电气自动化控制系统,电气自动化控制技术实训设备
2022-08-29 09:591、电气自动化控制系统的功能及特点
应用电气自动化控制系统进行化工生产的过程中，最为关键的工作就是保证各类回路线路足够安全可靠。本文经过分析，总结了电气自动化控制系统所具有的功能，如表1所示。电气自动化系统功能的发挥必须建立在集中监控方式、远程监控方式和现场总线监控方式的设计支撑上。在生产领域中，生产效率、生产质量直接决定了企业的生产效益，自动化系统的应用，可以将工作人员从枯燥的流水线上解放出来，达到降低人力成本的目的。化工生产领域中，各个生产环节或多或少的都存在一定的危险性，有些存在较大危险隐患的区域，不适合工作人员亲自进入，电气自动化系统的应用可以通过监控和操作设备，代替工作人员。生产实践证明，自动化系统的应用，极大程度的提高了化工企业的生产效率，保障了化工企业的经济效益。电气自动化控制系统的应用，可以为提高化工生产效率提供技术支持，使得生产过程的准确程度和自动化程度都得到有效的提升，同时降低安全事故的发生概率。由此可见，在化工生产中，自动化控制系统具有极高的应用价值。
| 功能 | 说明 |
| 自动控制 | 一旦设备发生故障，系统迅速检测相应的故障，并且及时断开电源 |
| 监视 | 通过应用各类传感器对各种信号进行监听，确保可以更加及时的掌握系统的实时变化情况 |
| 保护 | 一旦发生故障，利用故障检测信号触动保护 |
2、化工生产自动化控制中存在问题
2.1设备原因
随着科技的发展，自动化设备在整个化工行业中得到了较为广泛的应用，这些设备的应用极大程度的提升了化工生产自动化控制水平，目前，自动化设备已经逐渐衍生为化工生产过程极为重要的组成部分。化工生产实践中，如果自动化控制设备的性能发挥得不到有效的保证，不仅会影响化工产品生产质量，还会给化工生产过程的安全性带来严重的影响。因此，在采购化工自动化生产设备的时候，必须严格筛选，尽量选择运行可靠稳定的设备，在实际应用中，也必须严格按照设备说明书操作，提高设备应用的合理性，避免生产资料的浪费，只有这样，才能有效提升化工产品生产质量、提高生产资源利用效率，进一步保障化工行业的经济效益。
2.2人为因素
不管自动化控制系统发展到如何地步，其应用都必须由人员操作和落实，所以，在运行电气化控制系统的过程中，人为因素也会影响电气化控制系统的运行水平。这就要求化工企业必须针对自动化控制系统的应用，加强工作人员知识和技能的培训，针对培训结果，开展定期考核，根据考核情况落实相应的奖惩制度。化工企业在安排岗位的时候，也必须根据工作人员的具体能力进行，只有这样，才能发挥出每一个工作人员的工作效能，进而提高化工生产自动化控制水平。身为工作人员，也要不断强化自身责任意识，努力学习，提高自身专业技能水平，为促进企业健康和谐发展贡献自己的力量。
3、电气自动化控制系统在化工生产中的应用分析
3.1实时做好故障诊断和监测
电气化控制系统应用的基础功能就是通过对生产过程的实时监测，为后续生产提供数据指导和参数支撑。电气自动化控制系统中的数据采集和处理模块，可以实现相关数据的采集和收集，采集到的数据会存储到DCS系统与PLC系统中，系统再利用相应的程序指令，结合实际工况，对系统的运行参数进行调整；数据采集工作完成后，控制系统会利用多项处理和计算，控制在相应的生产设施以最佳的状态运行，真正的实现生产过程的自动化控制。利用数据采集与处理模块，对化工生产过程中所存在的故障进行实时性的监测和诊断，然后采取有效的方法加以解决。如图1所示。具体来说，
故障监测任务主要包括：发现故障，识别故障，诊断故障原因，判断故障幅度，明确故障发生的位置，预测故障的发展趋势，提出合理有效的处理建议。化工生产中，自动化系统可以利用三种方式检测电气自动化设备的故障：（1）实验室设备检测方法：竖线模拟自动化控制设备的运作环境，统计自动化设备运作的时间以及相关参数，为实际生产提供更加准确的、可行性较高的操作指导。
