摘要：:煤矿企业在实际生产、监控、操作的过程中主要采用电气自动化控制。一套优良的电气自动化控制系统对于保证企业稳定、高效的生产运行起着至关重要的作用，同时电气化控制生产的过程，可以给煤矿生产提供足够的安全保证。文章从电气自动化控制系统的控制方式入手来介绍电气自动化控制在软件硬件方面优化的具体方法，引出对于设备的选型原则。
关键词：:煤矿;电气自动化;优化分析
电气自动化控制的技术在煤矿安全生产过程中操控着生产过程的每一个环节，所以要对电气系统进行升级首先就应当对电气化自动控制方法进行升级，同时对于采煤过程中的各个环节进行进一步的效率化控制以及规范处理。为保证采煤系统在工作过程中系统运行的效率和可靠性就要对于井上下供配电系统、通风系统、瓦斯检测系统、综采系统、机运系统以及排水系统等关键点进行重点把握，确保全矿井的安全生产。
1煤矿电气自动化控制过程中对软件的优化过程
电气自动化控制系统应用在煤矿生产的过程中首先需要注意的点就是对于监测系统整体的控制和监测，确保不会在运行过程中出现供电风险，进而导致效率的降低，具体则应当是对于供电系统的经济运行方面加以精确的监控检测，按照煤矿的具体施工情况来对不同模块的电能分配进行细致处理，确保不大量出现电力浪费等。电气自动化过程控制系统可以有效监测煤矿机械运行问题，在杜绝安全事故的同时结合电气控制效果来改善煤矿作业过程中机械运行的情况。优化过程包括软件优化，硬件优化和设备选型的优化过程，见图1。煤矿生产过程中电气自动化控制进行优化的两个主要措施是软件优化和硬件优化，其中软件通常是基于操作系统的一些技术方式来进行调整(如采用DCS控系统，实现全矿全网集中控制)，在煤矿电气自动化控制系统当中引用PLC技术来提高软件优化过程，这也对软件优化过程提出了更大的要求。软件优化过程又主要是包括了结构优化和程序优化两个方面。
1．1软件结构优化
软件结构是煤矿电气自动化控制系统框架的主要构成模块，同时软件结构设计的过程首先需要满足煤矿生产过程的要求，因而应当根据工作时环境等实际情况来设计软件结构。软件结构的优化关键在于模块设计，通过模块设计来拓宽软件结构的功能，同时在施工过程中还可以根据煤矿开采的情况随时对软件进行优化，以满足生产要求。软件结构优化的过程可以分为几种类型，首先可以根据煤矿开采的实时情况来将煤矿电气自动化控制系统的软件结构划分为几个功能性的模块，然后对于不同的模块结合实际提出目标，保证模块改进时保持标准结构的同时，采取拓扑方式设置多种情况下的子任务结构模块来促成软件的多样性和普遍适用性。其次，煤矿电气自动化控制系统中的控制程序主动调整运行结构，在确保软件结构的完整性的前提下优化软件，这样可以保证软件结构不会出现漏洞。最后，在已给出任务的条件下，结合任务进行软件结构的调整，以确保软件和煤矿作业的同步性。
1．2软件程序优化
这里软件程序是自动化控制过程中系统所含有的程序。在软件程序优化的过程中要结合设备的更新换代将新增设备及工艺指标引入系统，最重要的就是对于I/O的重新分派，在优化软件程序的过程中，重新编制I/O来满足生产工艺要求，I/O的优化程度可以直接决定软件程序运行的效率，该种方法可以避免程序中出现重复序列，确保了电气自动化控制系统的安全。除此之外软件程序优化的过程中也要考虑到PLC的结合。
2煤矿电气自动化控制过程中对硬件进行的优化
在煤矿电气自动化控制系统应用优化、分析优化过程中，硬件优化直接影响电气控制过程的稳定性。煤矿电气自动化控制系统应用优化分析的过程能够在一定程度上消除电气控制在煤矿施工过程中运行的误差，体现安全控制的原则。
2．1防干扰设计
硬件防干扰设计是基于外界环境影响进行的抗干扰设置，电气自动化控制系统中硬件设施的抗干扰通常包括硬件布线以及抗干扰线路的设置，通常是在线路外部增设屏蔽电缆，消除电气硬件线路之间的干扰，以提高电气硬件线路运行的效率。除此之外就是进行隔离设置，利用变压器隔离设计来减少干扰，利用中性点接地来确保变压器运行的环境。最后则是设计电磁屏蔽来解决电磁干扰。
2．2输入电路
考虑煤矿井下电气自动化控制系统工作的特殊性，优化设计时应控制电气电路输入的方式，降低能耗。煤矿作业能耗较大，应提高电路供应水平。很多企业在线路上添加净化原件来降低脉冲干扰提高供电质量。煤矿输入电源在通常情况下都能够达到容量负载的标准值，在这一过程中应当注意防止电路因为短路而遭到破坏。
2．3输出电路
输出电路设计优化应根据实际情况的指标来进行。若煤矿作业过程中没有有效地控制输出电路，则很容易产生负载不均衡的情况，影响到电能输出效率，甚至给设备带来一系列破坏，所以电气输出电路的设计过程中通常会接入二极管。输出电路虽然高效率运行，但容易发生电荷负载或者电磁干扰，应当在输出电路中安装一定数量的二极管来保证安全生产。
3系统设备选型
电气自动化是设备的选型就直接影响控制控制系统的优化效率。
3．1优化PLC设备
