路器，有兩個(gè)完整串，其接線圖如圖2所示。
圖2 一臺(tái)半斷路器接線圖
采用一臺(tái)半斷路器接線的優(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，一旦母線發(fā)生故障，只需將所有與此母線相連的斷路器跳開，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，線路中的隔離開關(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)半斷路器接線的缺點(diǎn)是，因?yàn)橐慌_(tái)半斷路器接線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，其占地面積為208。
2.雙母線接線包括五臺(tái)斷路器，且中間沒有分段，其接線圖如圖3所示。采用雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)包括，第一，供電比較可靠，為防止供電中斷，可以將兩組母線的隔離開關(guān)用作倒閘操作電器，以便對(duì)母線進(jìn)行輪流檢修。并且一旦一組母線出現(xiàn)故障，可以迅速將供電恢復(fù)正常，同時(shí)在對(duì)任意一回路的母線隔離開關(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。
采用雙母線接線的缺點(diǎn)是，第一，在檢修母線出現(xiàn)故障的過程中，將隔離開關(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，在今后將雙母線接線擴(kuò)建成雙母線雙分段或者雙母線單分段的接線方式，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)半斷路器接線方式要差。
其中，500kV配電裝置采取雙母線接線，其占地面積為。
圖3 雙母線接線圖
綜合考慮兩種接線方式的優(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)電廠電氣系統(tǒng)的主接線有效方案。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)斷路器的開斷與關(guān)合。首先，系統(tǒng)源短路是斷路器的開斷與關(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)電廠的電氣系統(tǒng)為發(fā)電廠提供安全、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):
高等教育是我國(guó)教育系統(tǒng)的重要組成，高校則是我國(guó)提高科研水平的重要場(chǎng)所。隨著我國(guó)高等教育事業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)高校的占地面積增長(zhǎng)迅速。目前，高校是區(qū)域內(nèi)電力資源的占有和消耗大戶，電費(fèi)支出在辦公成本支出中一直占較大的比例，隨著全國(guó)各個(gè)高校規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在校生人數(shù)大幅度增加，圖書館、教學(xué)樓、辦公樓和學(xué)生宿舍等與學(xué)生學(xué)習(xí)、生活密切相關(guān)的配套設(shè)施也迅速擴(kuò)張。對(duì)于這些關(guān)鍵建筑，采用傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)不僅造成資源的大量消耗，也致使高校的管理運(yùn)營(yíng)成本大幅度增加，高校的財(cái)政不堪重負(fù)。本論文旨在高校普遍采用的電氣系統(tǒng)上，初步建立一套適合高校的電氣智能控制系統(tǒng)，為校園節(jié)能管理和綠色校園的建設(shè)提供一種新途徑。
1 高校樓宇電氣智能控制系統(tǒng)原理
電力是高校校園內(nèi)的主要能源種類，用于各類功能建筑的照明、動(dòng)力、教學(xué)、生活等設(shè)施。高校電氣智能控制系統(tǒng)的核心是能源自動(dòng)化監(jiān)控和管理，由能源監(jiān)管中心、遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)、三相/單相電力監(jiān)控終端、網(wǎng)關(guān)、傳感器、定時(shí)器、智能化計(jì)量?jī)x表、能源監(jiān)管系統(tǒng)軟件等組成。
2 高校樓宇電氣智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在校園里，圖書館、實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)樓和學(xué)生宿舍是電力供應(yīng)的重點(diǎn)區(qū)域。目前數(shù)字化校園已在全國(guó)的高校推廣。利用數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)建立校園能源自動(dòng)化監(jiān)管系統(tǒng)，既可以省去網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)滟M(fèi)用，也可以使能源監(jiān)管和數(shù)字化校園結(jié)合起來(lái)，統(tǒng)一管理。