（2）现场设备检测法：根据具体的检修需求，完成在线、停机、脱机检测，同时完成相应的功能性和可靠性检测。（3）特质环境下实验室检测：具体来说就是知道某一种故障可能会发生，然后采取有效的措施排除故障。比如，电话自动化设备运行过程中，出现了温度较高的问题，如果一直未得到有效的解决，就可能给导致设备结构的损坏，严重影响整个化工生产过程。如果利用实时检测数据，做好故障设备的状态分析，然后制定科学有效的检测方案，可以及时有效的彻底消除故障。
3.2有效进行仪表监控
在整个化工生产过程中，仪表监控的应用可以极大程度的提高化工生产过程的安全性。具体的原理就是，操作人员可以根据仪相关数据，了解当前的设备生产状态，及时发现并解决故障类问题。电气自动化控制系统的应用，不仅充分应用了各种继承电路、微处理器以及信息通讯技术，还完成了传统仪表监控设备的优化和改造，构建了更加合理的分布式的控制系统。有效的仪表监控，可以帮助检测人员检测电源、液压源、气源等的运行情况，比如，生产中，一旦出现停电，轻者会导致整个车间发生停电故障，严重的可能会导致设备电源保险烧毁等问题的产生，对于保证化工生产过程的有序性十分不利。而电气自动化系统的应用可以完成更好的完成生产车间的动力电检测，维护整个生产过程的有序性和安全性。
3.3维护紧急停车系统
对于整个化工生产系统来说，紧急停车系统是非常重要的安全维护装置。紧急停车系统运行的原理为：结合实际工况，根据观察化工生产过程中的关键参数，及时发现偏离正常范围的情况，进行紧急停车，避免发生不可挽回的生产事故以及经济损失。经过总结以往的化工生产经验发现，需要紧急停车的情况主要有三种其一：正常停车，以设备定期检修维护为基础，开展有目的。有计划的停车；其二：局部紧急停车，局部设备突发故障，必须紧急停车，查明原因，妥善处理后方可继续运行；其三：全面紧急停车，如果停水、停电、停汽面积较大，为了避免产生较大的影响，必须开展全面紧急停车。设计紧急停车系统的时候，除了保证检测单元、逻辑单元、执行单元的串联关系，还要保证每一个单元的独立性，消除中间不必要的环节，提高整个系统运行的可靠程度。
4、实训设备的推荐及介绍
电气控制实训装置,电气控制实训设备,电气控制实训台整体要求：
本装置可完成"电机学"、"电机与拖动"、"电机控制"、"交直流调速"等课程实验大纲的要求。
二、电气控制实训装置,电气控制实训设备,电气控制实训台功能结构要求：
1、该装置须采用标准配电柜为主体柜进行改造，充分利用该柜双面空间位置，其中一面装有电源控制、交直流电源、测量仪表、变频器、低压电气器件，另一面装有2块可方便拆卸的网孔板；
2、电气控制线路元器件都装在电气柜面板上，配有接线柱子；通过端子学生可自行接线，构建控制系统，具有一定的扩展性；
3、提供过压、过流、漏电保护电路，当如控制柜出现电源异常使系统电压或电流超过保护电路的极限值时，系统立即切断电源，对人身安全起到一定的保护作用；
三、电气控制实训装置,电气控制实训设备,电气控制实训台技术性能要求：
1、输入电压：三相四线制380V±10%50HZ；
2、工作环境：环境温度范围为-5℃～+40℃相对湿度＜85%（25℃）海拔＜2000m；
3、装置容量：不大于1.5KVA；
4、外形尺寸：≥800mm×600mm×1800mm（长宽高）；
5、设备重量：约150Kg；
四、电气控制实训装置,电气控制实训设备,电气控制实训台控制柜配置
（一）柜体：左、右柜壁为双层亚光密纹喷塑结构，双面设计，冷轧钢板、铝质材质；柜子底部设有观察窗口，底部带四个脚轮便于移动。
（二）内部配置模块：内部空间分隔为不同区域，布局合理，所有电气元件接线端子均已引到专用接线柱上，学生通过直接接插进行电路的连接，接近工业实际现场。
1、交、直流电源：直流稳压电源：0-10V，具有短路软截止自动恢复保护功能；设有1只交流电压表、1只交流电流表、电压指示切换开关；控制柜的供电急停按钮和启停开关控制，通过电压指示切换开关可分别指示电网的UUV、UVW、UWU线电压值；装有交流电流表，用来监视负载大小；设有变压器一组，变压器原边根据不同的接线可加220V,也可加380V交流电源，合上开关后，变压器副边即可输出36V、110V、20V、20V、12V、6.3V的交流电压。提供过压、过流、漏电保护，当如控制柜出现电源异常使系统电压或电流超过保护电路的极限值时，系统立即切断电源，对人身安全起到一定的保护作用；