PLC在电气自动化控制系统占主要地位，因而对于PLC设备进行优化可以起到事半功倍的效果。现在市场上的PLC设备多种多样，企业要对于PLC设备进行全面优化就应当选择高性能且全面契合施工要求的PLC设备。通常企业在电气自动化控制系统当中选择的是规格等都居于中等的PLC设备来确保电气系统自动化控制，这样的选择可以在有效监督系统电气运行过程的同时来降低设备优化所需要的成本，节省资源。体积规格处于中等层次的PLC设备一般都能够满足煤矿施工过程中自动化控制的要求标准，与此同时采用中等PLC设备可降低采购成本，进而体现出PLC设备优化过程的意义所在。
3．2优化I/O设备
I/O设备进行优化可显著提高电气自动化控制系统的功能，提供一套科学有效的标准电气控制的模式。I/O点在设备优化过程中占据最为关键的地位，因而首先要对I/O点进行统计，然后据此优化设备，进而提供进一步优化的基础。
4结语
电气自动化控制系统在煤矿运营的过程中占据了核心地位，促进了现代煤矿工业的发展。煤矿运营的过程中电气自动化控制系统优化占据重要地位，保障电气自动化控制系统发展的成熟和多样化确保电气自动化控制的过程，增加电气自动化控制系统在煤矿生产过程中的应用，将使煤矿运营过程效益提高。
参考文献:
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1课程设计总体思路
通过对智能楼宇企业、行业的调研，将本课程定位在电气自动化专业的职业技能课，课程突出技术实用性，着重培养应用技能、专业素养；对智能楼宇职业岗位进行分析，确定本门课程的培养目标；通过典型工作任务的归纳总结以实训设备为基础，设定本课程的学习情境，以职业能力培养为目标，进行学习内容的设计。
2课程培养目标的设定
楼宇智能化工程技术专业人才需求分析
楼宇智能化行业是一个集计算机技术、通信技术、自动控制技术等技术于一体的行业，涉及的知识领域十分宽泛，它要求我们培养出来的人才必须是复合型的技能人才，楼宇智能化行业的过程涉及的环节很多，岗位很多，需要打交道的人、机构、事、仪器、设备也很多，它的专业性、技术性、综合性、还有灵活性都很强，概括起来，一个合格的楼宇智能化人才必须具备广博的知识，良好的专业技能，较强的沟通协调能力，良好的职业操守。它要求人才的专业素质和综合素质都必须要高。资料显示，我国建筑智能化技能型专业人才极其匮乏，尤其缺乏各个层次的智能建筑设计施工建设、运行管理的专业化人才，目前全国此方面的人才缺口达40万，特别是楼宇智能化系统设备运行维护人才、楼宇智能化工程设计、管理、安装与调试人才等各层次人才严重不足。在楼宇智能化高速发展的今天，这个缺口有可能会进一步扩大。因此，培养出合格的、优秀的楼宇智能化工程技术人员是高职教育刻不容缓的任务。
楼宇智能化工程技术职业岗位分析
通过对智能建筑市场人才需求分析以及往届毕业生的跟踪调查可知毕业生的就业范围与主要就业岗位。毕业生的就业范围主要有以下几个范围：一是智能化系统集成公司，各类建筑施工企业房地产公司、物业管理企业、企事业单位的基建部门、政府机关后勤管理部门。主要从事楼宇智能化系统招投标；规划设计；现场施工、安装、调试；后期检测、维护等技术与管理工作。二是各类设计、施工单位的制图、读图和设计研发的辅助工作。三是从事微电子、电工及自动化等专业相关产品研发和辅助设计工作。毕业生的主要工作岗位有：助理自动化系统（智能建筑）工程师（ASEA）、电气工长、技术员、概预算员、售后服务工程师、项目经理助理、物业管理员、助理物业管理师等。经过几年的工作实践之后，大部分毕业生将成为企业、公司的中坚力量，承担起弱电项目经理、造价工程师、自动化系统（智能建筑）工程师、建造师、物业管理师等技术或管理岗位责任。
课程培养目标
课程培养目标概括为：具有楼宇自动化技术领域的基本理论知识和基本技能，具有相关楼宇设备监控系统的设计、安装、调试、维护维修能力，适应相关智能楼宇技术应用、管理第一线需要的高等应用型专业技术人才。包括知识目标、能力目标和素质目标。
3课程设计
课程设计———整体设计
楼宇智能化技术着重讲解构建智能楼宇的各种技术知识,通过本课程学习,要求学生掌握楼宇智能化技术的内在关系和设计原理,了解楼宇智能化工程的行业规范和标准,具备应用理论知识分析解决实际问题的能力和工程意识。课程整体设计包括七个项目：智能建筑概论、楼宇自动化控制技术基础、计算机网络系统、综合布线系统、建筑设备自动化系统、安全防范系统和消防报警系统。每个项目包含若干个任务。通过七个项目的学习来实现本门课程的知识目标与能力目标。
课程设计———学习情境设计
根据基于工作过程的课程开发思路，针对工作岗位对知识、能力、素质要求，选取供配电及照明系统、变频恒压供水系统、消防报警系统、安防监控系统、综合布线系统五个学习情境作为本课程的训练项目内容。对每个学习情境应制定其学习目标、教学实施方案、所需设备对象与使用工具、教学重点、考核与评价标准等内容，采用资讯、决策、计划、实施、检查、评价六步教学法进行课程教学。每个学习情境中工作过程由若干工作任务构成，如“视频监控系统设备安装与调试”工作过程由参观视频监控系统应用场所、视频监控系统设备选型及配置到视频监控系统检查和评价共7个工作任务构成，学生完成这7个工作任务，即经历了一次视频监控系统设备选型、安装与调试工作过程。
课程设计———学习情境教学实施
采用资讯、决策、计划、实施、检查、评价六步教学法进行课程教学。具体实施以视频监控设备安装与调试教学实施过程为例来说明。