校園能源自動(dòng)化監(jiān)管系統(tǒng)的核心是能源監(jiān)管中心，通過數(shù)字化校園的局域網(wǎng)系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)控制器、傳感器、監(jiān)視器、三相/單相電力智能終端等設(shè)備整合起來(lái)。
2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：
（1）圖書館、教室等公共區(qū)域的照明控制系統(tǒng)與監(jiān)管中心聯(lián)動(dòng)，通過紅外線感應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，也可切換成監(jiān)管中心或現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制，每個(gè)控制器的開閉情況都能在監(jiān)管中心的數(shù)字化管理平臺(tái)上顯示出來(lái)。
（2）分體、中央空調(diào)系統(tǒng)通過溫度感應(yīng)和紅外感應(yīng)系統(tǒng)與監(jiān)管中心連接，實(shí)現(xiàn)每個(gè)房間、每個(gè)封口的單獨(dú)控制和無(wú)人關(guān)斷，每個(gè)房間的溫度、空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況都能夠通過監(jiān)管軟件查詢。
（3）校園供水系統(tǒng)增加變頻控制設(shè)備，并通過數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)連接至監(jiān)管中心。
（4）對(duì)學(xué)生宿舍區(qū)更換成智能計(jì)量電表，并連接至監(jiān)管中心，實(shí)現(xiàn)分室供電計(jì)量、負(fù)載限制、定時(shí)斷電、短路、過流保護(hù)、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)保護(hù)計(jì)費(fèi)等功能。
2.2 控制器的設(shè)計(jì)
控制器中采用DDSI1129型單相或三相智能控制器，可完成用電系統(tǒng)的電壓和電流采集、智能調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)返回、數(shù)據(jù)同步等控制；監(jiān)測(cè)器采用紅外線人員檢測(cè)器，可完成有人員動(dòng)作時(shí)可手動(dòng)控制，無(wú)人員動(dòng)作時(shí)自動(dòng)關(guān)斷。為增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，系統(tǒng)中的控制器和監(jiān)測(cè)器都具備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳功能，保證系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)不會(huì)因斷電而丟失。
對(duì)于室外照明系統(tǒng)，設(shè)置室外照度計(jì)，能源監(jiān)管中心自動(dòng)讀取室外照度計(jì)的照度值，當(dāng)照度低于系統(tǒng)設(shè)定的照度值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟外場(chǎng)照明等，而不管定時(shí)開啟時(shí)間是否到。這種控制方式適用于天氣突變時(shí)，監(jiān)控工作站檢測(cè)到照度低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出照明開啟命令至照明監(jiān)控終端，開啟照明設(shè)備。
3 智能控制系統(tǒng)應(yīng)用效果
某高校針對(duì)圖書館、教學(xué)樓和公共照明系統(tǒng)進(jìn)行了電氣智能控制系統(tǒng)改造，針對(duì)照明回路、空調(diào)回路增加控制器、監(jiān)測(cè)器、溫度傳感器和室外照度計(jì)等，能源監(jiān)測(cè)管理軟件使用成熟產(chǎn)品，全部改造成本約為150萬(wàn)元與2013年底完成。
2013年該高校月平均總用電量為352萬(wàn)度，圖書館、教學(xué)樓和公共照明系統(tǒng)月平均用電量為212萬(wàn)度；改造完成后，經(jīng)過三個(gè)月的試運(yùn)行，月平均總用電量降低至331萬(wàn)度，圖書館、教學(xué)樓和公共照明系統(tǒng)月平均用電量降至175萬(wàn)度，節(jié)省電費(fèi)33.3萬(wàn)元，節(jié)電效果明顯。
4 結(jié)論
通過實(shí)測(cè)得到，該系統(tǒng)在保證正常用電需求的前提下，可節(jié)約能源17%，且該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)功能，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)管中心對(duì)總體用電情況的全面掌握，提高用電質(zhì)量，保證用電安全，又能夠降低能源消耗。