2、仪器仪表：提供交流数字电压表，测量范围为0～500V，三位半数显；直流数字电压表，测量范围为0～500V，三位半数显，精度为0.5级；直流数字电流表，测量范围为0～2A，三位半数显，精度为0.5级；多功能电力仪表，液晶显示，测量三相电流、电压、功率因数，功率等；
3、电气元件：提供三相断路器一只，二相断路器一只，三相电能表一只、互感器三只、熔断器（5A）五只、交流接触器四只（含辅助触头）、热继电器二只、数字式时间继电器二只、按钮开关（常开、常闭）六只、急停按钮一只、行程开关四只、绕线电机调速电阻一组、信号指示灯（红、绿、白、黑）一只、万能转换开关一只、选择按钮二只、交流电压表一只、交流电流表一只、多功能仪表一只等；
4、变频器模块：FR-D720S-0.4KW变频器，具有RS485通信端口，配有变频器通讯电缆；
5、直流调速模块：直流电机调速控制实训组件：由专用驱动模块、隔离电路等装组成；
6、三相异步电机（带速度继电器）：一台，380V、180W；
7、三相异步双速电机：一台，380V、180W；
8、三相线绕式异步电动机电机：一台，380V、180W；
9、直流电动机：一台DC220V、50W；
10、转速表：一台，外置手持式；
11、理线架：一台，钢制结构，尺寸≥1200mm×450mm×1200mm（长宽高）；
12、智能接线系统：整个系统由一台计算机作为主机，最多控制40个智能动力接线板从机，完成自动对每个动力接线板的接线状况进行接线对、错评定，接线数统计，接线板安全通断电控制，练习和考试兼用功能。
五、实训内容要求（不少于以下实验项目）：
一、变频调速技术
1、变频器功能参数设置与操作（面板操作）
2、变频器功能参数设置多段速度选择变频调速
3、多段速度选择变频调速
4、电位器控制变频器外部电压调速
5、基于模拟量方式的变频器闭环调速（控制变频器外部电压）
二、直流电机调速技术
6、直流电机的启停控制
7、直流电机PWM调速
8、直流电机外部电位器调速
三、低压电气实训
9、三相异步电动机接触器自锁控制线路
10、三相异步电动机接触器点动控制线路
11、三相异步电动机的多地控制
12、接触器联锁的正反转控制线路
13、按钮联锁的三相异步电动机接触器正反转控制线路
14、双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路
15、三相线绕式异步电动机电机调速控制线路
16、Y-△启动自动控制线路
17、三相异步电动机反接制动控制线路
18、三相异步电动机的顺序控制
19、工作台自动往返控制线路
20、三相双速异步电机控制接线
21、三相电度表接线
22、电压表、电流表安装电路
23、电流互感器与电流表配用接线
24、万能转换开关和电压表测量电压接线
4、实训设备的推荐及介绍
MYDJ-24电气控制实训装置
本装置可完成"电机学"、"电机与拖动"、"电机控制"、"交直流调速"等课程实验大纲的要求。
二、电气控制实训装置,电气控制实训设备,电气控制实训台功能结构要求：
1、该装置须采用标准配电柜为主体柜进行改造，充分利用该柜双面空间位置，其中一面装有电源控制、交直流电源、测量仪表、变频器、低压电气器件，另一面装有2块可方便拆卸的网孔板；
2、电气控制线路元器件都装在电气柜面板上，配有接线柱子；通过端子学生可自行接线，构建控制系统，具有一定的扩展性；
3、提供过压、过流、漏电保护电路，当如控制柜出现电源异常使系统电压或电流超过保护电路的极限值时，系统立即切断电源，对人身安全起到一定的保护作用；
三、电气控制实训装置,电气控制实训设备,电气控制实训台技术性能要求：
1、输入电压：三相四线制380V±10%50HZ；
2、工作环境：环境温度范围为-5℃～+40℃相对湿度＜85%（25℃）海拔＜2000m；