①资讯：教师介绍系统组成、功能原理、设备分类与选型依据，各种传输方式，系统类型。布置任务，学生分组；教师提出资讯建议，提供获取资讯的方法和途径信息。
②决策：听取学生的决策意见，提出可行性方面质疑，帮助纠正不可行的决策结论。指导学生根据选型依据进行前端设备、传输设备和管理控制显示设备选型。
③计划：听取学生的计划报告，审定实施计划，关注计划中的预期成果及未来的自查项目，关注工作进度及重要节点，制定重要节点的进度检查计划。
④实施：组织学生领取视频设备、线材，指导学生在智能楼宇综合实训台上进行设备的安装、接线与调试操作。对学生联合调试中出现的问题，组织学生进行讨论，并给予指导。同时对学生进行相关职业素质方面的教育。
⑤检查：对学生安装的视频监控系统功能进行检查与规范验收。考查学生安装调试视频监控系统的能力，做好相应记录。
⑥评价：学生写出安装调试报告；教师按项目技术指标进行评价；对施工记录表与安装调试报告进行评价；对学生出勤、学习态度、职业道德、团队合作进行评价。
摘 要：武汉钢铁集团鄂钢公司富裕煤气发电项目新建两台150t/h燃气锅炉控制系统采用浙大中控DCS控制软件实现了设备维护及生产操作人员的远距离访问和监视。本文介绍了燃气锅炉燃烧控制系统、汽包水位控制系统、锅炉送风自动控制系统及锅炉炉膛安全监控系统等的主要特点和控制流程。实践证明，该系统达到了锅炉燃烧工况良好、节能降耗的工艺要求，且运行稳定可靠。
关键词：锅炉自动控制；燃烧双交叉控制；FSSS控制系统
1 概述
锅炉是一种产生蒸汽的热交换设备。它通过煤、油或气等燃料的燃烧过程释放出热能，并通过传热设备把热量传递给水，将水转变为过热蒸汽，过热蒸汽直接供给工业、生活等生产中所需要的热能。武汉钢铁集团鄂钢公司富裕煤气发电项目新建2台150t/h燃气锅炉，锅炉燃烧产生的过热蒸汽部分送至汽轮机用于发电，部分送至外网满足其它用户生产、生活需要。
锅炉控制系统分为燃烧系统、汽水系统、烟风系统及减温减压系统，控制系统主要完成设备操作、设备状态及生产参数的监控功能，汽包水位自动控制调节功能，炉膛负压控制调节功能，锅炉送风风量控制调节功能及热风烧嘴和煤气烧嘴控制调节功能，锅炉上位系统实现了画面显示、设备操作、报警、历史趋势记录及报表打印等功能。
2 系统介绍
燃烧系统
锅炉燃烧介质由高炉煤气及焦炉煤气组成，分三层，每层四路进入锅炉本体混合一定量的热风参与燃烧过程。每个烧嘴处设计有火焰监视器，共12个，用于监视炉膛火焰的持续性及大小，在上层及下层各烧嘴处设计有点火器共8个，每条高炉煤气、焦炉煤气及热风管道上均设计有气动调节阀，通过调节调节阀阀门开度来控制炉膛温度，并在锅炉本体设计有热电偶用于监测炉温。
汽水系统
锅炉汽水系统流程如下：除氧器→高压给水泵→省煤器预热→锅炉汽包→生成不饱和蒸汽→I级过热器→I级过热器集箱→喷水减温器→II级过热器→II级过热器集箱→生成饱和的过热蒸汽→用户。
烟风系统
空气由送风机送至空气预热器进行预热成为热风，热风送至烧嘴与煤气混合燃烧，生成高温烟气，烟气由引风机牵引经过过热器、省煤器、预热器至烟囱排放，并将锅炉燃烧产生的不饱和蒸汽加热成高温高压饱和蒸汽。
3 系统配置
锅炉控制系统分为上位和下位两类系统组成，下位控制系统实现了L0级（现场控制设备级）与L1级（基础自动化系统级）间的网络连接，并预留L2级（过程控制计算机系统级），上位控制系统实现现场显示、储存、报警、打印等功能。
4 控制功能
燃烧控制系统
锅炉燃烧自动调节的基本任务，是使燃料燃烧产生的热量，适应蒸汽负荷的要求，且要保证燃烧经济和锅炉运行安全，为此合理的风煤比才能维持汽包内或出口蒸汽压力在需要的范围内。
对空气和燃料的控制
锅炉用水经省煤器预热后，注入锅炉内，在进水管道内，进行流量、温度、压力测量，送至调节器。在这一调节器中，通过减法器计算出温度差，将前面所测得的流量乘以温差，即可求得进水管道中所注入的水所需的热量。而出口测的热水温度信号送给温度调节电路，温度调节电路将它在与人工设定值水平SP之间进行控制计算，将输出信号作为结果输出，将前面原料加热所需要的热量加到该输出信号中，作为燃料流量的设定值，与燃料流量这一小闭环所检测出此时燃料的流量值，做一差值计算，从而调节燃料控制阀的大小，进而进行热量控制。
燃烧双交叉控制
双交叉燃烧控制是以维持合适的空气、燃烧比值为手段，达到燃烧时始终维持低过剩空气系数，从而保证了较高的燃烧效率，同时也减少了排烟对环境的污染。
双交叉燃烧控制实际上是以炉温调节为主回路，以燃烧流量和空气流量调节并列为副回路的串级调节系统，加上高、低信号选择器组成的带有逻辑功能的比值调节系统。它的主要作用是当炉子负荷变化，以维持炉温在给定值上，而且使燃烧工况始终处于低过剩空气系数的经济合理状况。
汽包水位控制