通過高校樓宇電氣智能控制系統(tǒng)幫助高校削減能源消費(fèi)，避免能源浪費(fèi)，提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)校園建筑設(shè)施的用能成本核算，完善用能收費(fèi)體制和制度建設(shè)，是建設(shè)綠色校園的重要推手。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）04-0027-03
在生產(chǎn)領(lǐng)域中，產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性與原料的配比精度有著最為直接的關(guān)系，而PLC的稱重給料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅可滿足其精度要求，而且有利于生產(chǎn)效率的提高和產(chǎn)品質(zhì)量的提高，從根本上實(shí)現(xiàn)企業(yè)的效益。因此，對(duì)PLC的稱重給料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討有其重要的價(jià)值和意義。
1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理
基于PLC的稱重給料控制系統(tǒng)，其所用到的方法和原理相對(duì)簡(jiǎn)單，而且具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。在設(shè)計(jì)時(shí)，其主要通過模擬調(diào)節(jié)器來(lái)進(jìn)行，結(jié)合相關(guān)的數(shù)字運(yùn)算，確定其相關(guān)的給定值，具體的計(jì)算方法如下：
式中：PVnf為當(dāng)前濾波輸入值；Dn為微分運(yùn)算值；EVn為當(dāng)前偏差；EVn-1為前一次偏差；KP為比例常數(shù)；Dn-1為上一次微分運(yùn)算值；SV為設(shè)定值；PVn為當(dāng)前采樣值；α為輸入濾波常數(shù)。
根據(jù)以上的程序設(shè)定，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出指令時(shí)，若是輸入值PVnf比設(shè)定值大時(shí)，那么就要通過正作用執(zhí)行PID算法，反之，則通過反作用執(zhí)行PID算法。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于PLC的稱重給料控制系統(tǒng)是一種用于工農(nóng)業(yè)（如水泥、鋼鐵、玻璃、煤礦、制藥、飼料等行業(yè)）自動(dòng)化稱重配料設(shè)備的控制系統(tǒng)，通常是由帶有自動(dòng)配料算法軟件的計(jì)算機(jī)（微機(jī)）組成，該系統(tǒng)的應(yīng)用，既可以節(jié)省大量的勞動(dòng)力，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，而且可以為企業(yè)的生產(chǎn)帶來(lái)巨大的效益。另外，在實(shí)際生產(chǎn)與應(yīng)用中，還可以根據(jù)不同物料的配料，定制和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)，為企業(yè)發(fā)展提供完善的解決方案，滿足企業(yè)的發(fā)展需求，具體的設(shè)計(jì)如圖1所示：
圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖
2.1 系統(tǒng)操作程序
在工礦企業(yè)中經(jīng)常遇到這樣的原料入庫(kù)配料系統(tǒng)，工藝流程圖如圖1所示，系統(tǒng)中所用原料分別是粉礦巖、鐵粉、石灰石，它們均來(lái)自各自的原料堆場(chǎng)；混合料來(lái)自預(yù)配料系統(tǒng)，混合料實(shí)際上是石灰石和粉砂巖按一定比例混合得到的。在實(shí)際運(yùn)行中，粉砂巖、石灰石、鐵粉三種原料均由皮帶輸送機(jī)1從各自的堆場(chǎng)送到分叉溜子2，再由可逆皮帶機(jī)3將物料分別送至4、7、10號(hào)料倉(cāng)中?？赡嫫C(jī)正轉(zhuǎn)（向右），且分叉溜子2在右邊下料，則石灰石物料送入料倉(cāng)10中，若可逆皮帶機(jī)反轉(zhuǎn)（向左），且分叉溜子在左邊下料，則粉砂巖或鐵粉進(jìn)入料倉(cāng)4或7中。混合料單獨(dú)由皮帶機(jī)21直接送入混合料倉(cāng)22中。料倉(cāng)下設(shè)備5、8、23為出料皮帶機(jī)，該皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)，從而調(diào)節(jié)入庫(kù)的喂料量，即調(diào)節(jié)物料的下料量。
出料皮帶機(jī)下設(shè)備6、9、12、24為稱重喂料機(jī)，稱重喂料機(jī)的稱重信號(hào)經(jīng)質(zhì)量自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)出料皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)入庫(kù)喂料量及幾種喂料量之間的比例。稱重喂料機(jī)下為入庫(kù)皮帶機(jī)25，經(jīng)過可逆皮帶機(jī)31，再經(jīng)回轉(zhuǎn)閥32，物料喂入粉庫(kù)內(nèi)?？赡嫫C(jī)25正轉(zhuǎn)（向右），使物料喂入粉庫(kù)，可逆皮帶機(jī)反轉(zhuǎn)（向左），物料流入裝料汽車。正常情況下，喂料輸送系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，混合喂料裝置21、23、24及鐵粉喂料設(shè)備1、3、8、9工作。下料皮帶機(jī)23與稱重皮帶機(jī)24組成閉環(huán)系統(tǒng)，保持混合料下料恒定。下料皮帶機(jī)8與稱重皮帶機(jī)9組成閉環(huán)系統(tǒng)，保持鐵粉下料恒定。