3、装置容量：不大于1.5KVA；
4、外形尺寸：≥800mm×600mm×1800mm（长宽高）；
5、设备重量：约150Kg；
四、电气控制实训装置,电气控制实训设备,电气控制实训台控制柜配置
（一）柜体：左、右柜壁为双层亚光密纹喷塑结构，双面设计，冷轧钢板、铝质材质；柜子底部设有观察窗口，底部带四个脚轮便于移动。
（二）内部配置模块：内部空间分隔为不同区域，布局合理，所有电气元件接线端子均已引到专用接线柱上，学生通过直接接插进行电路的连接，接近工业实际现场。
1、交、直流电源：直流稳压电源：0-10V，具有短路软截止自动恢复保护功能；设有1只交流电压表、1只交流电流表、电压指示切换开关；控制柜的供电急停按钮和启停开关控制，通过电压指示切换开关可分别指示电网的UUV、UVW、UWU线电压值；装有交流电流表，用来监视负载大小；设有变压器一组，变压器原边根据不同的接线可加220V,也可加380V交流电源，合上开关后，变压器副边即可输出36V、110V、20V、20V、12V、6.3V的交流电压。提供过压、过流、漏电保护，当如控制柜出现电源异常使系统电压或电流超过保护电路的极限值时，系统立即切断电源，对人身安全起到一定的保护作用；
2、仪器仪表：提供交流数字电压表，测量范围为0～500V，三位半数显；直流数字电压表，测量范围为0～500V，三位半数显，精度为0.5级；直流数字电流表，测量范围为0～2A，三位半数显，精度为0.5级；多功能电力仪表，液晶显示，测量三相电流、电压、功率因数，功率等；
3、电气元件：提供三相断路器一只，二相断路器一只，三相电能表一只、互感器三只、熔断器（5A）五只、交流接触器四只（含辅助触头）、热继电器二只、数字式时间继电器二只、按钮开关（常开、常闭）六只、急停按钮一只、行程开关四只、绕线电机调速电阻一组、信号指示灯（红、绿、白、黑）一只、万能转换开关一只、选择按钮二只、交流电压表一只、交流电流表一只、多功能仪表一只等；
4、变频器模块：FR-D720S-0.4KW变频器，具有RS485通信端口，配有变频器通讯电缆；
5、直流调速模块：直流电机调速控制实训组件：由专用驱动模块、隔离电路等装组成；
6、三相异步电机（带速度继电器）：一台，380V、180W；
7、三相异步双速电机：一台，380V、180W；
8、三相线绕式异步电动机电机：一台，380V、180W；
9、直流电动机：一台DC220V、50W；
10、转速表：一台，外置手持式；
11、理线架：一台，钢制结构，尺寸≥1200mm×450mm×1200mm（长宽高）；
12、智能接线系统：整个系统由一台计算机作为主机，最多控制40个智能动力接线板从机，完成自动对每个动力接线板的接线状况进行接线对、错评定，接线数统计，接线板安全通断电控制，练习和考试兼用功能。
五、实训内容要求（不少于以下实验项目）：
一、变频调速技术
1、变频器功能参数设置与操作（面板操作）
2、变频器功能参数设置多段速度选择变频调速
3、多段速度选择变频调速
4、电位器控制变频器外部电压调速
5、基于模拟量方式的变频器闭环调速（控制变频器外部电压）
二、直流电机调速技术
6、直流电机的启停控制
7、直流电机PWM调速
8、直流电机外部电位器调速
三、低压电气实训
9、三相异步电动机接触器自锁控制线路
10、三相异步电动机接触器点动控制线路
11、三相异步电动机的多地控制
12、接触器联锁的正反转控制线路
13、按钮联锁的三相异步电动机接触器正反转控制线路
14、双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路
15、三相线绕式异步电动机电机调速控制线路
16、Y-△启动自动控制线路
17、三相异步电动机反接制动控制线路
18、三相异步电动机的顺序控制
19、工作台自动往返控制线路
20、三相双速异步电机控制接线
21、三相电度表接线
22、电压表、电流表安装电路
23、电流互感器与电流表配用接线
24、万能转换开关和电压表测量电压接线