锅炉汽包水位控制常用的有位式调节和连续调节两种方式。位式调节是根据汽包水位高、低两个位置进行控制的，适用于蒸汽量小于4t/h的燃气锅炉。本锅炉采用三冲量水位自动调节系统。汽包水位三冲量给水调节系统由汽包水位测量变送器、蒸汽流量测量装置及变送器、给水流量测量装置及变送器、调节器、执行器等组成。汽包水位信号是主信号，任何扰动引起的水位变化，都会使调节器输信号发生变化，改变给水流量，使水位恢复到给定值；蒸汽流量信号是前馈信号，其作用是防止由于“虚假水位”而使调节器产生错误的动作，改善蒸汽流量扰动时的调节质量；蒸汽流量和给水流量两个信号配合，可消除系统的静态偏差。当给水流量变化时，测量孔板前后的差压变化很快并及时反应给水流量的变化，所以给水流量信号作为介质反馈信号，使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰，使调节过程稳定，起到稳定给水流量的作用。
炉膛负压调节
炉膛负压自动控制是通过调节引风机入口风门开度，保持炉膛负压在-20～-10pa的微负压状态，保证锅炉安全燃烧。引风机停止后，其风门执行机构需自动关闭。
锅炉送风自动控制
送风自动控制的目的是：使锅炉所投入的燃料在炉膛中燃烧时，自动投入合适的风量，以保证锅炉的经济燃烧。通过煤气压力调节送风压力，进而达到最高的锅炉热效率，烟气含氧量作为总风量的修正值，通过调节送风机变频器频率来调节送风压力。
锅炉过热蒸汽温度自动调节
过热蒸汽温度自动调节的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围之内，并保护过热器使其管壁温度不超过允许的工作温度。锅炉过热蒸汽温度调节采用自制冷凝水喷水减温装置，通过调节减温水调节阀门开度来控制集汽集箱和减温器出口蒸汽温度，保证集汽集箱中蒸汽温度在430～450℃范围内。
摘要：科学技术迅速发展，工、农、商各大产业都在积极引进先进的管理和控制系统来进行相关管理工作。在工业中，钢铁产业始终是重要的产业，为了提高生产效率，多种控制系统被采用，其中，电气自动化控制系统应用较为广泛，为了进一步完善并优化该控制系统的应用，文章进行了相关研究与探讨。
关键词：轧钢厂；电气自动化控制系统；应用优化
轧钢工艺，是指一种通过压力加工方法转变钢锭和钢坯形状的一种工艺[1]。该工艺对成形标准和产品质量要求较高。近年来，为了实现更好的轧钢效率，自动化控制系统逐渐的被应用到轧钢过程中，不仅监控了生产过程，同时起到了一定的操作功能，有效的提高了生产的安全性和可靠性，对此，文章进行了相关研究。
1电气自动化控制系统概述
电气自动化控制系统概述
所谓电气自动化控制系统，是一种利用信息化系统实现数据传输的系统，该系统以计算机技术为基础，在多种行业和领域被广泛的应用。其中，在交通、服务业和生产领域中应用最为广泛。该系统科技水平较高，服务范围较广，近年来，发展速度尤为迅速。在轧钢生产过程和管理过程中应用电气自动化控制系统可以对突发事件预设相关的紧急方案，降低生产事故的发生率，最终保障整个生产过程的顺利进行，提高生产效率，安全性能得以保障[2]。
电气自动化控制系统的特点
电气自动化控制系统之所以能够提高生产效率，降低安全危险性，主要是因为该系统具备以下几种特性：（1）集中化的监控管理；（2）现场化的监控管理；（3）远程监控管理；（4）智能化的监控管理。
2电气自动化控制系统在轧钢厂的应用优化措施
设备优化措施
（1）优化I/O设备优化I/O设备可以实现最佳的、可靠的电气控制方案，完善电气自动化控制系统。优化该设备即是对I/O的点分配进行重点把握，优化过程中要着重注意区分应用设备类型，然后细分电气控制节点，制定I/O的点清单[3]。此外对系统控制中的输入和输出模块也应该重点掌握和完善，提高节能效率，实现I/O控制价值。（2）PLC设备PLC是系统的主要组成部分，所以对该设备的优化势在必行。具体的措施为选用安全性能较高的PLC设备，积极建立设备优化策略，并高效落实。然后应用该设备有效的监控轧钢过程。在PLC设备优化过程中，要注意成本节约，尽量减少不必要的维护成本。（3）优化编程的工具电气自动化控制系统中实现程序编写的工具就叫编程工具。有效的编写系统程序才能最大程度上保障电气自动化控制系统的效率，实现计算机控制技术基础之上的自动化控制。所谓优化编程工具，就是尽量减化编程方法，提高编程的灵活性，为系统设计出最精准的、最有效的编程服务，最终实现软件应用水平的提高，保障轧钢过程中电气自动化控制系统的运行和监控状态。
硬件优化措施
在轧钢生产和管控过程中，实行自动化控制系统，首先就要高效的优化系统的硬件设计。而在硬件优化中，文章论述了三方面优化内容。一是输入电路。二是输出电路，三是防干扰设计。（1）优化输入电路优化输入电路，目的是为了在轧钢工艺中尽量减少电能的过多消耗，提高电能的供应水平和供应能力。具体的优化措施为对输入线路进行相关优化。例如，在线路中安装净化元件，减少电路运行中的脉冲干扰，实现辅助中性点接地的方式的作用。在优化输入线路时一定要充分保障输入电源的标准容量，同时定期检查线路，尽量减少短路现象，降低输入电路的损坏性。（2）优化输出电路优化输出电路的设计，应该以电气自动化控制系统的应用标准来进行。在轧钢过程中，一旦输出电路出现问题，则会直接降低线路的负载均衡性，造成浪涌破坏现象，最终影响电能的输出效率，所以，在电气自动化控制系统的输出部分使用二极管来吸收电路的浪涌，同时采取电路防干扰措施，稳定输出电压。在轧钢过程中，输出电路会对电荷负载的影响和对电磁的干扰较大，反复的输出线路的启动与停止会严重的干扰PLC的运行，造成一定的安全隐患，将二极管引入输出电路中，利于稳定输出电路，提高系统的安全性。（3）优化防干扰设计防干扰是电气自动化控制系统中硬件优化的重要环节，在对防干扰进行优化时一定要着重考虑外界对系统的干扰和影响。具体的优化措施包括以下几点：a.采用隔离方法进行设计，隔开系统中的变压器，使用中性点接地方式为变压器提供良好的运行环境，降低干扰风险的发生率。b.优化硬件布线系统，分离开可能出现干扰的线路，在相关线路的外部加装屏蔽电缆，提高可靠性和安全性，减少相邻线路之间可能会产生的干扰，确保电气线路的安全运行。c.优化电磁屏等硬件。采用防静电处理方法消除或降低电磁干扰，措施为采用外壳接地方法。