物料在分庫(kù)內(nèi)混合時(shí)，其成分為細(xì)度和化學(xué)成分合格的生料粉。對(duì)生料粉取樣化驗(yàn)，若符合要求，則系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。若化學(xué)成分不滿足要求，系統(tǒng)必須調(diào)整，偏差較小時(shí)，可改變混合料或鐵粉的下料量，偏差較大時(shí)，可增加一定數(shù)量的石灰石或粉砂巖，此時(shí)，石灰石或粉砂巖系統(tǒng)投入運(yùn)行，使出庫(kù)生粉達(dá)到規(guī)定值。
2.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，需要結(jié)合以下控制要求來(lái)完成：
2.2.1 物料流程要求：各個(gè)設(shè)備之間聯(lián)鎖，起動(dòng)順序逆著物料流向，各設(shè)備的起動(dòng)有一定的時(shí)間間隔。停止順序順物料流向，相互之間也有一定的時(shí)間間隔，停車時(shí)，前后兩個(gè)設(shè)備的時(shí)間間隔由一個(gè)設(shè)備的運(yùn)行速度及設(shè)備長(zhǎng)度決定?？傊谡Ｍ＼嚭?，希望各設(shè)備上的物料全部輸送完畢。
2.2.2 正常運(yùn)行時(shí)，入庫(kù)物料為混合料及鐵粉，此時(shí)設(shè)備21-25、1-3、8-9、31-32運(yùn)行，分叉溜子打開左邊，皮帶機(jī)3反轉(zhuǎn)。
2.2.3 當(dāng)需要調(diào)整物料配料時(shí)，若設(shè)備5、6運(yùn)行，粉砂巖原料入料，設(shè)備11、12運(yùn)行，高品位石灰石原料入庫(kù)。
2.2.4 粉砂巖、鐵粉、石灰石是否需要，根據(jù)選擇開關(guān)而定，可逆皮帶機(jī)31的運(yùn)行方向也需選擇而定。
另外，在具體的設(shè)計(jì)時(shí)，第一，要根據(jù)控制要求，進(jìn)行原料入庫(kù)系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，
I/O連線圖以及PLC硬件配置電路；第二，要根據(jù)控制要求，編制原料入庫(kù)系統(tǒng)PLC控制應(yīng)用程序；第三，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說(shuō)明；基于PLC的原料入庫(kù)系統(tǒng)的I/O連線圖；PLC控制程序（梯形圖和指令表），并調(diào)試直至符合要求；另外，其他需要說(shuō)明的問題，例如操作說(shuō)明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題以及解決方法、對(duì)本次設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。5、8、11、23――下料皮帶機(jī)；6、9、12、24――稱重喂料機(jī)；1、21、3――入料倉(cāng)皮帶機(jī)；25――入庫(kù)皮帶機(jī)；31――可逆皮帶機(jī)；33、34――喂料皮帶機(jī)；35――密封風(fēng)機(jī)；2――分叉溜子；36――庫(kù)分傳動(dòng)；32――回轉(zhuǎn)閥。
2.3 電氣控制系統(tǒng)
初始狀態(tài)：初始狀態(tài)各閥門關(guān)閉，傳感器H.I.L為OFF啟動(dòng)操作：按下啟動(dòng)按鈕SB1定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，同時(shí)閥門X1打開，3s后液體到達(dá)液面L，低液面顯示L1亮（傳感器L=ON），3s后液體到達(dá)液面I，中液面顯示L2亮（傳感器L=ON），控制閥門X1關(guān)閉，閥門X2打開注入液體B，在經(jīng)過3s后，到達(dá)液面H，高液面顯示L3亮（傳感器H=ON），控制閥門X2關(guān)閉，攪拌機(jī)開始工作，顯示燈L5閃爍3s后，攪拌結(jié)束，控制閥門X3打開，液面下降，7s后液體放空，控制閥門X3關(guān)閉，一周工作結(jié)束，控制閥門X1打開繼續(xù)循環(huán)工作。停止操作：按下停止按鈕SB2后，在當(dāng)前的混合液操作處理完畢后才停止操作。
3 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 優(yōu)化程序設(shè)置
由于PLC的運(yùn)行主要通過程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且與各種傳感器結(jié)合，全面完成整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，需要仔細(xì)確定輸入點(diǎn)和正常時(shí)的區(qū)別與不同，或者使用編程軟件進(jìn)行監(jiān)視，以此確定不能配料，PLC正常運(yùn)行，上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)可以讀/寫，PLC輸出點(diǎn)有輸出。