软件优化措施
（1）优化软件的相关程序软件程序，是电气自动化控制系统中的重要程序。要想提高系统应用价值，就必须对其程序进行优化。首先，重点优化I/O地址的分配值程序，因为该程序关乎软件程序的最终运行能力，所以，必须合理、科学的编制I/O地址，在前期的程序设计过程就要进行优化，在设计中结合PLC的应用合理分配I/O软件控制程序。此外，还应该同时对所有相关软件的控制部分进行优化设计。（2）优化软件的相关结构优化软件结构要结合系统运行标准来进行，还要确保满足轧钢工艺的需求。例如，调整软件结构，必须结合轧钢工艺中的切削加工和热加工来进行结构优化，采用应用模块化设计方法，最终的优化目标是实现最佳的系统运行效率，增长经济效益。在结构优化过程中要注意以下几点内容：a.将软件结构划分成多个运行单元，然后建立不同的规范化标准，系统的优化和完善模块的子任务。b.确立生产控制目标，调试不同的控制部分，对软件模块的控制程序进行优化，保障软件结构的完整性。c.加强结构调整的针对性和目的性，确保同轧钢操作的同步性。
3结束语
综上所述，优化电气自动化控制系统的应用可以有效的保障轧钢生产的顺利运营，减少不必要的安全事故，是钢铁产业发展的必然所需。近些年，随着科学技术的不断完善，电气自动控制系统得以不断的改造和优化，其应用水平逐年提升，已然成为了钢铁产业高效监控和长期运营的坚实基础，今后，应该进一步进行系统的相关优化和管理。
参考文献
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摘要：机械制造的数控机床电气控制技术的应用范围越来越广泛，该技术的应用有效提高了企业产业化的生产效率和质量，但是技术控制系统运行过程中会出现系统故障问题而影响企业日常的生产效率，因此，技术人员对系统故障诊断与维修工作非常重要。
关键词：数控机床电气控制系统；故障诊断；系统维护
1电气系统保证数控机床正常运行的基本要素
保证系统的耐磨性。保证系统的耐磨性就是要提高电气系统整体的使用寿命，加强系统零部件的质量，数控机床在日常的生产当中会连续不间断的进行运作，系统中零件会有相应的消耗，因此要选用质量好、耐磨性强的零件，这样一方面提高电气系统的功能品质，使数控机床的生产质量得到提升，另一方面提高电气系统的耐磨性可以延长系统使用的寿命期限，降低系统出现故障的概率。
及时更新系统技术。现阶段数字信息技术的发展速度非常快，数控机床电气控制系统也在不断地研发和更新，更新后的技术运行效果会有很大提高，可以大幅度提升数控机床的生产效率和质量，因此企业要及时更新电气系统的技术，保证企业的生产效果，提高企业的核心竞争力。
保证电气控制系统运行的稳定性。保证数控机床正常运行最关键的就是电气控制系统的稳定性，数控机床运行的过程中会受到外界的各种干扰，例如在生产过程中有可能会出现供电系统异常，导致电子控制系统受到噪音干扰，如果系统不能自行对干扰元素进行调整就会使数控机床的生产出现问题，因此保证电气系统的稳定性是非常必要的。
2数控机床电气系统故障诊断措施分析
系统故障直观诊断法。系统故障直观诊断法就是根据系统运行当中直接表现出的故障现象来判断系统的故障原因。在系统运行的过程中如果出现故障一定会有相应的异常现象出现，比如系统灯光、设备运转的声音变化以及器械电路或其它部位发热产生烧焦气味等。故障诊断人员根据这些表征现象就可以大致判断故障出现的位置，然后对该范围进行系统的排查找出故障的具体原因。直观诊断法一般是诊断技术人员最初排查故障的方法，可以有效帮助技术诊断人员缩小系统故障的范围。
参数特征检查诊断法。参数特征检查诊断法是利用机电测得的相关特征参数，分析参数进而分析、判断故障可能存在的位置。数控系统发生故障而无报警时应及时核对系统参数，通常这些数值不允许修改。数控机床电气系统一旦由于外界干扰或电池电量不足，会使个别参数丢失或变化而引起混乱现象，使机床无法正常工作，通过核对修正参数，就能排除故障。
系统自动故障诊断法。随着现代数字信息技术的发展，数控机床的运行都是采用电子数字化的管理方式，在系统运行过程中一旦出现故障，系统就会自动发出警报，同时在显示器中的相应故障部位发出红色报警的标志，诊断人员根据警报显示就可以确定故障发生的部位或原因。在数控机床的各个部位零件的运行当中都会设有相应的指示灯和数码显示设备，当零件出现故障时相应的指示灯也会有变化，根据指示灯的变化也可以及时的诊断系统故障的零件部位，并根据数码设备显示的状态分析出故障原因。在系统故障时检测设备会根据故障情况自动停止数控机床的运行，故障的原因分为两种：一种是系统软件故障，另一种是系统硬件故障，在进行诊断排查时要根据系统自动诊断功能的显示来确定是软件还是硬件故障，软件故障一般都是由于操作不当形成的，硬件故障则需要对零件进行拆卸进一步确定故障原因。
3数控机床电气控制系统维护措施分析
提高操作维修人员的专业技术。大多数的数控机床系统故障都是由于人为操作不当而发生的，因此为了避免这种情况的发生，相关负责人员要重视系统操作人员和维修人员专业技术提高的工作。按照系统操作说明手册进行学习，严格按照规范要求进行操作，保证数控机床电器控制系统的正常运行。同时系统维护修理人员也要充分掌握系统的使用操作流程，定期对系统进行检查维护。
定期对系统硬件进行清理。外部的灰尘、杂物等进入系统硬件内部也会引起系统故障，维护人员要定期对系统的零件进行清洁工作。其中系统阅读机的使用是系统进入污染物的主要来源，要注重阅读机的清理工作，首先要增加阅读机的检查维护次数，一周进行一次清洁和维护，其次用酒精进行清洁阅读机表面及输入部位，并及时添满润滑油。维护数控设备的通风散热装置。定期清理数控装置的散热通风系统，经常检查数控装置上各冷却风扇工作是否正常。根据车间环境状况，一个季度应检查清扫一次，具体方法：拧下螺钉，拆下空气过滤器；在轻微振动过滤器的同时，用压缩空气由里向外吹掉空气过滤器内的灰尘；如果太脏，可用中性清洁剂冲洗后置于阴凉处晾干。
参考文献
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摘要：对太古集中供热控制系统进行了介绍，归纳总结了太古集中供热控制系统的故障，并通过分析其故障产生的原因，从控制服务器故障处理、通讯故障处理、ＵＰＳ故障处理等方面，提出了针对性的解决措施，从而更好的保障集中供热自动控制系统的持续稳定高效运行。
关键词：集中供热；自动控制；故障处理
１概述
随着社会经济的发展和科技的进步，自动化控制设备在集中供热系统的应用更加广泛，集中供热系统的自控运行管理也趋于完善。通过自控系统的深入实施和热网的集中管理，使得热网资源的利用率得到持续提高。本文以太古集中供热系统为例，介绍了太古供热的自动控制系统以及总结运行以来常见故障以及处理方法［１］。太古集中供热系统涉及热源、热网、换热站和热用户，随着供热规模的扩大，供热系统复杂程度不断提高，原有的人工调整方式严重制约城市大热网的精细化控制。必须借助先进的自动化控制技术和设施设备来实现集中控制。集中供热系统热网自动化控制是在各个热网换热站、关键管线节点上安装自动控制设备，建设自动化控制总站，并对热网传递上来的数据信息进行综合分析研判，并执行相应的调整。太古集中供热自动控制系统包括机电设备层、就地仪表层、现场控制层、通信网络层、中央监控层、信息管理层（见图１），自动控制能够实现热网运行系统的自动精细控制，使得城市集中供热系统的热量实现均衡输出，减少了资源、能源的消耗，提升了供热服务质量［２］。
２太古集中供热控制系统
太古集中供热自动化控制系统包括高温网系统和一级网系统，一般涉及电动阀门的开度控制、变频器的频率调整等内容［３］。
２.１太古一级网系统
太古集中供热一级网系统通过全网平衡控制系统进行控制，以温度和热量为控制目标，通过调节阀门开度和分布式回水加压泵的频率进行流量控制，实现温度和热量的控制。在系统运行的过程中，现场ＰＬＣ采集并计算二次循环水的温度变化，并上传计算结果，服务器对比目标参数与现场参数差异，下达阀门开度要求到对应的现场控制器上，现场根据接收到的指令信息来完成对电动阀门开度的调整。常规换热站自控设备设置见图２［４］。
２.２高温网系统
３太古集中供热控制系统的故障
太古集中供热控制系统已经安全平稳运行５个采暖季。对投运以来的故障进行统计分类，归纳如下。
３.１通讯故障
各泵站与调度中心之间的数据和操控指令传输通过电信城域网的通讯方式进行传输（如图４所示），通讯系统是整个系统的“传输神经”，如果在运行时期调度中心机房服务器与泵站发生通讯故障，调度中心人员无法实时监测生产数据，相当于失去了“眼睛”，不能做出及时准确的判断，并且操作指令无法下发，长时间通讯终端还会影响其他关联工作站、操作控制系统的运行。通过多年的运行观察，导致通讯出现故障的原因一般是交换机、路由器故障及通讯光缆中断。
３.２ＵＰＳ故障
电是控制系统的动力之源。控制系统除了接入市电外，自控系统ＰＬＣ柜、计算机、服务器和通信设备等均需要接入ＵＰＳ，在市电发生故障时，电源无扰切换至ＵＰＳ电源供电，确保系统可以继续稳定运行，不会骤然停车，保证有足够时间执行紧急停运和处理故障，ＵＰＳ的常见故障有：１）ＵＰＳ电池使用时间严重超过服役年限。２）ＵＰＳ电池长期未进行充放电测试。３）误将ＵＰＳ的极性接反，从而会导致逆变器的损毁。４）连接好电池后没有将电池的开关打开。５）线路维修更改了原本的相序，导致ＵＰＳ电源不能正常启动。
３.３ＰＬＣ模块故障