3.2 優(yōu)化系統(tǒng)模塊
首先，系統(tǒng)重量檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)需要采用壓力傳感器來(lái)檢測(cè)，要求其主要的輸出電壓范圍在0～21.6mV之間，采用A/D變換模式，將輸出電阻控制在351，并且通過AD623芯片，將系統(tǒng)所需要的信號(hào)放大50倍。其次，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能模塊的設(shè)計(jì)要通過變頻器將PLC計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為模擬信號(hào)，控制下料電機(jī)的轉(zhuǎn)速。最后，參數(shù)檢測(cè)模塊在電機(jī)運(yùn)行時(shí)經(jīng)過485接口，將相關(guān)的功率、電流以及效率等數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且傳送給上位機(jī)以及PLC。
4 結(jié)語(yǔ)
總而言之，基于PLC的稱重給料控制系統(tǒng)主要是以PLC為控制中心，配置相關(guān)的操作程序，保證系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。一般而言，整體系統(tǒng)屬于一個(gè)閉環(huán)控制，利用編程方法，結(jié)合功能擴(kuò)展，優(yōu)化流程設(shè)計(jì)與接口設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
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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，門開關(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、圓盤式振動(dòng)盤、直線式振動(dòng)盤、法蘭振盤壓緊缸、檢測(cè)傳感器。法蘭搬送機(jī)構(gòu)的基本動(dòng)作是振動(dòng)盤啟動(dòng)法蘭輸送到搬送振盤出口出口接近感應(yīng)（同時(shí)法蘭振盤壓緊缸下壓）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帶有的接近感應(yīng)真空電磁閥動(dòng)作吸盤吸氣（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、圓盤式與直線式振動(dòng)盤、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)接近開關(guān)、槽型光電、軸承振盤出口光纖（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。在軸承振盤滿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為稱重傳感器，其類型有許多種，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)盤壓緊缸、法蘭移載升降缸、法蘭移載平移缸，由于振動(dòng)盤壓緊缸沒有什么特殊要求，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.真空吸盤的選型。在此設(shè)計(jì)中運(yùn)用真空吸盤主要實(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)盤和直線振動(dòng)器的選型。振動(dòng)盤是一種自動(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^兩個(gè)振動(dòng)盤的振動(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，所以選擇圓盤式振動(dòng)盤。
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。
中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（b）-0063-02
1 研究背景
我國(guó)的經(jīng)濟(jì)在持續(xù)的發(fā)展，同樣，人們對(duì)健康的要求也逐漸提高，藥品的生產(chǎn)和制造為人們的健康做了很大貢獻(xiàn)，我國(guó)已成為世界十大醫(yī)藥生產(chǎn)國(guó)和原料出口國(guó)之一。從實(shí)際情況上來(lái)說(shuō)，對(duì)于醫(yī)藥相關(guān)類產(chǎn)品的包裝，我國(guó)的水平還落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，最早的藥品的生產(chǎn)和包裝是靠手工，手工業(yè)從勞動(dòng)強(qiáng)度和速度上都有很大的缺陷，進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量，從而使效益也變差。