ＰＬＣ模块是控制系统的“功能器官”，ＰＬＣ模块故障是一种常规故障，一般ＰＬＣ显示屏可显示模块故障代码。ＰＬＣ模块常见故障有：１）外围电路元器件故障。自动控制系统的ＰＬＣ模块控制一旦出现元器件损伤，整个控制柜系统就会停止工作。同时，ＰＬＣ控制柜输出端子带负载能力是有限的，一旦超过了规定的最大数值，就需要及时对外接继电器或接触器才能够重新恢复工作。２）输入端烧毁或输入卡损坏。现场仪器或传感器送来ＰＬＣ的模拟输入信号在显示屏上的数据不正常，用标准信号发生器替换模拟输入信号数据也显示不正常。３）输出卡出现故障。ＰＬＣ或控制器的模拟输出有问题，利用显示屏的数据输入功能给该模拟输出端输出一个固定的模拟信号，如果还是有问题，即可初步判定该输出卡有故障。
３.４接线端子接触不良
接线端子是连接器的一种，是连接自控设备和导线的专用设备，外部的电压、电流、信号传递到与之匹配的连接器接触件上。因此，要求接触件具备优良的结构。但是由于接触件结构设计不合理、材料选用错误、模具不稳定、加工尺寸、表面粗糙等都会引发端子接线的接触不良。端子接线接触不良一般会在工作一段时间后显示出来。具体表现机理是控制柜配线出现缺陷或者使用中震动加剧会引发接触不良的问题。
３.５传感器故障
传感器是控制系统的“感知器官”。集中供热系统中常见的传感器有压力、温度、流量、液位传感器，这些设备是热网运行的重要数据来源，在系统运行过程中常会出现的故障如下：１）传感器不显示数值。可能的原因为电源线路断路、电源故障、ＰＬＣ模拟输入通道问题或仪表本体电路损坏。２）数值误差大。可能的原因为量程设定、取源位置、ＰＬＣ模拟输入通道问题或仪表本体电路损坏，同时这些仪表要定期进行校准。
３.６电动调节阀故障
电动调节阀在系统运行过程中常会出现的故障有指令给定开度和阀门实际开度不一致、阀门反馈信号错误。故障原因可以从以下几方面进行判定：给定通道模拟量输出是否正常、反馈通道模拟量输入是否正常、阀体是否有异物卡住、重新上电复位阀门或者手动校准阀门、查看执行器与阀体是否匹配、阀门本体有没有进水、控制线缆有没有中断等。
４自动控制系统故障的解决对策
自动控制系统的正常稳定运行对太古集中供热系统尤其是太古高温网系统至关重要，因此在自控系统出现故障时，根据故障现象分析故障原因，快速找到故障办法，保证供热系统的正常运行。当出现因自控系统故障而导致系统停止，需要维保人员快速查找原因，采取相应的解决对策。结合近几年采暖季发生的故障，总结了以下几点故障处理措施［６－７］。
４.１控制服务器故障处理
控制服务器为整个供热自控系统的核心大脑，当发生故障时，不能正常反映现场的运行参数，操作指令无法下发。为防止故障的发生，控制系统服务器设置两台服务器互为冗余，当主服务器发生故障时，系统会自动切换至备用冗余服务器，待自控人员处理完故障时，再将服务器切换至主服务器，期间对控制系统不会产生任何影响。并且，在日常运行过程中，定期对服务器进行点检，检查服务器硬盘容量，保证服务器正常运行；定期对两台服务器进行手动切换，确保备用服务器一直处于工作状态，在主服务器故障时无缝衔接。
４.２通讯故障处理
当调度中心与各泵站发生通讯故障时，各泵站数据在调度中心丢失，但泵站本地控制计算机数据正常。此时，要求各泵站将权限切至泵站本地控制，并且报告调度中心目前的运行情况。维保人员检查相关设备，如果属于通讯设备故障或损坏，及时更换备品备件，如果经分析是运营商通讯故障，通知运营商进行处理。故障处理后，再将各泵站操作权限切至调度中心控制。
４.３ＵＰＳ故障处理
ＵＰＳ电池是易耗物品，按照规定每三年更换一次电池，以确保电池电量能够维持市电故障时的应急时间。为了保证ＵＰＳ电池的使用寿命，电池保养必不可少。根据供暖行业的时间特殊性，每年的停暖之后和供暖前期都会彻底对ＵＰＳ电池进行充放电，保持电池的有效利用率。在供暖期间，定期对ＵＰＳ进行检查，如果发现ＵＰＳ故障，将ＵＰＳ的供电无扰切换到市电，根据面板上的故障信息进行对应的处理，处理完毕后将供电方式切换ＵＰＳ供电，此操作对系统无影响。
４.４ＰＬＣ柜及模块故障处理
根据５ａ的运行经验，ＰＬＣ柜发生的故障大多数是柜内的模块与接线端子故障，当调度中心显示车间某台水泵就地ＰＬＣ柜故障时，需将这台水泵的控制权限切换到变频器控制，然后根据报的故障情况进行ＰＬＣ柜的维修，更换模块、尾纤或者紧固端子线。待处理完故障后，再将水泵权限切到调度中心控制。
４.５现场仪表与阀门故障处理
现场仪表主要包括压力、温度、热量表、液位计等。当调度中心显示某一仪表故障时，维保人员排查现场仪表的接线，与ＰＬＣ柜的通讯，如仪表本身故障，需要及时更换备品备件。电动阀门故障处理需要先将阀门控制切到阀门本体控制，这样保证在阀门故障的情况下，阀门不会自动执行开关动作，然后对阀门控制器进行检查维修。
４.６及时更换备用件
自控系统的主要功能原件都是电子原件，工作环境中温度、湿度以及灰尘等都会影响电子原件的寿命。因此在发现故障的原因之后要及时替换备用件。需要注意的是，在更换备用件的时候要始终保持设备处于断电的状态，并在更换电子原件的时候及时记录和检查原件的开关状态，如果是需要区分正负极的供电设备，安装时要注意，避免电极反接损坏设备。
５结语
太古集中供热系统的自控系统能够实现调度中心与热源和各个热力站运行参数的一致性调节，实现了按需供热的精细化调整。为了能够更好的促进集中供热系统的稳定运行，自控维保要结合实际加强对集中供热自动控制系统运行故障的分析，快速判断故障原因，采取有针对的解决对策，从而更好的保障集中供热自动控制系统的持续稳定高效运行。