后來(lái)，用一些設(shè)備代替了一部分手工業(yè)，這樣也加快了效率。以前的設(shè)備控制主要是采用繼電器系統(tǒng)，繼電器中的時(shí)間繼電器、速度繼電器也使控制實(shí)現(xiàn)多樣化。但是復(fù)雜的控制和適應(yīng)產(chǎn)品的多樣化控制再采用繼電器系統(tǒng)會(huì)有很大的弊端，如接線復(fù)雜、改進(jìn)小問題需要較大改進(jìn)控制系統(tǒng)的邏輯，所以找到能實(shí)現(xiàn)繼電器系統(tǒng)的控制，又能使接線簡(jiǎn)單，改進(jìn)方便的系統(tǒng)成為各大領(lǐng)域急需解決的問題?？删幊绦蚩刂破鞯某霈F(xiàn)使這一問題變得簡(jiǎn)單，用CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出模塊組成了一個(gè)控制器，向存儲(chǔ)器編寫程序，由CPU計(jì)算，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制，是這一控制機(jī)的最大特點(diǎn)。自動(dòng)藥品包裝機(jī)的控制系統(tǒng)采用PLC控制，既可以控制整個(gè)生產(chǎn)線對(duì)藥品進(jìn)行包裝，又能根據(jù)產(chǎn)品要求隨時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方式。
2 袋成型自動(dòng)藥品包裝機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及工作原理
袋成型自動(dòng)藥品包裝機(jī)結(jié)構(gòu)包括用于塑化材料的加熱器、用于壓制的卡盤、用于檢測(cè)包裝位置的傳感器。傳感器主要是采用光電傳感器，當(dāng)產(chǎn)品是滿裝的狀態(tài)，光電傳感器會(huì)根據(jù)發(fā)射光和反射光的數(shù)據(jù)判斷包裝是否填滿。如反射率高，說(shuō)明包裝未填充滿藥品；如反射率低，則說(shuō)明藥品是滿的。使包裝進(jìn)行密封是通過具有加熱裝置的夾盤，當(dāng)傳感器檢測(cè)到藥品盒裝滿以后，加熱盤將加熱，達(dá)到塑封溫度，進(jìn)行動(dòng)作，通知包裝機(jī)進(jìn)行包裝。整一個(gè)一套藥品包裝好后，用傳送帶將產(chǎn)品運(yùn)走。12個(gè)組為一套，完成交工后，一套藥品由拉膜機(jī)構(gòu)塑封，打捆成型。在打捆中，涉及到速度的參數(shù)、時(shí)間的參數(shù)。由此，一整套系統(tǒng)完成生產(chǎn)線的操作涉及到個(gè)數(shù)、時(shí)間、速度的控制。針對(duì)以上要求，選用的三菱FX2N38M的PLC，對(duì)應(yīng)輸入輸出接口上連接輸入設(shè)備，如啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、急停按鈕等，在輸出接口上連接制袋裝置、計(jì)數(shù)裝置、剪切裝置、縫合裝置等，實(shí)現(xiàn)一整套過程。一臺(tái)設(shè)備上自動(dòng)完成制袋成型、計(jì)量充填、封合剪切等全過程的自動(dòng)包裝設(shè)備。該機(jī)主要由計(jì)量裝置、拉膜機(jī)構(gòu)、縱封機(jī)構(gòu)、橫封機(jī)構(gòu)、糾偏機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)構(gòu)袋成型藥品自動(dòng)包裝機(jī)整機(jī)運(yùn)行時(shí)，拉膜電機(jī)啟動(dòng)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)拉膜帶恒速連續(xù)運(yùn)行，拉膜帶的速度可以按照包裝速度設(shè)定值自動(dòng)調(diào)整。整個(gè)設(shè)計(jì)總共分為兩步，第一部按照要求，連接輸入和輸出設(shè)備，列出輸入輸出分配表，第二部根據(jù)要求設(shè)計(jì)程序。
3 PLC輸入輸出點(diǎn)分配
I/O點(diǎn)分配如表1所示。
控制系統(tǒng)的主程序如圖1所示。
4 結(jié)語(yǔ)
此論文完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)工作，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原點(diǎn)、單步、單周期、連續(xù)各種工作方式的切換，能夠按照預(yù)期的目標(biāo)正常地運(yùn)行。程序設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)清晰，易于檢查和修改，而且為以后軟件的維護(hù)和改進(jìn)提供了方便。對(duì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了充分考慮，加入了各種的保護(hù)措施，盡量消除了各種可能的事故隱患。
PLC非常有利于小型自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，用PLC作為下位機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)輸入和實(shí)時(shí)控制，是執(zhí)行可靠，而且有效地實(shí)現(xiàn)了分散控制。