引言。
现代建筑的发展趋势越来越倾向于楼宇智能化发展，而电气自动化则是楼宇智能化的重要组成部分，也是基本环节，为楼宇智能化的实现起了至关重要的作用，最大限度节省资源和人力，保证各系统设备的安全运行。
1 楼宇电气自动化设计。
在设计现代建筑设备自动化时，充分发挥建筑电气系统功能是必须遵循的原则，可以为整个建筑电气设备安全作保证，合理组合系统，节约能源与人力资源。在建筑的防雷、建筑监控系统、信息网络和有线电视系统等设计要做好协调工作，才能保证现代建筑设备弱电设计的安全可靠性。建筑电气自动化系统有集操作、表现、打印、报警、优化于一体的中央管理统计机，其设计的集中性克服了常规仪表控制功能的单一性和限制性，以及解决了集散系统控制分散后人机难以联系的难题，统一管理了分散后的人机系统。
整个建筑接地系统中楼宇智能电气设备接地设计占具重要地位，关系到整个建筑的供电系统运行的安全性能。所以，现代化的楼宇智能系统在接地系统的设计上花了很大的工夫，提出了许多新的要求。因为原有的接地设计控制基本理论基础上的击散统计机系统的继续沿用，会干扰电子设备的正常工作。现代智能建筑的接地系统设计包含了安全保护、防雷保护、交流工作和电子设备直流接地系统。另外，建筑物电气自动化系统设计还要遵循的原则；必须严格按照上级批示文件操作，遵循建筑单位设计要求和工艺设备清单。在建筑物电气自动化系统设计实施时，必须按照国家规定程序和规范执行。
能够将整个建筑物各种机电设备信息分类整理，并研究处理，选用最优化的控制技术是设计电气自动化系统的目的，并且对各系统集中全面管理，保持系统的运行状态稳定、高效，减少各系统的造价费用。
2 电气自动化系统的关键环节。
TN-S 系统。
在建筑物变配电不够独立的时候可以选用 TN-S 系统接地，TN-S 系统的主要特点在于中性线 N 和 PE 保护接地线出共同接地外没有其他任何电气连接。该接地系统完全具备了安全的基准电位，与 TN-C-S 采取同样的技术措施便可以将 TN-S 用作智能建筑物接地系统。在一般情况下都是采用 TN-S 接地系统。
TN-C-S 系统。
TN -C 系统和 TN -S 系统组成了 TN -C -S 接地系统，N 线与 PE 线的连接点是其分界面。TN-C-S 系统一般用在建筑的供电区域变电场所，进户之前采用 TN-C系统，进户之后改用 TN-S 系统。
3 电气保护。
交流工作接地。
工作接地是指变压器中性点或中性线接地，中性线必须采用绝缘铜芯。主要作用是配电过程中辅助等电位线端子的工作，而等电位端子活动场所一般都在箱柜内，是因为该接线端子是不能外露，和其他接地系统混接的。中性点接地可以保持三相电压的基本平衡，防止零序电压的偏移，可供单相电源使用。
安全保护接地。
将电气设备不带电金属与接地体做良好金属连接的接地系统我们称为安全保护接地。具体来说就是用 PE 线将大楼内用电设备和附近的金属构件连接起来。现代化建筑有非常多的设备是要求安全保护接地的：强电设备、弱电设备等。有效的运行安全保护接地是保障人身安全以及非智能设备的必要手段。
屏蔽接地与防静电接地。
防止电磁干扰的最佳保护方法是屏蔽与正确接地：将PE 线与设备外壳相连接；屏蔽管路两端与 PE 线可靠连接是导线屏蔽接地的要求；PE 线要与室内屏蔽更多的可靠连接。在现代建筑中防静电干扰也是相当重要的，人的走步、移动设备在干燥洁净的房间内都是会引起静电的。
直流接地。
智能楼宇内包含着大量的通讯设备、计算机一级大楼自动化设备。而这些设备在运行时都是通过微电位快速进行信息的传递、能量的转换、信号要放大等过程，并且设备往往是通过互联网进行工作。所以在保证其运行的准确性能是，必须需要稳定的供电电源和基准电位。
防雷接地。
智能楼宇有大量电子设备以及布线系统，并且通常耐压等级低，对方干扰要求极高，最怕雷击。不管是受到雷得直击还是反击和串击，都会不同程度损坏干扰到这部分的运行。所以智能楼宇的接地系统都要以防雷接地系统为基础，建立强有力的防雷体系。图 2 为智能楼宇防雷系统示意图。
电气自动化在楼宇智能化中的应用，明显提高了楼宇电气设备的安全运行，这是毋庸置疑的，就以浪涌保护保护器来说：它的的作用是防止导线穿过不同防雷区交界，雷电波入侵产生的电位差损坏设备。按照设备电气保护区域和保护等级划分，可选用不同数值参数的浪涌保护器。
一般来说雷电损害中雷电波侵入导致弱电系统故障占比 60%-80%.电气工程采用多层防护，在线缆处安装电涌保护装置 SPD 进行线路瞬态过呀防护，并且依照图纸不同设备 SPD 电压保护不同：电源线路进入设备时耐冲击电压幅值 6kV,配电线路以及分支线路电压幅值4kV,用电设备 ,特殊保护设备 通流容量按照总雷电流 150kA 来计算，应该将 50%电流分配通过接地系统接地，剩余 50%安装于相线或者中线的浪涌保护器接地，每相线雷电流 19kA,计算的可以知道第一级 SDP通流容量为 .
4 结语。
本文论述了智能楼宇的概念和电气自动化系统，并以浪涌保护器安装效果为例阐述了电气自动化的安全性能。总的来说，电气自动化是未来建筑楼宇设计中的必要条件，保证了楼宇建筑电气设备的安全运行。
